JP2007151272A - データ通信システムおよび補助電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】停電等によって給電が停止したとき、網制御装置に電源を供給して、遠隔端末装置に通知するとともに、その後の不安定な動作を防ぐ。
【解決手段】補助電源装置５において、ＡＣ電源装置６からの給電が停止したことを停電検知部２９が検知すると、網制御装置３に停電検知信号を送信する。網制御装置３は、遠隔端末装置２に停電の発生を通知する。補助電源装置５では、補助電源部２２の電源を網制御装置３に供給する。電源電圧が所定の電圧まで低下したとき、給電制御部２６は、電源供給を停止して、出力電圧がオンオフすることを防ぐ。
【選択図】図３

Description

本発明は、ガスメータ、水道メータなどの計量装置や警報機あるいはセキュリティ監視を目的とする監視装置といった端末機器と、例えばガス供給会社や警備会社などの遠隔端末（センターサーバ）との間で公衆電話回線やインターネット網等の通信回線を介してデータの送受信を行うデータ通信システムに関する。

近年、ガスメータや水道メータの検針業務の簡易化を目的として、通信回線を利用して計量データを網制御装置を通じてセンターサーバへ送信する自動検針システムが普及している。網制御装置は、主に一般公衆電話回線を利用してセンターサーバとデータ通信を行うので、消費電流が小さい。網制御装置の駆動電源として、電池が使用されている。

ところで、インフラの変化に伴いセンターサーバとの通信に利用する通信回線として、携帯電話網等の無線通信回線を利用する場合がある。この場合、消費電流が大きくなるため、商用電源が用いられる。網制御装置は、商用電源を直流電源に変換するＡＣ電源装置に接続され、商用電源を利用して動作する。

商用電源を利用する場合、停電などにより商用電源からの給電が遮断されると、網制御装置の電源が切れてしまう。遠隔端末装置から端末機器の遠隔制御を実行する際に、網制御装置側において停電が発生していると、遠隔端末装置からの遠隔制御が実行できないだけでなく、遠隔端末装置は、データ通信も行えないので、端末機器や網制御装置の動作不具合の原因がわからない。

このような問題を回避するために、特許文献１や特許文献２に記載されているように、停電時の補助電源として、１次電池が用いられ、電源補償を行うようになっている。すなわち、網制御装置は、１次電池を内蔵して、停電時に１次電池からの電源供給により動作する。
特開平５−２０７１７２号公報 特開平５−１９９６７７号公報

しかしながら、１次電池の使用に関しては、数年単位で使用することや１次電池が切れた場合の電池交換作業を考慮すると、実運用の面で問題となる。一方、センターサーバでは、網制御装置の状態、すなわち動作中／停電中といった状況が明確であればよい。停電中も網制御装置が動作を継続している必然性はない。

そこで、本発明は、上記に鑑み、網制御装置の補助電源に、交換作業等のメンテナンスが不要な電源装置を用い、停電が発生した場合に、網制御装置から遠隔端末装置に停電発生を通知できるデータ通信システムを提供することを目的とする。

本発明は、メイン電源装置からの給電によって動作する網制御装置と遠隔端末装置とが通信回線を通じてデータ通信を行うデータ通信システムにおいて、網制御装置とメイン電源装置との間に、メイン電源装置からの給電が停止したときに電源を供給する補助電源装置が設けられ、補助電源装置は、メイン電源装置からの給電が停止したことを検知すると、網制御装置に給電停止を通知し、網制御装置は、この給電停止を遠隔端末装置に通知するものである。

停電等によってＡＣ電源装置からの給電が停止すると、補助電源装置は、網制御装置に電源を供給する。網制御装置は、この電源供給によって動作する。そこで、網制御装置は、データ通信によって給電停止を遠隔端末装置に通知する。遠隔端末装置は、端末側において停電等の電源異常が発生していることを認識できる。

このように、網制御装置は、遠隔端末装置に通知することができればよい。そのため、補助電源装置は、メイン電源装置からの給電によって電源を蓄える補助電源部を備え、給電停止時に蓄えた電源を網制御装置に供給する。したがって、通知のための動作に必要な最低限の電源を確保できる。これに対応して、網制御装置は、給電停止中、遠隔端末装置への通知以外の動作を禁止する。不要な動作がなくなって、消費電流を抑制でき、補助電源装置からの電源を長時間利用することができる。例えば、網制御装置は、動作状態を表示するための表示部を備え、補助電源装置から給電停止の通知を受けたとき、表示部の動作を停止する。

