JP2014168165A - 電力供給型システムの電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】直流電圧が印加される配線とこの直流電圧を出力する直流電源装置との電気的接触状態に関わらず、極性自動設定による電源の短絡（逆接続）を防止する。さらに、ＡＣ電源投入時に実行される極性判定処理を不要にしてシステムの立ち上がりを早くする。
【解決手段】制御部１４は交流電源２０が投入された時、記憶部１３に極性データが存在しない場合、電圧極性信号を確認し、配線８ａと配線８ｂとの間に電圧が印加されていれば、印加された電圧の極性に従って極性指示信号を極性切換部１７に出力し、配線８ａと配線８ｂとの間に電圧が印加されていなければ、予め規定された極性に従って極性指示信号を極性切換部１７に出力し、指示した極性指示信号の電圧極性と対応する極性データを記憶部１３に記憶する。記憶部１３に極性データが存在する場合、極性データと対応する極性指示信号を極性切換部１７に出力する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電力供給型システムの電子機器に係わり、より詳細には、複数の電子機器から一対の配線に同時に印加される電圧の極性を統一する構成に関する。

従来、電力供給型システムに使用される電源としては図５に示すものが開示されている。
図５の電源装置１１０は伝送線３ａ、３ｂに複数台が並列に接続され、また、図示しない複数の端末機器もこの伝送線３ａ、３ｂに並列に接続され、互いの端末機器間で通信を行なうことができると共に、各端末機器はこの伝送線３ａ、３ｂから電源の供給を受ける構成になっている。また、各電源装置１１０は図示しないＡＣ電源から電源の供給を受ける構成になっている。

この電源装置１１０は、直流電源１１３と、伝送線３ａ、３ｂ間の電圧状態を検出して結果を出力する電圧検出手段１１１と、伝送線３ａ、３ｂに流れる過電流を検出して出力する過電流検出手段１１５と、入力されたこれらの検出結果によって直流電源１１３から伝送線３ａ、３ｂに印加する電圧の極性の切り換え指示を出力する接続制御手段１１４と、伝送線３ａ、３ｂに印加する電圧の極性を切り換え指示に従って切り換える接続手段１１２とを備えている。

ＡＣ電源が投入されると各電源装置１１０が動作を開始し、接続制御手段１１４は自身に備えたタイマーを用いて、各電源装置１１０にＡＣ電源が投入されてからの時間を計測する。接続制御手段１１４は乱数を用いて算出した待ち時間の経過をタイマーの計測によって確認し、算出した待ち時間が経過すると、電圧検出手段１１１を介して伝送線３ａ、３ｂ間の電圧状態を確認し、伝送線３ａ、３ｂ間に電圧がすでに印加されていたら、その電圧と同極性となるように接続手段１１２に極性切換を指示する。伝送線３ａ、３ｂ間に電圧が印加されていなければ所定の極性となるように接続手段１１２に極性切換を指示する。このように電源装置１１０は、ＡＣ電源が投入されると伝送線３ａ、３ｂ間に印加する電圧の極性の判定と電圧の印加とを自動的に行なう極性判定処理を実行する。

各電源装置１１０が電源極性を決定するタイミングを乱数で決定しているため、電源装置１１０の台数が増加すると偶然同じタイミングで伝送線３ａ、３ｂ間に電圧が印加されていないと認識する場合があり、この時、伝送線３ａ、３ｂの配線状態によっては複数の電源装置１１０がそれぞれ異なる極性で伝送線３ａ、３ｂ間に電圧を印加して電源短絡となる場合がある。この場合、接続制御手段１１４は過電流検出手段１１５を介して過電流を認識し、接続手段１１２に対して電圧の印加を禁止させる。そして、再度、乱数を用いて算出した待ち時間の経過後、伝送線３ａ、３ｂ間の直流電圧を確認して極性を再決定している（例えば、特許文献１参照。）。

しかしながら、このように端末機器のＡＣ電源投入からの乱数を用いた待ち時間経過で伝送線３ａ、３ｂ間に印加する極性を決定する極性自動設定機能を用いる場合、端末機器の台数が多い時は待ち時間の重複による電源短絡の可能性が高くなり、さらに、電源短絡の場合、再び極性決定の処理を行なう。このため、電源短絡によって再極性判定を行なうシステムでは、最終的に極性を一致させる処理時間が長くなり、実際に端末機器が使用可能となるまで時間がかかる場合があった。

