JP2015529441A - Ｄｃ電力分配システム - Google Patents

Abstract

本発明は、電力供給装置３から電気装置２へＤＣ電力を分配するためのＤＣ電力分配システムに関するものである。上記電力供給装置は、電気導体４を介して上記電気装置に一層高い電力又は一層低い電力を各々供給するための高電力モード又は低電力モードにおいて動作可能であり、上記電気装置は、該電気装置が一層多い又は一層少ない電力を各々消費する高電力モードと低電力モードとの間で切り換え可能である。電気装置制御ユニット１１は、上記電気装置のモードを上記電力供給装置により供給される電力に依存して制御する。供給される電力に応じた該電気装置の自動的制御の結果、電力消費と電力供給との間の一層良好なバランスが得られ、従って、上記電気装置に対する電力供給の効率が改善され得る。

Description

本発明は、電力供給装置から電気装置へ直流（ＤＣ）電力を分配するＤＣ電力分配システム及びＤＣ電力分配方法に関する。本発明は、更に、上記ＤＣ電力分配システムに使用するための電気装置及び電気導体にも関する。

ＤＣ電力分配システムは、例えば、イーマージ・アライアンス（Emerge Alliance）の占有空間規格等により定義されている。現在のところ、イーマージ規格に従うＤＣ電力分配システムにおいては、電力バー（テーブルタップ）は、公称負荷条件に較べて非常に小さな割合の負荷しか存在しなくても、常に公称電圧において給電されている。このように、電力バーに接続された電気装置が待機モード（該モードでは、当該電気装置によっては非常に小さな電力しか消費されない）を扱うことができても、当該ＤＣ電力分配システムの電力供給装置は公称電圧を供給し、かくして、該電力供給装置は電力供給の効率が例えば１０％未満等のように非常に低くなる好ましくない動作点で動作されることになる。

本発明の目的は、電気装置にＤＣ電力を分配するためのＤＣ電力分配システム及びＤＣ電力分配方法であって、電気装置に電力を供給する効率を改善することができるシステム及び方法を提供することである。本発明の他の目的は、電力を供給する効率を改善することができるように上記ＤＣ電力分配システムにおいて使用することができる電気装置及び電気導体を提供することである。

本発明の第１態様においては、電力供給装置から電気装置にＤＣ電力を分配するＤＣ電力分配システムが提供され、該ＤＣ電力分配システムは、
− 前記電力供給装置から前記電気装置にＤＣ電力を伝導するための電気導体と、
− 前記電気装置に前記電気導体を介してＤＣ電力を供給する前記電力供給装置であって、前記電気装置に前記電気導体を介して一層高い電力が供給される高電力モード及び前記電気装置に前記電気導体を介して一層低い電力が供給される低電力モードにおいて動作可能である電力供給装置と、
− 前記電気導体からＤＣ電力を入力する前記電気装置であって、該電気装置が一層多くの電力を消費する高電力モードと該電気装置が一層少ない電力を消費する低電力モードとの間において切り換え可能であり、且つ、該電気装置の前記モードを前記電力供給装置により供給される電力に依存して制御するための電気装置制御ユニットを有する電気装置と、
を有する。

前記電気装置は前記電力供給装置により供給される前記電気導体上の電力に依存して制御されるので、該電気装置は、例えば低い電力が供給される場合は低電力モードに切り換えられ、高い電力が供給される場合は高電力モードに切り換えられ得る。従って、該電気装置は、実際に供給される電力に依存して自動的に制御され得る。この結果、電力消費と電力供給との間のバランスが一層良好になり得、かくして、当該電気装置に対する電力の供給の効率が改善され得る。

前記電気導体は、当該ＤＣ電力分配システムの電力バーであると考えることができる。

当該ＤＣ電力分配システムは、１以上の電気装置を有することができる。該電気装置は、例えば、ランプ等の照明装置、部屋内の人を検出する存在センサ（人感センサ）等のセンサ、スピーカ等とすることができる。前記電力供給装置は、好ましくは、交流（ＡＣ）電力を対応するＤＣ電力に変換する電力変換器である１つ又は数個の電力供給部を有する。当該ＤＣ電力分配システムは、前記電気装置の少なくとも幾つかがランプである場合、例えば、建物内、特には部屋を照明するために該部屋の天井に設置することができる。従って、当該ＤＣ電力分配システムはビルの照明システムであり得る。

前記高い電力は当該ＤＣ電力分配システムの公称電力であり、前記低い電力は当該ＤＣ電力分配システムの待機電力であることが好ましい。前記電力供給装置は出力電圧が制御されるものとすることができ、その場合、前記公称電力を供給するために、例えば２４Ｖの公称電圧を供給し、前記待機電力を供給するために、例えば５Ｖの待機電圧を供給することができる。該待機電圧は、当該ＤＣ電力分配システムが、電力が実質的に消費されない待機状態にある場合に十分なものである。従って、当該ＤＣ電力分配システムは、実質的に負荷が存在しない待機状態を、電力供給効率が改善された状態で処理するように構成することができる。これに対応させて、前記電気装置の低電力モードは好ましくは該電気装置の待機モードであり、前記電気装置の高電力モードは、好ましくは、該電気装置が完全な動作状態であり得る該電気装置の活性モードである。

