JP2009212962A - 通信システム、通信システムの電源供給方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の機器が接続され同一の電源から機器に電力が供給されるシステムにて、システムにおける消費電流のピーク値を低減できるようにする。
【解決手段】同一の電源からの電力が複数の機器に供給される通信システムにて、受信器の負荷に対して供給する電圧の位相を受信器に応じて複数の異なる位相とするように電圧の位相変換を受信器に指示し、当該指示を受けた受信器が指示に応じて電圧の位相を変換して負荷に対し供給するようにして、システム内の各機器の負荷による消費電流のピークを分散し、システム全体での消費電流のピーク値を低減できるようにする。
【選択図】図２

Description

本発明は、通信システム、通信システムの電源供給方法、及びプログラムに関し、特に同一の電源から複数の機器に電力を供給するシステムに用いて好適なものである。

コンデンサインプット型の電源を搭載した機器は、図１１（Ａ）に示したように、電力を消費する際にコンデンサの充放電に伴い、電圧の絶対値が大きい期間に電流が大きくなる特徴があるため、ピーク電流が観測される。このようなコンデンサインプット型の電源を搭載した機器を複数接続可能なシステムでは、図１１（Ｂ）に示したように電流波形のピーク期間が重なり、接続した機器の数に比例してシステム全体でのピーク電流が高くなって突出したピーク電流が流れてしまう。

つまり、コンデンサインプット型の電源を搭載した機器を負荷として接続している場合には、システム全体として消費電流が平均化せず、電圧の絶対値が大きいときにピーク電流が発生していた。このように消費電流が大きなピークを示すことで、内部抵抗値により電圧降下が発生して機器の動作が不安定になるおそれがある。また、機器に使用する機材や部材もピーク電流に合わせたものとなり、不必要に高価であり、また外形も大きいものを使用することとなってしまう。

従来、機器に供給する電圧の位相を制御する機器が考えられており、例えば、半田ゴテであれば供給する電圧波形の一部を削除して電流を制限することにより半田ゴテの温度管理を行う。また、例えば、コタツやホットプレートなども同様の方式で電流を制御し、温度制御を行っている。しかし、これらは電圧の位相を制御することで電流そのものを制限するものである。また、下記特許文献１には、電圧波形の位相を制御し高調波電流を制御するようにして、大幅な回路変更を行うことなく高調波電流の低減を図った消費電力制御回路が提案されている。

特開平１０−４９２４０号公報

上述したように、同一システム内にコンデンサインプット型の電源を搭載した機器が接続され同一の電源から電力が供給される場合には、システム全体におけるピーク電流が、接続された機器の数量に比例して増大する。システム内の電源周辺の回路等は、システム内に接続された各機器による瞬時的でかつ過大なピーク電流に対しても、仕様及び機能を満足するように設計することが要求される。その結果、平均電流に基づいて設計するよりも各部品の定格、電線の電流容量、及び部品の接触抵抗値など考慮する内容が多大になり負担になる。

また、図１１（Ｃ）に示すように機器をデイジーチェーン接続するシステムにおいて、電力線を用いて電力線搬送通信を行う場合には各機器間の伝送データの非干渉処置を行う必要がある。図１１（Ｃ）において、４０１は送信器であり、４０２、４０３は受信器、４１６、４２６は負荷である。送信器４０１は、コイル４０２、及びデータを送受信するためのトランス４０３を有する。また、受信器４０２（４０３）は、コイル４１２、４１４（４２２、４２４）、及びデータを送受信するためのトランス４１３、４１５（４２３、４２５）を有する。送信器４０１と受信器４１１間の伝送データａと、受信器４１１と受信器４２１間の伝送データｂは、コイル４１２、４１４により分離され互いに非干渉にする。

ここで、伝送を非干渉にするためにデータ伝送の分離を行うコイルには、ノーマルモードコイルを使用することが一般的である。しかし、ノーマルモードコイルは、ある一定以上の電流を流すことで飽和し、コイルとしての役割を果たさなくなってしまう。したがって、コンデンサインプット型の電源を搭載した機器をデイジーチェーン接続して電力線搬送通信を行うシステムでは、電力線搬送の伝送データを分離するためのコイルもピーク電流値において飽和しないコイルを用意する必要がある。これは平均電流で飽和しないコイルよりもかなり大きなコイルになることは当然のことであり、データ伝送分離用のコイルが大きくなりシステムに実装する際に現実的なサイズではなくなる可能性がある。このことは、システム構築において大きな弊害になる。

