JP2014183679A - 直流配電回路の安定装置、接続装置、電圧振動検出装置及び電圧振動検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】新たに直流機器を直流配電回路に接続する場合に、接続した直流機器が電圧振動の発生源の場合には電圧振動を発生させないようにすることである。
【解決手段】本体１１は、直流機器が接続される直流配電回路のコンセント差込口に差し込まれる正負極片１２ａ、１２ｂを有し、正負極片１２ａ、１２ｂがコンセント差込口に差し込まれたとき、直流機器と並列接続されるコンデンサ１３が本体１１に内蔵される。これにより、正負極片がコンセント差込口に差し込まれたとき、直流機器とコンデンサが並列接続されるので、コンデンサ容量が大きくなり発振状態を外すことができ電圧振動を防止できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、直流配電回路に直流機器が接続された場合に直流配電回路の電圧振動を防止する直流配電回路の安定装置、接続装置、電圧振動検出装置及び電圧振動検出方法に関する。

例えば、直流で動作するパソコンなどの直流機器はＡＣアダプタを有し、コンセントから引き込んだ交流をＡＣアダプタで直流に変換して直流電源を得るようにしている。一方、太陽光発電や発電電力を貯蔵する蓄電池が増加する中で、直流を交流に変換せずに、直流配電回路で利用しようとすることが検討されている。その場合、１台のＤＣ／ＤＣコンバータから直流配電回路を介して複数の直流機器に直流電力が供給される。以下、直流機器はパソコンである場合について説明する。

１台のＤＣ／ＤＣコンバータから直流電力を供給する直流配電回路において、１台〜数台のパソコンを使用しただけで直流配電回路の末端側の電圧が振動し、過電圧で機器が故障した。実際の直流配電回路において電圧振動の障害が発生したのは、以下の状況下であった。

図１１に示すように、１５００ＷのＤＣ／ＤＣコンバータ２２で、直流の１６Ｖに降圧した後の末端回路において、電線ＣＶケーブル（断面積５．５mm^２、長さ５０ｍ）の末端に、テーブルタップ上にパソコン２４を接続した状況下である。パソコン２４はＡＣアダプタで使用されていた最大３．７５Ａ のノート型ＰＣであり、直流配電回路に接続して直流で動作させたものである。この状況下で、電圧振動の障害が特定のパソコンに対し発生した。

直流配電回路に接続されたパソコン２４のハードディスクが動作すると、その負荷電流が図１２（ａ）のように電流振動幅が最大５Ａで振動した。このときにパソコン２４から高周波の音が発生した。また、その電流振動に併せ、供給電圧が図１２（ｂ）のように電圧振動幅が最大４Ｖで振動した。

この現象に類似の現象を解析したものとして、回路方程式を用いて、通信用直流給電システムの発振条件・発振領域を導出したものがある（例えば、非特許文献１参照）。これは、負荷側がＤＣ／ＤＣコンバータであり負荷がパソコンではないが、直流電力が安定供給されている電源供給側のＤＣ／ＤＣコンバータ側の電圧は振動しておらず、負性抵抗と直流配電回路のＬＣによる不安定発振現象により、直流配電回路の端末側の電圧が振動しているものであり、１台〜数台のパソコンを使用しただけでパソコン側の電圧のみ振動した現象と同一の現象であると推定される。

このような現象が発生するのは、電源供給側のＤＣ／ＤＣコンバータが十分な安定した電力を供給していても、直流機器であるパソコンの使用電力の振動によって直流電流が振動し、その直流電流の振動によって直流機器の電圧が振動してしまうためと考えられる。ここで、交流電源で使用する場合のパソコン電源用ＡＣアダプタは最適な回路設計をしているので、パソコン電源用ＡＣアダプタの場合には、パソコンの使用によって電圧が振動し過電圧で機器が故障することはない。

