電力分配装置
【課題】電力分配装置において、全ての機器に対する電力供給が一斉に遮断されてしまう事態を生じさせることなく、定格を越える電力供給が生ずる虞を低減させる。
【解決手段】本発明に係る電力分配装置２０は、入力レセプタクル２２で受電した電力が供給される複数の出力レセプタクル２１と、出力レセプタクル２１に流れる電流を各々検出する電流検出用トランス２９と、出力レセプタクル２１への電力供給路を駆動状態で構成し非駆動状態で遮断する複数のリレー２４と、リレー２４を駆動する電界効果トランジスタ２８と、電界効果トランジスタ２８を制御する制御装置２７とを備え、制御装置２７は、全ての出力レセプタクル２１の供給電力の総和が許容値を越えていると判定した場合には、負荷機器３０へ電力を供給している出力レセプタクル２１のいずれかに対応するリレー２４を非駆動制御する。
【解決手段】本発明に係る電力分配装置２０は、入力レセプタクル２２で受電した電力が供給される複数の出力レセプタクル２１と、出力レセプタクル２１に流れる電流を各々検出する電流検出用トランス２９と、出力レセプタクル２１への電力供給路を駆動状態で構成し非駆動状態で遮断する複数のリレー２４と、リレー２４を駆動する電界効果トランジスタ２８と、電界効果トランジスタ２８を制御する制御装置２７とを備え、制御装置２７は、全ての出力レセプタクル２１の供給電力の総和が許容値を越えていると判定した場合には、負荷機器３０へ電力を供給している出力レセプタクル２１のいずれかに対応するリレー２４を非駆動制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力を機器に分配する電力分配装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報通信技術の発展により、例えば各種コンピュータ（メインフレーム、サーバー等）やデータ通信装置等が設置されて運用されるＩＤＳ（インターネットデータセンター）等の情報通信設備においては、必要とされる電力量も増大の一途をたどっており、その消費電力の抑制が課題となっている。情報通信設備において各機器に電力を給電するシステムとしては、一般的に交流給電システムが採用されている。交流給電システムにおいては、まず商用交流電力が直流電力に変換され、情報通信設備のＵＰＳ（無停電電源システム）のバッテリに充電される。またその直流電力は、ＡＣ１００〜２００Ｖの交流電力に変換されて各機器に分配される。各機器は、分配された交流電力を直流電力に変換し、さらにその直流電力を所望の電圧の直流電力に変換する。つまり交流給電システムにおいては、合計４回の電力変換が必要になるため、電力変換による電力損失が大きいという課題がある。
【０００３】
近年は、情報通信設備における消費電力を削減するために、高電圧直流給電（ＨＶＤＣ）技術を用いた直流給電システムが注目されつつある。直流給電システムは、商用交流電力を直流電力に変換した後、その直流電力をそのまま各機器に分配するため、電力変換の回数は２回で済むことになる。つまり直流給電システムは、交流給電システムと比較して、電力を変換する回数を少なくすることができるため、電力変換時の損失が減少し、電力の利用効率を向上させることができる（例えば特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１１８１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような給電システムにおいては、電力を各機器に分配する電力分配装置（Power Distribution Unit：ＰＤＵ）が用いられる。一般的に電力分配装置には、受電した電力を複数の機器に分配する複数のレセプタクル（配電部）が設けられている。各機器は、電源ケーブルのプラグを電力分配装置のレセプタクルに接続することによって、電力分配装置から電力の供給を受ける。
【０００６】
従来の電力分配装置は、仕様上の定格を越える電力供給を回避する手段を備えていないため、定格を越える電力供給に起因した異常発熱等が生ずる虞がある。この場合、例えば電力分配装置の受電側にブレーカー等（配線用遮断器）を設ければ、電力分配装置の定格を越える電力供給を回避することができる。しかしながら電力分配装置の受電側にブレーカー等（配線用遮断器）を設けると、電力分配装置の定格を越える電力供給が発生したときに、全ての機器に対する電力供給が一斉に遮断されてしまうことになるため、利便性の面で課題が生ずることになる。
【０００７】
このような状況に鑑み本発明はなされたものであり、その目的は、電力分配装置において、全ての機器に対する電力供給が一斉に遮断されてしまう事態を生じさせることなく、定格を越える電力供給が生ずる虞を低減させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
＜本発明の第１の態様＞
本発明の第１の態様は、電力を受電する受電部と、前記受電部で受電した電力が供給される複数の配電部と、複数の前記配電部に流れる電流を各々検出する電流検出回路と、前記配電部の各々に対応して設けられ、前記受電部で受電した電力の前記配電部への供給路を駆動状態で構成し非駆動状態で遮断する複数のリレーと、前記リレーの各々に対応して設けられ、前記リレーを駆動する複数のリレー駆動回路と、前記リレー駆動回路を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記配電部から機器への電力供給を前記配電部に流れる電流に基づいて前記配電部ごとに検出する手段と、全ての前記配電部の供給電力の総和が許容値を越えているか否かを判定し、全ての前記配電部の供給電力の総和が許容値を越えていると判定した場合には、機器へ電力を供給している前記配電部のいずれかに対応する前記リレーを非駆動制御する手段と、を含む、ことを特徴とした電力分配装置である。
【０００９】
ここで許容値とは、電力分配装置の仕様上の定格電力を越える電力供給が生ずる虞を低減させる観点から定められる閾値であり、例えば電力分配装置の仕様上の定格電力の値又はこれに基づいて定められる一定の値である。
【００１０】
全ての配電部の供給電力の総和は、受電電力の電圧と配電部に流れる電流との積から各配電部の供給電力を求め、これらを合算することによって得ることができる。そして制御装置は、全ての配電部の供給電力の総和が許容値を越えていると判定した場合に、機器へ電力を供給している配電部のいずれかに対応するリレーを非駆動制御する。それによっていずれか一の配電部から機器への電力供給だけが遮断されることになるので、他の配電部に接続されている機器の電力供給を継続しつつ、全ての配電部の供給電力の総和を低下させることができる。したがって全ての機器に対する電力供給が一斉に遮断されてしまう事態を生じさせることなく、全ての配電部の供給電力の総和が許容値を越えない状態を維持することができる。
【００１１】
これにより本発明の第１の態様によれば、電力分配装置において、全ての機器に対する電力供給が一斉に遮断されてしまう事態を生じさせることなく、定格を越える電力供給が生ずる虞を低減させることができるという作用効果が得られる。
【００１２】
＜本発明の第２の態様＞
本発明の第２の態様は、前述した本発明の第１の態様において、前記制御装置は、全ての前記配電部の供給電力の総和が許容値を越えているか否かを定期的に判定する、ことを特徴とした電力分配装置である。
【００１３】
本発明の第２の態様によれば、全ての配電部の供給電力の総和が許容値を越えているか否かを定期的に判定して、全ての配電部の供給電力の総和が許容値を越えない状態を維持するので、定格を越える電力供給が生ずる虞を継続的に低減させることができる。
【００１４】
＜本発明の第３の態様＞
本発明の第３の態様は、前述した本発明の第１の態様又は第２の態様において、前記制御装置は、いずれかの前記配電部において機器への電力供給の開始を検出したことを条件として、全ての前記配電部の供給電力の総和が許容値を越えているか否かを判定し、全ての前記配電部の供給電力の総和が許容値を越えていると判定した場合には、機器への電力供給の開始を検出した前記配電部に対応する前記リレーを非駆動制御する、ことを特徴とした電力分配装置である。
【００１５】
制御装置は、いずれかの配電部において機器への電力供給の開始を検出したときに、全ての配電部の供給電力の総和が許容値を越えているか否かを判定する。つまりいずれかの配電部において機器への電力供給が開始されたことに起因して、全ての配電部の供給電力の総和が許容値を越えるに至ったか否かを判定する。
【００１６】
ここで機器への電力供給の開始とは、例えば配電部に機器が接続されることによって、その配電部から機器への電力供給が開始された場合が該当し、また例えば配電部に接続されている機器の電源スイッチを入れることによって、その配電部から機器への電力供給が開始された場合が該当する。
【００１７】
そして全ての配電部の供給電力の総和が許容値を越えていると判定した場合には、機器への電力供給の開始を検出した配電部に対応するリレーを非駆動制御する。それによって当該配電部から機器への電力供給だけが遮断されることになるので、全ての配電部の供給電力の総和が許容値を越える状態を回避しつつ、他の配電部に接続されている機器への電力供給をそのまま継続することができる。つまり既に電力分配装置から電力が供給されて稼働している状態にある機器に何ら影響を及ぼすことなく、定格を越える電力供給が生ずる虞を低減させることができる。
【００１８】
＜本発明の第４の態様＞
本発明の第４の態様は、前述した本発明の第１〜第３の態様のいずれかにおいて、前記制御装置は、機器への電力供給を検出していない前記配電部に対し、当該配電部に対応する前記リレーの非駆動制御を維持するとともに当該リレーを定期的に一定時間だけ駆動制御する手段をさらに含む、ことを特徴とした電力分配装置である。
このような特徴によれば、機器への電力供給を検出していない配電部は、受電部からの電力供給が遮断された状態が維持されるので、例えば機器が接続されていない配電部に人体や工具等が接触して感電等の事故が生ずる虞を低減させることができる。また受電部からの電力供給が遮断された状態の配電部に対応するリレーを定期的に一定時間だけ駆動制御することによって、そのときに電流が流れるか否かで、その配電部に対する機器の接続を検出することができる。したがって受電部からの電力供給が遮断された状態の配電部に機器が接続されたときに、受電部からその配電部への電力供給を開始して維持することができる。
【００１９】
＜本発明の第５の態様＞
本発明の第５の態様は、前述した本発明の第１〜第４の態様のいずれかにおいて、外部装置と前記制御装置との通信インタフェース機能を有する通信装置をさらに備える、ことを特徴とした電力分配装置である。
このような特徴によれば、前述した本発明の第１〜第４の態様のいずれかによる作用効果に加えて、さらに外部装置からの遠隔操作によって、各配電部から機器への電力供給を個々に制御することが可能になる。
【００２０】
＜本発明の第６の態様＞
本発明の第６の態様は、前述した本発明の第５の態様において、前記制御装置は、外部装置から全リレー駆動要求を受信したことを条件として、時間差をもって複数の前記リレーの駆動制御を順次実行する手段をさらに含む、ことを特徴とした電力分配装置である。
【００２１】
外部装置から全リレー駆動要求を受信して配電部に接続された機器への電力供給を開始するときには、電力供給の開始直後に、その機器への突入電流による大きな電力消費が瞬間的に生ずることがある。そのため仮に複数のリレーを同時に駆動して複数の機器への電力供給を同時に開始した場合、極めて大きな電力消費が瞬間的に発生する可能性があり、例えば受電部へ電力を供給する電源装置（商用交流電力を直流電力に変換する電力変換装置等）が過電流保護機能等によって停止してしまう虞が生ずる。
【００２２】