補助電源装置は、給電停止時に、電源供給中であることを報知する。補助電源装置の動作を確認することができ、しかも現在、停電等の何らかの電源異常が発生していることをユーザに知らせることができる。

ここで、補助電源装置からの電源供給によって、網制御装置は動作する。この動作に伴って、補助電源装置の電源は消費され、電源電圧が低下していく。網制御装置の通信動作等によって、消費電流が変化すると、補助電源装置の電源電圧が変動する。この変動によって、例えば網制御装置では、システム電圧の低下によるリセットが繰り返し起こる。また、補助電源装置では、電源電圧が所定の停止電圧よりも低下して、電源供給が停止し、電源電圧が回復すると、電源供給が再開するといったことを繰り返す。

これらのハンチング動作を防止するために、補助電源装置は、電源供給中に電源電圧が低下したとき、電源電圧の変動によって生じるハンチング動作を防止する電源供給制御手段を備えている。

電源供給制御手段は、電源電圧が所定の停止電圧より低下したとき、電源供給を停止する。電源電圧が停止電圧よりも一回でも下がると、網制御装置への電源供給が停止される。これ以後、電源電圧が回復して停止電圧より高くなっても、網制御装置は動作しない。したがって、網制御装置では、リセットが繰り返されることはない。

電源供給制御手段は、電源電圧が所定の停止電圧より低下したとき、電源供給を停止し、電源電圧が上昇して所定の解除電圧以上になったとき、電源供給を再開するように電源供給を制御する。この解除電圧は、電源電圧の変動のヒステリシス幅が大きくなるように、メイン電源装置から給電するときの給電電圧以上に設定される。

網制御装置の動作に応じて、補助電源装置の電源電圧が変動することを考慮して、解除電圧が決められている。すなわち、解除電圧と停止電圧との差であるヒステリシス幅は、電源電圧の変動幅に対して、十分に余裕がある。そのため、電源電圧は、停止電圧よりも低下した後、回復しても解除電圧を超えることはない。網制御装置への電源供給は停止したままとなる。したがって、補助電源装置は、電源供給の停止、再開を繰り返さない。

電源供給制御手段は、電源電圧が所定の停止電圧より低下したとき、電源供給を停止するとともに、供給用の電源を放電する。すなわち、電源供給制御手段は、電源供給のオンオフを行う給電制御部と、放電を行う放電制御部とを備え、給電制御部からの指令により放電制御部が動作する。

電源電圧が低下したとき、給電制御部により、電源供給が停止されると同時に、放電制御部により、放電が行われる。これによって、電源電圧が急速に低下する。解除電圧と停止電圧との差であるヒステリシス幅を大きくしなくても、電源電圧は解除電圧より高くなることはない。補助電源装置では、網制御装置への電源供給を再開することは起こり得ず、電源供給の停止、再開が繰り返されることはない。

以上のように、網制御装置とメイン電源装置との間に設けられる補助電源装置は、メイン電源装置からの給電が停止したときに、網制御装置に給電停止を通知する通知手段と、電源供給中に電源電圧が低下したとき、電源電圧の変動によって生じるハンチング動作を防止する電源供給制御手段とを備えている。

特に、メイン電源装置からの給電によって電源を蓄える補助電源部を備えるとよい。補助電源に電池を用いたときに起こる種々の問題、例えば電池の寿命やメンテナンスの問題を解消できる。電源供給制御手段は、給電中に補助電源部に充電し、給電停止時に補助電源部からの電源を網制御装置に供給し、この電源供給中に電源電圧が低下したとき、電源供給を停止する。

本発明によると、停電等の電源異常により、給電が停止されたとき、網制御装置は、補助電源により動作して、遠隔端末装置に電源異常の発生を通知することができる。したがって、遠隔端末装置では、端末側での電源異常を認識できる。

また、補助電源装置からの電源供給中に、電源電圧の変動によって、網制御装置あるいは補助電源装置においてハンチング動作が起こるおそれがある。しかし、補助電源装置が電源供給の停止、放電等の電圧供給制御を行うことにより、電源電圧の変動を起こらないようにして、不安定な動作を防止することができる。

本実施形態のデータ通信システムを図１に示す。１はガスや水道などの使用量を測定する計量装置や警報信号を発生する警報機といった端末機器、２は端末機器１を遠隔より制御する遠隔端末装置(センターサーバ)、３は計量装置の計量データや警報機からの警報信号や遠隔端末装置２からの制御信号を処理する網制御装置、４は遠隔端末装置２と網制御装置３間でデータ通信を行う際に使用する通信回線、５は網制御装置３に電源を供給する補助電源装置、６は商用電源を網制御装置３および補助電源装置５が必要とする直流電圧に変換するＡＣ電源装置である。本データ通信システムでは、計量装置、監視装置等の端末機器１から検針データや警報信号を例えばガス供給会社や警備会社に送信したり、自動遠隔操作によって端末機器１から検針データやセキュリティ情報を収集する。