また、ある電源装置と伝送線の間が接触不良などの場合、その電源装置と伝送線とが未接続の状態では、未接続の電源装置が極性を決定して出力する一方、その他の電源装置でも極性が決定されて出力されてしまう。そのまま、未接続のままであればよいが、次に未接続であった電源装置と伝送線とが振動などにより電気的に接続状態となった場合、電源極性を決定して出力した電源装置が複数存在することになり、これらの電源極性が異なる時は電源が短絡する。このため、電源短絡によって発生する過電流を検出して再極性判定を自動的に行なうシステムでは、この短絡により電源装置が再極性判定を行なっている間、一時的にシステムダウンが発生してしまう問題があった。

特開平８−２３７８６３号公報（第３−４頁、図１）

本発明は以上述べた問題点を解決し、直流電圧が印加される配線とこの直流電圧を出力する直流電源装置との電気的な接続状態に関わらず、極性自動設定による電源の短絡（逆接続）を防止する。さらに、ＡＣ電源投入時に実行される極性判定処理を不要にしてシステムの立ち上がりを早くすることを目的とする。

本発明は上述の課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の発明は、一対の配線に並列に複数接続され、同配線に直流電圧を印加する電力供給型システムの電子機器であって、
前記電子機器は、記憶部と、他の前記電子機器が前記一対の配線に印加した電圧極性もしくは電圧未印加状態を検出して電圧極性信号として出力する極性検出部と、前記直流電圧を出力する直流電源装置と、前記直流電源装置から出力された電圧の極性を切り換えて前記一対の配線へ出力する極性切換部と、前記電圧極性信号が入力され、前記極性切換部へ極性を切り換える極性指示信号を出力すると共に、同極性指示信号と対応する極性データを前記記憶部に記憶させる制御部と、入力された交流電源を直流電源に変換してこれらの電子回路に直流電源を供給する制御用直流電源とを備え、
前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記極性データと対応する前記極性指示信号を前記極性切換部へ出力することを特徴とする。

また、本発明の請求項２に記載の発明は、前記制御部は、前記制御用直流電源に前記交流電源が投入された後、前記記憶部に前記極性データが存在しない場合、前記電圧極性信号を確認して前記一対の配線に電圧が印加されていれば、印加された電圧の極性に従って前記極性指示信号を出力し、前記一対の配線に電圧が印加されていなければ、予め規定された極性に従って前記極性指示信号を出力する一方、出力した前記極性指示信号の電圧極性と対応する極性データを前記記憶部に記憶し、
前記記憶部に前記極性データが存在する場合、同極性データと対応する前記極性指示信号を前記極性切換部へ出力することを特徴とする。

以上の手段を用いることにより、本発明による電力供給型システムの電子機器によれば、各電子機器が設置された時に決定された一対の配線に印加されている直流電圧の極性を記憶し、以降はこの記憶した直流電圧の極性に従って直流電圧を出力するため、直流電圧が印加される配線とこの直流電圧を出力する直流電源装置との電気的接触状態に関わらず、極性自動設定による電源の短絡（逆接続）を防止することができる。さらに、ＡＣ電源投入時に毎回実行する極性判定処理を不要にしてシステムの立ち上がりを早くすることができる。

本発明による電力供給型システムの電子機器である室内機を用いた空調システムの実施例を示すブロック図である。 本発明による室内機の実施例を示すブロック図である。 本発明による室内機の動作を説明する説明図である。 本発明による室内機の動作を説明するフローチャートである。 従来の電力供給型システムの電子機器に用いられる電源装置を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。

図１は本発明による電力供給型システムの電子機器である室内機を用いた空調システムの実施例を示すブロック図である。この空調システムでは、例えば複数の室内機である室内機１と室内機２と室内機３とがシステム通信線７によって並列に接続され、これらの室内機の運転を指示する複数のリモコンであるリモコン４とリモコン５とリモコン６と、室内機１〜室内機３とが配線８ａ、及び配線８ｂとから構成されるリモコン通信線８を用いて並列に接続されている。なお、後述するように、室内機３は室内機１と室内機２とが設置された後に追加設置される。また、各室内機毎に示す＃に続く数字はシステム通信線７を用いた通信で使用される通信アドレスである。さらに各室内機は図示しないＡＣ電源が供給されている。

配線８ａと配線８ｂとの間には各リモコンを動作させる直流電圧が各室内機から印加されるようになっており、この直流電圧に通信信号が重畳されている。各室内機は図示しないＡＣ電源が各室内機に一斉に供給された時、各室内機間で時間差をもってリモコン通信線８の直流電圧の極性を検出しており、このリモコン通信線８に最初に出力された直流電圧の極性に合わせて他の室内機がリモコン通信線８に直流電圧を印加するようになっている。