本発明は、複数の機器が接続され同一の電源から機器に電力が供給されるシステムにて、システムにおける消費電流のピーク値を低減できるようにすることを目的とする。

本発明の通信システムは、送信器と複数の受信器とを有し、同一の電源からの電力を各機器に供給する通信システムであって、前記受信器の負荷に対して供給する電圧の位相変換を指示する指示手段と、前記指示手段からの指示を受けて位相変換信号を生成する信号生成手段と、前記信号生成手段により生成された位相変換信号に基づいて電圧の位相を変換し前記負荷に対して供給する位相変換手段とを備え、前記指示手段は、前記負荷に対して供給する電圧の位相が前記受信器に応じて複数の異なる位相とするように各受信器に指示することを特徴とする。
本発明の通信システムの電源供給方法は、送信器と複数の受信器とを有し、同一の電源からの電力を各機器に供給する通信システムの電源供給方法であって、前記受信器の負荷に対して供給する電圧の位相変換を指示する指示工程と、前記指示工程での指示を受けて位相変換信号を生成する信号生成工程と、前記信号生成工程にて生成された位相変換信号に基づいて電圧の位相を変換し前記負荷に対して供給する位相変換工程とを有し、前記指示工程では、前記負荷に対して供給する電圧の位相が前記受信器に応じて複数の異なる位相とするように各受信器に指示することを特徴とする。
本発明のプログラムは、送信器と複数の受信器とを有し、同一の電源からの電力を各機器に供給する通信システムにて制御を行うコンピュータに、前記受信器の負荷に対して供給する電圧の位相を前記受信器に応じて複数の異なる位相とするように各受信器に電圧の位相変換を指示する指示ステップと、前記指示ステップでの指示を受けて位相変換信号を生成する信号生成ステップと、前記信号生成ステップにて生成された位相変換信号に基づいて電圧の位相を変換し前記負荷に対して供給する位相変換ステップとを実行させることを特徴とする。

本発明によれば、受信器の負荷に対して供給する電圧の位相を受信器に応じて異ならせるように各受信器に電圧の位相変換を指示し、その指示に応じて電圧の位相を変換して負荷に供給する。これにより、システム内の各機器の負荷による消費電流のピークを分散し、システム全体での消費電流のピーク値を低減することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について説明する。

図１は、第１の実施形態に係る通信システムの構成例を示すブロック図である。
図１において、１０１は送信器、１１１、１１２、１１３は受信器、１２１、１２２、１２３は負荷、１０２は電源コンセント、１０３はソース機器である。１３１、１３２、１３３は、送信器１０１と受信器１１１〜１１３を接続し、電源コンセント１０２を介して入力される外部の電源からの電力及びソース機器１０３に蓄積されているコンテンツを受信器１１１〜１１３に供給する電力線である。すなわち、送信器１０１と受信器１１１〜１１３との間では、電力線搬送通信を行っている。１４１、１４２、１４３は受信器１１１〜１１３と負荷１２１〜１２３とを接続し電力を供給する電力線である。ここで、負荷１２１〜１２３は、例えばコンデンサインプット型の電源を有する負荷のような短時間に電流を多量に消費する負荷である。

なお、図１においては、送信器１０１に対して３つの受信器１１１〜１１３がスター状に接続された通信システムを一例として示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、送信器１０１に対して接続される受信器の数は任意である。また、本実施形態では、一例として負荷１２１〜１２３をアンプとし、それに接続されたスピーカからソース機器１０３に蓄積してあるコンテンツが出力されるものとする。

図１に示した通信システムにおいて、送信器１０１は、電源コンセント１０２を介して外部電源から電源が供給される。また、送信器１０１は、ソース機器１０３に蓄積されているコンテンツデータを、受信器１１１〜１１３へ供給する動作電源に多重し、電力線１３１〜１３３を介して受信器１１１〜１１３に送信する。それを受信した各受信器１１１〜１１３は、多重されている動作電源とコンテンツデータを分離し、コンテンツデータを負荷１２１〜１２３であるアンプに送り、アンプに接続されたスピーカより出力する。

図２は、第１の実施形態における送信器及び受信器の構成例を示すブロック図である。なお、受信器１１１〜１１３の構成は同様であるので、図２においては受信器１１１を一例として示している。この図２において、図１に示した構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付している。