網制御装置３は、図２に示すように、通信回線４を介して遠隔端末装置２とのデータ通信を行う通信インターフェース部１０と、端末機器１とのデータ通信を行う端末インターフェース部１１と、遠隔端末装置２や端末機器１とのデータ通信を行う際に必要となる設定情報や端末機器１からの計量データや警報データを記憶する記憶回路部１２と、網制御装置３の制御状態やデータ通信状態を表示する動作表示部１３と、これらの各部を総合的に制御するとともに、遠隔端末装置２と端末機器１間のデータ通信を制御するシステム制御部１４と、外部から供給される直流電源を内部回路が動作するのに必要な電源電圧へ変換する電源回路部１５とから構成される。

通信インターフェース部１０は、網制御装置３が接続される通信回線４に応じた通信方式によって、データの送受信を行う。通信回線４として一般公衆回線網を利用する場合は、通信インターフェース部１０は、公衆回線接続回路や変復調回路からなるモデム装置とされる。公衆回線には、アナログ公衆回線、ＩＳＤＮ、携帯電話回線などの各種通信網を利用できる。また、通信回線４を利用したインターネット網を通じてデータ通信してもよい。したがって、網制御装置３には、各々の通信回線４に対応したモデム装置あるいはネットワークインターフェースカード（ＮＩＣ）が内蔵される。

端末インターフェース部１１は、網制御装置３に接続されるガスメータ、水道メータ、警報装置などの端末機器１によって規定されている物理インターフェースを担保する通信回路とされる。端末インターフェース部１１を通じて、システム制御部１４は、端末機器１とデータの送受信を行う。

記憶回路部１２は、本システムの制御内容を規定するプログラムコードや遠隔端末装置２とのデータ通信リンクを確立するのに必要となる情報を記憶する。記憶回路部１２としては、フラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリや、システムの処理速度を上げ、システム制御部１４が一時的に保持する必要があるデータを記憶するためにＳＲＡＭやＤＲＡＭなどの揮発性メモリが用いられる。

動作表示部１３は、発光ダイオードと、これをオンオフする駆動素子とからなる。発光ダイオードの点灯、消灯によって、遠隔端末装置２および端末機器１とのデータ通信状態やシステムの電源状態などを表示する。なお、動作表示部１３に、液晶等の平面ディスプレイを用いてもよい。

システム制御部１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有するマイクロコンピュータからなり、遠隔端末装置２および端末機器１とのデータ通信を制御すると共に、動作表示部１３の表示制御やシステム内クロックの制御を行う。

電源回路部１５は、レギュレータ回路やＤＣ／ＤＣ変換回路を備え、ＡＣ電源装置６から供給される直流電源を各部を構成する回路ブロックが必要とする電源電圧へ変換する。

ＡＣ電源装置６は、網制御装置３に対するメイン電源装置であって、プラグを通じて商用電源に接続され、交流電圧を直流電圧に変換する。

補助電源装置５は、ＡＣ電源装置６と網制御装置３との間に介装され、ＡＣ電源装置６からの直流電源を網制御装置３に供給する。さらに、停電、断線、故障等によってＡＣ電源装置６からの電源供給が遮断されて、給電が停止したとき、自己の有する電源を網制御装置３に供給する。

この補助電源装置５は、図３、４に示すように、ＡＣ電源装置６の出力ライン２０へ逆電圧を印加することを防ぐＡＣ電源保護部２１と、ＡＣ電源装置６からの電源供給が遮断されたときに網制御装置３に対して電源供給を行うための電荷を保持する補助電源部２２と、補助電源部２２への充電を行う充電回路部２３と、補助電源部２２への過電圧印加を防止する補助電源保護部２４と、網制御装置３へ直流電源を供給する給電部２５と、給電部２５を制御する給電制御部２６と、補助電源部２２に充電されている電荷を放電する放電回路部２７と、放電回路部２７を制御する放電制御部２８と、ＡＣ電源装置６からの電源供給が遮断されたことを検出する停電検知部２９と、ＡＣ電源装置６からの電源供給が遮断されたことを表示する停電表示部３０とから構成される。

