JP2019204741A - 端末器および照明制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は端末器および照明制御システムに関し、安定して動作できる端末器および照明制御システムを得ることを目的とする。【解決手段】本発明に係る端末器は、外部からの伝送信号に応じて動作するマイクロコンピュータと、該マイクロコンピュータへの電力供給源を該伝送信号と外部電源との間で切り替える給電回路と、該伝送信号による該マイクロコンピュータへの給電経路での、該電力供給源が切り替わる際の電圧のオーバーシュートまたはアンダーシュートを抑制する変動抑制回路と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、端末器および照明制御システムに関する。

特許文献１には、直流電力を出力する直流電力供給部と、直流電力により駆動される照明器具などの負荷とが設けられた電源システムが開示されている。直流電力供給部には、交流電源から電力が供給されない期間に備えて二次電池が設けられている。

特開２００９−１５９６９２号公報

特許文献１では、交流電流源と直流交流源との切り替えが行われる。このとき、直流電流源から交流電流源に切り替えた際に、交流電流源に接続される負荷の大きさが変化する。これにより、交流電流源の出力電流または出力電圧が不安定になることがある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、安定して動作できる端末器および照明制御システムを得ることを目的とする。

本発明に係る端末器は、外部からの伝送信号に応じて動作するマイクロコンピュータと、該マイクロコンピュータへの電力供給源を該伝送信号と外部電源との間で切り替える給電回路と、該伝送信号による該マイクロコンピュータへの給電経路での、該電力供給源が切り替わる際の電圧のオーバーシュートまたはアンダーシュートを抑制する変動抑制回路と、を備える。

本発明に係る照明制御システムは、伝送信号を送信する照明コントローラと、端末器と、を備え、該端末器は、該伝送信号に応じて動作するマイクロコンピュータと、該マイクロコンピュータへの電力供給源を該伝送信号と外部電源との間で切り替える給電回路と、該伝送信号による該マイクロコンピュータへの給電経路での、該電力供給源が切り替わる際の電圧のオーバーシュートまたはアンダーシュートを抑制する変動抑制回路と、を備える。

本発明に係る端末器および照明制御システムは、電力供給源が切り替わる際の電圧のオーバーシュートまたはアンダーシュートを抑制する変動抑制回路を備える。従って、安定した動作が可能となる。

実施の形態１に係る照明制御システムのブロック構成図である。 実施の形態１に係る端末器の第１部分の回路図である。 実施の形態１に係る端末器の第２部分の回路図である。 実施の形態１に係る照明制御システムの構成を説明する図である。

本発明の実施の形態に係る端末器および照明制御システムについて図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る照明制御システム８０の回路ブロック図である。照明制御システム８０は管理装置８１と、制御装置である照明コントローラ８２と、複数台のリレー端末器８３と、複数台のリレー８４とを備える。管理装置８１は、例えばマイクロコンピュータ等から成り、照明制御システム８０全体の状態監視および設定を行う。

照明コントローラ８２は、通信線８を介してリレー端末器８３、図示しない壁スイッチおよび各種センサ等と通信を行う。照明コントローラ８２が発信および受信する伝送信号には、アドレスデータおよび制御データが含まれる。

管理装置８１と照明コントローラ８２は、有線または無線の通信網であるＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）７で接続されている。照明コントローラ８２には、通信線８を介して４台のリレー端末器８３が並列に接続されている。また、通信線８には照度センサ、人感センサ等の各種センサと、壁スイッチ等の操作盤が接続される。各リレー端末器８３には、４台のリレー８４が制御信号線９で接続されている。

リレー端末器８３と４台のリレー８４は端末器１００を構成する。端末器１００は、制御システム用端末器であり、リレー内蔵端末器とも呼ばれる。本実施の形態では、照明コントローラ８２に４台の端末器１００が接続されている。照明制御システム８０に設けられる端末器１００の数は１台以上であれば良い。また、リレー端末器８３と接続されるリレー８４は１台以上であれば良い。

各々のリレー端末器８３には、固有のアドレスが割り当てられ、設定されている。リレー端末器８３は設定されたアドレスにより識別される。リレー端末器８３は、通信線８を介して照明コントローラ８２が発信する伝送信号を受信する受信部８３１を有する。また、リレー端末器８３は、伝送信号のアドレスデータを、リレー端末器８３に設定された固有アドレスと比較する比較部８３２を有する。比較部８３２が、伝送信号のアドレスデータとリレー端末器８３に設定された固有アドレスとが一致したと判断した場合、リレー端末器８３は伝送信号の制御データを実行するためにリレー８４に制御信号を送信する。

各々のリレー８４には、図示しない照明器具等の負荷が接続される。リレー８４は、リレー端末器８３からの信号を受信し、リレー８４に接続される負荷に供給される電力を制御データに基づいて断続させる。

図２は、実施の形態１に係る端末器１００の第１部分の回路図である。図３は、実施の形態１に係る端末器１００の第２部分の回路図である。図２に示される端末器１００の第１部分と、図３に示される端末器１００の第２部分とは、点Ａで接続される。

端末器１００は、通信インターフェース部１０と、受信回路２０と、送信回路３０と、変動抑制回路４０と、給電回路５０と、制御電源生成回路６０と、マイクロコンピュータ９０とを備える。通信インターフェース部１０は上位の照明コントローラ８２と通信する。受信回路２０は、通信インターフェース部１０を介して伝送信号を受信する。送信回路３０は、通信インターフェース部１０を介して伝送信号を送信する。給電回路５０は、通信インターフェース部１０を介して受信した伝送信号から、制御電源を生成する。