社団法人 電子情報通信学会 「信学技報」EE2004-17(2004-07)p23-p27「直流給電システムの発振条件・発振領域に関する解析」田中徹、山崎幹夫

しかし、直流配電回路の場合、直流機器であるパソコンに対し最適な回路設計がされていると言えない。すなわち、直流配電回路の場合には、直流配電回路の線路が長くなったり配線を太くしたりするとＬが大きくなる。そのため、複数のパソコンが接続されると電圧振動が発生する可能性が高くなる。

従って、Ｌが大きい直流配電回路に新たなパソコンを接続すると、そのパソコンが原因で直流配電回路に電圧振動が発生する場合がある。特にノートパソコンの場合、学校やオフィスでは持込で使用する場合が多く、既設のテーブルタップもしくはコンセントで使用する場合、テーブルタップもしくはコンセント以前の直流電源側の回路状況（ＤＣ／ＤＣコンバータまでの線路定数）は不明であり、その回路に対し十分なコンデンサを持っていないパソコンを使用する場合、電圧振動が発生し、他のパソコンも影響を受けてしまうことも想定される。

本発明の目的は、新たに直流機器を直流配電回路に接続する場合に、接続した直流機器が電圧振動の発生源の場合には電圧振動を発生させないようにでき、また、直流機器の接続による電圧振動の有無が簡単に確認できる直流配電回路の安定装置、接続装置、電圧振動検出装置及び電圧振動検出方法を提供することである。

請求項１の発明に係る直流配電回路の安定装置は、直流機器が接続される直流配電回路のコンセント差込口に差し込まれる正負極片を有した本体と、前記本体に内蔵され前記正負極片が前記コンセント差込口に差し込まれたとき前記直流機器と並列接続されるコンデンサとを備えたことを特徴とする。

請求項２の発明に係る直流配電回路の安定装置は、請求項１の発明において、前記本体の前記正負極片と反対側に前記直流機器または他の本体の正負極片が差し込まれる本体差込口を設け、その本体差込口に前記直流機器または他の本体の正負極片が差し込まれたとき、前記本体のコンデンサが前記直流機器または他の本体のコンデンサと並列接続されることを特徴とする。

請求項３の発明に係る直流配電回路の安定装置は、請求項１または２の発明において、前記コンセント差込口の電圧振動を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果を出力する出力手段とを前記本体に設けたことを特徴とする。

請求項４の発明に係る直流配電回路の接続装置は、請求項１乃至３のいずれか１項の安定装置と、前記安定装置や前記直流機器を接続するため複数個のコンセント差込口を有したテーブルタップとを備えたことを特徴とする。

請求項５の発明に係る直流配電回路の電圧振動検出装置は、請求項１または２記載の安定装置に設けられ、直流機器が接続される直流配電回路のコンセント差込口の電圧振動を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果を出力する出力手段とを備えたことを特徴とする。

請求項６の発明に係る直流配電回路の電圧振動検出方法は、請求項３記載の安定装置が前記直流配電回路のコンセント差込口に差し込まれたとき、そのコンセント差込口の電圧振動を前記判定手段で判定し、前記判定手段の判定結果を前記出力手段に出力して、前記直流配電回路の電圧振動を検出することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、正負極片がコンセント差込口に差し込まれたとき直流機器と並列接続されるコンデンサを有しているので、コンデンサ容量が大きくなり発振状態を外すことができ電圧振動を防止できる。

請求項２の発明によれば、本体に直流機器や他の本体の正負極片が差し込まれる本体差込口を設けたので、安定装置を積み重ねることが可能となり、安定装置の追加が容易に行える。また、直流機器を安定装置の本体差込口に接続できる。