前記電気装置は前記電力供給装置により供給される電力を測定するための測定ユニットを有することができ、前記電気装置制御ユニットは前記電気装置の前記モードを該測定された供給電力に依存して制御するよう構成することができる。このように、電気装置は、電力供給装置により供給される前記電気導体上の測定電力に応じて技術的に相対的に簡単な方法で自動的に制御することができる。上記測定ユニットは、例えば、前記電力供給装置が出力電圧制御型である場合、電流を測定するユニットである。

一実施態様において、前記電力供給装置は前記電気導体に前記高い電力を供給するための高電力供給部及び前記電気導体に前記低い電力を供給するための低電力供給部を有し、前記高電力モードにおいては前記高電力供給部が前記高い電力を供給し、前記低電力モードにおいては前記低電力供給部が前記低い電力を供給する。特に、低電力モードにおいて、前記高電力供給部は完全にオフにすることができる。このように、一実施態様においては、供給される電力の切換可能性を、異なる電力供給部を用いることにより技術的に相対的に簡単な方法でもたらすことができる。他の実施態様において、前記電力供給装置は、高電力モードにおいては高い電力を供給し、低電力モードでは低い電力を供給するために、前記電気導体に供給されるべき制御可能な出力電力を持つ電力供給部を有することもできる。

他の実施態様において、前記電力供給装置は前記電気導体に前記高い電力を供給するための高電力供給部及び前記電気導体に前記低い電力を供給するための低電力供給部を有し、前記高電力モードにおいては前記高電力供給部が前記高い電力を供給すると共に前記低電力供給部が前記低い電力を供給し、前記低電力モードにおいては前記低電力供給部が前記低い電力を供給する。このように、この実施態様では、高電力供給部しか切り換える必要がなく、従って、制御可能な電力供給装置を更に一層技術的に簡素な方法で設けることができる。

一実施態様において、前記低電力供給部及び前記高電力供給部は異なるハウジング内にある。この構成は、当該ＤＣ電力分配システムを一層多様な形態で設置することを可能にし、その結果、当該ＤＣ電力分配システムの設置が簡略化される。

前記低電力供給部は、前記電気導体に対してダイオード等の電気制御エレメント（電気制御素子）を介して接続することができ、その場合、該電気制御エレメントは、前記電気導体を前記低電力供給部に接続するための電気導体コネクタに組み込むことができる。この構成は、上記電気制御エレメントが前記低電力供給部と前記電気導体との間に電気的に接続されるべき場合に、当該ＤＣ電力分配システムの設置を単純化する。

上記電気制御エレメントは、好ましくは、ダイオードとする。しかしながら、該電気制御エレメントは、制御されるスイッチング素子等の他の電気制御エレメントとすることもできる。例えば、該電気制御エレメントは、電流の流れの方向を測定する感知回路を備えたスイッチ（ＦＥＴであり得る）であって、この感知回路が該スイッチを上記電流の流れの測定された方向に依存して制御する（特に、ダイオードと同様の態様で）スイッチとすることができる。

当該ＤＣ電力分配システムは、幾つかの（数個の）電気導体を有することができ、前記低電力供給部は該数個の電気導体にバス構成又はスター構成で接続することができる。該数個の電気導体は、前記高電力供給部に別個に接続することができると共に、前記低電力供給部に並列に接続することができる。例えば、各電気導体は、各々が電力制限を持つ（特には、イーマージ・アライアンス占有空間規格のＵＬクラス２制限に従う約１００Ｗの電力制限を持つ）高電力供給部に別個に接続することができ、電気導体は低電力供給部（前記高電力供給部とは別のものであり得る）に対しては並列に接続することができる。電気導体毎に、対応する電気導体と低電力供給部との間にダイオードが存在し得る。しかしながら、ダイオードの代わりに、リレー又は半導体スイッチ等の他の電気制御エレメントも使用することができる。

更に、前記電力供給装置は、前記消費される電力を前記電気導体上で検出するための電力消費検出ユニット、及び該検出された消費電力に依存して前記電力供給装置の前記電力モードを制御する電力供給制御ユニットを有することができる。該電力供給制御ユニットは、検出された電力消費に依存して切換動作を定める切換規則を有することができる。例えば、上記電力消費検出ユニットが所定の閾値より小さい電力消費を検出した場合、電力供給装置は低電力モードに切り換えることができる。上記切換規則はタイミング等の他の側面を考慮することもできる。

当該ＤＣ電力分配システムは、前記電気装置を切り換えるための切換制御ユニットを有することができる。例えば、個々の電気装置をオン及びオフ状態に切り換えるためにジグビ（ZigBee）を用いることができる。

好ましくは、当該ＤＣ電力分配システムは幾つかの（数個の）電気導体を有し、前記電力供給装置は前記電気導体の１つ又は数個に、該電気導体の他のものへの電力の供給とは独立に電力を供給するように構成される。この構成は、当該ＤＣ電力分配システムにおいて実際の電力消費に対する電力供給の適応可能性を更に増加させる。

一実施態様において、前記電気導体は、前記高い電力を伝導するための第１副導体及び前記低い電力を伝導するための第２副導体を有する。例えば、該電気導体は、前記高い電力（例えば、公称電圧）を供給するための第１金属エレメント（第１ワイヤ等）である第１副導体を有することができると共に、前記低い電力（例えば、待機電圧）を供給するための第２金属エレメント（第２ワイヤ等）である第２副導体を有することができる。異なる電力を導くために別個の電気副導体を備えた該電気導体を使用することは、当該ＤＣ電力分配システムを技術的に単純化すると共に当該システムの設置を簡素化することができる。

