JP2015216719A - 給電装置、給電制御方法、及び、基地局装置 - Google Patents

Abstract

【課題】個々の電源の最大電力を超える電力を供給できる
【解決手段】給電装置１０は、複数の入力ポート１１−１〜１１−３と充放電回路１５と切替回路１４と制御回路１７とを備える。複数の入力ポート１１−１〜１１−３は、複数の電源２−１〜２−３から電力が入力される。充放電回路１５は、入力される電力を受けて充放電することにより負荷回路２０に供給する電力を生成する。切替回路１４は、複数の入力ポート１１−１〜１１−３と充放電回路１５との間の接続をそれぞれ切り替える。制御回路１７は、上記切り替えのタイミングを入力ポート間で異ならせる制御を行なう。
【選択図】図１

Description

本発明は、給電装置、給電制御方法、及び、基地局装置に関する。

ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源回路等の給電装置が知られている（例えば、特許文献１乃至３を参照）。給電装置は、充放電回路に対する電力の供給タイミングを制御することにより、生成する電力を調整する。

特開２００２−１１２４６９号公報 特開２００１−２３６１３１号公報 特開２００７−２２８６５９号公報

給電装置には、複数の電源が備えられることがある。複数の電源が給電装置に備えられていても、給電装置が供給可能な最大電力が、個々の電源が供給可能な最大電力に制限されてしまうことがある。

一つの側面として、本発明の目的の一つは、個々の電源の最大電力を超える電力を供給できるようにすることにある。

一つの側面では、給電装置は、複数の入力ポートと充放電回路と切替回路と制御回路とを備える。複数の入力ポートは、複数の電源から電力が入力される。充放電回路は、上記入力される電力を受けて充放電することにより負荷回路に供給する電力を生成する。切替回路は、上記複数の入力ポートと上記充放電回路との間の接続をそれぞれ切り替える。制御回路は、上記切り替えのタイミングを上記入力ポート間で異ならせる制御を行なう。

個々の電源の最大電力を超える電力を供給できる。

第１実施形態に係る基地局装置の構成例を表すブロック図である。 図１の制御回路が実行する処理の一例を示したフローチャートである。 図１の制御回路が実行する処理の一例を示したフローチャートである。 図１の給電装置の動作の一例を示したタイムチャートである。 第２実施形態に係る制御回路が実行する処理の一例を示したフローチャートである。 第２実施形態に係る給電装置の動作の一例を示したタイムチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、以下に説明される実施形態は例示である。従って、以下に明示しない種々の変形や技術が実施形態に適用されることは排除されない。なお、以下の実施形態で用いる図面において、同一の符号を付した部分は、変更又は変形が明示されない限り、同一若しくは同様の部分を表す。

＜第１実施形態＞
（構成）
図１に示すように、第１実施形態に係る基地局装置１は、例示的に、給電装置１０と、負荷回路２０と、を備える。給電装置１０は、負荷回路２０に電力を供給する。負荷回路２０の一例は、無線処理回路である。無線処理回路は、予め定められた無線通信方式に従って無線信号を送受信する。

例えば、無線通信方式は、ＬＴＥ方式である。ＬＴＥは、Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎの略記である。なお、無線通信方式は、ＬＴＥ方式と異なる方式（例えば、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、又は、ＷｉＭＡＸ等の方式）であってもよい。ＷｉＭＡＸは、Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓの略記である。

本例では、給電装置１０は、スイッチング方式又はチョッパ方式のＤＣ−ＤＣコンバータである。本例では、給電装置１０は、降圧を行なう。なお、給電装置１０は、昇圧を行なってもよい。

給電装置１０は、例示的に、３つの入力ポート１１−１〜１１−３と、３つの電力計１２−１〜１２−３と、３つの整流素子１３−１〜１３−３と、を備える。更に、給電装置１０は、例示的に、切替回路１４と、充放電回路１５と、電圧計１６と、制御回路１７と、を備える。切替回路１４は、例示的に、３つのスイッチング素子１４１−１〜１４１−３を備える。電圧計１６は、検出部の一例である。

入力ポート１１−ｉと電力計１２−ｉと整流素子１３−ｉとスイッチング素子１４１−ｉとは、ｉ番目の入力系統、又は、入力系統＃ｉと呼ばれてもよい。本例では、ｉは、１から３までの整数を表す。
なお、給電装置１０は、２つ又は４つ以上の入力系統を備えていてもよい。

電源２−ｉは、電源＃ｉと表されることがある。入力ポート１１−ｉは、入力ポート＃ｉ又はＩＰ＃ｉと表されることがある。電力計１２−ｉは、電力計＃ｉと表されることがある。スイッチング素子１４１−ｉは、ＳＷ＃ｉと表されることがある。

本例では、入力ポート１１−ｉには、電源２−ｉが接続される。電源２−ｉの一例は、所定の電圧にて直流電流を供給する蓄電池である。所定の電圧にて直流電流を供給することは、電力を供給することの一例である。入力ポート１１−ｉには、電源２−ｉから電力が入力される。

入力ポート１１−ｉは、電力計１２−ｉ及び整流素子１３−ｉを介してスイッチング素子１４１−ｉに接続される。例えば、整流素子１３−ｉは、ダイオードであってよい。

電力計１２−ｉは、入力ポート１１−ｉを介して電源２−ｉから充放電回路１５に入力された電力を検出する。本例では、電力計１２−ｉは、入力ポート１１−ｉを介して電源２−ｉから充放電回路１５に入力された電流、及び、入力ポート１１−ｉに印加された電圧を検出し、検出した電流及び電圧の積を時間平均した値を電力として検出する。

