JP2015019468A

JP2015019468A - 計測用通信装置の電源装置

Info

Publication number: JP2015019468A
Application number: JP2013143941A
Authority: JP
Inventors: 庄司　久仁; Kuni Shoji; 久仁庄司
Original assignee: Hitachi Building Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Building Systems Co Ltd
Priority date: 2013-07-09
Filing date: 2013-07-09
Publication date: 2015-01-29

Abstract

【課題】計測や通信を連続的に実施可能とするとともに、計測や通信を長時間行える計測用通信装置の電源装置を提供する。
【解決手段】建物の設備機器の電力量を計測し、集計端末装置へ送信する電力計測用無線装置３に対し、電源を供給する着脱自在な駆動用電池４と、電力計測用無線装置３に設けられる補助電源であり、配電線１に取り付けられる補助電源用ＣＴ型電流センサー５にて取得した電流を、電圧変換して充電される電気二重層コンデンサ３Ｆと、駆動用電池４の出力電圧と電気二重層コンデンサ３Ｆの放電電圧を計測する電源監視回路３Ｅと、この電源監視回路３Ｅが計測した電圧値によって、駆動用電池４と電気二重層コンデンサ３Ｆの一方を、電力計測用無線装置３の駆動電源として接続する充放電切替スイッチ３Ｉと、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は計測用通信装置の電源装置に関する。

通信装置の主電源装置に充電装置を用いた技術として、光通信回線の光を光電変換素子にて光電変換した電気を充電装置であるキャパシタに充電し、このキャパシタの充電が所定電圧に達するとキャパシタが電源として接続され、取得したデータを光通信回線へ送信する処理を行うものがあった(特許文献１)。

特開２００９−１１８３２９号公報

上記技術は、充電したキャパシタを主電源装置として使用するため、光通信回線へのデータ送信が多く長くなると、電源消費量が多くなり電気が消耗するので、放電から充電に切替える必要がある。

但し、キャパシタは充電しながら放電させることが不可能であり、充電時には通信装置の主電源装置として電源供給が不能となる問題がある。

また、計測や通信に要する電源容量はキャパシタの容量に依存しているため、連続的な計測が不可能となることや、長時間に渡る通信が不可能となることや、計測中に計測不能となることや、通信中に通信不能となるという問題が潜在している。

本発明の目的は、計測や通信を連続的に実施可能とするとともに、計測や通信を長時間行える計測用通信装置の電源装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、建物に設けた設備機器へ交流電源を供給する配電線と、この配電線に取り付けられる計測用ＣＴ型電流センサーと、この計測用ＣＴ型電流センサーで検出した電流値を電力値に変換して積算した前記設備機器の電力量を、前記建物の所定位置に設けた集計端末装置へ送信する無線通信回路と、を備えた電力計測用無線装置と、この電力計測用無線装置へ電源を供給する着脱自在な駆動用電池と、で構成される計測用通信装置の電源装置において、前記電力計測用無線装置に設けられる補助電源であり、前記配電線に取り付けられる補助電源用ＣＴ型電流センサーにて取得した電流を、電圧変換して充電される電気二重層コンデンサと、前記駆動用電池の出力電圧と前記電気二重層コンデンサの放電電圧を計測する電源監視回路と、この電源監視回路が計測した電圧値によって、前記駆動用電池と前記電気二重層コンデンサの一方を、前記電力計測用無線装置の駆動電源として接続する充放電切替スイッチと、を有し、前記充放電切替スイッチは、前記駆動用電池が所定電圧以上のときは、前記駆動用電池を前記電力計測用無線装置の駆動電源として接続し、前記駆動用電池が所定電圧以下となると、前記駆動用電池の出力線を開放するとともに、前記電気二重層コンデンサを前記電力計測用無線装置の駆動電源として接続し、前記電気二重層コンデンサの放電電圧が所定電圧以下となると、前記電気二重層コンデンサの出力線を開放するとともに、前記電気二重層コンデンサの充電用人力線を接続するようにしたものである。

本発明によれば、電力計測用無線装置へ電源を供給する着脱自在な駆動用電池を用いるとともに、駆動用電池の消耗を検出すると、設備機器へ交流電源を供給する配電線に取り付けられる補助電源用ＣＴ型電流センサーにて取得した電流で充電される電気二重層コンデンサに、電力計測用無線装置への電源供給を切替えるようにしたので、安定した電源供給が行うことができるとともに、電気二重層コンデンサの充電に駆動用電池を用いないので、駆動用電池の消耗を抑えることができる。