前記電力供給装置は更なる電力を供給する様に構成することができ、その場合、前記電気導体は該更なる電力を伝導するための更なる副導体を有することができる。このように、電気導体は幾つかの異なる電力を供給するために使用することができる。例えば、前記第１副導体は公称電力を供給するために使用することができ、前記第２副導体は第１待機電力を供給するために使用することができ、第３副導体は第２待機電力を供給するために使用することができる。例えば、前記電力供給装置は出力電圧制御型のものとすることができ、公称電圧は２４Ｖとすることができ、第１待機電圧は５Ｖとすることができ、第２待機電圧は３.３Ｖとすることができる。この場合、これらの電圧は同一の電気導体を用いることにより、特に同時に供給することができる。

本発明の他の態様においては、上記ＤＣ電力分配システムにおける電気導体からＤＣ電力を受ける電気装置が提供され、該電気装置は、一層多くの電力を消費する高電力モードと当該電気装置が一層少ない電力を消費する低電力モードとの間において切り換え可能であり、且つ、当該電気装置の前記モードを前記電気導体上における電力に依存して制御する電気装置制御ユニットを有する。

本発明の他の態様においては、前記ＤＣ電力分配システムにおいて電力供給装置から電気装置にＤＣ電力を伝導するための電気導体が提供され、該電気導体は、前記高い電力を伝導するための第１副導体及び前記低い電力を伝導するための第２副導体を有する。

本発明の他の態様においては、電力供給装置から電気装置にＤＣ電力を分配するＤＣ電力分配方法が提供され、該ＤＣ電力分配方法は、
− 前記電力供給装置により電気導体を介して前記電気装置にＤＣ電力を供給するステップであって、該電力供給装置が、前記電気装置に前記電気導体を介して一層高い電力が供給される高電力モード及び前記電気装置に前記電気導体を介して一層低い電力が供給される低電力モードにおいて動作可能であるステップと、
− 前記電気装置により前記電気導体からＤＣ電力を受けるステップであって、前記電気装置が、該電気装置が一層多くの電力を消費する高電力モードと該電気装置が一層少ない電力を消費する低電力モードとの間において切り換え可能であり、前記電気装置の前記モードが電気装置制御ユニットにより、前記電力供給装置により供給される電力に依存して制御されるステップと、
を有する。

請求項１のＤＣ電力分配システム、請求項１３の電気装置、請求項１４の電気導体及び請求項１５のＤＣ電力分配方法は、特に従属請求項に記載されるような、同様の及び／又は同一の好ましい実施態様を有すると理解されるべきである。

尚、本発明の好ましい実施態様は、各従属請求項の、対応する独立請求項との任意の組み合わせとすることもできると理解されるべきである。

本発明の上記及び他の態様は、後述する実施態様から明らかとなり、斯かる実施態様を参照して解説されるであろう。

図１は、ＤＣ電力分配システムの一実施態様を概略的且つ例示的に示す。 図２は、ＤＣ電力分配システムの電力供給装置及び電気装置の実施態様を概略的且つ例示的に示す。 図３は、ＤＣ電力分配システムの電力供給装置の他の実施態様を概略的且つ例示的に示す。 図４は、電力バーに対する低電力供給部の電気的接続を概略的且つ例示的に示す。 図５は、幾つかの電力バーに対する低電力供給部の電気的接続を概略的且つ例示的に示す。 図６は、幾つかの副導体を備えた電力バーの一実施態様を概略的且つ例示的に示す。 図７は、電気装置にＤＣ電力を分配するＤＣ電力分配方法の一実施態様を例示的に図示したフローチャートを示す。

図１は、ＤＣ電力を幾つかの電気装置２に供給するためのＤＣ電力分配システムの一実施態様１を概略的且つ例示的に示す。電気装置２は当該ＤＣ電力分配システム１の電気導体４に取り付けられる。電気導体４は電力バーであり、その場合において、ＤＣ電力分配システム１は電力供給装置３を更に有し、該電力供給装置は電力バー４に電気的に接続されて、ＤＣ電力を該電力バー４に供給する。電気装置２を伴う電力バー４は部屋の天井に配置することができる一方、電気装置２はランプとすることができ、かくして、当該ＤＣ電力分配システムは部屋を照明するための照明システムであり得る。

電力供給装置３及び電気装置２の一実施態様が、図２に概略的且つ例示的に示されている。電力供給装置３は、より高い電力が電力バー４を介して電気装置２に供給される高電力モードにおいて、及び、より低い電力が電力バー４を介して電気装置２に供給される低電力モードにおいて動作することができる。電気装置２は、該電気装置２が一層多くの電力を消費する高電力モードと、該電気装置２が一層少ない電力しか消費しない低電力モードとの間で切り換え可能であり、ここで、電気装置２は該電気装置２の上記モードを電力供給装置３により供給される電力に依存して制御するための電気装置制御ユニット１１を有している。この実施態様において、上記低電力モードは電気装置２の待機（スタンバイ）モードであり、上記高電力モードは、当該電気装置が完全に動作可能となる該電気装置の活性モードである。これに対応して、電力供給装置３により供給される前記一層低い電力は待機電力であり、電力供給装置３により供給される前記一層高い電力は公称電力である。特に、電力供給装置３は、低電力モードでは例えば５Ｖの待機電圧が供給される一方、高電力モードでは例えば２４Ｖの公称電圧が供給されるように、出力電圧が制御されるものとすることができる。