スイッチング素子１４１−ｉは、整流素子１３−ｉと充放電回路１５との間の接続を切り替える。
例えば、スイッチング素子１４１−ｉは、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ；Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であってよい。例えば、ＦＥＴは、ＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）ＦＥＴであってよい。また、スイッチング素子１４１−ｉは、ダイオードＯＲ回路であってもよい。

本例では、スイッチング素子１４１−ｉが整流素子１３−ｉと充放電回路１５とを接続している場合、入力ポート１１−ｉに入力された電力は、充放電回路１５に供給される。本例では、スイッチング素子１４１−ｉが整流素子１３−ｉと充放電回路１５との間の接続を切断している場合、入力ポート１１−ｉに入力された電力は、充放電回路１５に供給されない。

スイッチング素子１４１−ｉが整流素子１３−ｉと充放電回路１５とを接続することは、スイッチング素子１４１−ｉが入力ポート１１−ｉと充放電回路１５とを接続することの一例である。スイッチング素子１４１−ｉが整流素子１３−ｉと充放電回路１５との間の接続を切断することは、スイッチング素子１４１−ｉが入力ポート１１−ｉと充放電回路１５との間の接続を切断することの一例である。

スイッチング素子１４１−ｉが整流素子１３−ｉと充放電回路１５とを接続することは、スイッチング素子１４１−ｉをオンに切り替える、と表されることがある。スイッチング素子１４１−ｉが整流素子１３−ｉと充放電回路１５との間の接続を切断することは、スイッチング素子１４１−ｉをオフに切り替える、と表されることがある。

換言すると、スイッチング素子１４１−ｉは、整流素子１３−ｉと充放電回路１５とを接続する接続状態と、整流素子１３−ｉと充放電回路１５とを切断する切断状態と、に状態が切り替わる。接続状態は、入力ポート１１−ｉに入力された電力が充放電回路１５に供給される状態の一例である。切断状態は、入力ポート１１−ｉに入力された電力が充放電回路１５に供給されない状態の一例である。

充放電回路１５は、複数の入力ポート１１−１〜１１−３から入力される電力を受けて充放電することによって電力を生成し、生成した電力を負荷回路２０に供給する。本例では、充放電回路１５は、電力が入力されている場合に充電し、電力が入力されていない場合に放電する。

充放電回路１５は、電圧計１６を介して負荷回路２０に接続される。充放電回路１５は、例示的に、整流素子１５１と、コイル１５２と、コンデンサ１５３と、を備える。例えば、整流素子１５１は、ダイオードであってよい。例えば、コイル１５２は、チョークコイルであってよい。例えば、コンデンサ１５３は、電解コンデンサであってよい。
電圧計１６は、負荷回路２０に印加される電圧を検出する。

制御回路１７は、例示的に、メモリ１７１を備える。
メモリ１７１は、入力ポート１１−ｉと対応付けて、当該入力ポート１１−ｉに接続された電源２−ｉが供給可能な最大電力α_ｉを記憶する。最大電力α_ｉは、電源２−ｉに設定された電力閾値の一例である。最大電力は、電力容量と表されることがある。

制御回路１７は、充放電回路１５が負荷回路２０に印加する電圧が、所定の目標値Ｖ_{ｔａｒｇｅｔ}に近づくように、複数のスイッチング素子１４１−１〜１４１−３の切り替えタイミングを制御する。

本例では、制御回路１７は、複数のスイッチング素子１４１−１〜１４１−３を、所定の周期Ｔが経過する毎に１つずつ順にオンに切り替える。本例では、制御回路１７は、各スイッチング素子１４１−ｉを、当該スイッチング素子１４１−ｉに対して設定された供給時間Ｌ_ｉに亘ってオンに維持した後に、オフに切り替える。
本例では、供給時間Ｌ_ｉは、上記周期Ｔよりも短い時間に設定される。これにより、充放電回路１５に電力が供給されない期間が設けられる。

このようにして、制御回路１７は、スイッチング素子１４１−１〜１４１−３の切り替えタイミングを入力ポート１１−１〜１１−３間で異ならせることにより、充放電回路１５に電力を供給するタイミングを入力ポート１１−１〜１１−３間で異ならせる。

更に、本例では、制御回路１７は、電圧計１６により検出された電圧に基づいて、供給時間Ｌ_ｉを調整する。
本例では、制御回路１７は、電圧計１６により検出された電圧が第１の電圧閾値Ｖ_ｔｈ１よりも小さい場合において、電力計１２−ｉにより検出された電力Ｐ_ｉが、電源２−ｉの最大電力α_ｉよりも小さいとき、供給時間Ｌ_ｉを所定の変化量ΔＬだけ長くする。本例では、第１の電圧閾値Ｖ_ｔｈ１は、目標値Ｖ_{ｔａｒｇｅｔ}から、所定の第１のマージンΔＶ_１を減じた値である。本例では、第１のマージンΔＶ_１は、正の値を有する。なお、供給時間Ｌ_ｉの変化量は、検出された電圧と第１の電圧閾値Ｖ_ｔｈ１との差に応じて変更されてもよい。

本例では、制御回路１７は、電圧計１６により検出された電圧が第１の電圧閾値Ｖ_ｔｈ１よりも小さい場合において、電力計１２−ｉにより検出された電力Ｐ_ｉが、電源２−ｉの最大電力α_ｉ以上であるとき、供給時間Ｌ_ｉを変更しない。このように、制御回路１７は、複数の電源２−１〜２−３のそれぞれから入力される電力を、電源毎に設定された電力閾値（本例では、最大電力α_ｉ）以下とするように、供給時間Ｌ_ｉを調整する。