送信器１０１は、中央演算部２０１、メモリ２０２、位相制御部２０３、内部電源供給部２０４、電源多重分離部２０５、２０６、及び接続部２０７、２０８を有する。

指示手段である中央演算部２０１は、送信器１０１内の各機能部を総括的に制御するとともに、システム内の受信器１１１〜１１３の制御に係る制御データを出力する。例えば、中央演算部２０１は、受信器１１１〜１１３の負荷１２１〜１２３に対して供給する電圧の位相を異ならせるように各受信器１１１〜１１３に位相変換を指示する。メモリ２０２は、システム内のあらゆる情報を記憶する。位相制御部２０３は、受信器１１１〜１１３に接続されている負荷１２１〜１２３に供給される電圧の位相制御を管理し制御する。内部電源供給部２０４は、電源コンセント１０２より入力される外部の電源を基に、送信器１０１内部の電源を供給する。

電源多重分離部２０５、２０６は、電力と伝送データを多重あるいは分離するものである。電源多重分離部２０５、２０６は、送信器１０１から各受信器１１１〜１１３に供給される電力とソース機器１０３のコンテンツ、及び送信器１０１と各受信器１１１〜１１３間の送受信データを多重し出力する。接続部２０７、２０８は、送信器１０１と受信器を接続する。送信器１０１の接続部２０７、２０８の１つに対して１つの受信器が接続され、例えば、送信器１０１と受信器１１１とが接続部２０７を介して接続され、送信器１０１と図示しない受信器１１２とが接続部２０８を介して接続される。

受信器１１１は、電源多重分離部２２１、内部電源供給部２２２、中央演算部２２３、タイミング生成部２２４、及び位相変換部２２５を有する。

電源多重分離部２２１は、電力と伝送データを多重あるいは分離するものであり、送信器１０１からの多重化されている電力とソース機器１０３のコンテンツ、及び送信器１０１との間の送受信データの分離を行う。内部電源供給部２２２は、電源多重分離部２２１からの電源を基に、受信器１１１内の動作電源を供給する。

中央演算部２２３は、受信器１１１内の各機能部を総括的に制御する。例えば、中央演算部２２３は、電源多重分離部２２１にて分離されたソース機器１０３からのコンテンツ（データ）を負荷１２１であるアンプに送信する。信号生成手段であるタイミング生成部２２４は、中央演算部２２３による制御を基に、負荷１２１であるアンプに供給する電源電圧の位相を変化させるゲート信号（位相変換信号）を生成する。位相変換部２２５は、タイミング生成部２２４で生成されたゲート信号に従って電源電圧の位相を変化させて負荷１２１に供給する。

図３は、コンデンサインプット型の電源を有する負荷１２１の構成例を示す図である。
３０１は全波整流を行うダイオードブリッジ、３０２は充放電の時定数を決定する抵抗、３０３は電源を整流する際に使用するコンデンサ、３０４は電源回路、３０５はアンプ回路、３０６はソース機器１０３からのコンテンツを出力するスピーカである。コンデンサインプット型の電源では、電源を整流する際にコンデンサ３０３の充放電が行われ、コンデンサ３０３を充電することでピーク電流が流れる。

図４は、第１の実施形態における電源電圧の位相制御後の電圧波形及び電流波形の一例を示す図である。上述したようにコンデンサインプット型の電源を有する負荷が接続又は具備された機器を複数接続し、かつそれぞれに電圧の位相が同一の電源が供給される場合には、複数の負荷によるピーク電流が合算されて消費電流のピークが高くなる。

図４に図示したように、（ａ）に示す電圧波形の電源電圧に第１の位相制御を行い、（ｂ）に示すように電源電圧の位相を前に位相変換（前変換）すると、消費電流の電流波形は（ｃ）に示すものとなる。図から明らかなように、第１の位相制御により位相変換した電源電圧を供給した場合には、位相変換を行わない場合に対してピーク電流の流れる時間位置が前側にずれている。

また、（ａ）に示す電圧波形の電源電圧に第２の位相制御を行い、（ｄ）に示すように電源電圧の位相を後に位相変換（後変換）すると、消費電流の電流波形は（ｅ）に示すものとなる。図から明らかなように、第２の位相制御により位相変換した電源電圧を供給した場合には、位相変換を行わない場合、及び第１の位相制御により位相変換を行った場合に対してピーク電流の流れる時間位置が後側にずれている。