電力供給装置３は、前記高い電力を電力バー４に供給するための高電力供給部６及び前記低い電力を電力バー４に供給するための低電力供給部７を有し、その場合において、高電力モードでは高電力供給部６が高い電力を供給し、低電力モードでは低電力供給部７が低い電力を供給する。特に、低電力モードにおいて高電力供給部６は完全にオフにされる。

この実施態様において、電力供給装置３はスイッチ８を、切換信号１５を用いることにより制御する電力供給制御ユニット５を有している。即ち、電力供給制御ユニット５及びスイッチ８により、電力供給装置３は、高電力供給部６が高い電力を供給するか、又は低電力供給部７が低い電力を供給するかの何れかとなるように制御することができる。電力供給制御ユニット５は、マイクロプロセッサ又は他の制御ユニットであり得る。該電力供給制御ユニットは、電力モードを自動的に又は手動で変更することができるように、切換信号を、ユーザにより作動され得る外部スイッチから、存在センサ（人感センサ）等のセンサから、又は他の手段から入力することができる。ＤＣ電力分配システム１は電力消費センサも有することができ、該センサは電力供給装置３に組み込むことができるか又は外部装置とすることができる。該電力消費センサは電力バー４上で電力消費状況を検出することができ、その場合において、電力供給制御ユニット５はスイッチ８を実際に検出される電力消費状況に依存して作動させるように構成することができる。電力供給装置３は、更に、当該電力供給装置３を電力バー４に接続するためのコネクタ９（特にはチャンネルコネクタ）を有する。

電気装置２は電力供給装置３により供給される電力を測定するための測定ユニット１７を有し、その場合において、電気装置制御ユニット１１は当該電気装置２のモードを該測定された供給電力に依存して制御するように構成される。特に、測定ユニット１７は電力バー４の電圧を測定するように構成することができ、該測定された電圧は制御供給部１０に供給される。該制御供給部１０は、上記の測定された電圧を所定の閾値と比較し、電力供給装置３が公称電圧を供給しているか又は待機電圧を供給しているかを決定するように構成することができる。待機電圧が供給されていることを制御供給部１０が検出した場合、このことは信号１３を介して電気装置制御ユニット１１に通知され、その結果、該電気装置制御ユニット１１は信号１４をランプ給電部１２に送出して、該ランプ給電部自体をオフする（ランプ給電部１２が未だオフされていないなら）。ランプ給電部１２がオフされており、且つ、電気装置制御ユニット１１が制御供給部１０から公称電圧が供給されていることを示す信号１３を入力した場合、電気装置制御ユニット１１はランプ給電部１２に信号を送出して、該ランプ給電部自体をオンにする。

制御供給部１０は、好ましくは、電力バー４を介して供給される電力を電気装置制御ユニット１１により必要とされる電力に変換するための電力変換器を有する。ランプ給電部１２も、好ましくは、電力変換器を有し、この電力変換器は公称電力（もし、存在するなら）を電気装置２の光源１９により必要とされる電力に変換するように構成される。

図３は、図１に概略的且つ例示的に示したＤＣ電力分配システム１に使用することが可能な電力供給装置の他の実施態様を概略的且つ例示的に示す。即ち、図１及び２に示した電力供給装置３の代わりに、図３に示す電力供給装置１０３を使用することができる。

該電力供給装置１０３は、電力バー４に高い電力を供給するための、特には公称電圧を供給するための高電力供給部６と、電力バー４に低い電力、特には待機電圧を供給するための低電力供給部７とを有し、高電力モードでは高電力供給部６が高い電力を供給すると共に低電力供給部７が低い電力を供給し、低電力モードでは低電力供給部が低い電力を供給する。このように、この実施態様においては、高電力供給部６しか切り換える必要がなく、これにより制御可能な電力供給装置１０３を技術的に相対的に簡単な形態で設けている。特に、当該電力供給装置１０３は高電力供給部６のみを切り換えるスイッチ１０８を制御するための電力供給制御ユニット１０５を有する一方、低電力供給部７は常に活性状態であり、ダイオード１１６を介して電力バー４に接続されている。この実施態様において、当該電力供給装置１０３は電力バー４で消費される電力を検出するための電力消費検出ユニット１１７を更に有し、その場合において、電力供給制御ユニット１０５は当該電力供給装置１０３の電力モードを該検出された消費電力に依存して制御するように構成される。電力供給制御ユニット１０５は、検出された電力消費に依存した切換動作を定義する切換規則を有することができる。例えば、電力消費検出ユニット１１７が所定の閾値より小さい電力消費を検出した場合、当該電力供給装置１０３は低電力モードに切り換えることができ、この場合、この検出された電力消費は対応する信号１１８を介して電力供給制御ユニット１０５に供給することができる。他の信号１５は、該電力供給制御ユニット１０５によりスイッチ１０８を制御するために使用される。電力供給制御ユニット１０５により使用される該切換規則は、タイミングの側面等の他の側面を考慮することもできる。電力消費検出ユニット１１７は、例えば、電力バー４上の負荷電流を監視するための負荷電流モニタとすることができ、その場合、対応する負荷電流信号１１８が電力供給制御ユニット１０５に伝送される。また、この実施態様において、当該電力供給装置はチャンネルコネクタ９を介して電力バー４に接続される。

図２及び図３に示された電力供給装置の実施態様においては、高電力供給部６及び低電力供給部７は単一のハウジング内に、即ち単一の電力供給モジュール内に組み込まれているが、図３を参照して上述した様に低電力供給部７が常に活性状態である場合、高電力供給部６及び低電力供給部７が異なるハウジング内に配置されるように、低電力供給部７を別の異なるハウジング内に配置することもできる。例えば、図３において、低電力供給部７及びダイオード１１６は削除することができ、これら低電力供給部７及びダイオード１１６を、図４に概略的且つ例示的に示されるように電力バー４に接続することができる。