請求項３の発明によれば、コンセント差込口の電圧振動の判定結果を出力するので、電圧振動が発生していることが分かり、また、障害発生源の直流機器が分かる。

請求項４の発明によれば、請求項１乃至３のいずれか１項の発明の効果を有する直流配電回路の接続装置を得ることができる。

請求項５及び６の発明によれば、直流配電回路の安定装置を直流配電回路のコンセント差込口に差し込むだけでコンセント差込口に差し込むだけの電圧振動を容易に検出できる。

本発明の第１実施形態に係る安定装置の説明図。 本発明の第２実施形態に係る安定装置の説明図。 本発明の第３実施形態に係る安定装置の説明図。 本発明の実施形態に係る安定装置の他の一例の回路図。 本発明の実施形態に係る安定装置の他の一例の構成図。 本発明の実施形態に係る安定装置の使用の仕方１の説明図。 本発明の実施形態に係る安定装置の使用の仕方２の説明図。 本発明の実施形態に係る安定装置の使用の仕方３の説明図。 本発明の実施形態の安定装置を従来の電圧振動の障害が発生した直流配電線路に接続した場合の回路図。 図９の直流配電回路でパソコンを接続した場合のパソコンの負荷電流及び供給電圧の波形図。 実際に電圧振動の障害が発生した直流配電回路の一例の回路図。 図１１の直流配電回路でのパソコンを接続したときに電圧振動の障害が発生した場合にパソコンの負荷電流及び供給電圧の波形図。

以下、本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る安定装置の説明図であり、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は回路図である。図１（ａ）に示すように、安定装置１０の本体１１には一対の正負極片１２ａ、１２ｂが設けられている。正負極片１２ａ、１２ｂは、図示省略の直流配電回路に設けられた壁コンセントや、壁コンセントに接続されるテーブルタップのコンセント差込口に差し込まれる。すなわち、直流配電回路には、例えば壁コンセントが設けられ、この壁コンセントの差込口に一対の正負極片１２ａ、１２ｂが差し込まれる。また、壁コンセントに接続されたテーブルタップのコンセント差込口に正負極片１２ａ、１２ｂが差し込まれる。

図１（ｂ）に示すように、本体１１はコンデンサ１３を内蔵しており、正負極片１２ａ、１２ｂにコンデンサ１３が接続されている。これにより、正負極片１２ａ、１２ｂがコンセント差込口に差し込まれたとき、コンデンサ１３は他のコンセント差込口に差し込まれた直流機器と並列接続される。従って、コンセント差込口のコンデンサ容量が大きくなり電圧振動を抑制できる。

直流配電回路の直流電圧は１２Ｖ〜２０Ｖ程度であるので、コンデンサ耐圧は使用電圧（１２Ｖ〜２０Ｖ）の１．５倍程度にする。また、一般に、電圧振動は、電圧Ｖが低く電流Ｉが大きく線路長が長い（Ｌが大きい）場合に発生し易くなり、コンデンサ容量が大きくなると発生しにくくなるので、コンデンサ容量は１つの安定装置１０で２００μＦ〜１０００μＦとする。具体的には、コンデンサ容量が４７０μＦのコンデンサを１〜２個並列接続して用いる。

図２は本発明の第２実施形態に係る安定装置の説明図であり、図２（ａ）は斜視図、図２（ｂ）は回路図である。この第２実施形態は、図１に示した第１実施形態に対し、直流機器または他の本体１１の正負極片１２ａ、１２ｂが差し込まれる一対の本体差込口１４ａ、１４ｂを追加して設けたものである。図１と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。

図２（ａ）に示すように、本体１１の一対の正負極片１２ａ、１２ｂと反対側には、一対の本体差込口１４ａ、１４ｂが設けられている。本体差込口１４ａ、１４ｂは、他の本体１１の正負極片１２ａ、１２ｂや直流機器の正負極片１２ａ、１２ｂが差し込まれる。