本発明の計測用通信装置の電源装置に係る一実施形態の構成を示すブロック図である。本発明の計測用通信装置の電源装置に係る一実施形態の動作を説明するフローチャートである。

以下、本発明の一実施の形態を、図１、図２を用いて説明する。

図１において、図示しない建物に設けられる図示しない設備機器に敷設される配電線１を介し、図示しない設備機器の使用電力量を計測するには、配電線１に取り付けられる計測用ＣＴ型電流センサー２と、この計測用ＣＴ型電流センサー２で検出した電流値を電力値に変換して積算する電力計測用無線装置３と、電力計測用無線装置３へ電源を供給する駆動用電池４とが設置されている。

また、電力計測用無線装置３は、各種制御を実行指令するＣＰＵ３Ａと、計測用ＣＴ型電流センサー２とＣＰＵ３Ａ間に接続され、計測用ＣＴ型電流センサー２が検出した電流値を電力値に変換する計測回路３Ｂと、この計測回路３Ｂが変換した電力値や、電力計測用無線装置３の各種指令に要する設定値や、各種指令に対する動作ログを記憶するメモリ３ＣがＣＰＵ３Ａに接続されている。

また、メモリ３Ｃに記憶される電力量は、ＣＰＵ３Ａを介して無線通信回路３Ｄへ送信され、無線通信回路３Ｄにて当該電力量を電波へ変換し、アンテナ３Ｄａを介し、図示しない建物内に設置される図示しない集計端末装置に送信される。

また、電力計測用無線装置３は、駆動用電池４の電源電圧を計測する電源監視回路３Ｅを備え、この電源監視回路３Ｅは、駆動用電池４の電源電圧が予め定めた電圧以下となると、ＣＰＵ３Ａへ駆動用電池４の消耗に関する信号を出力し、ＣＰＵ３Ａの指令信号によって、駆動用電池４の電源供給を開放させ、電源供給を電気二重層コンデンサ３Ｆからの電源供給に切替える。

また、電気二重層コンデンサ３Ｆは、配電線１取り付けられる補助電源用ＣＴ型電流センサー５から、電力計測用無線装置３の人力回路３Ｇ、充電回路３Ｈ充放電切替スイッチ３Ｉを介して充電が行われる。

また、充放電切替スイッチ３Ｉは、電源監視回路３Ｅが駆動用電池４の電源電圧が予め定めた電圧以上のときは、ＣＰＵ３Ａの指令にて充電側に設定され、電源監視回路３Ｅの駆動用電池４消耗に関する出力信号をＣＰＵ３Ａへ出力すると、ＣＰＵ３Ａの指令にて放電側に切替えられ、放電回路３Ｊを介して電気二重層コンデンサ３Ｆより電源供給が行われる。

また、電源監視回路３Ｅは、放電回路３Ｊの出力電圧を計測し、予め定めた電圧以下となると、ＣＰＵ３Ａへ電気二重層コンデンサ３Ｆの消耗に関する信号を出力し、ＣＰＵ３Ａは、電源監視回路３Ｅからの電気二重層コンンサ３Ｆ消耗の信号入力により、充放電切替スイッチ３Ｉを充電側に切替えて、全ての電源供給を停止する。

また、ＣＰＵ３ＡにＬＥＤ３Ｋが接続されており、ＣＰＵ３Ａは、電力計測用無線装置３の電源供給に対し、駆動用電池４のときは緑色に点灯させ、電気二重層コンデンサ３Ｆのときは赤色に点灯させ、全ての電源供給を停止すると消灯させる指令を行う。

次に、本発明の実施の形態を図２のフローチャートを用いて説明する。

まず、電力計測用無線装置３の図示しない電源スイッチを投入すると、電源供給は駆動用電池４から行われ（ステップＳ１）、電源監視回路３Ｅは駆動用電池４の電源電圧を計測し、この電源電圧が所定電圧以下か以上かを判定し（ステップＳ２）、判定結果をＣＰＵ３Ａへ出力する。ここで、駆動用電池４の電源電圧が所定電圧以上の場合、ＣＰＵ３Ａは充放電切替スイッチ３Ｉを充電側に設定する信号を送信し（ステップＳ３）、電気二重層コンデンサ３Ｆは、補助電源用ＣＴ型電流センサー５、入力回路３Ｇ、充電回路３Ｈ、充放電切替スイッチ３Ｉを介して充電が行われる。