図４は、電力バー４を、第１副導体１２０及び第２副導体１２１が取り付けられた基体エレメント１２２を有するものとして詳細に示しており、ここで、低電力供給部７及びダイオード１１６はワイヤ１２４を介して第１及び第２副導体１２０、１２１に電気的に接続することができる。ダイオード１１６は、図５に概略的且つ例示的に示されるように、電力バー４を低電力供給部７と接続するように構成された電気導体（電力バー）コネクタ１２３内に組み込むこともできる。更に、当該ＤＣ電力分配システムが、低電力供給部７に接続されるべき幾つかの電力バーを有する場合、この接続は、図５に概略的且つ例示的に示されたようなバス構成のもの又は、例えば、スター構成のものとすることができる。

図５において、ケーブル１２４は複数の電力バーコネクタ１２３に事前に取り付けることができ、又は該ケーブルは電力バーコネクタ１２３に押圧嵌入することができ若しくは取り付け時にクランプ固定することができる。

図４及び図５に示した実施態様では電力バー４は２つの副導体１２０、１２１を有しているが、該電力バーは３以上の副導体を有することもできる。例えば、図６に概略的且つ例示的に示されているように、一実施態様において、この図に符号２０４により示された電力バーは６個の副導体２３０…２３６を有することができる。

この実施態様において、基体エレメント２２２は上部の両面に２つの副導体２３０、２３１を有している。これらの副導体２３０、２３１は、図４及び図５に示した副導体１２０、１２１と類似している。これらの副導体の直ぐ下に平行に、更なる副導体２３５、２３６が配置されている。更に、基体エレメント２２２の下部は、実質的にＵ字状の断面を持ち得るオープン・レール２３４を有し、該オープン・レールの内側の対向する面上には更に他の副導体２３２、２３３が配置されている。図６において、点線で示された副導体２３１、２３２、２３６は基体エレメントの面上に配置されており、図６に示される斜視図では実際には見えないことに注意されたい。

この実施態様において、第１副導体２３０は接地を行い、第２副導体２３１は例えば２４Ｖの公称電圧を供給し、第３副導体２３５は例えば５Ｖの第１待機電圧を供給し、第４副導体２３６は例えば３.３Ｖの第２待機電圧を供給する。即ち、電力バー２０４は、高い電力を伝導するための副導体２３１、及び低い電力を伝導するための副導体２３５、２３６を有する。

このように、例えば、当該電力供給装置の第１低電力供給部は例えば第３副導体２３５に電気的に接続することができ、当該電力供給装置の第２低電力供給部は例えば第４副導体２３６に電気的に接続することができ、当該電力供給装置の高電力供給部は第２副導体２３１に電気的に接続することができる。この場合、電気装置は当該電力バーの別々の副導体に接続されるように、対応して構成することができる。例えば、電気装置のマイクロプロセッサは第３副導体２３５又は第４副導体２３６に電気的に接続することができ、光源は第２副導体２３１に電気的に接続することができる。一般的に、電気装置が異なる電圧を要する幾つかの電気エレメントを有する場合、これら電気エレメントは、対応する電圧を伝導する電力バーの各副導体に電気的に接続することができる。

図６に概略的且つ例示的に示された電力バー２０４は、好ましくは、部屋の吊り天井に設置され、該電力バー２０４に電気的に接続される電気装置の少なくとも幾つかはランプである。副導体２３０、２３１、２３５、２３６は該吊り天井より上側のランプに電気的に接続するために使用することができ、これらランプは、例えば、当該ランプを上記４つの副導体２３０、２３１、２３５、２３６に接続するための４極コネクタを有することができる。他の副導体２３２、２３３は、ペンダントランプ等の部屋の内部に吊り下がるランプに電気的に接続するために使用することができ、これらランプは、例えば、当該ランプを上記２つの副導体２３２、２３３に接続するための２極コネクタを有することができる。他の実施態様において、代わりに又は加えて、下側の副導体２３２、２３３に隣接して、低い電力を供給する１以上の副導体を配置することもできる。更に、前述した２つの付加的副導体２３５、２３６の代わりに、当該電力バーは単一の低い電圧を供給するための単一の副導体のみを有することもできる。

以下では、電気装置にＤＣ電力を分配するＤＣ電力分配方法の一実施態様を、図７に示すフローチャートを参照して例示的に説明する。

ステップ３０１において、ＤＣ電力は電力供給装置により電気導体を介して電気装置に供給される。この場合、上記電力供給装置は、より高い電力が電気導体を介して電気装置に供給される高電力モードにおいて、及び、より低い電力が電気導体を介して電気装置に供給される低電力モードにおいて動作することができる。

ステップ３０２において、上記電気導体からのＤＣ電力は電気装置により入力され、ここで、この電気装置は該電気装置が一層多くの電力を消費する高電力モードと、該電気装置が少ない電力を消費する低電力モードとの間で切り換え可能である。この場合、該電気装置の上記モードは、電気装置制御ユニットにより、前記電力供給装置により供給される電力に依存して制御される。

尚、図１には単一の電力バーしか図示されていないが、当該ＤＣ電力分配システムは、勿論、幾つかの電力バーを有することもでき、その場合、前記電力供給装置は、これら電力バーのうちの１以上に、これら電力バーの他のものに電力を供給することとは無関係に電力を供給するように構成することができる。