ＡＣ電源保護部２１は、ダイオード２１ａからなり、停電等によりＡＣ電源装置６の出力電圧が低下した際に、ＡＣ電源装置６の出力ライン２０に補助電源部２２が保持している電圧が印加されて、補助電源部２２の電荷が出力ライン２０へ流入することを防ぐ。ＡＣ電源保護部２１により、ＡＣ電源装置６から供給される直流電源の電圧がダイオード２１ａのＶｆ分だけ低下して、網制御装置３に供給される。そこで、ショットキーバリアダイオードのようなＶｆ値の小さいダイオード２１ａを用いるとよい。

補助電源部２２は、電気２重層コンデンサ２２ａからなり、ＡＣ電源装置６からの電源供給が遮断されたとき、網制御装置３に対して電源を供給するのに必要な電荷を蓄える。

充電回路部２３は、ＡＣ電源装置６から供給される直流電源を用いて補助電源部２２の電気２重層コンデンサ２２ａを充電する回路であり、電流制限用の抵抗２３ａにより構成される。本抵抗２３ａにより、補助電源部２２の過充電を防止すると共にＡＣ電源装置６の過負荷を防止することができる。

補助電源保護部２４は、ダイオード２４ａからなり、ＡＣ電源装置６からの直流電源が充電回路部２３を介さず、直接補助電源部２２に印加されることを防止する。補助電源部２２の電気２重層コンデンサ２２ａから網制御装置３に対して電源を供給するとき、本ダイオード２４ａのＶｆ分だけ供給電圧が低下してしまうので、ショットキーバリアダイオードのようなＶｆ値の小さいダイオード２４ａを使用するとよい。これによって、補助電源部２２の電荷を有効活用することが可能となる。

給電部２５は、網制御装置３に接続された電源ライン３１を開閉するスイッチング素子からなり、例えばＰｃｈ−ＦＥＴ２５ａが用いられる。通常は、電源ライン３１を閉状態にして、補助電源装置５から網制御装置３に直流電源を供給する。電源ライン３１を開状態にすると、直流電源の供給が停止される。

給電制御部２６は、電源ライン３１の電圧値を検出する電圧検出回路２６ａと、給電部２５のＰｃｈ−ＦＥＴ２５ａのオンオフ制御を行うトランジスタ２６ｂとを備え、電源ライン３１の電源電圧に応じて給電部２５の動作を制御して、電源供給をオンオフする。電圧検出回路２６ａからの出力信号によって、トランジスタ２６ｂがオンオフがされ、このトランジスタ２６ｂのオンオフに応じてＰｃｈ−ＦＥＴ２５ａがオンオフされる。

すなわち、給電制御部２６は、網制御装置３へ供給する電源電圧、つまり電源ライン３１の電圧値が網制御装置３の要求する電圧値以上であるとき、給電部２５のＰｃｈ−ＦＥＴ２５ａをオンして、網制御装置３へ直流電源を供給する。また、ＡＣ電源装置６からの給電が停止して、補助電源部２２を電源として動作しているときに、電源ライン３１の電圧値が低下し、網制御装置３の要求する電圧値以下になると、給電部２５のＰｃｈ−ＦＥＴ２５ａをオフして、網制御装置３への電源供給を停止する。

放電回路部２７は、電気２重層コンデンサ２２ａに充電された電荷を放電する際に利用され、放電用抵抗２７ａからなる。

放電制御部２８は、補助電源部２２に蓄えられた電荷の放電をオンオフ制御する。放電制御部２８として、スライドスイッチ２８ａが用いられ、このスイッチ２８ａのオンにより、放電回路部２７の抵抗２７ａが接地され、電気２重層コンデンサ２２ａに充電された電荷が放電される。スライドスイッチ２８ａは、給電制御部２６からの指令により動作する。このように、スライドスイッチ２８ａの動作により放電のオンオフを制御すると共に、給電制御部２６のトランジスタ２６ｂも合わせて制御することにより、放電動作中は、網制御装置３への給電を停止することが可能となる。

停電検知部２９は、ＡＣ電源装置６から供給される直流電源の電圧値を検出する電圧検出回路２９ａからなり、停電等によりＡＣ電源装置６からの供給電圧が低下したことを検出すると、網制御装置３に対して停電検出信号を送出する。

停電表示部３０は、発光ダイオード３０ａおよび発光ダイオード駆動用トランジスタ３０ｂから構成される。停電検知部２９の電圧検出回路２９ａの出力信号に応じて、トランジスタ３０ｂが駆動される。トランジスタ３０ｂのオンオフにより、発光ダイオード３０ａが点灯、消灯される。この表示動作により、ＡＣ電源装置６からの電源供給状態を確認することが可能となる。