本発明の第６の態様においては、外部装置から全リレー駆動要求を受信して配電部に接続された機器への電力供給を開始するときに、時間差をもって複数の前記リレーの駆動制御を順次実行するので、極めて大きな電力消費が瞬間的に発生することを未然に防止することができる。したがって本発明の第６の態様によれば、例えば電力分配装置の受電部へ電力を供給する電源装置が過電流保護機能等によって停止してしまう虞を低減させることができるので、それに起因して全ての機器に対する電力供給が一斉に遮断されてしまう虞を低減させることができる。
【００２３】
＜本発明の第７の態様＞
本発明の第７の態様は、前述した本発明の第１〜第６の態様のいずれかにおいて、前記受電部で受電した第１直流電圧の直流電力の電圧を第１直流電圧より低い第２直流電圧に変換する直流電圧変換装置をさらに備え、前記リレー駆動回路は、前記直流電圧変換装置が出力する第２直流電圧で前記リレーを駆動する、ことを特徴とした電力分配装置である。
【００２４】
直流給電システムにおいて機器のプラグを配電部から取り外す際には、その配電部に対応するリレーを非駆動制御し、その配電部への直流電力の供給を遮断した状態で行うことによって、機器のプラグと配電部との間に持続的にアークが発生することを未然に防止することができる。そして受電した直流電力の電圧を第１直流電圧より低い第２直流電圧に変換する直流電圧変換装置を設け、その第２直流電圧でリレーを駆動する構成とすることによって、リレー駆動回路で持続的にアークが発生する虞を低減させることができる。
【００２５】
これにより本発明の第７の態様によれば、直流給電システムにおいて、機器のプラグを配電部から取り外す際に持続的にアークが発生する虞が少ない電力分配装置を提供することができる。
【００２６】
＜本発明の第８の態様＞
本発明の第８の態様は、前述した本発明の第７の態様において、前記リレー駆動回路は、前記制御装置による前記リレーの駆動制御にかかわらず、手動操作によって前記リレーを非駆動状態にするスイッチをさらに含む、ことを特徴とした電力分配装置である。
本発明の第８の態様によれば、機器のプラグを配電部から取り外す際には、その配電部に対応するスイッチを操作し、その配電部に対応するリレーを非駆動状態にしてから行うことによって、機器のプラグと配電部との間に持続的にアークが発生することを未然に防止することができる。
【００２７】
＜本発明の第９の態様＞
本発明の第９の態様は、前述した本発明の第７の態様又は第８の態様において、前記リレー駆動回路は、前記リレーが駆動状態であるときに点灯する表示灯をさらに含む、ことを特徴とした電力分配装置である。
配電部に対する機器のプラグの挿抜を行う操作者は、その配電部に対応するリレーの駆動状態、すなわちその配電部が受電部から直流電力が供給されている状態であるか否かを表示灯で視覚的に確実に認識することができる。したがって本発明の第９の態様によれば、操作者が誤って、直流電力が供給されている配電部から機器のプラグを取り外してしまう虞を低減させることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、電力分配装置において、全ての機器に対する電力供給が一斉に遮断されてしまう事態を生じさせることなく、定格を越える電力供給が生ずる虞を低減させることができるという作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】直流給電システムの概略構成図。
【図２】カバーを外して内部が視認可能な状態の電力分配装置の平面図。
【図３】電力分配装置の正面図。
【図４】電力分配装置の回路図。
【図５】制御装置による配電制御手順の第１実施例を図示したフローチャート。
【図６】制御装置による配電制御手順の第２実施例を図示したフローチャート。
【図７】制御装置による配電制御手順の第３実施例を図示したフローチャート。
【図８】制御装置による配電制御手順の第４実施例を図示したフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
尚、本発明は、以下説明する実施例に特に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【００３１】
＜直流給電システム＞
給電システムの一例としての直流給電システム１００の構成について、図１を参照しながら説明する。
図１は、直流給電システム１００の概略構成図である。
【００３２】
直流給電システム１００は、例えば各種コンピュータ（メインフレーム、サーバー等）やデータ通信装置等が設置されて運用されるＩＤＳ等の情報通信設備に設置される給電システムである。直流給電システム１００は、電源システム１０、電力分配装置（ＰＤＵ）２０及び複数の負荷機器３０で構成されている。
【００３３】
電源システム１０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１、充電器１２、バッテリ１３及びＤＣ−ＤＣコンバータ１４を備えている。
ＡＣ／ＤＣコンバータ１１は、ＡＣ２００Ｖの商用交流電力をＤＣ２５０Ｖ〜４００Ｖの直流電力に変換する電力変換装置である。ＡＣ／ＤＣコンバータ１１が出力する直流電力は、電力分配装置２０へ出力されるとともに、充電器１２へ出力される。充電器１２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１が出力する直流電力の一部をバッテリ１３に充電する。バッテリ１３に充電された電力は、例えば商用交流電力の停電時に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４を介して電力分配装置２０へ出力される。ＤＣ−ＤＣコンバータ１４は、バッテリ１３の出力電圧をＤＣ２５０Ｖ〜４００Ｖに変換して電力分配装置２０へ出力する。
【００３４】
電力分配装置２０は、複数の出力レセプタクル２１を備えており、その複数の出力レセプタクル２１を介して、電源システム１０から受電したＤＣ２５０Ｖ〜４００Ｖの直流電力を複数の負荷機器３０に分配する。電力分配装置２０の構成については後述する。
【００３５】
負荷機器３０は、例えばメインフレームやサーバー等の情報通信装置である。負荷機器３０は、プラグ３１が先端に設けられた電源ケーブル３２及びＤＣ−ＤＣコンバータ３３を備えている。負荷機器３０は、電力分配装置２０の出力レセプタクル２１にプラグ３１を嵌合させることによって、ＤＣ２５０Ｖ〜４００Ｖの直流電力が電源ケーブル３２を介してＤＣ−ＤＣコンバータ３３へ供給される。ＤＣ−ＤＣコンバータ３３は、電力分配装置２０から分配されたＤＣ２５０Ｖ〜４００Ｖの直流電力をその負荷機器３０に対応する直流電圧（例えばＤＣ４８Ｖ）に変換する。負荷機器３０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３３が出力する直流電圧で動作する。
【００３６】
＜電力分配装置（ＰＤＵ）＞
本発明に係る電力分配装置２０の構成について、図２〜図４を参照しながら説明する。
図２は、カバーを外して内部が視認可能な状態の電力分配装置２０の平面図である。図３は、電力分配装置２０の正面図である。図４は、電力分配装置２０の回路図である。
【００３７】
電力分配装置２０は、複数の出力レセプタクル２１、入力レセプタクル２２、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３、複数のリレー２４、複数のスイッチ２５及び複数のＬＥＤ表示灯２６を備えており、これらが筐体２に収容されて構成されている。
【００３８】
「配電部」としての出力レセプタクル２１は、電源システム１０が出力するＤＣ２５０Ｖ〜４００Ｖの直流電力を負荷機器３０へ分配するものであり、負荷機器３０のプラグ３１が嵌合する開口部が筐体２の前面に露出した状態で配設されている。「受電部」としての入力レセプタクル２２は、電源システム１０が出力するＤＣ２５０Ｖ〜４００Ｖの直流電力を受電する。入力レセプタクル２２で受電した直流電力は、複数の出力レセプタクル２１へ供給される。「直流電圧変換装置」としてのＤＣ−ＤＣコンバータ２３は、入力レセプタクル２２で受電したＤＣ２５０Ｖ〜４００Ｖの直流電力の電圧（第１の直流電圧）を、それより低い例えばＤＣ１２Ｖ（第２直流電圧）に変換する。
【００３９】
リレー２４は、複数の出力レセプタクル２１に個々に対応して複数設けられている。リレー２４は、直列に接続された２つの駆動コイルＬ１、Ｌ２、独立した２つの接点ＳＳ１、ＳＳ２を含む。接点ＳＳ１は、出力レセプタクル２１への直流電力供給経路の＋側に直列に接続されている。接点ＳＳ２は、出力レセプタクル２１への直流電力供給経路の−側（ＧＮＤ側）に直列に接続されている。つまりリレー２４は、入力レセプタクル２２で受電したＤＣ２５０Ｖ〜４００Ｖの直流電力の出力レセプタクル２１への供給を接点ＳＳ１、ＳＳ２でＯＮ／ＯＦＦ可能に設けられている。
【００４０】
２つの駆動コイルＬ１、Ｌ２に直流電圧が印加されていない非駆動状態では、リレー２４は、２つの接点ＳＳ１、ＳＳ２が開いてＯＦＦした状態となる。そしてリレー２４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３が出力するＤＣ１２Ｖの直流電圧が２つの駆動コイルＬ１、Ｌ２に印加されることによって駆動され、それによって２つの接点ＳＳ１、ＳＳ２が閉じてＯＮした状態となる。このリレー２４は、接点ＳＳ１、ＳＳ２にアークが発生して接点ＳＳ１、ＳＳ２に損傷等が生ずる虞を低減させる観点から、接点ＳＳ１、ＳＳ２に生ずるアークを消弧する機構を備えた公知の直流高電圧リレーを用いるのが好ましい。
【００４１】
「リレー駆動回路」を構成するスイッチ２５は、複数のリレー２４に個々に対応して複数設けられており、筐体２の前面に露出した状態で手動操作可能に配設されている。スイッチ２５は、リレー２４の駆動コイルＬ２とＤＣ−ＤＣコンバータ２３のＧＮＤ端子との間に直列に接続されている。リレー２４に対するＤＣ−ＤＣコンバータ２３の出力電圧（第２直流電圧：例えばＤＣ１２Ｖ）の印加は、このスイッチ２５を操作することによってＯＮ／ＯＦＦすることができる。つまりスイッチ２５を操作することによって、リレー２４をＯＮ／ＯＦＦすることができ、それによって出力レセプタクル２１への直流電力の供給をＯＮ／ＯＦＦすることができる。
【００４２】
「表示灯」としてのＬＥＤ表示灯２６は、複数のスイッチ２５に個々に対応して複数設けられており、筐体２の前面に露出した状態で点灯状態を前面から視認可能に配設されている。ＬＥＤ表示灯２６は、ＬＥＤ（発光ダイオード）を含み、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３の出力端子の＋側にＬＥＤのアノード端子が接続され、リレー２４の駆動コイルＬ２にＬＥＤのカソード端子が接続されている。つまりＬＥＤ表示灯２６は、スイッチ２５がＯＮされてリレー２４が駆動状態（ＯＮ状態）であるときに点灯する。したがって出力レセプタクル２１に対する負荷機器３０のプラグ３１の挿抜を行う操作者は、リレー２４の駆動状態、すなわちＤＣ２５０Ｖ〜４００Ｖの直流電力が出力レセプタクル２１へ供給されている状態であるか否かをＬＥＤ表示灯２６で視覚的に確実に認識することができる。
【００４３】
このような構成の本発明に係る電力分配装置２０において、出力レセプタクル２１から負荷機器３０のプラグ３１を取り外す際には、スイッチ２５を操作してリレー２４をＯＦＦし、出力レセプタクル２１への直流電力の供給を遮断した状態で行う。それによって出力レセプタクル２１とプラグ３１との間に持続的にアークが発生することを未然に防止することができる。そして本発明に係る電力分配装置２０は、電源システム１０から受電したＤＣ２５０Ｖ〜４００Ｖの直流電力の電圧（第１直流電圧）をより低い例えばＤＣ１２Ｖ（第２直流電圧）に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ２３が設けられており、その低い電圧でリレー２４を駆動する構成となっている。それによってリレー２４をＯＮ／ＯＦＦさせるスイッチ２５で持続的にアークが発生する虞を低減させることができる。
【００４４】