既知のＤＣ電力分配システムは、例えば、現在のイーマージ・アライアンスの占有空間規格バージョン１.１に従うシステムであり、該規格は、電力レールと考えることもできる電力バーに２４Ｖが常に給電され、ランプドライバと考えることもできるランプ給電部が、非活性化のための手段を有すると共に該非活性化を制御するための制御インターフェースを有することができることを要求している。しかしながら、現在のイーマージ・アライアンス占有空間規格バージョン１.１に従うＤＣ電力分配システムは、効率的な待機（スタンバイ）のサポートを提供していない。従って、図１〜図６を参照して上述したＤＣ電力分配システムの実施態様は、待機給電を簡単に且つ高度に効率的にさせるメカニズムを提供する。

待機状態は、実質的に負荷のないシステム状態である。現在のイーマージ・アライアンス占有空間規格バージョン１.１は電力バーが常に公称電圧で給電されていることを要求しているので、公称電力消費状態と比較して非常に小さな割合の電力しか消費されていなくても、電力供給装置は通常に動作しなければならない。このように、電気装置が待機モードを、電力消費が劇的に低下するようなものにすることができたとしても、現在のイーマージ・アライアンス占有空間規格バージョン１.１によれば、電力供給装置は、効率が例えば１０未満に容易に低下するような非常に好ましくない動作点で動作するであろう。

図１ないし図３を参照して前述した電力供給装置は、主給電部、即ち高電力供給部を完全にオフにし、電力バーに低下された電圧を投入するように構成することができる。この場合、電気装置は、対応する電力バー上の状況だけによって通常状態から待機状態を容易に区別することができる。従って、上述したＤＣ電力分配システムは、例えば図２及び図３に示された様な、修正されたイーマージ電力供給装置及び修正されたイーマージ電気装置を有すると考えることができる。

当該電力供給装置は２つの電力供給部を、即ち高電力供給部及び低電力供給部を有することができる。先ず、通常の電力供給部と考えることもできる上記高電力供給部は、オン状態における負荷（即ち、電気装置）に給電することができる。該通常の電力供給部は、特に接続チャンネル当たり、即ち、幾つかの電力バーが当該高電力供給部に接続される場合は電力バー当たり、好ましくは２４Ｖを４Ａで（即ち９６Ｗを）供給する。次に、上記低電力供給部は待機動作のための別個の給電部とすることができる。該低電力供給部は、好ましくは出力が待機モードに制御される場合に、当該電力供給装置の出力コネクタに接続することができる。

上述した実施態様において、電力供給装置は２つの電力供給部、即ち、好ましくは公称電圧を供給する高電力供給部及び好ましくは待機電圧を供給する低電力供給部しか有していないが、他の実施態様では、該電力供給装置は異なるＤＣ電圧を供給する３以上の電力供給部を有することもできる。

上述した実施態様において、電気装置はランプであるが、他の実施態様において、電気装置はセンサ、スピーカ等の他の電気負荷とすることもできる。これらの他の電気装置は待機電圧において完全に動作することができるように構成することもできる。

一実施態様において、当該電力供給装置において待機モードが不能化された場合、該電力供給装置は２４Ｖの公称イーマージ供給電圧に戻るよう切り換わることができ、各電気装置は活性状態になり、例えばランプ給電部は自身のオンモードを再活性化して、光源が点灯開始するようにする。従って、電力バーに接続された全ての電気装置がオフされた場合は、該電力バーをオフすることができる。一実施態様において、このことは当該電流を監視することにより検出され、その場合において、監視される電流が予め定められた（特には、プログラム可能な）閾値より低下した場合、対応するチャンネルは待機モードに設定される。高電力供給部と低電力供給部との間の切り換えは、好ましくは、チャンネル毎に、即ち電力バー毎に別個のものとする。このように、電流の監視及びスイッチの制御は、チャンネル毎に別個のものとすることができる。

一実施態様において、電気装置は活性状態において異なって動作させることができる。例えば、該電気装置がランプである場合、該ランプは、活性状態において、異なる光波長及び／又は異なる光輝度により定義される異なるオンモードで動作させることができる。該電気装置は最後のオンモードを記憶するための記憶ユニットを有することができ、その場合、該電気装置が待機状態から活性状態に移行した後、該電気装置は記憶された最後のオンモードとなるように制御することができる。

待機給電部、即ち低電力供給部、及び主給電部、即ち高電力供給部は、全チャンネルに給電する単一の給電モジュールにより実施化することができる。現行のイーマージ規格ＵＬクラス２制限に従い、過負荷、即ち４Ａを越える場合にチャンネルを隔離するための電流監視／切換手段が各チャンネルに対して必要とされるので、この待機機能は主給電部に対して追加の部品又は電力を必ずしも必要としない。それ故に、主給電部は、異なる電力バーを接続することができるような、即ち各ポートに電力バーを接続することができるような、幾つかのポートを有することができる。電流監視／切換手段は、実際のイーマージ規格ＵＬクラス２制限に従い、電流を監視すると共に高電力をオン又はオフに切り換えるために各ポートに対して別個に存在することができる。過負荷状況を検出するために使用される電流監視ハードウェアは、各ポートに（即ち、各電力バーに）待機状況が存在するかを検出するためにも使用することができ、この場合、切換手段は各チャンネルに関して、高い電力の供給を（即ち、例えば公称電圧の供給を）オフすることができる。更に、各電力バーは待機給電部に対してダイオードを介して並列に接続することができ、かくして、対応するチャンネルのための高い電力がオフされた場合に、低い電力が該対応するチャンネルに供給されるようにする。上記ダイオードの代わりに、同期整流段として知られている制御ユニットを備えた半導体スイッチ等の、同様の機能を有する他のエレメントを使用することもできる。