したがって、第１の位相制御により位相変換を行った電圧及び第２の位相制御により位相変換を行った電圧を混在させてシステム内の負荷に対して電圧を供給すると、システム全体での消費電流の電流波形は（ｆ）に示すようになる。このように位相を異ならせて電圧を供給することで負荷によるピーク電流が時間的に分散され、位相が同一の電源が供給される場合と比較してシステム全体での消費電流のピーク値を低減することができる。

上述のように負荷によるピーク電流を時間的に分散させるための動作について、図５を参照して説明する。以下の説明では、送信器１０１の第１の接続部２０７に受信器１１１が接続され、第２の接続部２０８に受信器１１２が接続されているものとする。

受信器１１１、１１２への電源供給は、送信器１０１の電源コンセント１０２から各接続部２０７、２０８及び電力線１３１、１３２を介して行われる。また、ソース機器１０３に蓄積されているコンテンツデータ及び送信器１０１内の中央演算部２０１からの制御データの伝送は、電源多重分離部２０５、２０６により供給電源に多重されて各受信器１０２、１０３に伝送される。各受信器が送信器１０１内のどこの接続部に対して接続されているかは、電源立上げ時に中央演算部２０１によって検出されメモリ２０２に記憶されている。送信器１０１内の動作電源は、電源コンセント１０２から入力される電源を基に内部電源供給部２０４により供給される。

送信器１０１から電源とデータ（コンテンツデータ及び制御データ）を受信した受信器１１１、１１２は、電源多重分離部２２１により電源と各データを分離する。分離されたコンテンツデータは、中央演算部２２３経由で負荷１２１であるアンプに信号線を介して供給され、スピーカ３０６より出力される。また、分離された送信器１０１からの制御データは、中央演算部２２３に送られる。受信器１１１、１１２の内部動作電源は、内部電源供給部２２２により適切な電圧に降圧されて供給される。

送信器１０１の中央演算部２０１は、どの接続部に対して受信器が接続されているかの情報をメモリ２０２から読み出す。そして、中央演算部２０１は、読み出した情報を基に、各受信器の接続されている接続部が奇数番目の接続部（例えば、第１の接続部）であるか、偶数番目の接続部（例えば、第２の接続部）であるかを判断する（Ｓ１１）。この判断結果に基づいて、本実施形態では負荷１２１、１２２であるのアンプに対して供給する電源の位相を変換し、奇数番目の接続部に接続されている受信器の負荷と偶数番目の接続部に接続されている受信器の負荷に供給する電源の位相を異ならせる。この制御は送信器１０１内の位相制御部２０３で行う。

送信器１０１の中央演算部２０１は、ステップＳ１１での判断結果を基に、どの位置でピークを作るかを各受信器に制御データとして送信する。本実施形態では、送信器１０１は、奇数番目の接続部に接続されている受信器に対しては第１の位相変換を指示し（Ｓ１２）、偶数番目の接続部に接続されている受信器に対しては第２の位相変換を指示する（Ｓ１３）。

送信器１０１からの位相変換を指示する制御データを受信した受信器１１１、１１２の中央演算部２２３は、負荷に対して供給する電源電圧において所望のタイミングでピークを作るようにタイミング生成部２２４に指示する。この指示を受けたタイミング生成部２２４は、当該指示に応じたゲート信号を生成し位相変換部２２５に出力する。位相変換部２２５は、それぞれに接続されている負荷１２１、１２２に供給する電圧波形をゲート信号に基づいて変形して供給する。

上述したように本実施形態では、第１の接続部２０７に接続されている受信器１１１の負荷１２１への供給電源の位相は、電圧波形を前半でピークを作るように変換する（第１の位相変換）。一方、第２の接続部２０８に接続されている受信器１１２の負荷１２２への供給電源の位相は、電圧波形を後半でピークを作るように変換する（第２の位相変換）。すなわち、接続されている接続部が奇数番目である場合には前半でピークを作り（前変換）、偶数番目である場合には後半でピークを作る（後変換）ことで消費電流のピークが重ならないように、送信器１０１の中央演算部２０１から指示を出す。前変換、後変換の指示を受けた受信器１１１、１１２内のタイミング生成部２２４によりゲート信号を生成し、位相変換部２２５で電圧の位相を変換する。