さらに本発明に係る電力分配装置２０は、制御装置２７、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）２８及び電流検出用トランス（カレントトランス）２９を備えており、これらが筐体２に収容されて構成されている。
【００４５】
制御装置２７は、いわゆるマイコン制御装置やＰＬＣ（Programmable Logic Controller：プログラマブル・ロジック・コントローラ）であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）２７１、リレードライバー２７２、通信インタフェース２７３及び電流検出部２７４を含む。
【００４６】
ＣＰＵ２７１は、ＲＯＭ（図示せず）等に予め記憶された制御プログラムを実行する。リレードライバー２７２は、電界効果トランジスタ２８をＯＮ／ＯＦＦしてリレー２４をＯＮ／ＯＦＦする回路である。「通信装置」としての通信インタフェース２７３は、例えばＲＳ２３２Ｃ等のシリアルインタフェース、イーサネット（登録商標）とＴＣＰ／ＩＰプロトコルを用いた有線ＬＡＮ、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠した無線ＬＡＮ、ＡＤＳＬ、光通信回線等により、遠隔地にある外部装置４０と電力分配装置２０制御装置２７との通信インタフェース機能を実現する。電流検出部２７４は、電流検出用トランス２９の出力信号が入力される。
【００４７】
「リレー駆動回路」を構成する電界効果トランジスタ２８は、複数のリレー２４に個々に対応して複数設けられており、リレー２４の駆動コイルＬ２とスイッチ２５との間に直列に接続されている。より具体的には電界効果トランジスタ２８は、ドレイン端子がリレー２４の駆動コイルＬ２に接続され、ソース端子がスイッチ２５に接続され、ゲート端子がリレードライバー２７２に接続されている。リレー２４に対するＤＣ−ＤＣコンバータ２３の出力電圧（例えばＤＣ１２Ｖ）の印加は、スイッチ２５がＯＮ状態（スイッチ２５の接点が構成されている状態）では、この電界効果トランジスタ２８をＯＮ／ＯＦＦ制御することによってＯＮ／ＯＦＦすることができる。つまりスイッチ２５がＯＮ状態のときにおいては、電界効果トランジスタ２８をＯＮ／ＯＦＦ制御することによって、リレー２４をＯＮ／ＯＦＦすることができ、それによって出力レセプタクル２１への直流電力の供給をＯＮ／ＯＦＦすることができる。この電界効果トランジスタ２８は、これに代えて、例えばバイポーラトランジスタ、電磁リレー、ソリッドステートリレー等を用いてもよい。
【００４８】
「電流検出回路」としての電流検出用トランス２９は、複数の出力レセプタクル２１に個々に対応して複数設けられ、リレー２４の接点ＳＳ１と出力レセプタクル２１の＋端子との間の配線に直列に設けられており、出力レセプタクル２１に流れる電流を検出する。この「電流検出回路」は、電流検出用トランス２９に代えて、例えばシャント抵抗器等を用いてもよい。
【００４９】
このような構成の本発明に係る電力分配装置２０は、出力レセプタクル２１への電力供給をＯＮ／ＯＦＦ可能なリレー２４を駆動する電界効果トランジスタ２８が設けられており、さらにリレー駆動回路を制御する制御装置２７を設けられていることによって、種々の条件に応じて出力レセプタクル２１への電力供給のＯＮ／ＯＦＦを自動的に制御することが可能になる。したがって本発明に係る電力分配装置２０によれば、種々の条件に応じて負荷機器３０への配電を自動的にＯＮ／ＯＦＦ制御することができる。
【００５０】
また本発明に必須の構成要素ではないが、本発明に係る電力分配装置２０は、上記説明したように制御装置２７に通信インタフェース２７３を設けるのが好ましい。それによって外部装置４０からの遠隔操作によって負荷機器３０へ配電をＯＮ／ＯＦＦ制御することが可能になる。
【００５１】
さらに制御装置２７は、ＣＰＵ２７１が実行する制御プログラムによって、例えば以下のような制御を実行する。
制御装置２７は、例えば外部装置４０から全リレー駆動要求を受信したことを条件として、時間差をもって複数のリレー２４の駆動制御（リレー２４をＯＮする制御）を順次実行する。より具体的には制御装置２７は、通信インタフェース２７３を介して外部装置４０からの全リレー駆動要求をＣＰＵ２７１が受信したときに、複数のリレー２４を全て同時に駆動せずに、例えば２〜３秒間隔で複数のリレー２４の駆動制御を順次実行する。それによって、リレー２４のＯＮ時に出力レセプタクル２１に突入電流が流れるタイミングを複数の出力レセプタクル２１間でずらすことができる。つまり複数の出力レセプタクル２１に同時に突入電流が流れることを防止することができる。それによって極めて大きな電力消費が瞬間的に発生することを未然に防止することができる。したがって例えば、入力レセプタクル２２へ電力を供給する電源システム１０が過電流保護機能等によって停止してしまう虞を低減させることができるので、それに起因して全ての負荷機器３０に対する電力供給が一斉に遮断されてしまう虞を低減させることができる。
尚、上記の時間差は、任意の時間に設定することができるが、極めて大きな電力消費が瞬間的に発生することを未然に防止する観点から、リレー２４のＯＮ時に出力レセプタクル２１に突入電流が流れる時間を考慮して設定するのが好ましく、例えばリレー２４のＯＮ時に出力レセプタクル２１に突入電流が流れる時間よりも長い時間に設定するのがより好ましい。
【００５２】
＜配電制御の第１実施例＞
制御装置２７による配電制御の第１実施例について、図５を参照しながら説明する。
図５は、制御装置２７による配電制御手順の第１実施例を図示したフローチャートである。
【００５３】
当該フローチャートに図示した手順は、定周期で繰り返し実行される手順である。以下、電力分配装置２０に設けられている出力レセプタクル２１及びリレー２４の数をＮ個とし、出力レセプタクル２１及びこれに対応するリレー２４に各々１〜Ｎの番号を付与して説明することし、後述する配線制御手順の他の実施例についても同様とする。
【００５４】
まず制御装置２７が内部に保持している積算値をリセット（積算値＝０）する（ステップＳ１）。ここで積算値とは、出力レセプタクル２１から負荷機器３０へ供給されている電力を出力レセプタクル２１ごとに検出し、それを積算した値である。この出力レセプタクル２１から負荷機器３０へ供給されている電力は、入力レセプタクル２２が受電している直流電力の電圧（ＤＣ２５０Ｖ〜４００Ｖ）に出力レセプタクル２１に流れる電流を乗算して得ることができる。
【００５５】
つづいて制御装置２７が内部に保持しているカウント値ｎを初期値（ｎ＝１）に設定する（ステップＳ２）。このカウント値ｎは、出力レセプタクル２１及びこれに対応するリレー２４に付与された番号に対応する。
【００５６】
つづいてカウント値ｎに対応する番号のリレー２４（リレー（ｎ））が動作中か否かを判定する（ステップＳ３）。つまりカウント値ｎに対応する番号の出力レセプタクル２１から負荷機器３０へ電力供給がされているか否かを判定する。カウント値ｎに対応する番号のリレー２４が動作中か否かは、当該リレー２４の制御状態又は当該リレー２４に対応する出力レセプタクル２１に電流が流れているか否かで特定することができる。カウント値ｎに対応する番号のリレー２４が動作中でない場合には（ステップＳ３でＮｏ）、そのままカウント値ｎをインクリメント（ｎ＝ｎ＋１）する（ステップＳ７）。
【００５７】
カウント値ｎに対応する番号のリレー２４が動作中である場合には（ステップＳ３でＹｅｓ）、つまりカウント値ｎに対応する出力レセプタクル２１から負荷機器３０へ電力供給がされている場合には、当該リレー２４に対応する出力レセプタクル２１の電力を測定する（ステップＳ４）。つづいて測定した電力値（測定値）と積算値とを合算した電力値が許容電力（許容値）以下か否かを判定する（ステップＳ５）。ここで許容電力は、電力分配装置２０の仕様上の定格電力を越える電力供給が生ずる虞を低減させる観点から定められる閾値であって、例えば電力分配装置２０の仕様上の定格電力の値又はこれに基づいて定められる一定の値であり、後述する配電制御手順の他の実施例についても同様である。
【００５８】
測定値と積算値とを合算した電力値が許容電力以下である場合には（ステップＳ５でＹｅｓ）、その測定値を積算値に積算し（ステップＳ６）、カウント値ｎをインクリメント（ｎ＝ｎ＋１）する（ステップＳ７）。つづいてインクリメント後のカウント値ｎがＮ以下であるか否かを判定する（ステップＳ８）。インクリメント後のカウント値ｎがＮ以下である場合には（ステップＳ８でＹｅｓ）、ステップＳ３へ戻り、インクリメント後のカウント値ｎがＮを越えた時点で（ステップＳ８でＮｏ）、つまり全ての出力レセプタクル２１の供給電力の総和が許容電力以下である場合には、そのまま当該手順を終了する。
【００５９】
他方、ステップＳ５において測定値と積算値とを合算した電力値が許容電力を越えている場合には（ステップＳ５でＮｏ）、すなわちカウント値１〜ｎに対応する番号の出力レセプタクル２１の供給電力の総和が許容電力を越えていると判定した場合には、それ以降の全てのリレー２４を非駆動制御とし（ステップＳ９）、そのまま当該手順を終了する。つまりカウント値ｎ〜Ｎに対応する番号のリレー２４を全て非駆動制御とすることによって、カウント値ｎ〜Ｎに対応する番号の出力レセプタクル２１からの電力供給を遮断する。それによって他の出力レセプタクル２１に接続されている負荷機器３０の電力供給を継続しつつ、全ての出力レセプタクル２１の供給電力の総和を低下させることができる。したがって全ての負荷機器３０に対する電力供給が一斉に遮断されてしまう事態を生じさせることなく、全ての出力レセプタクル２１の供給電力の総和が許容電力を越えない状態を維持することができる。
【００６０】
このようにして本発明によれば、全ての負荷機器３０に対する電力供給が一斉に遮断されてしまう事態を生じさせることなく、定格を越える電力供給が生ずる虞を低減させることができる。
【００６１】
＜配電制御の第２実施例＞
制御装置２７による配電制御の第２実施例について、図６を参照しながら説明する。
図６は、制御装置２７による配電制御手順の第２実施例を図示したフローチャートである。
【００６２】
当該フローチャートに図示した手順は、定周期で繰り返し実行される手順である。またステップＳ１１〜Ｓ１８の手順については、第１実施例のステップＳ１〜Ｓ８（図５）と同じであるため詳細な説明を省略する。
【００６３】
第２実施例の配電制御手順では、ステップＳ１５において測定値と積算値とを合算した電力値が許容電力を越えている場合には（ステップＳ１５でＮｏ）、すなわちカウント値１〜ｎに対応する番号の出力レセプタクル２１の供給電力の総和が許容電力を越えていると判定した場合には、そのときのカウント値ｎに対応するリレー２４（リレー（ｎ））を非駆動制御とする（ステップＳ１９）。つづいてカウント値ｎをインクリメントし（ステップＳ１７）、インクリメント後のカウント値ｎがＮ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１８）。インクリメント後のカウント値ｎがＮ以下である場合には（ステップＳ１８でＹｅｓ）、ステップＳ１３へ戻り、インクリメント後のカウント値ｎがＮを越えた時点で（ステップＳ１８でＮｏ）当該手順を終了する。
【００６４】
つまり第２実施例の配電制御手順は、カウント値１〜ｎに対応する番号の出力レセプタクル２１の供給電力の総和が許容電力を越えていると判定した場合には、そのときのカウント値ｎに対応する番号のリレー２４だけを非駆動制御とすることによって、そのときのカウント値ｎに対応する番号の出力レセプタクル２１からの電力供給だけを遮断する。それによって他の出力レセプタクル２１に接続されている負荷機器３０の電力供給を継続しつつ、全ての出力レセプタクル２１の供給電力の総和を低下させることができる。したがって全ての負荷機器３０に対する電力供給が一斉に遮断されてしまう事態を生じさせることなく、全ての出力レセプタクル２１の供給電力の総和が許容電力を越えない状態を維持することができる。