図２（ｂ）に示すように、本体１１はコンデンサ１３を内蔵しており、コンデンサ１３は正負極片１２ａ、１２ｂ及び本体差込口１４ａ、１４ｂに接続されている。これにより、その本体差込口１４ａ、１４ｂに直流機器または他の本体１１の正負極片１２ａ、１２ｂが差し込まれたとき、本体１１のコンデンサが直流機器または他の本体１１のコンデンサと並列接続される。従って、安定装置１０を積み重ねることが可能となり、安定装置１０の追加が容易に行える。また、直流機器を安定装置１０の本体差込口１４ａ、１４ｂに接続できる。

図３は本発明の第３実施形態に係る安定装置の説明図であり、図３（ａ）は斜視図、図３（ｂ）は回路図である。この第３実施形態は、図１に示した第１実施形態に対し、コンセント差込口の電圧振動の判定結果を出力する出力手段１５を追加して設けたものである。図１と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。

図３（ａ）に示すように、本体１１の側面に出力手段１５が設けられている。出力手段１５はＬＥＤなどの表示手段、あるいは音を出力する音出力手段などである。

図３（ｂ）に示すように、本体１１にはコンデンサ１３に加えて、コンセント差込口の電圧振動の有無を判定する判定手段１６が設けられている。判定手段１６は、コンセント差込口に差し込まれる正負極片１２ａ、１２ｂの電圧を入力し電圧振動が発生しているかどうかを判定する。例えば、検出したコンセント差込口（正負極片１２ａ、１２ｂ）の電圧値が所定値を越えたか否かで判定する。電圧振動が発生しているときは電圧は脈動しているので、その脈動している電圧の振幅最大値が所定値を越えたか否かで判定する。

判定手段１６は、その判定結果を出力手段１５に出力する。コンセント差込口の電圧が振動していると判定したときは出力手段１５を駆動する。例えば、出力手段１５が表示手段であるときは、表示手段を連続点灯あるいはフリッカ表示とする。出力手段１５が音出力手段であるときは鳴動させる。これにより、安定装置１０の正負極片１２ａ、１２ｂをコンセント差込口に差し込んだときに、その箇所で電圧振動が発生しているか否かを容易に判定できる。このように、出力手段１５と判定手段１６とにより、直流配電回路の電圧振動を検出する直流配電回路の電圧振動検出装置を形成している。

以上の説明では、図１に示した第１実施形態に対し、コンセント差込口の電圧振動の判定結果を出力する出力手段１５を追加して設けたものを示したが、図２に示した第２実施形態に対し、コンセント差込口の電圧振動の判定結果を出力する出力手段１５を追加して設けるようにしてもよい。

また、以上の説明では、正負極片１２ａ、１２ｂや本体差込口１４ａ、１４ｂにコンデンサ１３を接続したものを示したが、図４に示すように、コンデンサ１３に直列にヒューズ１７を接続するようにしてもよい。図４は本発明の実施形態に係る安定装置の他の一例の回路図であり、本体１１に内蔵のコンデンサ１３にヒューズ１７を接続したものを示している。図４（ａ）は図１（ｂ）に対しヒューズ１７を内蔵した回路図、図４（ｂ）は図２（ｂ）に対しヒューズ１７を内蔵した回路図、図４（ｃ）は図３（ｂ）に対しヒューズ１７を内蔵した回路図である。

ヒューズ１７は、直流機器であるパソコン内部でショート故障（短絡故障）が発生した際にコンデンサ１３からの電力供給を防止するためのものである。すなわち、パソコン内でショート故障が発生した場合には、パソコンと並列接続されたコンデンサ１３からも電力が供給されることになるので、ヒューズ１７により過電流を遮断してコンデンサ１３からの電力供給を防止する。当然ながらアース接続部がコンセント差込口にある形状の場合（図示省略）は、アース接続がパソコン側にも接続されるように本体１１に追加してもよい。

さらに、図５に示すように、安定装置１０の本体１１の正負極片１２ａ、１２ｂに覆い部１８を設けるようにしてもよい。図５（ａ）は図１（ａ）に対し覆い部１８を設けた斜視図、図５（ｂ）は図２（ａ）に対し覆い部１８を設けた斜視図、図５（ｃ）は図３（ａ）に対し覆い部１８を設けた斜視図である。覆い部１８は正負極片１２ａ、１２ｂを覆い、正負極片１２ａ、１２ｂが露出して不用意に導体に接触することを防止する。これにより、感電を防止する。