なお、制御回路１７は、供給時間Ｌ_ｉを長くするか否かを決定する基準として、電源２−ｉの最大電力α_ｉを用いているが、電源２−ｉの最大電力α_ｉよりも所定のマージンだけ小さい値を用いてもよい。

本例では、制御回路１７は、電圧計１６により検出された電圧が第２の電圧閾値Ｖ_ｔｈ２よりも大きい場合、供給時間Ｌ_ｉを上記変化量ΔＬだけ短くする。本例では、第２の電圧閾値Ｖ_ｔｈ２は、目標値Ｖ_{ｔａｒｇｅｔ}に、所定の第２のマージンΔＶ_２を加えた値である。本例では、第２のマージンΔＶ_２は、正の値を有する。なお、供給時間Ｌ_ｉの変化量は、検出された電圧と第２の電圧閾値Ｖ_ｔｈ２との差に応じて変更されてもよい。

なお、第１のマージンΔＶ_１と第２のマージンΔＶ_２とは、一致していてもよく、異なっていてもよい。また、供給時間Ｌ_ｉの変化量ΔＬは、供給時間Ｌ_ｉを増加する場合と、供給時間Ｌ_ｉを減少する場合と、で異なっていてもよい。

本例では、制御回路１７は、複数の電力計１２−１〜１２−３により検出された電力に基づいて、複数の電源２−１〜２−３のそれぞれの異常を検出する。本例では、制御回路１７は、電力計１２−ｉにより検出された電力が、所定の閾値（例えば、０）以下である場合、電源２−ｉが異常であることを検出する。本例では、制御回路１７は、電力計１２−ｉにより検出された電力が、上記閾値よりも大きい場合、電源２−ｉが正常であることを検出する。

本例では、制御回路１７は、異常であることが検出された電源２−ｎと異なる電源２−ｍを、充放電回路１５に電力を供給する電源として用いるように、複数のスイッチング素子１４１−１〜１４１−３を制御する。ｎは、１から３までの整数のいずれかを表す。ｍは、１から３までの整数のうちのｎと異なる整数を表す。

換言すると、本例では、制御回路１７は、異常であることが検出された電源２−ｎが接続された入力系統＃ｎにおけるスイッチング素子１４１−ｎをオフに維持し続ける。従って、本例では、制御回路１７は、異常であることが検出された電源２−ｎと異なる電源２−ｍが接続された入力系統＃ｍにおけるスイッチング素子１４１−ｍを、上記周期Ｔが経過する毎に１つずつ順にオンに切り替える。

なお、給電装置１０は、制御回路１７に代えて、処理装置及び記憶装置を備えてもよい。この場合、処理装置は、記憶装置に記憶されているプログラムを実行することにより、制御回路１７と同様の機能を実現してよい。

（動作）
次に、基地局装置１の動作について説明する。ここでは、基地局装置１の動作のうちの、給電装置１０に係る部分について説明する。

給電装置１０の制御回路１７は、図２にフローチャートにより示す処理を実行する。
制御回路１７は、各入力ポート１１−ｉの供給時間Ｌ_ｉを、予め定められた初期値Ｌ_０に設定する（図２のステップＳ１０１）。本例では、入力ポート１１−ｉの供給時間Ｌ_ｉは、入力ポート１１−ｉを含む入力系統＃ｉにおけるスイッチング素子１４１−ｉに対して設定された供給時間Ｌ_ｉである。

次いで、制御回路１７は、複数の入力ポート１１−１〜１１−３のそれぞれを１つずつ順に処理対象とするループ処理（図２のステップＳ１０２〜ステップＳ１０８）を実行する。
ループ処理において、先ず、制御回路１７は、電圧計１６により検出された電圧Ｖ_ｏｕｔが、第１の電圧閾値Ｖ_ｔｈ１（＝Ｖ_{ｔａｒｇｅｔ}−ΔＶ_１）よりも小さいか否かを判定する（図２のステップＳ１０３）。

検出された電圧Ｖ_ｏｕｔが第１の電圧閾値Ｖ_ｔｈ１よりも小さい場合、制御回路１７は、「Ｙｅｓ」と判定し、電力計１２−ｍにより検出された電力Ｐ_ｍが、電力閾値α_ｍよりも小さいか否かを判定する（図２のステップＳ１０４）。ｍは、上記ループ処理において処理対象となる入力ポート１１−ｍを識別するポート番号を表す。

検出された電力Ｐ_ｍが電力閾値α_ｍよりも小さい場合、制御回路１７は、「Ｙｅｓ」と判定し、供給時間Ｌ_ｍに変化量ΔＬを加えた値Ｌ_ｍ＋ΔＬに、供給時間Ｌ_ｍを更新し（図２のステップＳ１０５）、図２のステップＳ１０８へ進む。
一方、検出された電力Ｐ_ｍが電力閾値α_ｍ以上である場合、制御回路１７は、「Ｎｏ」と判定し、供給時間Ｌ_ｍを変更せずに図２のステップＳ１０８へ進む。

また、検出された電圧Ｖ_ｏｕｔが第１の電圧閾値Ｖ_ｔｈ１以上である場合、制御回路１７は、ステップＳ１０３にて「Ｎｏ」と判定し、電圧Ｖ_ｏｕｔが第２の電圧閾値Ｖ_ｔｈ２（＝Ｖ_{ｔａｒｇｅｔ}＋ΔＶ_２）よりも大きいか否かを判定する（図２のステップＳ１０６）。