【００６５】
このようにして本発明によれば、全ての負荷機器３０に対する電力供給が一斉に遮断されてしまう事態を生じさせることなく、定格を越える電力供給が生ずる虞を低減させることができる。
【００６６】
＜配電制御の第３実施例＞
制御装置２７による配電制御の第３実施例について、図７を参照しながら説明する。
図７は、制御装置２７による配電制御手順の第３実施例を図示したフローチャートである。
【００６７】
当該フローチャートに図示した手順は、定周期で繰り返し実行される手順である。
【００６８】
まずいずれかの出力レセプタクル２１から負荷機器３０への電力供給が開始されたか否かを検出する（ステップＳ２１）。ここで負荷機器３０への電力供給の開始とは、例えば出力レセプタクル２１に機器が接続されることによって、その出力レセプタクル２１からその負荷機器３０への電力供給が開始された場合が該当し、また例えば出力レセプタクル２１に接続されている負荷機器３０の電源スイッチを入れることによって、その出力レセプタクル２１からその負荷機器３０への電力供給が開始された場合が該当する。いずれかの出力レセプタクル２１から負荷機器３０への電力供給が開始されたか否かの検出は、例えば、全ての出力レセプタクル２１の電流の有無を毎回検出して記憶し、前回検出時の電流の有無と今回検出時の電流の有無とを対比することによって検出することができる。
【００６９】
いずれかの出力レセプタクル２１から負荷機器３０への電力供給が開始されたことを検出しなかった場合には（ステップＳ２１でＮｏ）、そのまま当該手順を終了する。いずれかの出力レセプタクル２１から負荷機器３０への電力供給が開始されたことを検出した場合には（ステップＳ２１でＹｅｓ）、その出力レセプタクル２１に付与された番号ｘを記憶して保持する。以下、負荷機器３０への電力供給が開始されたことを検出した出力レセプタクル２１をレセプタクル（ｘ）、これに対応するリレー２４をリレー（ｘ）とする。
【００７０】
つづいて制御装置２７が内部に保持している積算値をリセット（積算値＝０）し（ステップＳ２２）、さらに制御装置２７が内部に保持しているカウント値ｎを初期値（ｎ＝１）に設定する（ステップＳ２３）。つづいてカウント値ｎがＮ以下であるか否かを判定する（ステップＳ２４）。
【００７１】
カウント値ｎがＮ以下である場合には（ステップＳ２４でＹｅｓ）、つづいてカウント値ｎに対応する番号のリレー２４（リレー（ｎ））が動作中か否かを判定する（ステップＳ２５）。つまりカウント値ｎに対応する番号の出力レセプタクル２１から負荷機器３０へ電力供給がされているか否かを判定する。カウント値ｎに対応する番号のリレー２４が動作中でない場合には（ステップＳ２５でＮｏ）、そのままカウント値ｎをインクリメント（ｎ＝ｎ＋１）する（ステップＳ２８）。
【００７２】
カウント値ｎに対応する番号のリレー２４が動作中である場合には（ステップＳ２５でＹｅｓ）、つまりカウント値ｎに対応する出力レセプタクル２１から負荷機器３０へ電力供給がされている場合には、当該リレー２４に対応する出力レセプタクル２１の電力を測定し（ステップＳ２６）、その測定値を積算値に積算する（ステップＳ２７）。そしてカウント値ｎをインクリメント（ｎ＝ｎ＋１）し（ステップＳ２８）、ステップＳ２４へ戻る。
【００７３】
インクリメント後のカウント値ｎがＮを越えた場合には（ステップＳ２４でＮｏ）、すなわち全ての出力レセプタクル２１の供給電力の総和となる積算値が得られた時点で、その積算値が許容電力以下か否かを判定する（ステップＳ２９）。つまり出力レセプタクル２１（レセプタクル（ｘ））において負荷機器３０への電力供給が開始されたことに起因して、全ての出力レセプタクル２１の供給電力の総和が許容電力を越えるに至ったか否かを判定する。その積算値が許容電力以下である場合には（ステップＳ２９でＹｅｓ）、そのまま当該手順を終了する。
【００７４】
そしてその積算値が許容電力を越えている場合には（ステップＳ２９でＮｏ）、レセプタクル（ｘ）に対応するリレー２４（リレー（ｘ））を非駆動制御とし（ステップＳ３０）、当該手順を終了する。つまり、負荷機器３０への電力供給が開始されたことを検出した出力レセプタクル２１（レセプタクル（ｘ））からの電力供給を遮断する。それによって全ての出力レセプタクル２１の供給電力の総和が許容電力を越える状態を回避しつつ、他の出力レセプタクル２１に接続されている負荷機器３０への電力供給をそのまま継続することができる。つまり既に電力分配装置２０から電力が供給されて稼働している状態にある負荷機器３０に何ら影響を及ぼすことなく、定格を越える電力供給が生ずる虞を低減させることができる。
【００７５】
このようにして本発明によれば、全ての負荷機器３０に対する電力供給が一斉に遮断されてしまう事態を生じさせることなく、定格を越える電力供給が生ずる虞を低減させることができる。
【００７６】
＜配電制御の第４実施例＞
制御装置２７による配電制御の第４実施例について、図８を参照しながら説明する。
図８は、制御装置２７による配電制御手順の第４実施例を図示したフローチャートである。
【００７７】
当該フローチャートに図示した手順は、定周期で繰り返し実行される手順である。
【００７８】
まず制御装置２７が内部に保持しているカウント値ｎを初期値（ｎ＝１）に設定する（ステップＳ３１）。つづいてカウント値ｎに対応する番号のリレー２４（リレー（ｎ））が動作中か否かを判定する（ステップＳ３２）。つまりカウント値ｎに対応する番号の出力レセプタクル２１から負荷機器３０へ電力供給がされているか否かを判定する。カウント値ｎに対応する番号のリレー２４が動作中である場合には（ステップＳ３２でＹｅｓ）、そのままカウント値ｎをインクリメント（ｎ＝ｎ＋１）する（ステップＳ３５）。
【００７９】
カウント値ｎに対応する番号のリレー２４（リレー（ｎ））が動作中でない場合には（ステップＳ３２でＮｏ）、そのカウント値ｎに対応する番号のリレー２４（リレー（ｎ））を一定時間だけ駆動制御し（ステップＳ３３）、そのカウント値ｎに対応する番号の出力レセプタクル２１から負荷機器３０への電力供給があるか否かを判定する（ステップＳ３４）。カウント値ｎに対応する番号の出力レセプタクル２１から負荷機器３０への電力供給がある場合には（ステップＳ３４でＹｅｓ）、そのままカウント値ｎに対応する番号のリレー２４の駆動制御を維持し、カウント値ｎをインクリメント（ｎ＝ｎ＋１）する（ステップＳ３５）。他方、カウント値ｎに対応する番号の出力レセプタクル２１から負荷機器３０への電力供給がない場合には（ステップＳ３４でＮｏ）、カウント値ｎに対応する番号のリレー２４を非駆動制御とした後（ステップＳ３７）、カウント値ｎをインクリメント（ｎ＝ｎ＋１）する（ステップＳ３５）。
【００８０】
つづいてインクリメント後のカウント値ｎがＮ以下であるか否かを判定する（ステップＳ３６）。インクリメント後のカウント値ｎがＮ以下である場合には（ステップＳ３６でＹｅｓ）、ステップＳ３２へ戻り、インクリメント後のカウント値ｎがＮを越えた時点で（ステップＳ１８でＮｏ）、当該手順を終了する。
【００８１】
当該実施例の配電制御手順によれば、負荷機器３０への電力供給を検出していない出力レセプタクル２１は、入力レセプタクル２２からの電力供給が遮断された状態が維持されるので、例えば負荷機器３０が接続されていない出力レセプタクル２１に人体や工具等が接触して感電等の事故が生ずる虞を低減させることができる。また入力レセプタクル２２からの電力供給が遮断された状態の出力レセプタクル２１に対応するリレー２４を定期的に一定時間だけ駆動制御することによって、そのときに電流が流れるか否かで、その出力レセプタクル２１に対する負荷機器３０の接続を検出することができる。したがって入力レセプタクル２２からの電力供給が遮断された状態の出力レセプタクル２１に負荷機器３０が接続されたときに、入力レセプタクル２２からその出力レセプタクル２１への電力供給を開始して維持することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１０ 電源システム
１１ ＡＣ／ＤＣコンバータ
１２ 充電器
１３ バッテリ
１４ ＤＣ−ＤＣコンバータ
２０ 電力分配装置
２１ 出力レセプタクル
２２ 入力レセプタクル
２３ ＤＣ−ＤＣコンバータ
２４ リレー
２５ スイッチ
２６ 表示灯
２７ 制御装置
２８ 電界効果トランジスタ
２９ 電流検出用トランス
３０ 負荷機器
４０ 外部装置
１００ 直流給電システム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力を機器に分配する電力分配装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報通信技術の発展により、例えば各種コンピュータ（メインフレーム、サーバー等）やデータ通信装置等が設置されて運用されるＩＤＳ（インターネットデータセンター）等の情報通信設備においては、必要とされる電力量も増大の一途をたどっており、その消費電力の抑制が課題となっている。情報通信設備において各機器に電力を給電するシステムとしては、一般的に交流給電システムが採用されている。交流給電システムにおいては、まず商用交流電力が直流電力に変換され、情報通信設備のＵＰＳ（無停電電源システム）のバッテリに充電される。またその直流電力は、ＡＣ１００〜２００Ｖの交流電力に変換されて各機器に分配される。各機器は、分配された交流電力を直流電力に変換し、さらにその直流電力を所望の電圧の直流電力に変換する。つまり交流給電システムにおいては、合計４回の電力変換が必要になるため、電力変換による電力損失が大きいという課題がある。
【０００３】
近年は、情報通信設備における消費電力を削減するために、高電圧直流給電（ＨＶＤＣ）技術を用いた直流給電システムが注目されつつある。直流給電システムは、商用交流電力を直流電力に変換した後、その直流電力をそのまま各機器に分配するため、電力変換の回数は２回で済むことになる。つまり直流給電システムは、交流給電システムと比較して、電力を変換する回数を少なくすることができるため、電力変換時の損失が減少し、電力の利用効率を向上させることができる（例えば特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１１８１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような給電システムにおいては、電力を各機器に分配する電力分配装置（Power Distribution Unit：ＰＤＵ）が用いられる。一般的に電力分配装置には、受電した電力を複数の機器に分配する複数のレセプタクル（配電部）が設けられている。各機器は、電源ケーブルのプラグを電力分配装置のレセプタクルに接続することによって、電力分配装置から電力の供給を受ける。
【０００６】
従来の電力分配装置は、仕様上の定格を越える電力供給を回避する手段を備えていないため、定格を越える電力供給に起因した異常発熱等が生ずる虞がある。この場合、例えば電力分配装置の受電側にブレーカー等（配線用遮断器）を設ければ、電力分配装置の定格を越える電力供給を回避することができる。しかしながら電力分配装置の受電側にブレーカー等（配線用遮断器）を設けると、電力分配装置の定格を越える電力供給が発生したときに、全ての機器に対する電力供給が一斉に遮断されてしまうことになるため、利便性の面で課題が生ずることになる。
【０００７】
このような状況に鑑み本発明はなされたものであり、その目的は、電力分配装置において、全ての機器に対する電力供給が一斉に遮断されてしまう事態を生じさせることなく、定格を越える電力供給が生ずる虞を低減させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
＜本発明の第１の態様＞