なお、図５（ｂ）に示すように、本体差込口１４ａ、１４ｂを有した安定装置１０の場合には、本体差込口１４ａ、１４ｂの周囲に、正負極片１２ａ、１２ｂが本体差込口１４ａ、１４ｂに差し込まれたときに、覆い部１８を収納するための溝部１９を設ける。これにより、正負極片１２ａ、１２ｂが本体差込口１４ａ、１４ｂに差し込まれるときは、覆い部１８の周辺部が溝部１９に差し込まれ収納される。同様に、コンセント差込口にも覆い部１８を収納するための溝部１９を設ける。このように、安定装置１０の本体１１の正負極片１２ａ、１２ｂに覆い部１８を設ける場合には、コンセント差込口や本体差込口１４ａ、１４ｂに、覆い部１８を収納するための溝部１９を設ける。

次に、本発明の実施形態の安定装置の使用の仕方について説明する。図６は本発明の実施形態に係る安定装置の使用の仕方１の説明図である。図６では、１個のコンセント差込口に１個の安定装置１０を接続して使用する安定装置の使用の仕方を示しており、図６（ａ）は図３に示した出力手段１５付き安定装置１０Ａを使用した場合の説明図、図６（ｂ）は本体差込口１４Ａ及び出力手段１５付きの安定装置１０Ｂを使用した場合の説明図である。また、図６（ａ）、図６（ｂ）では、壁コンセント２０は２個のコンセント差込口２３Ａ、２３Ｂを有したものを示している。

図６（ａ）に示すように、直流配電回路の壁コンセント２０には直流電源２１からの直流電力がＤＣ／ＤＣコンバータ２２で制御されて供給される。直流電源２１は、例えば交流をＡＣ／ＤＣコンバータで変換した直流電源、太陽電池で発電した直流電源、燃料電池で発電した直流電源、蓄電池に蓄えられた直流を出力する直流電源などである。いま、壁コンセント２０は、２個のコンセント差込口２３Ａ、２３Ｂを有し、コンセント差込口２３Ｂにパソコン２４の正負極片１２Ｂを差し込んでパソコン２４を使用する場合を考える。

その場合、壁コンセント２０の別のコンセント差込口２３Ａに安定装置１０Ａの正負極片１２Ａを差し込む。安定装置１０Ａは、コンセント差込口１２Ａの電圧振動の判定結果を出力する出力手段１５を有しているので、出力手段１５の出力を確認することによって、新たにパソコン２４を直流配電回路に接続する場合、電圧振動の有無が簡単に確認できる。また、安定装置１０Ａにはコンデンサが並列接続されているので、接続したパソコン２４が発生源の場合には電圧振動を発生させないようにできる。

このように、パソコン２４を直流配電回路に接続する前に予め安定装置１０を直流配電回路に接続すれば、通常は、パソコン２４を接続して起動させても電圧振動は発生しない。これは、パソコン２４には、通常、コンデンサが内蔵されており、安定装置１０Ａにもコンデンサ１３が接続されているからである。従って、出力手段１５を有していない安定装置１０であってもパソコン２４を直流配電回路に接続する前に予め直流配電回路に接続することが望ましい。出力手段１５付きの安定装置１０Ａであれば、パソコン１４を接続する前の直流配電回路の電圧振動状況を確認することが可能である。