奇数番目の接続部（例えば、第１の接続部２０７）に接続された受信器１１１の負荷１２１に供給する電圧波形は、図４（ｂ）に示したようになる。この電圧波形で示される電源電圧の供給を受けた負荷１２１は、最大電流の取得できる箇所で負荷内のコンデンサ３０３を充電するので電流波形は、図４（ｃ）に示したようになる。一方、偶数番目の接続部（例えば、第２の接続部２０８）に接続された受信器１１２の負荷１２２に供給する電圧波形は、図４（ｄ）に示したようになる。この電圧波形で示される電源電圧の供給を受けた負荷１２２は、最大電流の取得できる箇所で負荷内のコンデンサ３０３を充電するので電流波形は、図４（ｅ）に示したようになる。

第１の実施形態によれば、偶数番目の接続部に接続された受信器の負荷と奇数番目の接続部に接続された受信器の負荷に対して供給する電圧の位相を異ならせる。これにより、負荷による消費電流のピークが重なり合うことを防止でき、システム全体での電流波形は図４（ｆ）に示したようにピーク電流が分散され、消費電流のピーク値を低減することができる。また、消費電流のピーク値が抑制されることにより、機器内の電源に関連する部品類、配線材料の小型化、規格準拠レベルを低くするなどに貢献することができる。

なお、上述した説明では、奇数番目の接続部に接続されているか偶数番目の接続部に接続されているかに応じて、異なる位相変換を行うようにしているが、どのような分け方でも同様の効果を得ることができる。また、位相変換については、電圧波形のピークを前に作る（前変換）か後に作る（後変換）かの分けているが、前又は後の一方に変換量を異ならせて電圧波形のピークを作るようにしても良い。すなわち、システム内のすべての負荷に対して供給する電圧の位相が同一でなければ良い。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

図６は、第２の実施形態に係る通信システムの構成例を示すブロック図である。
図６において、１５１は送信器、１６１、１６２、１６３、１６４は受信器、１７１、１７２、１７３、１７４は負荷、１５２は電源コンセント、１５３はソース機器である。送信器１５１及び受信器１６１〜１６４は、電力線によってデイジーチェーン接続される。本実施形態では、電力線搬送通信を行っており、送信器１５１と受信器１６１〜１６４を接続する電力線を介して、電源コンセント１５２を介して入力される電力及びソース機器１５３に蓄積されているコンテンツデータが受信器１６１〜１６４に供給される。負荷１７１〜１７４は、例えばコンデンサインプット型の電源を有する負荷であり、受信器１６１〜１６４に対して接続されている。

なお、図６においては、送信器１５１と４つの受信器１６１〜１６４がデイジーチェーン接続された通信システムを一例として示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、受信器の数は任意である。また、第１の実施形態と同様に、第２の実施形態では、一例として負荷１２１〜１２３をアンプとし、それに接続されたスピーカからソース機器１５３に蓄積してあるコンテンツが出力されるものとする。

図７は、第２の実施形態における送信器及び受信器の構成例を示すブロック図である。なお、図２においては受信器１６１を一例として示している。
送信器１５１は、中央演算部２５１、メモリ２５２、位相制御部２５３、トポロジー検出部２５４、設定入力部２５５、電流計算部２５６、及び電源多重分離部２５７を有する。

指示手段である中央演算部２５１は、送信器１５１内の各機能部を総括的に制御するとともに、システム内の受信器１６１〜１６４の制御に係る制御データを出力する。例えば、中央演算部２５１は、受信器１６１〜１６４の負荷１７１〜１７４に対して供給する電圧の位相を異ならせるように受信器１６１〜１６４に位相変換を指示する。メモリ２５２は、システム内のあらゆる情報を記憶する。位相制御部２５３は、受信器１６１〜１６４に接続されている負荷１７１〜１７４に供給される電圧の位相制御を管理し制御する。

トポロジー検出部２５４は、通信システム内における受信器の接続形態を検出する。設定入力部２５５は、通信システム内の各受信器１６１〜１６４の消費電流値を入力する。電流計算部２５５は、各受信器１６１〜１６４の消費電流に基づいて、システム全体での消費電流を算出する。電源多重分離部２５７は、電力と伝送データを多重あるいは分離するものであり、各受信器１６１〜１６４に供給される電力とソース機器１５３のコンテンツ及び送信器１５１と各受信器１６１〜１６４間のデータを多重して送受信する。