本発明の第１の態様は、電力を受電する受電部と、前記受電部で受電した電力が供給される複数の配電部と、複数の前記配電部に流れる電流を各々検出する電流検出回路と、前記配電部の各々に対応して設けられ、前記受電部で受電した電力の前記配電部への供給路を駆動状態で構成し非駆動状態で遮断する複数のリレーと、前記リレーの各々に対応して設けられ、前記リレーを駆動する複数のリレー駆動回路と、前記リレー駆動回路を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記配電部から機器への電力供給を前記配電部に流れる電流に基づいて前記配電部ごとに検出する手段と、全ての前記配電部の供給電力の総和が許容値を越えているか否かを判定し、全ての前記配電部の供給電力の総和が許容値を越えていると判定した場合には、機器へ電力を供給している前記配電部のいずれかに対応する前記リレーを非駆動制御する手段と、を含む、ことを特徴とした電力分配装置である。
【０００９】
ここで許容値とは、電力分配装置の仕様上の定格電力を越える電力供給が生ずる虞を低減させる観点から定められる閾値であり、例えば電力分配装置の仕様上の定格電力の値又はこれに基づいて定められる一定の値である。
【００１０】
全ての配電部の供給電力の総和は、受電電力の電圧と配電部に流れる電流との積から各配電部の供給電力を求め、これらを合算することによって得ることができる。そして制御装置は、全ての配電部の供給電力の総和が許容値を越えていると判定した場合に、機器へ電力を供給している配電部のいずれかに対応するリレーを非駆動制御する。それによっていずれか一の配電部から機器への電力供給だけが遮断されることになるので、他の配電部に接続されている機器の電力供給を継続しつつ、全ての配電部の供給電力の総和を低下させることができる。したがって全ての機器に対する電力供給が一斉に遮断されてしまう事態を生じさせることなく、全ての配電部の供給電力の総和が許容値を越えない状態を維持することができる。
【００１１】
これにより本発明の第１の態様によれば、電力分配装置において、全ての機器に対する電力供給が一斉に遮断されてしまう事態を生じさせることなく、定格を越える電力供給が生ずる虞を低減させることができるという作用効果が得られる。
【００１２】
＜本発明の第２の態様＞
本発明の第２の態様は、前述した本発明の第１の態様において、前記制御装置は、全ての前記配電部の供給電力の総和が許容値を越えているか否かを定期的に判定する、ことを特徴とした電力分配装置である。
【００１３】
本発明の第２の態様によれば、全ての配電部の供給電力の総和が許容値を越えているか否かを定期的に判定して、全ての配電部の供給電力の総和が許容値を越えない状態を維持するので、定格を越える電力供給が生ずる虞を継続的に低減させることができる。
【００１４】
＜本発明の第３の態様＞
本発明の第３の態様は、前述した本発明の第１の態様又は第２の態様において、前記制御装置は、いずれかの前記配電部において機器への電力供給の開始を検出したことを条件として、全ての前記配電部の供給電力の総和が許容値を越えているか否かを判定し、全ての前記配電部の供給電力の総和が許容値を越えていると判定した場合には、機器への電力供給の開始を検出した前記配電部に対応する前記リレーを非駆動制御する、ことを特徴とした電力分配装置である。
【００１５】
制御装置は、いずれかの配電部において機器への電力供給の開始を検出したときに、全ての配電部の供給電力の総和が許容値を越えているか否かを判定する。つまりいずれかの配電部において機器への電力供給が開始されたことに起因して、全ての配電部の供給電力の総和が許容値を越えるに至ったか否かを判定する。
【００１６】
ここで機器への電力供給の開始とは、例えば配電部に機器が接続されることによって、その配電部から機器への電力供給が開始された場合が該当し、また例えば配電部に接続されている機器の電源スイッチを入れることによって、その配電部から機器への電力供給が開始された場合が該当する。
【００１７】
そして全ての配電部の供給電力の総和が許容値を越えていると判定した場合には、機器への電力供給の開始を検出した配電部に対応するリレーを非駆動制御する。それによって当該配電部から機器への電力供給だけが遮断されることになるので、全ての配電部の供給電力の総和が許容値を越える状態を回避しつつ、他の配電部に接続されている機器への電力供給をそのまま継続することができる。つまり既に電力分配装置から電力が供給されて稼働している状態にある機器に何ら影響を及ぼすことなく、定格を越える電力供給が生ずる虞を低減させることができる。
【００１８】
＜本発明の第４の態様＞
本発明の第４の態様は、前述した本発明の第１〜第３の態様のいずれかにおいて、前記制御装置は、機器への電力供給を検出していない前記配電部に対し、当該配電部に対応する前記リレーの非駆動制御を維持するとともに当該リレーを定期的に一定時間だけ駆動制御する手段をさらに含む、ことを特徴とした電力分配装置である。
このような特徴によれば、機器への電力供給を検出していない配電部は、受電部からの電力供給が遮断された状態が維持されるので、例えば機器が接続されていない配電部に人体や工具等が接触して感電等の事故が生ずる虞を低減させることができる。また受電部からの電力供給が遮断された状態の配電部に対応するリレーを定期的に一定時間だけ駆動制御することによって、そのときに電流が流れるか否かで、その配電部に対する機器の接続を検出することができる。したがって受電部からの電力供給が遮断された状態の配電部に機器が接続されたときに、受電部からその配電部への電力供給を開始して維持することができる。
【００１９】
＜本発明の第５の態様＞
本発明の第５の態様は、前述した本発明の第１〜第４の態様のいずれかにおいて、外部装置と前記制御装置との通信インタフェース機能を有する通信装置をさらに備える、ことを特徴とした電力分配装置である。
このような特徴によれば、前述した本発明の第１〜第４の態様のいずれかによる作用効果に加えて、さらに外部装置からの遠隔操作によって、各配電部から機器への電力供給を個々に制御することが可能になる。
【００２０】
＜本発明の第６の態様＞
本発明の第６の態様は、前述した本発明の第５の態様において、前記制御装置は、外部装置から全リレー駆動要求を受信したことを条件として、時間差をもって複数の前記リレーの駆動制御を順次実行する手段をさらに含む、ことを特徴とした電力分配装置である。
【００２１】
外部装置から全リレー駆動要求を受信して配電部に接続された機器への電力供給を開始するときには、電力供給の開始直後に、その機器への突入電流による大きな電力消費が瞬間的に生ずることがある。そのため仮に複数のリレーを同時に駆動して複数の機器への電力供給を同時に開始した場合、極めて大きな電力消費が瞬間的に発生する可能性があり、例えば受電部へ電力を供給する電源装置（商用交流電力を直流電力に変換する電力変換装置等）が過電流保護機能等によって停止してしまう虞が生ずる。
【００２２】
本発明の第６の態様においては、外部装置から全リレー駆動要求を受信して配電部に接続された機器への電力供給を開始するときに、時間差をもって複数の前記リレーの駆動制御を順次実行するので、極めて大きな電力消費が瞬間的に発生することを未然に防止することができる。したがって本発明の第６の態様によれば、例えば電力分配装置の受電部へ電力を供給する電源装置が過電流保護機能等によって停止してしまう虞を低減させることができるので、それに起因して全ての機器に対する電力供給が一斉に遮断されてしまう虞を低減させることができる。
【００２３】
＜本発明の第７の態様＞
本発明の第７の態様は、前述した本発明の第１〜第６の態様のいずれかにおいて、前記受電部で受電した第１直流電圧の直流電力の電圧を第１直流電圧より低い第２直流電圧に変換する直流電圧変換装置をさらに備え、前記リレー駆動回路は、前記直流電圧変換装置が出力する第２直流電圧で前記リレーを駆動する、ことを特徴とした電力分配装置である。
【００２４】
直流給電システムにおいて機器のプラグを配電部から取り外す際には、その配電部に対応するリレーを非駆動制御し、その配電部への直流電力の供給を遮断した状態で行うことによって、機器のプラグと配電部との間に持続的にアークが発生することを未然に防止することができる。そして受電した直流電力の電圧を第１直流電圧より低い第２直流電圧に変換する直流電圧変換装置を設け、その第２直流電圧でリレーを駆動する構成とすることによって、リレー駆動回路で持続的にアークが発生する虞を低減させることができる。
【００２５】
これにより本発明の第７の態様によれば、直流給電システムにおいて、機器のプラグを配電部から取り外す際に持続的にアークが発生する虞が少ない電力分配装置を提供することができる。
【００２６】
＜本発明の第８の態様＞
本発明の第８の態様は、前述した本発明の第７の態様において、前記リレー駆動回路は、前記制御装置による前記リレーの駆動制御にかかわらず、手動操作によって前記リレーを非駆動状態にするスイッチをさらに含む、ことを特徴とした電力分配装置である。
本発明の第８の態様によれば、機器のプラグを配電部から取り外す際には、その配電部に対応するスイッチを操作し、その配電部に対応するリレーを非駆動状態にしてから行うことによって、機器のプラグと配電部との間に持続的にアークが発生することを未然に防止することができる。
【００２７】
＜本発明の第９の態様＞
本発明の第９の態様は、前述した本発明の第７の態様又は第８の態様において、前記リレー駆動回路は、前記リレーが駆動状態であるときに点灯する表示灯をさらに含む、ことを特徴とした電力分配装置である。
配電部に対する機器のプラグの挿抜を行う操作者は、その配電部に対応するリレーの駆動状態、すなわちその配電部が受電部から直流電力が供給されている状態であるか否かを表示灯で視覚的に確実に認識することができる。したがって本発明の第９の態様によれば、操作者が誤って、直流電力が供給されている配電部から機器のプラグを取り外してしまう虞を低減させることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、電力分配装置において、全ての機器に対する電力供給が一斉に遮断されてしまう事態を生じさせることなく、定格を越える電力供給が生ずる虞を低減させることができるという作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】直流給電システムの概略構成図。
【図２】カバーを外して内部が視認可能な状態の電力分配装置の平面図。
【図３】電力分配装置の正面図。
【図４】電力分配装置の回路図。
【図５】制御装置による配電制御手順の第１実施例を図示したフローチャート。
【図６】制御装置による配電制御手順の第２実施例を図示したフローチャート。
【図７】制御装置による配電制御手順の第３実施例を図示したフローチャート。
【図８】制御装置による配電制御手順の第４実施例を図示したフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
尚、本発明は、以下説明する実施例に特に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【００３１】
＜直流給電システム＞
給電システムの一例としての直流給電システム１００の構成について、図１を参照しながら説明する。
図１は、直流給電システム１００の概略構成図である。
【００３２】
直流給電システム１００は、例えば各種コンピュータ（メインフレーム、サーバー等）やデータ通信装置等が設置されて運用されるＩＤＳ等の情報通信設備に設置される給電システムである。直流給電システム１００は、電源システム１０、電力分配装置（ＰＤＵ）２０及び複数の負荷機器３０で構成されている。
【００３３】
電源システム１０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１、充電器１２、バッテリ１３及びＤＣ−ＤＣコンバータ１４を備えている。