一方、壁コンセント２０のコンセント差込口２３Ａ、２３Ｂのいずれか一方には別の直流機器が接続されて、１個のコンセント差込口２３Ａしか使用できない場合には、図６（ｂ）に示すように、安定装置１０として本体差込口１４Ａ付きの安定装置１０Ｂを使用し、コンセント差込口２３Ａに安定装置１０Ｂの正負極片１２Ａを差し込み、安定装置１０Ｂの本体差込口１４Ａにパソコン２４の正負極片１２Ｂを差し込む。これにより、コンセント差込口２３が１個であったとしても、パソコン２４と並列に安定装置１０Ｂのコンデンサ１３を並列に接続できる。

次に、図７は本発明の実施形態に係る安定装置の使用の仕方２の説明図である。図７では、１個のコンセント差込口に２個以上の安定装置１０を接続して使用する安定装置の使用の仕方を示しており、図７（ａ）は本体差込口１４Ａ及び出力手段１５付き安定装置１０Ｂを２段重ねして使用した場合の説明図、図７（ｂ）は本体差込口１４Ａ及び出力手段１５付きの安定装置１０Ｂを２段重ねし本体差込口１４Ａにパソコン２４の正負極片１２Ｂを差し込んで使用した場合の説明図である。

図７（ａ）に示すように、パソコン２４が使用する壁コネクタ２０のコンセント差込口２３Ｂと、安定装置１０Ｂが使用する壁コネクタ２０のコンセント差込口２３Ａとを別にする。パソコン２４の正負極片１２Ｂは壁コネクタ２０のコンセント差込口２３Ｂに差し込み、安定装置１０Ｂの正負極片１２Ａは壁コネクタ２０のコンセント差込口２３Ａに差し込む。そして、必要に応じて安定装置１０Ｂを積み重ねて接続する。

例えば、１個の安定装置１０Ｂを接続しただけでは電圧振動が抑制できない場合、安定装置１０Ｂの出力手段１５には電圧振動有りが出力される。その場合、安定装置１０Ｂの本体差込口１４Ａに別の安定装置１０Ｂの正負極片１２ａ、１２ｂを差し込んで２個目の安定装置１０Ｂを重ねて接続する。

これにより、直流配電回路に新たにパソコン２４を接続する際に電圧の安定を容易に確認できる。そして、１個の安定装置１０Ｂを接続したが電圧が安定しない場合には、さらに別の安定装置１０Ｂを追加できる。その際、２個目以降の安定装置１０Ｂを重ねて接続できるので、追加する安定装置１０Ｂのコンセント差込口２３は不要となる。

一方、壁コンセント２０の１個のコンセント差込口２３Ａしか使用できない場合には、図７（ｂ）に示すように、図６（ｂ）の場合と同様に、安定装置１０Ｂの本体差込口１４Ａにパソコン２４の正負極片１２Ｂを差し込む。これにより、コンセント差込口２３が１個であったとしても、パソコン２４と並列に複数個の安定装置１０Ｂのコンデンサ１３を並列に接続できる。

次に、図８は本発明の実施形態に係る安定装置の使用の仕方３の説明図である。図８では、壁コンセント２０に複数個のコンセント差込口を有したテーブルタップ２５を接続し、そのテーブルタップ２５のコンセント差込口に安定装置１０を接続して使用する安定装置の使用の仕方を示している。図８（ａ）は出力手段１５付き安定装置１０Ｂを１個のコンセント差込口に１個の安定装置１０Ａを差し込んで使用した場合の説明図、図８（ｂ）は本体差込口１４Ａ及び出力手段１５付きの安定装置１０Ｂを３段重ねして使用した場合の説明図である。また、図８（ａ）、図８（ｂ）では、テーブルタップ２５は４個のコンセント差込口２３Ｗ、２３Ｘ、３Ｙ、３Ｚを有したものを示している。

図８（ａ）に示すように、壁コンセント２０のコンセント差込口２３Ａにテーブルタップ２５の正負極片１２Ｃを差し込み、テーブルタップ２５を用いる場合を考える。まず、パソコン２４の正負極片１２Ｂが差し込まれるテーブルタップ２５のコンセント差込口２３Ｚと、安定装置１０Ａの正負極片１２Ａが差し込まれるテーブルタップ２５のコンセント差込口２３Ｗ、２３Ｘ、２３Ｙとを別にする。そして、いま、テーブルタップ２５のコンセント差込口２３Ｚにパソコン２４の正負極片１２Ｂを差し込んで、パソコン２４を使用する場合を考える。