検出された電圧Ｖ_ｏｕｔが第２の電圧閾値Ｖ_ｔｈ２よりも大きい場合、制御回路１７は、「Ｙｅｓ」と判定し、供給時間Ｌ_ｍから変化量ΔＬを減じた値Ｌ_ｍ−ΔＬに、供給時間Ｌ_ｍを更新し（図２のステップＳ１０７）、図２のステップＳ１０８へ進む。
一方、検出された電圧Ｖ_ｏｕｔが第２の電圧閾値Ｖ_ｔｈ２以下である場合、制御回路１７は、「Ｎｏ」と判定し、供給時間Ｌ_ｍを変更せずに図２のステップＳ１０８へ進む。

そして、制御回路１７は、複数の入力ポート１１−１〜１１−３のすべてに対して、上記ループ処理（図２のステップ１０２〜ステップＳ１０８）を実行した後、ステップＳ１０２へ戻り、上記ループ処理を繰り返し実行する。

更に、制御回路１７は、図３にフローチャートにより示す処理を実行する。
制御回路１７は、カウンタ値ｃを予め定められた初期値（本例では、０）に設定するとともに、今回開始時点Ｓ_ｃを予め定められた初期値（本例では、０）に設定する（図３のステップＳ２０１）。

本例では、カウンタ値ｃは、スイッチング素子１４１−１〜１４１−３をオンに切り替えた後にオフに切り替える制御が行なわれた回数を表す。また、今回開始時点Ｓ_ｃは、今回、行なう予定である上記制御において、スイッチング素子１４１−１〜１４１−３がオンに切り替えられる時点である。

次いで、制御回路１７は、ポート番号に対するマップＭの状態を予め定められた初期状態に設定する（図３のステップＳ２０２）。本例では、マップＭは、入力値としての整数が入力された場合に、当該入力値と対応付けられた出力値としての整数を出力する。本例では、マップＭの初期状態は、入力値ｉが入力された場合に、入力値ｉと同一の値を出力値ｉとして出力する状態である。

次いで、制御回路１７は、上記制御の対象となるポート番号ｉを数式１に基づいて決定する（図３のステップＳ２０３）。Ｎは、正常な電源２−１〜２−３が接続された入力ポート１１−１〜１１−３の数である入力ポート数を表す。本例では、入力ポート数Ｎの初期値は、３である。数式１によれば、マップＭの状態が初期状態に設定されている場合、ポート番号ｉは、カウンタ値ｃが増加するにつれて、１からＮまで１ずつ増加する変化を繰り返す。
（数式１）
ｉ＝Ｍ（ｍｏｄ（ｃ，Ｎ）＋１）

そして、制御回路１７は、ポート番号ｉにより識別される入力ポート１１−ｉに対する、開始時点Ｓ_ｉ及び終了時点Ｅ_ｉを決定する（図３のステップＳ２０４）。本例では、入力ポート１１−ｉに対する、開始時点Ｓ_ｉ及び終了時点Ｅ_ｉは、入力ポート１１−ｉを含む入力系統＃ｉにおけるスイッチング素子１４１−ｉに対する、開始時点Ｓ_ｉ及び終了時点Ｅ_ｉである。

開始時点Ｓ_ｉは、スイッチング素子１４１−ｉをオフからオンに切り替える時点である。終了時点Ｅ_ｉは、スイッチング素子１４１−ｉをオンからオフに切り替える時点である。
本例では、制御回路１７は、開始時点Ｓ_ｉを今回開始時点Ｓ_ｃに設定する。更に、制御回路１７は、終了時点Ｅ_ｉを、開始時点Ｓ_ｉから供給時間Ｌ_ｉ後の時点に設定する。

次いで、制御回路１７は、設定された開始時点Ｓ_ｉが到来するまで待機し、設定された開始時点Ｓ_ｉにてスイッチング素子１４１−ｉをオフからオンに切り替える。そして、制御回路１７は、設定された終了時点Ｅ_ｉが到来するまで待機し、設定された終了時点Ｅ_ｉにてスイッチング素子１４１−ｉをオンからオフに切り替える。

これにより、制御回路１７は、開始時点Ｓ_ｉから終了時点Ｅ_ｉまでの間、入力ポート１１−ｉに入力された電力が充放電回路１５に供給されるように、スイッチング素子１４１−ｉに、入力ポート１１−ｉと充放電回路１５とを接続させる（図３のステップＳ２０５）。

次いで、制御回路１７は、カウンタ値ｃに１を加えた値ｃ＋１に、カウンタ値ｃを更新するとともに、開始時点Ｓ_ｉに周期Ｔを加えた値Ｓ_ｉ＋Ｔに、今回開始時点Ｓ_ｃを更新する（図３のステップＳ２０６）。本例では、周期Ｔは、予め定められた値Ｔ_０である。

そして、制御回路１７は、複数の電力計１２−１〜１２−３により検出された電力に基づいて、複数の電源２−１〜２−３のそれぞれの異常を検出する（図３のステップＳ２０７）。

複数の電源２−１〜２−３のいずれの異常も検出されなかった場合、制御回路１７は、「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ２０３へ戻り、ステップＳ２０３から、後述するステップＳ２０９までの処理を繰り返し実行する。
一方、複数の電源２−１〜２−３のいずれかの異常が検出された場合、制御回路１７は、「Ｙｅｓ」と判定し、入力ポート数Ｎから１を減じた値Ｎ−１に、入力ポート数Ｎを更新する（図３のステップＳ２０８）。