ここで、放電制御部２８の他の形態として、図５に示すように、Ｐｃｈ−ＦＥＴ２８ｂおよびＰｃｈ−ＦＥＴ制御用のトランジスタ２８ｃにより構成してもよい。なお、図５中、停電検知部２９および停電表示部３０は省略している。このトランジスタ２８ｃは、給電制御部２６からの指令によってオンオフ制御される。トランジスタ２８ｃのオンにより、Ｐｃｈ−ＦＥＴ２８ｂがオンして、補助電源部２２に蓄えられた電源が放電される。

すなわち、停電等によりＡＣ電源装置６からの給電が停止されたとき、補助電源装置５は、補助電源部２２の電気２重層コンデンサ２２ａに充電されている電荷を用いて、網制御装置３に直流電源を供給する。供給している電源電圧が低下した場合、給電制御部２６の動作により、給電部２５のＰｃｈ−ＦＥＴ２５ａがオフされ、網制御装置３への電源供給を停止する。このとき、給電制御部２６は、給電部２５におけるＰｃｈ−ＦＥＴ２５ａのオフを行うと共に、放電制御部２８のトランジスタ２８ｃもオンして、Ｐｃｈ−ＦＥＴ２８ｂをオンする。これによって、網制御装置３への電源供給を停止すると共に、補助電源部２２の電源を放電することができる。

次に、補助電源装置５による給電制御について図６を用いて説明する。通常、補助電源装置５では、給電部２５のＰｃｈ−ＦＥＴ２５ａがオンして、電源ライン３１は閉状態にある。ＡＣ電源装置６からの直流電源は、電源ライン３１を通じて網制御装置３に供給される。このとき、補助電源部２２の電気２重層コンデンサ２２ａは、ＡＣ電源装置６からの直流電源を利用して充電される。

停電などによりＡＣ電源装置６からの電源供給が遮断されると、補助電源装置５では、停電検知部２９が、ＡＣ電源装置６の出力ライン２０での電圧低下を検出して、停電検知信号を網制御装置３に出力する。この停電検知信号の出力に応じて、停電表示部３０が動作し、発光ダイオード３０ａが点灯する。これによって、停電等によりＡＣ電源装置６からの給電が停止していることが報知される。

また、ＡＣ電源装置６からの給電が停止すると同時に、補助電源部２２の電気２重層コンデンサ２２ａに蓄えられている電荷が電源ライン３１に供給される。給電部２５はオン状態を維持され、補助電源部２２の電源を用いて、網制御装置３に対する給電が行われる。網制御装置３は、補助電源装置５から供給される直流電源により動作を継続できる。

網制御装置３は、停電検知信号を受信すると、ＡＣ電源装置６からの給電が停止したことを示すメッセージを作成して、遠隔端末装置２に送信する。遠隔端末装置２は、この通知によりＡＣ電源装置６に停電等の何らかの異常が発生したことを認識できる。したがって、サービスマンを派遣するなどの対策を採り、異常の早期解消を図れる。また、動作していない網制御装置３に対して、データ通信を行う無駄をなくせる。

ところで、網制御装置３は、通常スタンバイモードで動作しており、装置として消費する電流は非常に小さい。上記のような通知を行うためには、遠隔端末装置２とのデータ通信が必要となる。網制御装置３は、データ通信処理を行うためにデータ通信モードへ移行する。データ通信モードに移行すると、消費電流が桁違いに大きくなる。

補助電源部２２に用いられている電気２重層コンデンサ２２ａには、デバイスの構成上、内部抵抗が存在する。そのため、網制御装置３の動作によって負荷電流が増加すると、それに伴い供給電圧のドロップ値が大きくなる。このため、図６（ａ）に示すように、スタンバイモードからデータ通信モードへ移行したとき、補助電源装置５の出力電圧値が、負荷電流の増大に伴い低下する。このとき、網制御装置３において、補助電源装置５からの電源供給によるシステム電圧がリセット電圧を下回ると、システムリセット信号が発生する。網制御装置３は再起動し、スタンバイモードとして動作復帰する。しかし、再度、データ通信モードに移行すると、負荷電流が増加して、補助電源装置５の出力電圧が低下する。再び網制御装置３におけるシステムリセットが発生してしまう。

このような電源電圧の変動によって、システムリセットが繰り返し発生するというハンチング動作が起こる。網制御装置３でのハンチング動作を回避するために、補助電源装置５において、電源供給制御を行う。給電制御部２６は、網制御装置３に供給する直流電源の出力電圧が停止電圧まで低下したとき、網制御装置３への給電を停止する。