前記電力供給装置は、低い電力及び／又は高い電力を供給するために該低い電力及び高い電力を内部的に利用可能にすると共に、幾つかの電力バーが該電力供給装置に接続される場合に各チャンネルに対して低い電力と高い電力との間で切り換えるように構成することもできる。それ故、該電力供給装置は、電力バーを接続することが可能な幾つかのポートを有することができ、各ポートは低い電力と高い電力との間で別個に切り換え可能とすることができる。

上述した実施態様においては、電力供給装置は高電力供給部及び低電力供給部を有するが、他の実施態様では、電力供給装置は、高電力モードでは高い電力を、低電力モードでは低い電力を供給するために電力バーに供給されるべき制御可能な出力電力を有する単一の電力供給部を有することができる。特に、該電力供給装置は、制御可能な出力電力、例えば制御可能な出力電圧を有するように修正された主給電部を有することができる。

当該電力供給装置が高電力供給部及び低電力供給部を有する場合、該電力供給装置は、斯かる電力供給部の一方を、対応する電力モードが出力チャンネルの何れによっても、即ち、電力バーの何れによっても使用されない場合は、オフするように構成することができる。

図３に概略的且つ例示的に示されたように、高電力供給部に関して双極切換手段の代わりに単純なオン／オフスイッチが使用される場合、ポート毎に（即ち、電力バー毎に）、低い電力、特には待機電圧を常に全てのポートに対して（即ち、常に全ての電力バーに対して）供給するためにダイオードを使用することができる。従って、電力バーに対して主電力がオフされた場合、待機電圧が残存する。

当該ＤＣ電力分配システムは、ジグビ（ZigBee）等の制御システムと組み合わせて使用することができる。この制御システムは、個々の電気装置、特には個々のランプをオン及びオフすることを可能にすることができる。更に、特定のイーマージチャンネル上の（即ち、特定の電力バー上の）全電気装置がオフの場合、当該電力供給装置は、対応する低い電力消費を検出し、タイミングを考慮することが可能な所定の切換規則に基づいて低電力モードに自動的に切り換えることができる。

現行のイーマージ・アライアンスの占有空間規格バージョン１.１において、電力バーは図４及び図５に示されるように使用され、これら電力バーは標準及び安全規則により定義された電力損失の点で最大の負荷を担うことができる。マイクロプロセッサ、センサ又は他の制御電子回路を有する全ての電気装置は、対応する電力バー上の電圧を例えば３.３及び５Ｖ等の低い電圧に変換する必要がある。このことは、一般的に、僅かな知性を備える接続された各電気装置は、自身の動作のために自身のＤＣ／ＤＣ電力変換器を必要とすることを意味する。

図６に示した幾つかの電気副導体を備える電力バーは、電気装置に異なる電圧を同時に供給するために使用することができる。例えば、第３及び第４副導体２３５及び２３６は、３.３Ｖ及び５Ｖのために使用することができる。このようにして、例えば当該電気装置のマイクロコントローラは電力変換なしで活性状態にすることができる。

異なる電圧の異なる副導体による伝導は、高い電力を供給する高電力供給部がオフされている間の、通信及び活性状態のマイクロコントローラの動作を容易にすることができる。更に、当該電力供給装置は高電力モードにおいて追加の低い電力を供給するように構成することもできる。即ち、例えば、公称電圧は当該電力バーの副導体を使用することにより供給することができる一方、補助電圧であると見なすことができる低い電圧は該電力バーの他の副導体を使用することにより供給することができる。補助電圧も供給するために別の副導体を使用することにより、例えばＤＣ５Ｖの補助電圧は、対応する電気装置により公称電圧から該補助電圧に変換することによってローカルに発生されることを要さない。言い換えると、斯かる補助電圧は集中的に発生することができ、このことは、変換過程を省略することができるので、ハードウェア部品及び電力消費の低減につながる。

開示された実施態様の他の変形例は、当業者によれば、請求項に記載された発明を実施するに際して図面、当該開示内容及び添付請求項の精査から理解し、実施化することができる。

尚、請求項において、“有する”なる文言は他の構成要素又はステップを排除するものではなく、単数形は複数を排除するものではない。

また、単一のユニット又は装置は、請求項に記載された幾つかの品目の機能を満たすことができる。また、特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせを有利に使用することができないということを示すものではない。

本ＤＣ電力分配方法に従う本ＤＣ電力分配システムの制御は、コンピュータプログラムのプログラムコード手段及び／又は専用のハードウェアとして実施化することができる。

コンピュータプログラムは、光記憶媒体、又は他のハードウェアと一緒に若しくはその一部として供給される固体媒体等の適切な媒体により記憶／分配することができるのみならず、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介して等の他の形態で分配することもできる。