次いで、制御回路１７は、ポート番号に対するマップＭの状態を更新する（図３のステップＳ２０９）。本例では、制御回路１７は、入力値が入力された場合に、正常入力ポートを識別するポート番号を出力値として出力する状態に、マップＭの状態を更新する。例えば、制御回路１７は、電源２−１の異常が検出された場合、入力値として１及び２が入力された場合に出力値として３及び２をそれぞれ出力する状態に、マップＭの状態を更新する。これにより、ステップＳ２０３にて決定されるポート番号を、正常入力ポートを識別するポート番号とすることができる。

その後、制御回路１７は、図３のステップＳ２０３へ戻り、ステップＳ２０３〜ステップＳ２０９の処理を繰り返し実行する。

次に、図４を参照しながら、給電装置１０の状態の変化について説明を加える。図４において、Ｖ_ｉｎ＃ｉは、電源２−ｉが給電装置１０に印加する電圧を表す。Ｉ_ｉｎ＃ｉは、電源２−ｉが給電装置１０に供給する電流を表す。Ｐ_ｉｎ＃ｉは、電源２−ｉが給電装置１０に供給する電力を表す。ＳＷ＃ｉは、入力系統＃ｉにおけるスイッチング素子１４１−ｉの状態を表す。「オン」は、接続状態を表し、「オフ」は、切断状態を表す。Ｖ_ｏｕｔは、給電装置１０が負荷回路２０に印加する電圧を表す。Ｉ_ｏｕｔは、給電装置１０が負荷回路２０に供給する電流を表す。

図４に示した例では、時点ｔ_１よりも前の期間において、電圧計１６により検出される電圧Ｖ_ｏｕｔは、第１の電圧閾値Ｖ_ｔｈ１よりも大きく、且つ、第２の電圧閾値Ｖ_ｔｈ２よりも小さい。

従って、この期間においては、制御回路１７は、図２のステップＳ１０３及びＳ１０６の両方において「Ｎｏ」と判定し、供給時間Ｌ_ｍを変更しない（図２のステップＳ１０６の「Ｎｏ」ルート）。また、この期間においては、制御回路１７は、図３のステップＳ２０７において「Ｎｏ」と判定し、供給時間Ｌ_ｍ、入力ポート数Ｎ、及び、マップＭを変更しない（図３のステップＳ２０７の「Ｎｏ」ルート）。

そして、時点ｔ_１にて、負荷電流が増加する。負荷電流は、負荷回路２０に供給される電流である。負荷電流の増加に伴って、電圧計１６により検出される電圧Ｖ_ｏｕｔは低下する。これにより、時点ｔ_２にて、電圧計１６により検出される電圧Ｖ_ｏｕｔは、第１の電圧閾値Ｖ_ｔｈ１よりも小さくなる。

時点ｔ_２では、制御回路１７は、図２のステップＳ１０３及びＳ１０４の両方において「Ｙｅｓ」と判定し、供給時間Ｌ_ｍを増加する（図２のステップＳ１０５）。
時点ｔ_２では、制御回路１７は、図３のステップＳ２０７において「Ｎｏ」と判定し、供給時間Ｌ_ｍ、入力ポート数Ｎ、及び、マップＭを変更しない（図３のステップＳ２０７の「Ｎｏ」ルート）。

そして、時点ｔ_３にて、負荷電流が再び増加する。負荷電流の増加に伴って、電圧計１６により検出される電圧Ｖ_ｏｕｔは低下する。これにより、時点ｔ_４にて、電圧計１６により検出される電圧Ｖ_ｏｕｔは、第１の電圧閾値Ｖ_ｔｈ１よりも小さくなる。

時点ｔ_４では、制御回路１７は、図２のステップＳ１０３及びＳ１０４の両方において「Ｙｅｓ」と判定し、供給時間Ｌ_ｍを増加する（図２のステップＳ１０５）。
時点ｔ_４では、制御回路１７は、図３のステップＳ２０７において「Ｎｏ」と判定し、供給時間Ｌ_ｍ、入力ポート数Ｎ、及び、マップＭを変更しない（図３のステップＳ２０７の「Ｎｏ」ルート）。

そして、時点ｔ_５にて、電源２−１の異常が発生する。これにより、電力計１２−１により検出された電力Ｐ_ｉｎ＃１が０となる。従って、時点ｔ_５では、制御回路１７は、電源２−１が異常であることを検出する。

時点ｔ_５では、制御回路１７は、図２のステップＳ１０３及びＳ１０６の両方において「Ｎｏ」と判定し、供給時間Ｌ_ｍを変更しない（図２のステップＳ１０６の「Ｎｏ」ルート）。
時点ｔ_５では、制御回路１７は、図３のステップＳ２０７において「Ｙｅｓ」と判定し、入力ポート数Ｎ、及び、マップＭを変更する（図３のステップＳ２０８及びＳ２０９）。

これにより、時点ｔ_５よりも後の期間において、入力系統＃１におけるスイッチング素子１４１−１は、オフに維持され続ける。従って、電源２−１は、充放電回路１５に電力を供給する電源として用いられない。一方、時点ｔ_５よりも後の期間において、電源２−２及び２−３は、周期Ｔが経過する毎に交互に、充放電回路１５に電力を供給する電源として用いられる。

従って、スイッチング素子１４１−２及び１４１−３のそれぞれは、時点ｔ_５よりも前の期間においては、周期Ｔを３倍した時間３Ｔが経過する毎にオンに切り替えられる。一方、スイッチング素子１４１−２及び１４１−３のそれぞれは、時点ｔ_５よりも後の期間においては、周期Ｔを２倍した時間２Ｔが経過する毎にオンに切り替えられる。