給電制御部２６の電圧検出回路２６ａにより、出力電圧が停止電圧より低下したことが検出されると、給電制御部２６は、トランジスタ２６ｂをオンして、給電部２５のＰｃｈ−ＦＥＴ２５ａをオフする。図６（ｂ）に示すように、補助電源装置５からの電源供給が停止されるので、網制御装置３におけるシステム電圧が０となり、網制御装置３は動作を停止する。したがって、網制御装置３において、システムリセットが繰り返し発生することを防止できる。なお、停止電圧は、リセット電圧よりも高く設定されている。これにより、システムリセットが発生する前に、電源供給は停止される。

また、補助電源装置５において、補助電源部２２に用いる電気２重層コンデンサ２２ａには内部抵抗が存在する。網制御装置３への電源供給時に、網制御装置３がスタンバイモードであっても負荷電流が生じる。この負荷電流によって、電源電圧が徐々に低下する。電圧検出回路２６ａが、電源電圧が検知電圧より下がったことを検出すると、給電制御部２６は、網制御装置３への電源供給を停止する。すると、網制御装置３での負荷電流がなくなるので、電源電圧が上昇する。電源電圧が解除電圧より高くなると、給電制御部２６は、電源電圧の供給を再開する。

電圧検出回路２６ａのヒステリシス幅（検知電圧値と解除電圧値との差）が小さいと、図７（ａ）に示すように、補助電源装置５の出力電圧が発振するハンチング動作が起こる。すなわち、補助電源である電気２重層コンデンサ２２ａの電圧低下により、給電制御部２６が網制御装置３への電源供給を停止すると、補助電源装置５の出力電圧は０Ｖとなる。このとき、電気２重層コンデンサ２２ａとしては負荷電流が減るため、（内部抵抗値）×（軽減負荷電流）の分だけ電圧が上昇することになる。このような電源電圧の変動に対して許容できるヒステリシス幅が小さいということは、解除電圧が低く設定されている。そのため、電源供給が停止すると、電気２重層コンデンサ２２ａの電圧は解除電圧を超えてしまう。

そして、電源電圧が解除電圧より高くなると、給電制御部２６は、網制御装置３に対する給電を再開する。再度、電源電圧が検知電圧以下となり、網制御装置３への給電が停止されてしまう。その結果、補助電源装置５の出力電圧のオンオフが繰り返され、発振してしまうことになり、網制御装置３は起動、停止を繰り返すことになる。

そこで、電源電圧の変動に対するヒステリシス幅を大きくする。すなわち、解除電圧を高く設定する。具体的には、解除電圧は、補助電源装置５が網制御装置３に供給できる電源電圧の最大値以上に設定される。この電源電圧の最大値としては、ＡＣ電源装置６から給電される直流電源の電圧値である。したがって、図７（ｂ）に示すように、解除電圧が高くなって、ヒステリシス幅は大きくなる。

補助電源である電気２重層コンデンサ２２ａの電圧の低下に伴って、電源供給が停止されると、網制御装置３の負荷電流がなくなる。すると、電気２重層コンデンサ２２ａの電圧は上昇するが、解除電圧より高くなることはない。以後、電源電圧はほぼ一定値を保ち、変動することはない。そして、電源供給を停止したままに維持されるので、補助電源装置５の出力電圧が発振することはない。したがって、補助電源装置５におけるハンチング動作を防止できる。

特に、補助電源装置５が供給できる電源電圧は時間の経過とともに徐々に低下していき、電源電圧が停止電圧近くまで低下したときに、電源電圧の変動が生じると、出力電圧のオンオフが繰り返される。しかし、上記のようにヒステリシス幅を大きくしておくことにより、電源電圧が一度でも停止電圧よりも下がると、以降、電源供給が再開されることはなく、ハンチング動作は起こり得ない。

上記のハンチング動作を防止する手段として、ハンチング幅を大きくする代わりに、電源供給を停止して、補助電源部２２に蓄えられている電源を放電させるような電源供給制御を行ってもよい。すなわち、給電制御部２６は、電源電圧が停止電圧より低下したとき、給電部２５をオフ動作させるとともに、放電制御部２８をオン動作させる。

図８（ｂ）に示すように、補助電源である電気２重層コンデンサ２２ａの電圧低下により、電源電圧が停止電圧より下がると、給電制御部２６は、給電部２５のＰｃｈ−ＦＥＴ２５ａをオフする。これと同時に、放電制御部２８を動作させる。例えば、図４に示すスライドスイッチ２８ａを動作させて、補助電源部２２を放電用抵抗２７ａを介して接地させる。あるいは、図５に示す放電制御部２８のトランジスタ２８ｃをオンして、Ｐｃｈ−ＦＥＴ２８ｂをオンする。すると、補助電源部２２は、放電用抵抗２７ｃを介して接地する。