受信器１６１は、電源多重分離部２７１、２７８、中央演算部２７３、電流検出部２７４、役割設定部２７５、タイミング生成部２７６、及び位相変換部２７５を有する。

電源多重分離部２７１は、電力と伝送データを多重あるいは分離するものであり、電力に多重されているソース機器１５３からのコンテンツや送受信データの分離を行う。中央演算部２７３は、受信器１６１内の各機能部を総括的に制御する。例えば、中央演算部２７３は、電源多重分離部２７１にて分離されたソース機器１５３からのコンテンツ（データ）を負荷１７１であるアンプに送信する。

電流監視手段である電流検出部２７４は、負荷１７１による消費電流の電流値を検出し、消費電流を監視する。役割設定部２７５は、各受信器の役割を設定する。信号生成手段であるタイミング生成部２７６は、中央演算部２７３による制御を基に、負荷１７１であるアンプに供給する電源電圧の位相を変化させるゲート信号（位相変換信号）を生成する。位相変換部２７７は、タイミング生成部２７６で生成されたゲート信号に従って電源電圧の位相を変化させて負荷１７１に供給する。電源多重分離部２７８は、下流に接続された受信器に対して電源にデータを多重して送受信する。

本実施形態における通信システムでは、送信器１５１と各受信器１６１〜１６４はデイジーチェーン接続され、送信器１５１から供給された電源は各受信器が下流の受信器にも供給する。また、デイジーチェーン接続された受信器１６１〜１６４は予め役割が決められ、その役割に応じた電流を消費する。

送信器１５１は、電源立上げ後にシステム内にどのような機能、役割の受信器がどのトポロジーの位置に接続されているかをトポロジー検出部２５４により検出し、その検出結果をメモリ２５２に記憶させる（Ｓ２１）。例えば、通信システムがスピーカシステムである場合には、フロントスピーカ、リアスピーカなどの各受信器の役割が決まれば概ね最大の消費電流は予測できる。この役割は、受信器１６１内の役割設定部２７５で設定される。

ここで、システムの電源立上げ前に受信器１６１の負荷１７１であるアンプに接続されるのが右フロントスピーカ、受信器１６２の負荷１７２であるアンプに接続されるのが左フロントスピーカであると設定がなされたとする。また、受信器１６１の接続位置は１番目であること、さらに受信器１６２の接続位置は２番目であることも設定される。この設定された役割情報とトポロジー情報は、システムの電源立上げ後もしくは接続形態が変化した時に送信器１５１に送られ、メモリ２５２に記憶される。その結果、左右のフロントスピーカは消費電流が多いことが予め判明しているため、送信器１５１は１番目に接続された受信器１６１及び２番目に接続された受信器１６２に消費電流が大きい負荷が接続されていることを認識できる。

送信器１５１内の中央演算部２５１は、メモリ２５２に予め記憶されている役割と消費電流の対応から多量に電流を消費する受信器はどの受信器であるかを特定する。その結果に基づいて、中央演算部２５１は、電流を多量に消費する受信器に対して負荷に供給する電源電圧の位相を変換し消費電流のピークを抑えるよう指示を出す（Ｓ２２）。この指示は、システム全体での消費電流のピークを抑えるために、特定された多量に電流を消費する受信器どうしが同じ変換方式にならないように変換方式を異なるものにする。本実施形態では、受信器の役割により受信器１６１、１６２が電流を多量に消費する受信器であることが特定されるので、送信器１５１では、受信器１６１は前変換の位相変換を行い、受信器１６２では後変換の位相変換を行うように指示を出す。

指示を受けた受信器１６１は、タイミング生成部２７６により位相変換のためのゲート信号を生成し、生成されたゲート信号に基づいて位相変換部２７７にて電圧の位相を変換し負荷１７１であるアンプに供給する。また、指示を受けた受信器１６２も同様に電圧位相を変換し負荷１７２であるアンプに供給する。このような位相変換に係る制御をシステム全体での消費電流のピーク値が抑制されるように繰り返す（Ｓ２３）。

以上のようにして、第２の実施形態においても、図１０に示すように各受信器の負荷によるピーク電流を分散し、システム全体での消費電流のピーク値を低減することができる。また、システム全体で消費電流のピーク値が低減することで、機器内の電源に関連する部品類、配線材料の小型化、規格準拠レベルを低くするなどに貢献することができる。