次に、ステップＳ２で、電源監視回路３Ｅが駆動用電池４の電源電圧が所定電圧以下であることを検出すると、ＣＰＵ３Ａへ駆動用電池４の消耗に関する信号を出力する。

駆動用電池４から駆動用電池４消耗に関する信号を入力したＣＰＵ３Ａは、駆動用電池４からの電源供給を開放するとともに、充放電切替スイッチ３Ｉに対し、充電回路３Ｈを開放させて放電回路３Ｊを接続させる信号を出力することで（ステップＳ４）、電力計測用無線装置３の電源供給を駆動用電池４から電気二重層コンデンサ３Ｆへの切替を行う。

次に、電源監視回路３Ｅは、放電回路３Ｉの出力電圧が予め定めた電圧の以下か否かを判定し（ステップＳ５）、所定電圧以上のときは、電気二重層コンデンサ３Ｆからの電源供給を継続する（ステップＳ６）。

また、ステップＳ５で、電源監視回路３Ｅは、放電回路３Ｊの出力電圧が所定電圧以下を検出すると、ＣＰＵ３Ａに電気二重層コンデンサ３Ｆの消耗に関する信号を出力し、ＣＰＵ３Ａは、充放電切替スイッチ３Ｉに対し、充電回路３Ｈを接続させて放電回路３Ｊを開放させる信号を出力する二とで、電気二重層コンデンサ３Ｆからの電源供給を停止させる（ステップＳ７）。ここで、電力計測用無線装置３への電源供給は全て停止されたが、電気二重層コンデンサ３Ｆへの充電は行われており、駆動用電池４の交換後の準備を行うこととなる。

本実施形態によれば、電力計測用無線装置３に対し、通常の電源供給を駆動用電池４で行い、駆動用電池４が消耗してからの電源供給を行う電気二重層コンデンサ３Ｆの充電を、駆動用電池４を用いず配電線１に取り付けられる補助電源用ＣＴ型電流センサー５から行うようにしたので、駆動用電池４を長時間使用することが可能となる。

１配電線
２計測用ＣＴ型電流センサー
３電力計測用無線装置
３ＡＣＰＵ
３Ｂ計測回路
３Ｃメモリ回路
３Ｄ無線通信回路
３Ｅ電源監視回路
３Ｆ電気二重層コンデンサ
３Ｇ入力回路
３Ｈ充電回路
３Ｉ充電放電切替スイッチ
３Ｊ放電回路
３ＫＬＥＤ
４駆動用電池
５補助電源用ＣＴ型電流センサー

Claims

建物に設けた設備機器へ交流電源を供給する配電線と、この配電線に取り付けられる計測用ＣＴ型電流センサーと、この計測用ＣＴ型電流センサーで検出した電流値を電力値に変換して積算した前記設備機器の電力量を、前記建物の所定位置に設けた集計端末装置へ送信する無線通信回路と、を備えた電力計測用無線装置と、この電力計測用無線装置へ電源を供給する着脱自在な駆動用電池と、で構成される計測用通信装置の電源装置において、
前記電力計測用無線装置に設けられる補助電源であり、前記配電線に取り付けられる補助電源用ＣＴ型電流センサーにて取得した電流を、電圧変換して充電される電気二重層コンデンサと、前記駆動用電池の出力電圧と前記電気二重層コンデンサの放電電圧を計測する電源監視回路と、二の電源監視回路が計測した電圧値によって、前記駆動用電池と前記電気二重層コンデンサの一方を、前記電力計測用無線装置の駆動電源として接続する充放電切替スイッチと、を有したことを特徴とする計測用通信装置の電源装置。
請求項１記載の計測用通信装置の電源装置において、
前記充放電切替スイッチは、前記駆動用電池が所定電圧以上のときは、前記駆動用電池を前記電力計測用無線装置の駆動電源として接続し、前記駆動用電池が所定電圧以下となると、前記駆動用電池の出力線を開放するとともに前記電気二重層コンデンサを前記電力計測用無線装置の駆動電源として接続し、前記電気二重層コンデンサの放電電圧が所定電圧以下となると、前記電気二重層コンデンサの出力線を開放するとともに、前記電気二重層コンデンサの充電用入力線を接続するようにしかことを特徴とする計測用通信装置の電源装置。