これによって、網制御装置３への電源供給が停止すると同時に、電気２重層コンデンサ２２ａの残電荷が放電される。補助電源装置５の電源電圧は上昇することがなくなり、補助電源装置５の出力電圧が発振することを防止できる。

以上のように、停電等によってＡＣ電源装置６からの給電が停止した後、補助電源装置５による電源供給時に、電源電圧の変動に起因する網制御装置３あるいは補助電源装置５での不安定な動作を防止することができる。

ここで、ＡＣ電源装置６、補助電源装置５および網制御装置３を動作させるための電圧の変化を図９に示す。ＡＣ電源装置６のＡＣプラグが商用電源に接続されることにより、ＡＣ電源装置６から補助電源装置５に対する電源供給が開始される。補助電源装置５では、網制御装置３への電源供給を行うと共に、補助電源である電気２重層コンデンサ２２ａの充電が開始される。網制御装置３では、補助電源装置５から供給される電源を用いて、システムを起動し、動作を開始する。一定時間経過すると、補助電源装置５の電気２重層コンデンサ２２ａの充電が完了する。

この状態で停電等により商用電源の遮断が発生すると、ＡＣ電源装置６の出力電圧は０Ｖとなる。すると、補助電源装置５は、電気２重層コンデンサ２２ａに充電されている電荷により網制御装置３に対する給電を継続する。また、補助電源装置５の停電検知部２９が機能し、補助電源装置５は、網制御装置３に対して停電検知信号を送出する。

網制御装置３は、スタンバイモードで動作を継続しているが、停電検知信号を受信すると、停電発生に関する確定処理を実行後、停電の発生を遠隔端末装置２へ通知するためにデータ通信モードへ移行する。網制御装置３は、遠隔端末装置２とのデータ通信リンクを確立し、端末側において停電等の異常が発生したことを通知するデータ通信処理を実行した後、スタンバイモードへ移行する。

補助電源装置５による電源供給中、補助電源である電気２重層コンデンサ２２ａの電荷が徐々に消費されていくため、補助電源装置５の電源電圧は徐々に低下していく。データ通信モードへの移行により、補助電源装置５の電源電圧は一時的に低下して、出力電圧が低下する。しかし、電源電圧は、検知電圧よりも下がらない。すなわち、データ通信動作による電源電圧の低下量と電源電圧の低下速度とに基づいて、データ通信動作に伴って電源電圧が低下しても検知電圧より下がらないように、網制御装置３が遠隔端末装置２に通知するタイミングは決められる。

ここで、商用電源の停電が復帰し、ＡＣ電源装置６への電源供給が再開されると、ＡＣ電源装置６の出力電圧が回復する。補助電源装置５では、ＡＣ電源装置６からの直流電源を網制御装置３に供給する共に、電気２重層コンデンサ２２ａの充電を行う。しかし、商用電源の停電が復帰しない場合、補助電源である電気２重層コンデンサ２２ａの電荷が徐々に消費され、補助電源装置５の電源電圧も徐々に低下していく。

電源電圧が検知電圧まで下がると、網制御装置３への電源供給が停止され、補助電源装置５の出力電圧が０Ｖとなる。網制御装置３のシステム電圧も０Ｖとなる。このとき、電気２重層コンデンサ２２ａにおいて負荷電流の軽減による電圧の上昇に起因する出力電圧の発振を回避するために、電気２重層コンデンサ２２ａの電荷を放電する。これによって、電源電圧も０Ｖとなる。

電源供給が停止した状況において、網制御装置３では、停電等の異常が発生して、動作できないことを遠隔端末装置２に通知する必要がある。そこで、この通知以外の動作を禁止する。これによって、補助電源装置５の電源の不要な消費をなくすことができ、通知するために必要な電源を確保でき、確実に通知することができる。

上記の状況において、補助電源装置５では、網制御装置３が通知のためにデータ通信できるだけの電源を供給できればよい。そのため、補助電源に電気２重層コンデンサ２２ａを用いることができる。このコンデンサ２２ａはバックアップ用電源として一般的に用いられるものであり、コイン型のように小型である。そのため、スペースを必要とせず、補助電源装置５の小型化に寄与する。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。補助電源装置の補助電源として、２次電池を用いてもよい。コンデンサに比べて電池容量が増えるので、網制御装置が通常のデータ通信を行うのに十分な電源電圧を確保できる。そのため、網制御装置は、通常の動作を禁止しなくてすむ。また、ＡＣ電源装置の代わりに、メイン電源装置として、太陽電池、燃料電池、発電機等の利用した自家発電装置を用いてもよい。