また、複数の機器をデイジーチェーン接続して電力線搬送通信を行う場合には、各送受信器に具備された電源多重分離部に各送受信期間の伝送を非干渉にするためにコイルなどを用いることがある。このコイルは電流を多量に流すことでインダクタ成分が低下し、コイルとしての役割を果たさなくなるが、本実施形態によれば、システム全体で電流のピークが低減され、コイルが飽和することがないため、電力線搬送通信を良好に行うことが可能となる。またピーク電流を平均化することによりデータ分離用コイルの小型化に大きく寄与する。

なお、本実施形態においては、役割を設定してその役割から消費電流を設定入力部２５５から予め承知している電流値を入力して前変換、後変換を決めて受信器に指示することも可能である。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。

第３の実施形態における通信システムの構成、送信器及び受信器の構成は、第２の実施形態と同様であるので説明は省略する。第３の実施形態では、図６に示したような複数の機器がデイジーチェーン接続された通信システムにおいて、負荷の電流が予め設定された値を超過した場合に動的に負荷に供給する電圧の位相を変換してピーク電流を低減する。ここで想定されるのはスピーカシステムであれば５．１ｃｈといったサラウンドシステムではなく、大音量を複数のスピーカで流す映画館、ライブ会場などで使用するシステムを指す。

図６に示したような通信システムにおいて、ソース機器１５３に蓄積されているコンテンツデータを送信器１５１から各受信器１６１〜１６４に送信する。各受信器１６１〜１６４は、受信したコンテンツデータを負荷１７１〜１７４であるアンプに送り、出力する。ここで、通常は各受信器１６１〜１６４の負荷１７１〜１７４での消費電流は、コンテンツデータに応じて異なるため、位相変換する受信器を予め決めておくことができない。

そこで、送信器１５１は、各受信器１６１〜１６４に送るボリュームデータから各受信器１６１〜１６４での消費電流を予測する。また、受信器１６１〜１６４は、電流検出部２７４を動作させて電流値の監視を行い、予め設定された電流値の閾値を越えるか否か判定する（Ｓ３１）。その結果、予め設定された電流値の閾値を超える事が予想される場合には、受信器１６１〜１６４は、送信器１５１に位相変換の承諾を求める（Ｓ３２）。

受信器１６１〜１６４からの位相変換の承諾の問い合わせを受けた送信器１５１は、システム全体でのピーク電流を電流計算部２５６で算出し、システム全体のピーク電流が偏らないように前変換又は後変換のどちらを実行するのかを受信器に指示する。それを受けた受信器は、その指示に従って、タイミング生成部２７６により位相変換のためのゲート信号を生成し、生成されたゲート信号に基づいて位相変換部２７７にて電圧の位相を変換し負荷１７１であるアンプに供給する（Ｓ３３）。なお、受信器は、送信器１５１への位相変換の承諾の要求に対して、認容しない旨の指示を受けた場合には、位相変換を行わず電圧を負荷に対して供給する（Ｓ３４）。

第３の実施形態によれば、第２の実施形態と同様に図１０に示すように各受信器の負荷によるピーク電流を分散し、システム全体での消費電流のピーク値を低減することができる。また、機器内の電源に関連する部品類、配線材料の小型化、規格準拠レベルを低くするなどに貢献することができる。また、動的に負荷に供給する電圧の位相を変換することで、出力するコンテンツデータ等に応じた適切な制御を行うことができる。

（本発明の他の実施形態）
上述した実施形態の機能を実現するべく各種のデバイスを動作させるように、該各種デバイスと接続された装置又はシステム内のコンピュータ（ＣＰＵ又はＭＰＵ）に対し、前記実施形態の機能を実現するためのソフトウェアのプログラムを供給する。そして、そのシステム又は装置のコンピュータに格納されたプログラムに従って前記各種デバイスを動作させることによって実施したものも、本発明の範疇に含まれる。
また、この場合、前記ソフトウェアのプログラム自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラム自体は本発明を構成する。また、そのプログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを格納した記録媒体は本発明を構成する。かかるプログラムを記憶する記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
また、供給されたプログラムがコンピュータにて稼働しているオペレーティングシステム又は他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムは本発明の実施形態に含まれることは言うまでもない。
さらに、供給されたプログラムがコンピュータに係る機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムの指示に基づいてその機能拡張ボード等に備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行う。その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれることは言うまでもない。