ＡＣ／ＤＣコンバータ１１は、ＡＣ２００Ｖの商用交流電力をＤＣ２５０Ｖ〜４００Ｖの直流電力に変換する電力変換装置である。ＡＣ／ＤＣコンバータ１１が出力する直流電力は、電力分配装置２０へ出力されるとともに、充電器１２へ出力される。充電器１２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１が出力する直流電力の一部をバッテリ１３に充電する。バッテリ１３に充電された電力は、例えば商用交流電力の停電時に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４を介して電力分配装置２０へ出力される。ＤＣ−ＤＣコンバータ１４は、バッテリ１３の出力電圧をＤＣ２５０Ｖ〜４００Ｖに変換して電力分配装置２０へ出力する。
【００３４】
電力分配装置２０は、複数の出力レセプタクル２１を備えており、その複数の出力レセプタクル２１を介して、電源システム１０から受電したＤＣ２５０Ｖ〜４００Ｖの直流電力を複数の負荷機器３０に分配する。電力分配装置２０の構成については後述する。
【００３５】
負荷機器３０は、例えばメインフレームやサーバー等の情報通信装置である。負荷機器３０は、プラグ３１が先端に設けられた電源ケーブル３２及びＤＣ−ＤＣコンバータ３３を備えている。負荷機器３０は、電力分配装置２０の出力レセプタクル２１にプラグ３１を嵌合させることによって、ＤＣ２５０Ｖ〜４００Ｖの直流電力が電源ケーブル３２を介してＤＣ−ＤＣコンバータ３３へ供給される。ＤＣ−ＤＣコンバータ３３は、電力分配装置２０から分配されたＤＣ２５０Ｖ〜４００Ｖの直流電力をその負荷機器３０に対応する直流電圧（例えばＤＣ４８Ｖ）に変換する。負荷機器３０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３３が出力する直流電圧で動作する。
【００３６】
＜電力分配装置（ＰＤＵ）＞
本発明に係る電力分配装置２０の構成について、図２〜図４を参照しながら説明する。
図２は、カバーを外して内部が視認可能な状態の電力分配装置２０の平面図である。図３は、電力分配装置２０の正面図である。図４は、電力分配装置２０の回路図である。
【００３７】
電力分配装置２０は、複数の出力レセプタクル２１、入力レセプタクル２２、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３、複数のリレー２４、複数のスイッチ２５及び複数のＬＥＤ表示灯２６を備えており、これらが筐体２に収容されて構成されている。
【００３８】
「配電部」としての出力レセプタクル２１は、電源システム１０が出力するＤＣ２５０Ｖ〜４００Ｖの直流電力を負荷機器３０へ分配するものであり、負荷機器３０のプラグ３１が嵌合する開口部が筐体２の前面に露出した状態で配設されている。「受電部」としての入力レセプタクル２２は、電源システム１０が出力するＤＣ２５０Ｖ〜４００Ｖの直流電力を受電する。入力レセプタクル２２で受電した直流電力は、複数の出力レセプタクル２１へ供給される。「直流電圧変換装置」としてのＤＣ−ＤＣコンバータ２３は、入力レセプタクル２２で受電したＤＣ２５０Ｖ〜４００Ｖの直流電力の電圧（第１の直流電圧）を、それより低い例えばＤＣ１２Ｖ（第２直流電圧）に変換する。
【００３９】
リレー２４は、複数の出力レセプタクル２１に個々に対応して複数設けられている。リレー２４は、直列に接続された２つの駆動コイルＬ１、Ｌ２、独立した２つの接点ＳＳ１、ＳＳ２を含む。接点ＳＳ１は、出力レセプタクル２１への直流電力供給経路の＋側に直列に接続されている。接点ＳＳ２は、出力レセプタクル２１への直流電力供給経路の−側（ＧＮＤ側）に直列に接続されている。つまりリレー２４は、入力レセプタクル２２で受電したＤＣ２５０Ｖ〜４００Ｖの直流電力の出力レセプタクル２１への供給を接点ＳＳ１、ＳＳ２でＯＮ／ＯＦＦ可能に設けられている。
【００４０】
２つの駆動コイルＬ１、Ｌ２に直流電圧が印加されていない非駆動状態では、リレー２４は、２つの接点ＳＳ１、ＳＳ２が開いてＯＦＦした状態となる。そしてリレー２４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３が出力するＤＣ１２Ｖの直流電圧が２つの駆動コイルＬ１、Ｌ２に印加されることによって駆動され、それによって２つの接点ＳＳ１、ＳＳ２が閉じてＯＮした状態となる。このリレー２４は、接点ＳＳ１、ＳＳ２にアークが発生して接点ＳＳ１、ＳＳ２に損傷等が生ずる虞を低減させる観点から、接点ＳＳ１、ＳＳ２に生ずるアークを消弧する機構を備えた公知の直流高電圧リレーを用いるのが好ましい。
【００４１】
「リレー駆動回路」を構成するスイッチ２５は、複数のリレー２４に個々に対応して複数設けられており、筐体２の前面に露出した状態で手動操作可能に配設されている。スイッチ２５は、リレー２４の駆動コイルＬ２とＤＣ−ＤＣコンバータ２３のＧＮＤ端子との間に直列に接続されている。リレー２４に対するＤＣ−ＤＣコンバータ２３の出力電圧（第２直流電圧：例えばＤＣ１２Ｖ）の印加は、このスイッチ２５を操作することによってＯＮ／ＯＦＦすることができる。つまりスイッチ２５を操作することによって、リレー２４をＯＮ／ＯＦＦすることができ、それによって出力レセプタクル２１への直流電力の供給をＯＮ／ＯＦＦすることができる。
【００４２】
「表示灯」としてのＬＥＤ表示灯２６は、複数のスイッチ２５に個々に対応して複数設けられており、筐体２の前面に露出した状態で点灯状態を前面から視認可能に配設されている。ＬＥＤ表示灯２６は、ＬＥＤ（発光ダイオード）を含み、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３の出力端子の＋側にＬＥＤのアノード端子が接続され、リレー２４の駆動コイルＬ２にＬＥＤのカソード端子が接続されている。つまりＬＥＤ表示灯２６は、スイッチ２５がＯＮされてリレー２４が駆動状態（ＯＮ状態）であるときに点灯する。したがって出力レセプタクル２１に対する負荷機器３０のプラグ３１の挿抜を行う操作者は、リレー２４の駆動状態、すなわちＤＣ２５０Ｖ〜４００Ｖの直流電力が出力レセプタクル２１へ供給されている状態であるか否かをＬＥＤ表示灯２６で視覚的に確実に認識することができる。
【００４３】
このような構成の本発明に係る電力分配装置２０において、出力レセプタクル２１から負荷機器３０のプラグ３１を取り外す際には、スイッチ２５を操作してリレー２４をＯＦＦし、出力レセプタクル２１への直流電力の供給を遮断した状態で行う。それによって出力レセプタクル２１とプラグ３１との間に持続的にアークが発生することを未然に防止することができる。そして本発明に係る電力分配装置２０は、電源システム１０から受電したＤＣ２５０Ｖ〜４００Ｖの直流電力の電圧（第１直流電圧）をより低い例えばＤＣ１２Ｖ（第２直流電圧）に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ２３が設けられており、その低い電圧でリレー２４を駆動する構成となっている。それによってリレー２４をＯＮ／ＯＦＦさせるスイッチ２５で持続的にアークが発生する虞を低減させることができる。
【００４４】
さらに本発明に係る電力分配装置２０は、制御装置２７、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）２８及び電流検出用トランス（カレントトランス）２９を備えており、これらが筐体２に収容されて構成されている。
【００４５】
制御装置２７は、いわゆるマイコン制御装置やＰＬＣ（Programmable Logic Controller：プログラマブル・ロジック・コントローラ）であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）２７１、リレードライバー２７２、通信インタフェース２７３及び電流検出部２７４を含む。
【００４６】
ＣＰＵ２７１は、ＲＯＭ（図示せず）等に予め記憶された制御プログラムを実行する。リレードライバー２７２は、電界効果トランジスタ２８をＯＮ／ＯＦＦしてリレー２４をＯＮ／ＯＦＦする回路である。「通信装置」としての通信インタフェース２７３は、例えばＲＳ２３２Ｃ等のシリアルインタフェース、イーサネット（登録商標）とＴＣＰ／ＩＰプロトコルを用いた有線ＬＡＮ、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠した無線ＬＡＮ、ＡＤＳＬ、光通信回線等により、遠隔地にある外部装置４０と電力分配装置２０制御装置２７との通信インタフェース機能を実現する。電流検出部２７４は、電流検出用トランス２９の出力信号が入力される。
【００４７】
「リレー駆動回路」を構成する電界効果トランジスタ２８は、複数のリレー２４に個々に対応して複数設けられており、リレー２４の駆動コイルＬ２とスイッチ２５との間に直列に接続されている。より具体的には電界効果トランジスタ２８は、ドレイン端子がリレー２４の駆動コイルＬ２に接続され、ソース端子がスイッチ２５に接続され、ゲート端子がリレードライバー２７２に接続されている。リレー２４に対するＤＣ−ＤＣコンバータ２３の出力電圧（例えばＤＣ１２Ｖ）の印加は、スイッチ２５がＯＮ状態（スイッチ２５の接点が構成されている状態）では、この電界効果トランジスタ２８をＯＮ／ＯＦＦ制御することによってＯＮ／ＯＦＦすることができる。つまりスイッチ２５がＯＮ状態のときにおいては、電界効果トランジスタ２８をＯＮ／ＯＦＦ制御することによって、リレー２４をＯＮ／ＯＦＦすることができ、それによって出力レセプタクル２１への直流電力の供給をＯＮ／ＯＦＦすることができる。この電界効果トランジスタ２８は、これに代えて、例えばバイポーラトランジスタ、電磁リレー、ソリッドステートリレー等を用いてもよい。
【００４８】
「電流検出回路」としての電流検出用トランス２９は、複数の出力レセプタクル２１に個々に対応して複数設けられ、リレー２４の接点ＳＳ１と出力レセプタクル２１の＋端子との間の配線に直列に設けられており、出力レセプタクル２１に流れる電流を検出する。この「電流検出回路」は、電流検出用トランス２９に代えて、例えばシャント抵抗器等を用いてもよい。
【００４９】
このような構成の本発明に係る電力分配装置２０は、出力レセプタクル２１への電力供給をＯＮ／ＯＦＦ可能なリレー２４を駆動する電界効果トランジスタ２８が設けられており、さらにリレー駆動回路を制御する制御装置２７を設けられていることによって、種々の条件に応じて出力レセプタクル２１への電力供給のＯＮ／ＯＦＦを自動的に制御することが可能になる。したがって本発明に係る電力分配装置２０によれば、種々の条件に応じて負荷機器３０への配電を自動的にＯＮ／ＯＦＦ制御することができる。
【００５０】
また本発明に必須の構成要素ではないが、本発明に係る電力分配装置２０は、上記説明したように制御装置２７に通信インタフェース２７３を設けるのが好ましい。それによって外部装置４０からの遠隔操作によって負荷機器３０へ配電をＯＮ／ＯＦＦ制御することが可能になる。
【００５１】
さらに制御装置２７は、ＣＰＵ２７１が実行する制御プログラムによって、例えば以下のような制御を実行する。
制御装置２７は、例えば外部装置４０から全リレー駆動要求を受信したことを条件として、時間差をもって複数のリレー２４の駆動制御（リレー２４をＯＮする制御）を順次実行する。より具体的には制御装置２７は、通信インタフェース２７３を介して外部装置４０からの全リレー駆動要求をＣＰＵ２７１が受信したときに、複数のリレー２４を全て同時に駆動せずに、例えば２〜３秒間隔で複数のリレー２４の駆動制御を順次実行する。それによって、リレー２４のＯＮ時に出力レセプタクル２１に突入電流が流れるタイミングを複数の出力レセプタクル２１間でずらすことができる。つまり複数の出力レセプタクル２１に同時に突入電流が流れることを防止することができる。それによって極めて大きな電力消費が瞬間的に発生することを未然に防止することができる。したがって例えば、入力レセプタクル２２へ電力を供給する電源システム１０が過電流保護機能等によって停止してしまう虞を低減させることができるので、それに起因して全ての負荷機器３０に対する電力供給が一斉に遮断されてしまう虞を低減させることができる。