図２は本発明による室内機１の実施例を示すブロック図である。なお、室内機２及び室内機３も室内機１と同様の構成になっている。

この室内機１はシステム通信線７に接続されるシステム通信部１２と、室内機１に対して初期の設定実行を指示する設定スイッチ１１と、各種データを記憶する記憶部１３と、配線８ａと配線８ｂとに接続されるリモコン通信部１５と、配線８ａと配線８ｂとの間に印加された直流電圧の極性や電圧の印加状態を検出する極性検出部１８と、配線８ａと配線８ｂとの間に印加される直流電圧を供給する直流電源装置であるリモコン用電源１６と、リモコン用電源１６から出力された電圧の通電／遮断を行なうと共に、配線８ａと配線８ｂとの間に印加する直流電圧の極性を切り換える極性切換部１７と、設定スイッチの状態が入力され、システム通信部１２とリモコン通信部１５、及び記憶部１３との間でそれぞれデータの入出力を行い、極性検出部１８の検出結果が入力され、極性切換の指示、及びリモコン用電源１６から出力された直流電圧の通電／遮断を極性切換部１７へ指示する制御部１４と、入力された交流電源２０を直流電源に変換してこれらの電子回路に直流電源を供給する制御用直流電源１９とを備えている。

極性切換部１７は内部に、リモコン用電源１６から出力された直流電圧の通電／遮断を行なうリレー１７ａと、リモコン用電源１６から出力された直流電圧を配線８ａと配線８ｂとに供給する際の極性を切り換えるリレー１７ｂとリレー１７ｃとを備えており、制御部１４が出力する極性指示信号に従って動作する。また、極性検出部１８は、配線８ａと配線８ｂとの間に印加された直流電圧の極性や印加状態（印加／未印加）を電圧極性信号として制御部１４へ出力する。なお、電圧極性信号は極性信号と状態信号との２種類の信号の総称であり、それぞれ専用の信号線で制御部１４へ出力される。極性信号は配線８ａと配線８ｂとの間に印加された直流電圧の極性をハイレベル（正極）とローレベル（負極）とで示し、状態信号は直流電圧の印加状態をハイレベル（印加）とローレベル（未印加）とで示す。

図３は本発明による室内機の動作を説明する説明図である。ここでは室内機１と室内機２の設置時の動作について説明しており、図３（１）は各室内機へ一斉に投入されたＡＣ電源投入の状態を、図３（２）は室内機１からの直流電圧出力状態を、図３（３）は室内機２からの直流電圧出力状態をそれぞれ示している。また、図３では室内機３の追加設置時の動作についても説明しており、図３（４）は各室内機へ一斉に投入されたＡＣ電源投入状態を、図３（５）は室内機１からの直流電圧出力状態を、図３（６）は室内機２からの直流電圧出力状態を、図３（７）は室内機３からの直流電圧出力状態をそれぞれ示している。

室内機１と室内機２の設置時の動作において、図１で説明した構成の内、室内機３は未接続状態であるため、図３（１）のＡＣ電源投入は室内機１と室内機２とに行なわれる。なお、設置の作業であるため作業員によって各室内機の設定スイッチ１１がオンとなっており、各制御部はＡＣ電源投入時に設定スイッチ１１がオンの場合は記憶部１３の後述する極性データをクリアする。

各室内機は自身が備えているリモコン用電源１６の電圧をリモコン通信線８に印加する極性をＡＣ電源投入からの待ち時間の経過後に決定して出力する。この時、各室内機における待ち時間が同じにならないように、各室内機にユニークに割り当てられた通信アドレスを基にしてＡＣ電源投入からの待ち時間を算出する。
具体的には各室内機の通信アドレスに定数として２秒を乗じた値を待ち時間としており、室内機１は通信アドレス値が０であるため、これに２秒を乗じて待ち時間が０秒となる。一方、室内機２は通信アドレス値が１であるため、これに２秒を乗じて待ち時間が２秒となる。
なお、各室内機のアドレスはこれらの室内機へ冷媒を供給する図示しない室外機がマスターとなって決定する。各室内機の内、少なくとも１台の室内機が増設／撤去された場合、作業員の指示によって同一冷媒系統内の室内機（最大６４台）の通信アドレスが自動設定される。具体的には各室内機に搭載されている通信用集積回路の固有番号を室外機がシステム通信線７を介して収集し、この固有番号に０〜６３（最大）の通信アドレスを対応させて各室内機へ通信アドレスを通知する。リモコン通信線８は冷媒系統毎に独立した閉回路となっているため、前述した方法で待ち時間を決定しても同じ待ち時間となることがない。また、通信アドレスは必ず連番となるため、欠番による無駄な待ち時間が発生しない。