本発明のデータ通信システムの全体構成図 網制御装置の概略構成を示すブロック図 補助電源装置の概略構成を示すブロック図 補助電源装置の回路ブロック図 他の形態の補助電源装置の回路ブロック図 給電停止時の電源供給制御を説明するための図であって、（ａ）は従来の場合、（ｂ）は本発明の場合 給電停止時の電源供給制御を説明するための図であって、（ａ）は従来の場合、（ｂ）は本発明の場合 給電停止時の電源供給制御を説明するための図であって、（ａ）は従来の場合、（ｂ）は本発明の場合 ＡＣ電源装置、補助電源装置および網制御装置の電圧変化を示す図

符号の説明

１ 端末機器
２ 遠隔端末装置
３ 網制御装置
４ 通信回線
５ 補助電源装置
６ ＡＣ電源装置
２２ 補助電源部
２３ 充電回路部
２５ 給電部
２６ 給電制御部
２８ 放電制御部
２９ 停電検知部
３０ 停電表示部

Claims (12)

1. メイン電源装置からの給電によって動作する網制御装置と遠隔端末装置とが通信回線を通じてデータ通信を行うデータ通信システムにおいて、網制御装置とメイン電源装置との間に、メイン電源装置からの給電が停止したときに電源を供給する補助電源装置が設けられ、補助電源装置は、メイン電源装置からの給電が停止したことを検知すると、網制御装置に給電停止を通知し、網制御装置は、この給電停止を遠隔端末装置に通知することを特徴とするデータ通信システム。
2. 補助電源装置は、メイン電源装置からの給電によって電源を蓄える補助電源部を備え、給電停止時に補助電源部からの電源を網制御装置に供給することを特徴とする請求項１記載のデータ通信システム。
3. 網制御装置は、動作状態を表示するための表示部を備え、補助電源装置から給電停止の通知を受けたとき、表示部の動作を停止することを特徴とする請求項１または２記載のデータ通信システム。
4. 補助電源装置は、給電停止時に、電源供給中であることを報知することを特徴とする請求項３記載のデータ通信システム。
5. 補助電源装置は、電源供給中に電源電圧が低下したとき、電源電圧の変動によって生じるハンチング動作を防止する電源供給制御手段を備えたことを特徴とする請求項１または２記載のデータ通信システム。
6. 電源供給制御手段は、電源電圧が所定の停止電圧より低下したとき、電源供給を停止することを特徴とする請求項５記載のデータ通信システム。
7. 電源供給制御手段は、電源電圧が所定の停止電圧より低下したとき、電源供給を停止し、電源電圧が上昇して所定の解除電圧以上になったとき、電源供給を再開するように電源供給を制御し、解除電圧は、電源電圧の変動のヒステリシス幅が大きくなるように、メイン電源装置から給電するときの給電電圧以上に設定されたことを特徴とする請求項５記載のデータ通信システム。
8. 電源供給制御手段は、電源電圧が所定の停止電圧より低下したとき、電源供給を停止するとともに、供給用の電源を放電することを特徴とする請求項５記載のデータ通信システム。
9. 電源供給制御手段は、電源供給のオンオフを行う給電制御部と、放電を行う放電制御部とを備え、給電制御部からの指令により放電制御部が動作することを特徴とする請求項８記載のデータ通信システム。
10. 網制御装置は、給電停止中、遠隔端末装置への通知以外の動作を禁止することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のデータ通信システム。
11. メイン電源装置からの給電によって動作する網制御装置と遠隔端末装置とが通信回線を通じてデータ通信を行うデータ通信システムにおいて、網制御装置とメイン電源装置との間に設けられ、メイン電源装置からの給電が停止したときに電源を供給する補助電源装置であって、メイン電源装置からの給電が停止したときに、網制御装置に給電停止を通知する通知手段と、電源供給中に電源電圧が低下したとき、電源電圧の変動によって生じるハンチング動作を防止する電源供給制御手段とを備えたことを特徴とする補助電源装置。
12. メイン電源装置からの給電によって電源を蓄える補助電源部を備え、電源供給制御手段は、給電停止時に補助電源部からの電源を網制御装置に供給し、電源供給中に電源電圧が低下したとき、電源供給を停止することを特徴とする請求項１１記載の補助電源装置。

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