請求項における如何なる符号も、当該範囲を限定するものと見なしてはならない。

本発明は、ＤＣ電力を電力供給装置から電気装置に分配するためのＤＣ電力分配システムに関するものである。上記電力供給装置は、電気導体を介して上記電気装置に対し高い電力又は低い電力を各々供給するための高電力モード又は低電力モードにおいて動作可能であり、上記電気装置は、該装置が多い電力又は少ない電力を各々消費する高電力モード及び低電力モードの間において切り換え可能である。電気装置制御ユニットが、上記電気装置のモードを上記電力供給装置により供給される電力に依存して制御する。供給される電力に依存した該電気装置の自動的制御は、電力消費と電力供給との間の一層良好なバランスに、従って電気装置に対する電力供給の効率の改善につながり得る。

Claims (15)

1. 電力供給装置から電気装置にＤＣ電力を分配するＤＣ電力分配システムであって、
   − 前記電力供給装置から前記電気装置にＤＣ電力を伝導するための電気導体と、
   − 前記電気装置に前記電気導体を介してＤＣ電力を供給する前記電力供給装置であって、前記電気装置に前記電気導体を介して高い電力が供給される高電力モード及び前記電気装置に前記電気導体を介して低い電力が供給される低電力モードにおいて動作可能である電力供給装置と、
   − 前記電気導体からＤＣ電力を入力する前記電気装置であって、該電気装置が多くの電力を消費する高電力モードと該電気装置が少ない電力を消費する低電力モードとの間において切り換え可能であり、且つ、該電気装置の前記モードを前記電力供給装置により供給される電力に依存して制御するための電気装置制御ユニットを有する電気装置と、
   を有する、ＤＣ電力分配システム。
2. 前記電気装置は前記電力供給装置により供給される電力を測定するための測定ユニットを有し、前記電気装置制御ユニットが前記電気装置の前記モードを該測定された供給電力に依存して制御する、請求項１に記載のＤＣ電力分配システム。
3. 前記電力供給装置は前記電気導体に前記高い電力を供給するための高電力供給部及び前記電気導体に前記低い電力を供給するための低電力供給部を有し、前記高電力モードにおいては前記高電力供給部が前記高い電力を供給し、前記低電力モードにおいては前記低電力供給部が前記低い電力を供給する、請求項１に記載のＤＣ電力分配システム。
4. 前記電力供給装置は前記電気導体に前記高い電力を供給するための高電力供給部及び前記電気導体に前記低い電力を供給するための低電力供給部を有し、前記高電力モードにおいては前記高電力供給部が前記高い電力を供給すると共に前記低電力供給部が前記低い電力を供給し、前記低電力モードにおいては前記低電力供給部が前記低い電力を供給する、請求項１に記載のＤＣ電力分配システム。
5. 前記低電力供給部及び前記高電力供給部が異なるハウジング内にある、請求項４に記載のＤＣ電力分配システム。
6. 前記低電力供給部が前記電気導体に電気制御エレメントを介して接続される、請求項４に記載のＤＣ電力分配システム。
7. 前記電気制御エレメントが、前記電気導体を前記低電力供給部に接続するための電気導体コネクタに組み込まれる、請求項６に記載のＤＣ電力分配システム。
8. 当該ＤＣ電力分配システムは数個の電気導体を有し、前記低電力供給部が該数個の電気導体にバス構成又はスター構成で接続される、請求項４に記載のＤＣ電力分配システム。
9. 前記高い電力は当該ＤＣ電力分配システムの公称電力であり、前記低い電力が当該ＤＣ電力分配システムの待機電力である、請求項１に記載のＤＣ電力分配システム。
10. 前記電力供給装置が、前記消費される電力を前記電気導体上で検出するための電力消費検出ユニット、及び該検出された消費電力に依存して前記電力供給装置の前記電力モードを制御する電力供給制御ユニットを有する、請求項１に記載のＤＣ電力分配システム。
11. 当該ＤＣ電力分配システムは数個の電気導体を有し、前記電力供給装置が前記電気導体の１つ又は数個に、該電気導体の他のものへの電力の供給とは独立に電力を供給する、請求項１に記載のＤＣ電力分配システム。
12. 前記電気導体が、前記高い電力を伝導するための第１副導体及び前記低い電力を伝導するための第２副導体を有する、請求項１に記載のＤＣ電力分配システム。
13. 請求項１に記載のＤＣ電力分配システムにおける電気導体からＤＣ電力を受ける電気装置であって、当該電気装置が多くの電力を消費する高電力モードと当該電気装置が少ない電力を消費する低電力モードとの間において切り換え可能であり、且つ、当該電気装置の前記モードを前記電気導体上における電力に依存して制御する電気装置制御ユニットを有する、電気装置。
14. 請求項１に記載のＤＣ電力分配システムにおいて電力供給装置から電気装置にＤＣ電力を伝導するための電気導体であって、前記高い電力を伝導するための第１副導体及び前記低い電力を伝導するための第２副導体を有する、電気導体。
15. 電力供給装置から電気装置にＤＣ電力を分配するＤＣ電力分配方法であって、当該方法は、
    − 前記電力供給装置により電気導体を介して前記電気装置にＤＣ電力を供給するステップであって、該電力供給装置が、前記電気装置に前記電気導体を介して高い電力が供給される高電力モード及び前記電気装置に前記電気導体を介して低い電力が供給される低電力モードにおいて動作可能であるステップと、
    − 前記電気装置により前記電気導体からＤＣ電力を受けるステップであって、前記電気装置が、該電気装置が多くの電力を消費する高電力モードと該電気装置が少ない電力を消費する低電力モードとの間において切り換え可能であり、前記電気装置の前記モードが電気装置制御ユニットにより、前記電力供給装置により供給される電力に依存して制御されるステップと、
    を有する、方法。

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