次に、図３（２）に示すように、室内機１が最初に出力する直流電圧の極性を決定する。室内機１の制御部１４は極性検出部１８を介してリモコン通信線８の直流電圧の極性を確認する。この場合、他の室内機からはまだ電圧が印加されていないため、室内機１の制御部１４はリモコン通信線８に極性がない、つまり、印加されている直流電圧は存在しないと認識する。一方、記憶部１３の極性データは前述したようにクリアされており、今回は過去の極性データが存在しないため、現在のリモコン通信線８の電圧印加状態のみでリモコン通信線８に印加する直流電圧の極性を決定する。このため室内機１の制御部１４は予め定められた極性（正極）として、配線８ａにリモコン用電源１６の正極が、配線８ｂにリモコン用電源１６の負極がそれぞれ接続されるように極性切換部１７に指示し、その後に切り換えられた極性の直流電圧をリモコン通信線８に印加するように指示を出力する。また、制御部１４は現在出力している直流電圧の極性（正極）を極性データとして記憶部１３に記憶する。

一方、図３（３）に示すように、室内機２の制御部１４は前述した待ち時間（２秒）経過後に極性検出部１８を介してリモコン通信線８に印加された直流電圧の極性を確認する。この場合、室内機１により直流電圧の極性が決定されて印加されているため、室内機２の制御部１４は、この極性（正極）となるように極性切換部１７に指示を出力する。その後、制御部１４は現在出力している直流電圧の極性（正極）を極性データとして記憶部１３に記憶する。このように順次、各室内機は直流電圧の極性を決定してリモコン通信線８へ直流電圧を印加する。

次に室内機３が後から追加設置された場合を説明する。
図３（４）に示すように各室内機へＡＣ電源が投入された時、各室内機の制御部１４は設定スイッチ１１がオンとなっているか確認する。室内機１と室内機２とはすでに初期設定が完了しているため、作業員によって設定スイッチ１１がオフにされ、また、室内機３は追加設置であるため、設定スイッチ１１がオンとされている。このため、室内機３の制御部１４は、自機の記憶部１３の極性データをクリアする。

次に各室内機の制御部１４は自機の記憶部１３に極性データが記憶されている場合、その極性データに従って自機が出力する直流電圧の極性を決定し、極性切換部１７へ極性切り換えと印加とを指示する。この場合、室内機１と室内機２とには前述したように正極の極性データが記憶されているため、図２（５）と図２（６）とに示すように、これらの室内機からは正極の直流電圧が出力される。

一方、室内機３は記憶部１３のデータがクリアされているため極性データが存在しない。そして、所定待ち時間経過後、つまり、室内機３の制御部１４は自機通信アドレス値が＃２であるため、これに２秒を乗じて待ち時間が４秒となり、この時間経過後に極性検出部１８を介してリモコン通信線８に印加される直流電圧の極性を確認する。この場合、室内機１によってリモコン通信線８の直流電圧の極性は正極となっているため、室内機３の制御部１４は、図３（７）に示すようにこれに合わせて正極の直流電圧を出力すると共に、現在出力している電圧の極性（正極）を極性データとして記憶部１３に記憶する。

なお、室内機３の制御部１４は、ＡＣ電源投入から所定待ち時間経過後のリモコン通信線８に直流電圧が印加されていない場合、予め規定されていた極性、例えば正極で出力するように極性切換部１７に指示する。そして現在出力している直流電圧の極性（正極）を極性データとして記憶部１３に記憶する。

以上説明したように、各室内機（電力供給型システムの電子機器）が設置された時に決定されたリモコン通信線８（一対の配線）に印加されている直流電圧の極性を記憶し、以降はこの記憶した直流電圧の極性に従って直流電圧を出力するため、直流電圧が印加される配線とこの直流電圧を出力する直流電源装置との電気的接触状態に関わらず、背景技術で説明した極性自動設定を用いた場合の電源の短絡を防止することができる。さらに、ＡＣ電源投入時に毎回実行する極性判定処理を不要にしてシステムの立ち上がりを早くすることができる。

次に図４のフローチャートを用いて制御部１４の動作を説明する。また、図４において、ＳＴはステップを表し、これに続く数字はステップ番号を示す。また、図４中の『Ｙ』はＹｅｓを、『Ｎ』はＮｏをそれぞれ示している。なお、ＡＣ電源２０が投入されるとＳＴ１から動作が開始される。