尚、上記の時間差は、任意の時間に設定することができるが、極めて大きな電力消費が瞬間的に発生することを未然に防止する観点から、リレー２４のＯＮ時に出力レセプタクル２１に突入電流が流れる時間を考慮して設定するのが好ましく、例えばリレー２４のＯＮ時に出力レセプタクル２１に突入電流が流れる時間よりも長い時間に設定するのがより好ましい。
【００５２】
＜配電制御の第１実施例＞
制御装置２７による配電制御の第１実施例について、図５を参照しながら説明する。
図５は、制御装置２７による配電制御手順の第１実施例を図示したフローチャートである。
【００５３】
当該フローチャートに図示した手順は、定周期で繰り返し実行される手順である。以下、電力分配装置２０に設けられている出力レセプタクル２１及びリレー２４の数をＮ個とし、出力レセプタクル２１及びこれに対応するリレー２４に各々１〜Ｎの番号を付与して説明することし、後述する配線制御手順の他の実施例についても同様とする。
【００５４】
まず制御装置２７が内部に保持している積算値をリセット（積算値＝０）する（ステップＳ１）。ここで積算値とは、出力レセプタクル２１から負荷機器３０へ供給されている電力を出力レセプタクル２１ごとに検出し、それを積算した値である。この出力レセプタクル２１から負荷機器３０へ供給されている電力は、入力レセプタクル２２が受電している直流電力の電圧（ＤＣ２５０Ｖ〜４００Ｖ）に出力レセプタクル２１に流れる電流を乗算して得ることができる。
【００５５】
つづいて制御装置２７が内部に保持しているカウント値ｎを初期値（ｎ＝１）に設定する（ステップＳ２）。このカウント値ｎは、出力レセプタクル２１及びこれに対応するリレー２４に付与された番号に対応する。
【００５６】
つづいてカウント値ｎに対応する番号のリレー２４（リレー（ｎ））が動作中か否かを判定する（ステップＳ３）。つまりカウント値ｎに対応する番号の出力レセプタクル２１から負荷機器３０へ電力供給がされているか否かを判定する。カウント値ｎに対応する番号のリレー２４が動作中か否かは、当該リレー２４の制御状態又は当該リレー２４に対応する出力レセプタクル２１に電流が流れているか否かで特定することができる。カウント値ｎに対応する番号のリレー２４が動作中でない場合には（ステップＳ３でＮｏ）、そのままカウント値ｎをインクリメント（ｎ＝ｎ＋１）する（ステップＳ７）。
【００５７】
カウント値ｎに対応する番号のリレー２４が動作中である場合には（ステップＳ３でＹｅｓ）、つまりカウント値ｎに対応する出力レセプタクル２１から負荷機器３０へ電力供給がされている場合には、当該リレー２４に対応する出力レセプタクル２１の電力を測定する（ステップＳ４）。つづいて測定した電力値（測定値）と積算値とを合算した電力値が許容電力（許容値）以下か否かを判定する（ステップＳ５）。ここで許容電力は、電力分配装置２０の仕様上の定格電力を越える電力供給が生ずる虞を低減させる観点から定められる閾値であって、例えば電力分配装置２０の仕様上の定格電力の値又はこれに基づいて定められる一定の値であり、後述する配電制御手順の他の実施例についても同様である。
【００５８】
測定値と積算値とを合算した電力値が許容電力以下である場合には（ステップＳ５でＹｅｓ）、その測定値を積算値に積算し（ステップＳ６）、カウント値ｎをインクリメント（ｎ＝ｎ＋１）する（ステップＳ７）。つづいてインクリメント後のカウント値ｎがＮ以下であるか否かを判定する（ステップＳ８）。インクリメント後のカウント値ｎがＮ以下である場合には（ステップＳ８でＹｅｓ）、ステップＳ３へ戻り、インクリメント後のカウント値ｎがＮを越えた時点で（ステップＳ８でＮｏ）、つまり全ての出力レセプタクル２１の供給電力の総和が許容電力以下である場合には、そのまま当該手順を終了する。
【００５９】
他方、ステップＳ５において測定値と積算値とを合算した電力値が許容電力を越えている場合には（ステップＳ５でＮｏ）、すなわちカウント値１〜ｎに対応する番号の出力レセプタクル２１の供給電力の総和が許容電力を越えていると判定した場合には、それ以降の全てのリレー２４を非駆動制御とし（ステップＳ９）、そのまま当該手順を終了する。つまりカウント値ｎ〜Ｎに対応する番号のリレー２４を全て非駆動制御とすることによって、カウント値ｎ〜Ｎに対応する番号の出力レセプタクル２１からの電力供給を遮断する。それによって他の出力レセプタクル２１に接続されている負荷機器３０の電力供給を継続しつつ、全ての出力レセプタクル２１の供給電力の総和を低下させることができる。したがって全ての負荷機器３０に対する電力供給が一斉に遮断されてしまう事態を生じさせることなく、全ての出力レセプタクル２１の供給電力の総和が許容電力を越えない状態を維持することができる。
【００６０】
このようにして本発明によれば、全ての負荷機器３０に対する電力供給が一斉に遮断されてしまう事態を生じさせることなく、定格を越える電力供給が生ずる虞を低減させることができる。
【００６１】
＜配電制御の第２実施例＞
制御装置２７による配電制御の第２実施例について、図６を参照しながら説明する。
図６は、制御装置２７による配電制御手順の第２実施例を図示したフローチャートである。
【００６２】
当該フローチャートに図示した手順は、定周期で繰り返し実行される手順である。またステップＳ１１〜Ｓ１８の手順については、第１実施例のステップＳ１〜Ｓ８（図５）と同じであるため詳細な説明を省略する。
【００６３】
第２実施例の配電制御手順では、ステップＳ１５において測定値と積算値とを合算した電力値が許容電力を越えている場合には（ステップＳ１５でＮｏ）、すなわちカウント値１〜ｎに対応する番号の出力レセプタクル２１の供給電力の総和が許容電力を越えていると判定した場合には、そのときのカウント値ｎに対応するリレー２４（リレー（ｎ））を非駆動制御とする（ステップＳ１９）。つづいてカウント値ｎをインクリメントし（ステップＳ１７）、インクリメント後のカウント値ｎがＮ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１８）。インクリメント後のカウント値ｎがＮ以下である場合には（ステップＳ１８でＹｅｓ）、ステップＳ１３へ戻り、インクリメント後のカウント値ｎがＮを越えた時点で（ステップＳ１８でＮｏ）当該手順を終了する。
【００６４】
つまり第２実施例の配電制御手順は、カウント値１〜ｎに対応する番号の出力レセプタクル２１の供給電力の総和が許容電力を越えていると判定した場合には、そのときのカウント値ｎに対応する番号のリレー２４だけを非駆動制御とすることによって、そのときのカウント値ｎに対応する番号の出力レセプタクル２１からの電力供給だけを遮断する。それによって他の出力レセプタクル２１に接続されている負荷機器３０の電力供給を継続しつつ、全ての出力レセプタクル２１の供給電力の総和を低下させることができる。したがって全ての負荷機器３０に対する電力供給が一斉に遮断されてしまう事態を生じさせることなく、全ての出力レセプタクル２１の供給電力の総和が許容電力を越えない状態を維持することができる。
【００６５】
このようにして本発明によれば、全ての負荷機器３０に対する電力供給が一斉に遮断されてしまう事態を生じさせることなく、定格を越える電力供給が生ずる虞を低減させることができる。
【００６６】
＜配電制御の第３実施例＞
制御装置２７による配電制御の第３実施例について、図７を参照しながら説明する。
図７は、制御装置２７による配電制御手順の第３実施例を図示したフローチャートである。
【００６７】
当該フローチャートに図示した手順は、定周期で繰り返し実行される手順である。
【００６８】
まずいずれかの出力レセプタクル２１から負荷機器３０への電力供給が開始されたか否かを検出する（ステップＳ２１）。ここで負荷機器３０への電力供給の開始とは、例えば出力レセプタクル２１に機器が接続されることによって、その出力レセプタクル２１からその負荷機器３０への電力供給が開始された場合が該当し、また例えば出力レセプタクル２１に接続されている負荷機器３０の電源スイッチを入れることによって、その出力レセプタクル２１からその負荷機器３０への電力供給が開始された場合が該当する。いずれかの出力レセプタクル２１から負荷機器３０への電力供給が開始されたか否かの検出は、例えば、全ての出力レセプタクル２１の電流の有無を毎回検出して記憶し、前回検出時の電流の有無と今回検出時の電流の有無とを対比することによって検出することができる。
【００６９】
いずれかの出力レセプタクル２１から負荷機器３０への電力供給が開始されたことを検出しなかった場合には（ステップＳ２１でＮｏ）、そのまま当該手順を終了する。いずれかの出力レセプタクル２１から負荷機器３０への電力供給が開始されたことを検出した場合には（ステップＳ２１でＹｅｓ）、その出力レセプタクル２１に付与された番号ｘを記憶して保持する。以下、負荷機器３０への電力供給が開始されたことを検出した出力レセプタクル２１をレセプタクル（ｘ）、これに対応するリレー２４をリレー（ｘ）とする。
【００７０】
つづいて制御装置２７が内部に保持している積算値をリセット（積算値＝０）し（ステップＳ２２）、さらに制御装置２７が内部に保持しているカウント値ｎを初期値（ｎ＝１）に設定する（ステップＳ２３）。つづいてカウント値ｎがＮ以下であるか否かを判定する（ステップＳ２４）。
【００７１】
カウント値ｎがＮ以下である場合には（ステップＳ２４でＹｅｓ）、つづいてカウント値ｎに対応する番号のリレー２４（リレー（ｎ））が動作中か否かを判定する（ステップＳ２５）。つまりカウント値ｎに対応する番号の出力レセプタクル２１から負荷機器３０へ電力供給がされているか否かを判定する。カウント値ｎに対応する番号のリレー２４が動作中でない場合には（ステップＳ２５でＮｏ）、そのままカウント値ｎをインクリメント（ｎ＝ｎ＋１）する（ステップＳ２８）。
【００７２】
カウント値ｎに対応する番号のリレー２４が動作中である場合には（ステップＳ２５でＹｅｓ）、つまりカウント値ｎに対応する出力レセプタクル２１から負荷機器３０へ電力供給がされている場合には、当該リレー２４に対応する出力レセプタクル２１の電力を測定し（ステップＳ２６）、その測定値を積算値に積算する（ステップＳ２７）。そしてカウント値ｎをインクリメント（ｎ＝ｎ＋１）し（ステップＳ２８）、ステップＳ２４へ戻る。
【００７３】
インクリメント後のカウント値ｎがＮを越えた場合には（ステップＳ２４でＮｏ）、すなわち全ての出力レセプタクル２１の供給電力の総和となる積算値が得られた時点で、その積算値が許容電力以下か否かを判定する（ステップＳ２９）。つまり出力レセプタクル２１（レセプタクル（ｘ））において負荷機器３０への電力供給が開始されたことに起因して、全ての出力レセプタクル２１の供給電力の総和が許容電力を越えるに至ったか否かを判定する。その積算値が許容電力以下である場合には（ステップＳ２９でＹｅｓ）、そのまま当該手順を終了する。
【００７４】
そしてその積算値が許容電力を越えている場合には（ステップＳ２９でＮｏ）、レセプタクル（ｘ）に対応するリレー２４（リレー（ｘ））を非駆動制御とし（ステップＳ３０）、当該手順を終了する。つまり、負荷機器３０への電力供給が開始されたことを検出した出力レセプタクル２１（レセプタクル（ｘ））からの電力供給を遮断する。それによって全ての出力レセプタクル２１の供給電力の総和が許容電力を越える状態を回避しつつ、他の出力レセプタクル２１に接続されている負荷機器３０への電力供給をそのまま継続することができる。つまり既に電力分配装置２０から電力が供給されて稼働している状態にある負荷機器３０に何ら影響を及ぼすことなく、定格を越える電力供給が生ずる虞を低減させることができる。
【００７５】
このようにして本発明によれば、全ての負荷機器３０に対する電力供給が一斉に遮断されてしまう事態を生じさせることなく、定格を越える電力供給が生ずる虞を低減させることができる。
【００７６】
＜配電制御の第４実施例＞
制御装置２７による配電制御の第４実施例について、図８を参照しながら説明する。