このようにして、本例では、制御回路１７は、電力供給電源として用いられる電源２−１〜２−３の数の変更の前後において、電力供給電源として用いられる電源２−１〜２−３に対する供給時間の総和を一定に維持するように、切替回路１４を制御する。電力供給電源は、充放電回路１５に電力を供給する電源として用いられる電源２−１〜２−３である。

以上、説明したように、第１実施形態に係る給電装置１０は、複数の入力ポート１１−１〜１１−３と充放電回路１５との間の接続をそれぞれ切り替えるタイミングを入力ポート１１−１〜１１−３間で異ならせる制御を行なう。
これによれば、個々の電源２−１〜２−３が供給可能な最大電力を超える電力を負荷回路２０に供給できる。

更に、第１実施形態に係る給電装置１０は、検出された電圧Ｖ_ｏｕｔが第１の電圧閾値Ｖ_ｔｈ１よりも小さいと判定した場合、各入力ポート１１−１〜１１−３と充放電回路１５とを接続する時間を、当該判定の前よりも当該判定の後において長くする。
これによれば、負荷回路２０に印加される電圧を目標値Ｖ_{ｔａｒｇｅｔ}に近づけることができる。

加えて、第１実施形態に係る給電装置１０は、複数の電源２−１〜２−３のそれぞれから入力される電力を、電源２−１〜２−３毎に設定された電力閾値α_ｍ以下とするように、各入力ポート１１−１〜１１−３と充放電回路１５とを接続する時間を調整する。

これによれば、各電源２−１〜２−３から入力される電力を電力閾値α_ｍ以下に制御することができる。これにより、各電源２−１〜２−３から入力される電力の変動を抑制できる。この結果、負荷回路２０に供給される電力の変動を抑制できる。

更に、第１実施形態に係る給電装置１０は、検出された電圧Ｖ_ｏｕｔが第２の電圧閾値Ｖ_ｔｈ２よりも大きいと判定した場合、各入力ポート１１−１〜１１−３と充放電回路１５とを接続する時間を、当該判定の前よりも当該判定の後において短くする。
これによれば、負荷回路２０に印加される電圧を目標値Ｖ_{ｔａｒｇｅｔ}に近づけることができる。

加えて、第１実施形態に係る給電装置１０は、複数の電源２−１〜２−３のそれぞれの異常を検出するとともに、異常が検出された電源２−１から電力が入力される入力ポート１１−１と充放電回路１５との間の接続を切断する。換言すると、給電装置１０は、異常が検出された電源２−１と異なる電源２−２及び２−３を、充放電回路１５に電力を供給する電源として用いる。

これによれば、異常が検出された電源２−１を用いずに、負荷回路２０に供給される電力を生成できる。これにより、負荷回路２０に供給される電力の変動を抑制することができる。

なお、給電装置１０は、電圧計１６により検出された電圧Ｖ_ｏｕｔに応じて、電力供給電源として用いられる電源２−１〜２−３の数を変更してもよい。例えば、給電装置１０は、検出された電圧Ｖ_ｏｕｔが第２の電圧閾値Ｖ_ｔｈ２よりも大きいと判定した場合、充放電回路１５と接続される入力ポート１１−１〜１１−３の数を、当該判定の前よりも当該判定の後において減少させてよい。また、例えば、給電装置１０は、検出された電圧Ｖ_ｏｕｔが第１の電圧閾値Ｖ_ｔｈ１よりも小さいと判定した場合、充放電回路１５と接続される入力ポート１１−１〜１１−３の数を、当該判定の前よりも当該判定の後において増加させてよい。
これによれば、負荷回路２０に印加される電圧を目標値Ｖ_{ｔａｒｇｅｔ}に近づけることができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る基地局装置について説明する。第２実施形態に係る基地局装置は、上記第１実施形態に係る基地局装置に対して、入力ポート数を変更する場合に、スイッチング素子をオンに切り替える周期及び供給時間を変更する点において相違している。以下、かかる相違点を中心として説明する。

第２実施形態に係る制御回路１７は、図３に示した処理に代えて、図３のステップＳ２０７とステップＳ２０８との間に図５のステップＳ３０１〜ステップＳ３０５の処理を追加した処理を実行する。

制御回路１７は、図３のステップＳ２０７にて「Ｙｅｓ」と判定すると、図５のステップＳ３０１へ進む。
そして、制御回路１７は、正常入力ポートのそれぞれを１つずつ順に処理対象とするループ処理（図５のステップＳ３０１〜ステップＳ３０４）を実行する。正常入力ポートは、異常が検出された電源２−ｎが接続された入力ポート１１−ｎと異なる入力ポート１１−ｍである。例えば、電源２−１の異常が検出された場合、正常入力ポートは、入力ポート１１−２及び１１−３である。従って、この場合、ｎは１を表し、ｍは２又は３を表す。

ループ処理において、先ず、制御回路１７は、電力計１２−ｍにより検出された電力Ｐ_ｍが、電力閾値α_ｍよりも小さいか否かを判定する（図５のステップＳ３０２）。
検出された電力Ｐ_ｍが電力閾値α_ｍよりも小さい場合、制御回路１７は、「Ｙｅｓ」と判定し、数式２に基づいて供給時間Ｌ_ｍを更新し（図５のステップＳ３０３）、図５のステップＳ３０４へ進む。
（数式２）
Ｌ_ｍ＝Ｌ_ｍ＋Ｌ_ｎ／（Ｎ−１）