その場合、テーブルタップ２５のコンセント差込口２３Ｗに安定装置１０Ａの正負極片１２Ａを差し込む。安定装置１０Ａの出力手段１５の出力を確認し、もし、電圧振動無しの場合には、テーブルタップ２５のコンセント差込口２３Ｚにパソコン２４の正負極片１２Ｂを差し込んでパソコン２４を起動する。

パソコン２４を起動したことに伴い、もし、出力手段１５の出力が電圧振動有りの場合には、さらに、テーブルタップ２５のコンセント差込口２３Ｘに追加の安定装置１０Ａの正負極片１２Ａを差し込む。これにより、出力手段１５の出力により電圧振動無しが確認できるとパソコン２４を安定して使用できることになる。

このように、テーブルタップ２５を用いる場合にはコンセント差込口２３が複数個であるので、予めテーブルタップ２５のコンセント差込口２３に安定装置１０Ａを接続しておく。前述したように、パソコン２４を直流配電回路に接続する前に予め安定装置１０を直流配電回路に接続すれば、通常は、パソコン２４を接続して起動させても電圧振動は発生しない。これは、パソコン２４には、通常、コンデンサが内蔵されており、安定装置１０Ａにもコンデンサ１３が接続されているからである。もし、出力手段１５付きの安定装置１０Ａにより、パソコン１４を接続する前の直流配電回路の電圧振動状況を確認し、電圧振動している場合には、テーブルタップ２５の別のコンセント差込口２３に追加の安定装置１０を追加接続することが可能である。

一方、テーブルタップ２５の別のコンセント差込口２３に追加の安定装置１０を追加接続することに代えて、図８（ｂ）に示すように、必要に応じて、本体差込口１４Ａ付きの安定装置１０Ｂを積み重ねて接続するようにしてもよい。

例えば、１個の安定装置１０Ｂを接続しただけでは電圧振動が抑制できない場合、安定装置１０Ｂの出力手段１５に電圧振動有りが出力されるので、安定装置１０Ｂの本体差込口１４Ａに別の安定装置１０Ｂの正負極片１２ａ、１２ｂを差し込んで２個目の安定装置１０Ｂを重ねて接続する。そして、安定装置１０Ｂの出力手段１５に電圧振動無しが出力されるまで、安定装置１０Ｂを積み重ねていく。

これにより、直流配電回路に新たにパソコン２４を接続する際に電圧の安定を容易に確認できる。そして、１個の安定装置１０Ｂを接続したが電圧が安定しない場合には、さらに別の安定装置１０Ｂを追加できる。その際、２個目以降の安定装置１０Ｂを重ねて接続できるので、追加する安定装置１０Ｂのコンセント差込口２３は不要となる。

以上の説明では、パソコン２４はテーブルタップ２５のコンセント差込口２３Ｚに正負極片１２Ｂを差し込んで使用した場合について説明したが、３段重ねした安定装置１０Ｂの本体差込口１４Ａにパソコン２４の正負極片１２Ｂを差し込んで使用するようにしてもよい。

すなわち、テーブルタップ２５や壁コンセント２０に空きがない場合、パソコン２４が差し込まれるコンセント差込口に安定装置１０を重ねて接続し、安定装置１０の本体差込口１４にパソコン２４を接続する。電圧振動が発生した場合には、出力手段１５の出力を見ながら２個目、３個目と重ねていく。また、電圧振動がしない場合には安定装置１０を取り外すことも可能である。