図８は、制御装置２７による配電制御手順の第４実施例を図示したフローチャートである。
【００７７】
当該フローチャートに図示した手順は、定周期で繰り返し実行される手順である。
【００７８】
まず制御装置２７が内部に保持しているカウント値ｎを初期値（ｎ＝１）に設定する（ステップＳ３１）。つづいてカウント値ｎに対応する番号のリレー２４（リレー（ｎ））が動作中か否かを判定する（ステップＳ３２）。つまりカウント値ｎに対応する番号の出力レセプタクル２１から負荷機器３０へ電力供給がされているか否かを判定する。カウント値ｎに対応する番号のリレー２４が動作中である場合には（ステップＳ３２でＹｅｓ）、そのままカウント値ｎをインクリメント（ｎ＝ｎ＋１）する（ステップＳ３５）。
【００７９】
カウント値ｎに対応する番号のリレー２４（リレー（ｎ））が動作中でない場合には（ステップＳ３２でＮｏ）、そのカウント値ｎに対応する番号のリレー２４（リレー（ｎ））を一定時間だけ駆動制御し（ステップＳ３３）、そのカウント値ｎに対応する番号の出力レセプタクル２１から負荷機器３０への電力供給があるか否かを判定する（ステップＳ３４）。カウント値ｎに対応する番号の出力レセプタクル２１から負荷機器３０への電力供給がある場合には（ステップＳ３４でＹｅｓ）、そのままカウント値ｎに対応する番号のリレー２４の駆動制御を維持し、カウント値ｎをインクリメント（ｎ＝ｎ＋１）する（ステップＳ３５）。他方、カウント値ｎに対応する番号の出力レセプタクル２１から負荷機器３０への電力供給がない場合には（ステップＳ３４でＮｏ）、カウント値ｎに対応する番号のリレー２４を非駆動制御とした後（ステップＳ３７）、カウント値ｎをインクリメント（ｎ＝ｎ＋１）する（ステップＳ３５）。
【００８０】
つづいてインクリメント後のカウント値ｎがＮ以下であるか否かを判定する（ステップＳ３６）。インクリメント後のカウント値ｎがＮ以下である場合には（ステップＳ３６でＹｅｓ）、ステップＳ３２へ戻り、インクリメント後のカウント値ｎがＮを越えた時点で（ステップＳ１８でＮｏ）、当該手順を終了する。
【００８１】
当該実施例の配電制御手順によれば、負荷機器３０への電力供給を検出していない出力レセプタクル２１は、入力レセプタクル２２からの電力供給が遮断された状態が維持されるので、例えば負荷機器３０が接続されていない出力レセプタクル２１に人体や工具等が接触して感電等の事故が生ずる虞を低減させることができる。また入力レセプタクル２２からの電力供給が遮断された状態の出力レセプタクル２１に対応するリレー２４を定期的に一定時間だけ駆動制御することによって、そのときに電流が流れるか否かで、その出力レセプタクル２１に対する負荷機器３０の接続を検出することができる。したがって入力レセプタクル２２からの電力供給が遮断された状態の出力レセプタクル２１に負荷機器３０が接続されたときに、入力レセプタクル２２からその出力レセプタクル２１への電力供給を開始して維持することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１０ 電源システム
１１ ＡＣ／ＤＣコンバータ
１２ 充電器
１３ バッテリ
１４ ＤＣ−ＤＣコンバータ
２０ 電力分配装置
２１ 出力レセプタクル
２２ 入力レセプタクル
２３ ＤＣ−ＤＣコンバータ
２４ リレー
２５ スイッチ
２６ 表示灯
２７ 制御装置
２８ 電界効果トランジスタ
２９ 電流検出用トランス
３０ 負荷機器
４０ 外部装置
１００ 直流給電システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を受電する受電部と、
前記受電部で受電した電力が供給される複数の配電部と、
複数の前記配電部に流れる電流を各々検出する電流検出回路と、
前記配電部の各々に対応して設けられ、前記受電部で受電した電力の前記配電部への供給路を駆動状態で構成し非駆動状態で遮断する複数のリレーと、
前記リレーの各々に対応して設けられ、前記リレーを駆動する複数のリレー駆動回路と、
前記リレー駆動回路を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記配電部から機器への電力供給を前記配電部に流れる電流に基づいて前記配電部ごとに検出する手段と、
全ての前記配電部の供給電力の総和が許容値を越えているか否かを判定し、全ての前記配電部の供給電力の総和が許容値を越えていると判定した場合には、機器へ電力を供給している前記配電部のいずれかに対応する前記リレーを非駆動制御する手段と、を含む、ことを特徴とした電力分配装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力分配装置において、前記制御装置は、全ての前記配電部の供給電力の総和が許容値を越えているか否かを定期的に判定する、ことを特徴とした電力分配装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電力分配装置において、前記制御装置は、いずれかの前記配電部において機器への電力供給の開始を検出したことを条件として、全ての前記配電部の供給電力の総和が許容値を越えているか否かを判定し、全ての前記配電部の供給電力の総和が許容値を越えていると判定した場合には、機器への電力供給の開始を検出した前記配電部に対応する前記リレーを非駆動制御する、ことを特徴とした電力分配装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の電力分配装置において、前記制御装置は、機器への電力供給を検出していない前記配電部に対し、当該配電部に対応する前記リレーの非駆動制御を維持するとともに当該リレーを定期的に一定時間だけ駆動制御する手段をさらに含む、ことを特徴とした電力分配装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の電力分配装置において、外部装置と前記制御装置との通信インタフェース機能を有する通信装置をさらに備える、ことを特徴とした電力分配装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電力分配装置において、前記制御装置は、外部装置から全リレー駆動要求を受信したことを条件として、時間差をもって複数の前記リレーの駆動制御を順次実行する手段をさらに含む、ことを特徴とした電力分配装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の電力分配装置において、前記受電部で受電した第１直流電圧の直流電力の電圧を第１直流電圧より低い第２直流電圧に変換する直流電圧変換装置をさらに備え、
前記リレー駆動回路は、前記直流電圧変換装置が出力する第２直流電圧で前記リレーを駆動する、ことを特徴とした電力分配装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電力分配装置において、前記リレー駆動回路は、前記制御装置による前記リレーの駆動制御にかかわらず、手動操作によって前記リレーを非駆動状態にするスイッチをさらに含む、ことを特徴とした電力分配装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の電力分配装置において、前記リレー駆動回路は、前記リレーが駆動状態であるときに点灯する表示灯をさらに含む、ことを特徴とした電力分配装置。
【請求項１】
電力を受電する受電部と、
前記受電部で受電した電力が供給される複数の配電部と、
複数の前記配電部に流れる電流を各々検出する電流検出回路と、
前記配電部の各々に対応して設けられ、前記受電部で受電した電力の前記配電部への供給路を駆動状態で構成し非駆動状態で遮断する複数のリレーと、
前記リレーの各々に対応して設けられ、前記リレーを駆動する複数のリレー駆動回路と、
前記リレー駆動回路を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記配電部から機器への電力供給を前記配電部に流れる電流に基づいて前記配電部ごとに検出する手段と、
全ての前記配電部の供給電力の総和が許容値を越えているか否かを判定し、全ての前記配電部の供給電力の総和が許容値を越えていると判定した場合には、機器へ電力を供給している前記配電部のいずれかに対応する前記リレーを非駆動制御する手段と、を含む、ことを特徴とした電力分配装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力分配装置において、前記制御装置は、全ての前記配電部の供給電力の総和が許容値を越えているか否かを定期的に判定する、ことを特徴とした電力分配装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電力分配装置において、前記制御装置は、いずれかの前記配電部において機器への電力供給の開始を検出したことを条件として、全ての前記配電部の供給電力の総和が許容値を越えているか否かを判定し、全ての前記配電部の供給電力の総和が許容値を越えていると判定した場合には、機器への電力供給の開始を検出した前記配電部に対応する前記リレーを非駆動制御する、ことを特徴とした電力分配装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の電力分配装置において、前記制御装置は、機器への電力供給を検出していない前記配電部に対し、当該配電部に対応する前記リレーの非駆動制御を維持するとともに当該リレーを定期的に一定時間だけ駆動制御する手段をさらに含む、ことを特徴とした電力分配装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の電力分配装置において、外部装置と前記制御装置との通信インタフェース機能を有する通信装置をさらに備える、ことを特徴とした電力分配装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電力分配装置において、前記制御装置は、外部装置から全リレー駆動要求を受信したことを条件として、時間差をもって複数の前記リレーの駆動制御を順次実行する手段をさらに含む、ことを特徴とした電力分配装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の電力分配装置において、前記受電部で受電した第１直流電圧の直流電力の電圧を第１直流電圧より低い第２直流電圧に変換する直流電圧変換装置をさらに備え、
前記リレー駆動回路は、前記直流電圧変換装置が出力する第２直流電圧で前記リレーを駆動する、ことを特徴とした電力分配装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電力分配装置において、前記リレー駆動回路は、前記制御装置による前記リレーの駆動制御にかかわらず、手動操作によって前記リレーを非駆動状態にするスイッチをさらに含む、ことを特徴とした電力分配装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の電力分配装置において、前記リレー駆動回路は、前記リレーが駆動状態であるときに点灯する表示灯をさらに含む、ことを特徴とした電力分配装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２４８３３０（Ｐ２０１２−２４８３３０Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１７２６４（Ｐ２０１１−１１７２６４）
【出願日】平成２３年５月２５日（２０１１．５．２５）
【出願人】（５１０２０６２１３）ＦＤＫトワイセル株式会社 (36)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２５日（２０１１．５．２５）
【出願人】（５１０２０６２１３）ＦＤＫトワイセル株式会社 (36)
【Ｆターム（参考）】
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