このように、本例では、制御回路１７は、電力供給電源として用いられる電源２−１〜２−３の数の変更の前後において、電力供給電源として用いられる電源２−１〜２−３に対する供給時間の総和を一定に維持するように、供給時間を変更する。電力供給電源は、充放電回路１５に電力を供給する電源として用いられる電源２−１〜２−３である。

一方、検出された電力Ｐ_ｍが電力閾値α_ｍ以上である場合、制御回路１７は、「Ｎｏ」と判定し、供給時間Ｌ_ｍを変更せずに図５のステップＳ３０４へ進む。
そして、制御回路１７は、正常入力ポート１１−２及び１１−３のすべてに対して、上記ループ処理（図５のステップ３０１〜ステップＳ３０４）を実行した後、図５のステップＳ３０５へ進む。

次いで、制御回路１７は、数式３に基づいて周期Ｔを更新し（図５のステップＳ３０５）、図３のステップＳ２０８へ進む。
（数式３）
Ｔ＝Ｔ・Ｎ／（Ｎ−１）

これにより、制御回路１７は、電力供給電源として用いられる電源２−１〜２−３の数の変更後においても、スイッチング素子１４１−２及び１４１−３を、周期Ｔが経過する毎に１つずつ順にオンに切り替える。

次に、図６を参照しながら、給電装置１０の状態の変化について説明を加える。図６において、Ｖ_ｉｎ＃ｉは、電源２−ｉが給電装置１０に印加する電圧を表す。Ｉ_ｉｎ＃ｉは、電源２−ｉが給電装置１０に供給する電流を表す。Ｐ_ｉｎ＃ｉは、電源２−ｉが給電装置１０に供給する電力を表す。ＳＷ＃ｉは、入力系統＃ｉにおけるスイッチング素子１４１−ｉの状態を表す。「オン」は、接続状態を表し、「オフ」は、切断状態を表す。Ｖ_ｏｕｔは、給電装置１０が負荷回路２０に印加する電圧を表す。Ｉ_ｏｕｔは、給電装置１０が負荷回路２０に供給する電流を表す。

時点ｔ_５よりも前の期間においては、給電装置１０は、第１実施形態に係る給電装置１０と同様に動作する。

そして、時点ｔ_５にて、電源２−１の異常が発生する。これにより、電力計１２−１により検出された電力Ｐ_ｉｎ＃１が０となる。従って、時点ｔ_５では、制御回路１７は、電源２−１が異常であることを検出する。

時点ｔ_５では、制御回路１７は、図２のステップＳ１０３及びＳ１０６の両方において「Ｎｏ」と判定し、供給時間Ｌ_ｍを変更しない（図２のステップＳ１０６の「Ｎｏ」ルート）。
時点ｔ_５では、制御回路１７は、図３のステップＳ２０７において「Ｙｅｓ」と判定し、供給時間Ｌ_ｍ、周期Ｔ、入力ポート数Ｎ、及び、マップＭを変更する（図５のステップＳ３０３及びＳ３０５、並びに、図３のステップＳ２０８及びＳ２０９）。

これにより、時点ｔ_５よりも後の期間において、入力系統＃１におけるスイッチング素子１４１−１は、オフに維持され続ける。従って、電源２−１は、充放電回路１５に電力を供給する電源として用いられない。一方、時点ｔ_５よりも後の期間において、電源２−２及び２−３は、周期Ｔが経過する毎に交互に、充放電回路１５に電力を供給する電源として用いられる。本例では、時点ｔ_５よりも前の期間における周期Ｔは、予め定められた値Ｔ_０である。本例では、時点ｔ_５よりも後の期間における周期Ｔは、値Ｔ_０を、Ｎ／（Ｎ−１）倍した値Ｔ_１（＝１．５Ｔ_０）である。

従って、スイッチング素子１４１−２及び１４１−３のそれぞれは、時点ｔ_５よりも前の期間においては、値Ｔ_０を３倍した時間３Ｔ_０が経過する毎にオンに切り替えられる。同様に、スイッチング素子１４１−２及び１４１−３のそれぞれは、時点ｔ_５よりも後の期間においても、値Ｔ_０を３倍した時間３Ｔ_０が経過する毎にオンに切り替えられる。

一方、制御回路１７は、電源２−１の異常が検出された時点にて入力ポート１１−１に対して設定されていた供給時間Ｌ_１を、正常入力ポートの数により除した値を、正常入力ポート１１−２及び１１−３に対する供給時間Ｌ_２及びＬ_３のそれぞれに加算する。

このようにして、本例では、制御回路１７は、電力供給電源として用いられる電源２−１〜２−３の数の変更の前後において、電力供給電源として用いられる電源２−１〜２−３に対する供給時間の総和を一定に維持するように、切替回路１４を制御する。

以上、説明したように、第２実施形態に係る給電装置１０は、第１実施形態に係る給電装置１０と同様に、複数の入力ポート１１−１〜１１−３と充放電回路１５との間の接続をそれぞれ切り替えるタイミングを入力ポート１１−１〜１１−３間で異ならせる。
これによれば、個々の電源２−１〜２−３が供給可能な最大電力を超える電力を負荷回路２０に供給できる。

また、第２実施形態に係る給電装置１０は、電源２−１の異常が検出された場合、周期Ｔを長くする。これによれば、第１実施形態に係る給電装置１０よりも、電源２−１〜２−３毎の、給電装置１０に電力を供給しない時間を長くすることができる。この結果、電源２−１〜２−３の劣化を抑制することができる。