制御部１４は、まず最初に設定スイッチ１１がオンか否かを確認する（ＳＴ１）。設定スイッチ１１がオンでない場合（ＳＴ１−Ｎ）、すでに設定処理が完了しているため、次に記憶部１３に極性データが存在するか確認する（ＳＴ２）。記憶部１３に極性データが存在しない場合（ＳＴ２−Ｎ）、予め記憶部１３に記憶している自機のアドレスと対応する時間だけ待機する（ＳＴ３）。

次にリモコン通信線８にすでに電圧が印加済みか確認する（ＳＴ４）。リモコン通信線８に電圧が印加されていない場合（ＳＴ４−Ｎ）、予め決められた極性に従ってリモコン用電源１６の極性を極性切換部１７によって切り換えて出力させると共に、リモコン通信線８に現在出力している電圧の極性を記憶部１３に記憶する（ＳＴ５）。そして空調運転処理を実行する（ＳＴ６）。

一方、設定スイッチ１１がオンの場合（ＳＴ１−Ｙ）、記憶部１３の極性データのクリアと空調運転に必要な設定の初期化、例えば運転開始タイマー時間のクリアや、累積運転時間のクリア、制御用記憶エリアの初期化などを行なう（ＳＴ７）。そしてＳＴ２へジャンプする。

また、記憶部１３に極性データが存在する場合（ＳＴ２−Ｙ）、記憶されている極性データに従ってリモコン用電源１６の極性を極性切換部１７によって切り換えて出力させる（ＳＴ８）。そしてＳＴ６へジャンプする。

また、リモコン通信線８に電圧が印加されている場合（ＳＴ４−Ｙ）、次に極性検出部１８を介してリモコン通信線８に印加されている電圧の極性を検出し（ＳＴ９）、リモコン通信線８に印加されている電圧の極性に従ってリモコン用電源１６の極性を極性切換部１７によって切り換えて出力させる（ＳＴ１０）。次に、リモコン通信線８に現在出力している電圧の極性を記憶部１３に記憶し（ＳＴ１１）、そしてＳＴ６へジャンプする。

本実施例では直流電源装置から出力される電圧をリモコン通信線８に印加すると共に、リモコンと通信を行なう構成となっているが、これに限るものでなく、通信を伴わない構成であってもよい。
また、本実施例では記憶部１３に記憶された極性データの有無ですでに極性が決定されたか否かを判断しているが、これに限るものでなく、別途、独立したフラグを記憶部１３に記憶し、このフラグの状態ですでに極性が決定されたか否かを判断してもよい。

１、２、３ 室内機（電力供給型システムの電子機器）
４、５、６ リモコン
７ システム通信線
８ リモコン通信線（一対の配線）
８ａ 配線
８ｂ 配線
１１ 設定スイッチ
１２ システム通信部
１３ 記憶部
１４ 制御部
１５ リモコン通信部
１６ リモコン用電源（直流電源装置）
１７ 極性切換部
１７ａ 、１７ｂ、１７ｃ リレー
１８ 極性検出部
１９ 制御用直流電源
２０ ＡＣ電源（交流電源）

Claims (2)

1. 一対の配線に並列に複数接続され、同配線に直流電圧を印加する電力供給型システムの電子機器であって、
   前記電子機器は、記憶部と、他の前記電子機器が前記一対の配線に印加した電圧極性もしくは電圧未印加状態を検出して電圧極性信号として出力する極性検出部と、前記直流電圧を出力する直流電源装置と、前記直流電源装置から出力された電圧の極性を切り換えて前記一対の配線へ出力する極性切換部と、前記電圧極性信号が入力され、前記極性切換部へ極性を切り換える極性指示信号を出力すると共に、同極性指示信号と対応する極性データを前記記憶部に記憶させる制御部と、入力された交流電源を直流電源に変換してこれらの電子回路に直流電源を供給する制御用直流電源とを備え、
   前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記極性データと対応する前記極性指示信号を前記極性切換部へ出力することを特徴とする電力供給型システムの電子機器。
2. 前記制御部は、前記制御用直流電源に前記交流電源が投入された後、前記記憶部に前記極性データが存在しない場合、前記電圧極性信号を確認して前記一対の配線に電圧が印加されていれば、印加された電圧の極性に従って前記極性指示信号を出力し、前記一対の配線に電圧が印加されていなければ、予め規定された極性に従って前記極性指示信号を出力する一方、出力した前記極性指示信号の電圧極性と対応する極性データを前記記憶部に記憶し、
   前記記憶部に前記極性データが存在する場合、同極性データと対応する前記極性指示信号を前記極性切換部へ出力することを特徴とする請求項１に記載の電力供給型システムの電子機器。

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