図９は、図１１の直流配電線路に本発明の実施形態の安定装置を接続した場合の回路図である。図９に示すように、電圧振動の対策のため、パソコン２４が接続されたテーブルタップにコンデンサ容量として４７０μＦを持つ安定装置１０を接続した。そうすると、図１０（ａ）に示すように、パソコン２４の負荷電流は約２．５Ａで安定し、供給電圧は、図１０（ｂ）に示すように約１７．５Ｖで安定した。図１０から分かるように、パソコン２４の負荷電流及び供給電圧は、ともに微振動はしているが波形レベルで安定している。

安定装置１０のコンデンサ容量が小さい場合（例えば４７μＦの場合）は安定しなかった。一方、安定装置１０のコンデンサ容量が大きい場合（２個の安定装置１０を付けて９４０μＦとした場合）は、１個の安定装置１０の４７０μＦと同様に安定した。

以上述べたように、本発明の実施形態によれば、直流配電回路の末端に接続される直流機器（末端機器）を壁コンセントや接続体（直流用のテーブルタップのようなもの）を介して接続する場合、端末機器が複数接続されても接続体の一箇所に、内部にコンデンサが入っている安定装置を接続することで、電圧の振動を抑制できる。これにより、複数台の末端機器を同時に安定化することが可能である。

テーブルタップやコンセントに発振対策にコンデンサを内蔵する方法も考えられるが、それだと、不必要なコンデンサの容量を常に回路に挿入することになり、機器故障時の短絡電流の増加等で直流回路の信頼性が低下するため、安定装置は脱着できる方式としている。

直流配電回路のＤＣ／ＤＣコンバータから接続体までの位置は、様々で、かつ端末機器が持っているコンデンサ容量も様々であり、発振しない場合も想定されるが、安定装置１０を着脱式にすることで最低限のコストで対応できる。すなわち、従来のように、端末機器ごとに対応策を講じるのではなく、接続体の一箇所に安定装置を適用して対策できるので、今後、直流配電が広く採用された場合に安価に対策ができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…安定装置、１１…本体、１２…正負極片、１３…コンデンサ、１４…本体差込口、１５…出力手段、１６…判定手段、１７…ヒューズ、１８…覆い部、１９…溝部、２０…壁コンセント、２１…直流電源、２２…ＤＣ／ＤＣコンバータ、２３…コンセント差込口、２４…パソコン、２５…テーブルタップ

Claims (6)

1. 直流機器が接続される直流配電回路のコンセント差込口に差し込まれる正負極片を有した本体と、
   前記本体に内蔵され前記正負極片が前記コンセント差込口に差し込まれたとき前記直流機器と並列接続されるコンデンサとを備えたことを特徴とする直流配電回路の安定装置。
2. 前記本体の前記正負極片と反対側に前記直流機器または他の本体の正負極片が差し込まれる本体差込口を設け、その本体差込口に前記直流機器または他の本体の正負極片が差し込まれたとき、前記本体のコンデンサが前記直流機器または他の本体のコンデンサと並列接続されることを特徴とする請求項１記載の直流配電回路の安定装置。
3. 前記コンセント差込口の電圧振動を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果を出力する出力手段とを前記本体に設けたことを特徴とする請求項１または２記載の直流配電回路の安定装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項の安定装置と、
   前記安定装置や前記直流機器を接続するため複数個のコンセント差込口を有したテーブルタップとを備えたことを特徴とする直流配電回路の接続装置。
5. 請求項１または２記載の安定装置に設けられ、直流機器が接続される直流配電回路のコンセント差込口の電圧振動を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果を出力する出力手段とを備えたことを特徴とする直流配電回路の電圧振動検出装置。
6. 請求項３記載の安定装置が前記直流配電回路のコンセント差込口に差し込まれたとき、そのコンセント差込口の電圧振動を前記判定手段で判定し、
   前記判定手段の判定結果を前記出力手段に出力して、前記直流配電回路の電圧振動を検出することを特徴とする直流配電回路の電圧振動検出方法。

Images