なお、上述した実施形態の他の変形例として、上述した実施形態及び変形例の任意の組み合わせが採用されてもよい。
また、上述した実施形態において、給電装置又は給電制御方法は、基地局装置に適用されていたが、基地局装置と異なる装置（例えば、中継装置、無線通信装置、又は、通信制御装置等）に適用されてもよい。

１ 基地局装置
１０ 給電装置
１１−１〜１１−３ 入力ポート
１２−１〜１２−３ 電力計
１３−１〜１３−３ 整流素子
１４ 切替回路
１４１−１〜１４１−３ スイッチング素子
１５ 充放電回路
１５１ 整流素子
１５２ コイル
１５３ コンデンサ
１６ 電圧計
１７ 制御回路
１７１ メモリ
２−１〜２−３ 電源
２０ 負荷回路

Claims (13)

1. 複数の電源から電力が入力される複数の入力ポートと、
   前記入力される電力を受けて充放電することにより負荷回路に供給する電力を生成する充放電回路と、
   前記複数の入力ポートと前記充放電回路との間の接続をそれぞれ切り替える切替回路と、
   前記切り替えのタイミングを前記入力ポート間で異ならせる制御を行なう制御回路と、
   を備える給電装置。
2. 請求項１に記載の給電装置であって、
   前記負荷回路に印加される電圧を検出する検出部を備え、
   前記制御は、前記検出された電圧が第１の電圧閾値よりも小さいか否かを判定し、前記電圧が前記第１の電圧閾値よりも小さいと判定した場合、前記各入力ポートと前記充放電回路とを接続する時間を、当該判定の前よりも当該判定の後において長くする制御を含む、給電装置。
3. 請求項２に記載の給電装置であって、
   前記制御は、前記複数の電源のそれぞれから入力される電力を、前記電源毎に設定された電力閾値以下とするように、前記各入力ポートと前記充放電回路とを接続する時間を調整する制御を含む、給電装置。
4. 請求項２又は請求項３に記載の給電装置であって、
   前記制御は、前記検出された電圧が第２の電圧閾値よりも大きいか否かを判定し、前記電圧が前記第２の電圧閾値よりも大きいと判定した場合、前記各入力ポートと前記充放電回路とを接続する時間を、当該判定の前よりも当該判定の後において短くする制御を含む、給電装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の給電装置であって、
   前記負荷回路に印加される電圧を検出する検出部を備え、
   前記制御は、前記検出された電圧が第１の電圧閾値よりも小さいか否かを判定し、前記電圧が前記第１の電圧閾値よりも小さいと判定した場合、前記充放電回路と接続される前記入力ポートの数を、当該判定の前よりも当該判定の後において増加させる制御を含む、給電装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の給電装置であって、
   前記負荷回路に印加される電圧を検出する検出部を備え、
   前記制御は、前記検出された電圧が第２の電圧閾値よりも大きいか否かを判定し、前記電圧が前記第２の電圧閾値よりも大きいと判定した場合、前記充放電回路と接続される前記入力ポートの数を、当該判定の前よりも当該判定の後において減少させる制御を含む、給電装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の給電装置であって、
   前記制御回路は、前記複数の電源のそれぞれの異常を検出し、
   前記制御は、前記複数の入力ポートのうちの、前記異常が検出された電源から電力が入力される入力ポートと前記充放電回路との間の接続を切断する制御を含む、給電装置。
8. 複数の入力ポートを介して複数の電源から入力される電力を受けて充放電することにより負荷回路に供給する電力を生成する充放電回路と、前記複数の入力ポートと、の間の接続をそれぞれ切り替えるタイミングを前記入力ポート間で異ならせる制御を行なう、給電制御方法。
9. 請求項８に記載の給電制御方法であって、
   前記負荷回路に印加される電圧を検出し、
   前記制御は、前記検出された電圧が第１の電圧閾値よりも小さいか否かを判定し、前記電圧が前記第１の電圧閾値よりも小さいと判定した場合、前記各入力ポートと前記充放電回路とを接続する時間を、当該判定の前よりも当該判定の後において長くする制御を含む、給電制御方法。
10. 請求項９に記載の給電制御方法であって、
    前記制御は、前記複数の電源のそれぞれから入力される電力を、前記電源毎に設定された電力閾値以下とするように、前記各入力ポートと前記充放電回路とを接続する時間を調整する制御を含む、給電制御方法。
11. 無線信号を送受信する負荷回路と、
    前記負荷回路に電力を供給する給電装置と、
    を備える基地局装置であって、
    前記給電装置は、
    複数の電源から電力が入力される複数の入力ポートと、
    前記入力される電力を受けて充放電することにより負荷回路に供給する電力を生成する充放電回路と、
    前記複数の入力ポートと前記充放電回路との間の接続をそれぞれ切り替える切替回路と、
    前記切り替えのタイミングを前記入力ポート間で異ならせる制御を行なう制御回路と、
    を備える基地局装置。
12. 請求項１１に記載の基地局装置であって、
    前記負荷回路に印加される電圧を検出する検出部を備え、
    前記制御は、前記検出された電圧が第１の電圧閾値よりも小さいか否かを判定し、前記電圧が前記第１の電圧閾値よりも小さいと判定した場合、前記各入力ポートと前記充放電回路とを接続する時間を、当該判定の前よりも当該判定の後において長くする制御を含む、基地局装置。
13. 請求項１２に記載の基地局装置であって、
    前記制御は、前記複数の電源のそれぞれから入力される電力を、前記電源毎に設定された電力閾値以下とするように、前記各入力ポートと前記充放電回路とを接続する時間を調整する制御を含む、基地局装置。

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