なお、前記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

第１の実施形態に係る通信システムの構成例を示す図である。 第１の実施形態における送信器及び受信器の構成例を示す図である。 コンデンサインプット型の電源を有する負荷の一例を示す図である。 第１の実施形態における位相制御後の電圧波形及び電流波形の一例を示す図である。 第１の実施形態における動作を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る通信システムの構成例を示す図である。 第２の実施形態における送信器及び受信器の構成例を示す図である。 第２の実施形態における動作を示すフローチャートである。 第３の実施形態における動作を示すフローチャートである。 第２及び第３の実施形態における位相制御後の電圧波形及び電流波形の一例を示す図である。 従来技術を示す図である。

符号の説明

１０１、１５１ 送信器
１０３、１５３ ソース機器
１１１〜１１３、１６１〜１６４ 受信器
１２１〜１２３、１７１〜１７４ 負荷
２０１、２２３、２５１、２７３ 中央演算部
２０２、２５２ メモリ
２０３、２５３ 位相制御部
２０５、２０６、２２１、２５７、２７１、２７８ 電源多重分離部
２０７、２０８ 接続部
２２４、２７６ タイミング生成部
２２５、２７７ 位相変換部
２５４ トポロジー検出部
２５６ 電流計算部
２７４ 電流検出部
２７５ 役割設定部

Claims (8)

1. 送信器と複数の受信器とを有し、同一の電源からの電力を各機器に供給する通信システムであって、
   前記受信器の負荷に対して供給する電圧の位相変換を指示する指示手段と、
   前記指示手段からの指示を受けて位相変換信号を生成する信号生成手段と、
   前記信号生成手段により生成された位相変換信号に基づいて電圧の位相を変換し前記負荷に対して供給する位相変換手段とを備え、
   前記指示手段は、前記負荷に対して供給する電圧の位相が前記受信器に応じて複数の異なる位相とするように各受信器に指示することを特徴とする通信システム。
2. 前記通信システム内における機器の接続形態を検出するトポロジー検出手段と、
   前記受信器の役割を設定する役割設定手段とを備え、
   前記指示手段は、前記トポロジー検出手段での検出結果及び前記役割設定手段に設定された役割に基づいて、前記受信器の負荷に対して供給する電圧の位相を異ならせることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
3. 前記指示手段は、前記役割設定手段に設定された役割を基に消費電流が大きい負荷に電圧を供給する受信器を特定し、当該受信器に電圧の位相を変換するよう指示することを特徴とする請求項２記載の通信システム。
4. 前記トポロジー検出手段での検出結果及び前記役割設定手段に設定された役割に基づいて、システム全体における消費電流を算出する電流計算手段を備え、
   前記指示手段は、前記電流計算手段により算出された消費電流に基づいて、前記受信器の負荷に対して供給する電圧の位相を異ならせることを特徴とする請求項２記載の通信システム。
5. 前記負荷による消費電流を監視する電流監視手段を備え、
   前記電流監視手段により前記負荷による消費電流が予め設定された値を越えると判断された場合に、前記指示手段は、当該負荷に電圧を供給する受信器に電圧の位相を変換するよう指示することを特徴とする請求項１記載の通信システム。
6. 前記送信器は、前記受信器が接続される複数の接続部を有し、
   前記指示手段は、前記受信器が接続される接続部に応じて前記負荷に対して供給する電圧の位相を異ならせることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
7. 送信器と複数の受信器とを有し、同一の電源からの電力を各機器に供給する通信システムの電源供給方法であって、
   前記受信器の負荷に対して供給する電圧の位相変換を指示する指示工程と、
   前記指示工程での指示を受けて位相変換信号を生成する信号生成工程と、
   前記信号生成工程にて生成された位相変換信号に基づいて電圧の位相を変換し前記負荷に対して供給する位相変換工程とを有し、
   前記指示工程では、前記負荷に対して供給する電圧の位相が前記受信器に応じて複数の異なる位相とするように各受信器に指示することを特徴とする通信システムの電源供給方法。
8. 送信器と複数の受信器とを有し、同一の電源からの電力を各機器に供給する通信システムにて制御を行うコンピュータに、
   前記受信器の負荷に対して供給する電圧の位相を前記受信器に応じて複数の異なる位相とするように各受信器に電圧の位相変換を指示する指示ステップと、
   前記指示ステップでの指示を受けて位相変換信号を生成する信号生成ステップと、
   前記信号生成ステップにて生成された位相変換信号に基づいて電圧の位相を変換し前記負荷に対して供給する位相変換ステップとを実行させるためのプログラム。

Images