変動抑制回路４０は、通信インターフェース部１０と給電回路５０との間に設けられる。変動抑制回路４０は電圧振幅吸収回路とも呼ばれる。マイクロコンピュータ９０は、受信回路２０から制御信号を受信するとともに、送信回路へ制御信号を送信する。制御電源生成回路６０には、給電回路５０からの電力または交流電源である外部電源７０から変換された直流電力７０−１が供給され、マイクロコンピュータ９０に供給する電力を生成する。

通信インターフェース部１０は、ラインフィルタ１１と、ダイオードブリッジ１２と、ツェナーダイオード１３とを有する。ラインフィルタ１１は、外部からのノイズを抑制する。ダイオードブリッジ１２は、通信線８を介して伝達される伝送信号を端末器１００の回路の基準電位に合わせた信号に変換する。つまり、ダイオードブリッジ１２は、伝送信号を端末器１００の回路の基準電位に合わせた極性に変換する。ツェナーダイオード１３は、通信線８を介して過電圧が印加されたときに、端末器１００の回路を保護する。

受信回路２０は、通信インターフェース部１０で受信した伝送信号を増幅し、マイクロコンピュータ９０に伝達する。受信回路２０の出力端子は、マイクロコンピュータ９０の信号入力端子９２と接続される。

送信回路３０は、マイクロコンピュータ９０が出力した信号を増幅し、通信インターフェース部１０を介して照明コントローラ８２に伝達する。送信回路３０の入力端子は、マイクロコンピュータ９０の信号出力端子９１と接続される。

マイクロコンピュータ９０はマイコンとも呼ばれる。マイクロコンピュータ９０は、通信インターフェース部１０を介して受信した外部からの伝送信号に応じて動作する。マイクロコンピュータ９０は、伝送信号に基づいて各回路部を制御する。マイクロコンピュータ９０は、上位または下位の制御機器へ信号を送信する。例えば、マイクロコンピュータ９０は、上位に接続された照明コントローラ８２に、通信インターフェース部１０を介して自己の設定情報を伝達する。

また、マイクロコンピュータ９０は、伝送信号に応じて、例えば下位に接続された照明器具の点灯状態を制御する。また、マイクロコンピュータ９０は伝送信号に応じて、例えばリレー８４を制御しても良い。マイクロコンピュータ９０は、リレー８４を開閉することで、負荷と後述する外部負荷電源７０ａとの接続状態を変更する。マイクロコンピュータ９０は、図１に示される受信部８３１と比較部８３２の機能を有する。

給電回路５０は、外部電源７０から変換された直流電力７０−１が制御電源生成回路６０に供給されていないときに、通信インターフェース部１０を介して受信した伝送信号から、マイクロコンピュータ９０などの制御回路部を動作させるための電源を生成する。給電回路５０は、電源生成制御部５１と、電源生成部５２を有する。電源生成部５２は、通信インターフェース部１０からの伝送信号に基づき予め定められた電圧を生成する。予め定められた電圧は、例えば２４Ｖである。

電源生成制御部５１は、外部電源７０の供給の有無を検出し、外部電源７０が供給されているときには電源生成部５２を停止させ、外部電源７０が供給されていないときには電源生成部５２を動作させる。

電源生成部５２は、Ｐ型のＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）５２ａを有する。電源生成制御部５１は、２つのＮ型のＭＯＳ−ＦＥＴ５１ａ、５１ｂを有する。ＭＯＳ−ＦＥＴ５１ａのゲート端子は、外部電源７０から変換された直流電力７０−１の供給を受ける。ＭＯＳ−ＦＥＴ５１ａは、ゲート端子に外部電源７０から変換された直流電力７０−１が供給されると、オン状態となる。ＭＯＳ−ＦＥＴ５１ｂは、ＭＯＳ−ＦＥＴ５１ａがオン状態のとき、オフ状態となる。このとき、ＭＯＳ−ＦＥＴ５１ｂは、ＭＯＳ−ＦＥＴ５２ａのゲート電圧を下げる。従って、ＭＯＳ−ＦＥＴ５２ａはオフ状態となり、電源生成部５２は動作しない。つまり、給電回路５０は、外部電源７０が供給されると伝送信号によるマイクロコンピュータ９０への給電経路７８を遮断する。

逆に、ＭＯＳ−ＦＥＴ５１ａのゲート端子に外部電源７０から変換された直流電力７０−１が供給されない場合、ＭＯＳ−ＦＥＴ５２ａはオン状態となり、電源生成部５２は動作する。つまり、給電回路５０は、外部電源７０が供給されていない状態では、伝送信号によるマイクロコンピュータ９０への給電経路７８を導通させる。

このように、給電回路５０は、マイクロコンピュータ９０への電力供給源を伝送信号と外部電源７０との間で切り替える。

制御電源生成回路６０は、いわゆるＤＣ−ＤＣコンバータである。給電回路５０により給電経路７８が遮断された状態では、制御電源生成回路６０には外部電源７０から変換された直流電力７０−１が供給される。制御電源生成回路６０は、この直流電力からマイクロコンピュータ９０に供給する電力を生成する。マイクロコンピュータ９０に供給する電力は、例えば５Ｖである。制御電源生成回路６０の出力電圧は、マイクロコンピュータ９０の電源端子に入力される。

給電回路５０が給電経路７８を導通させた状態では、制御電源生成回路６０には、給電回路５０で変換された伝送信号からの電力が供給される。制御電源生成回路６０は、この電力からマイクロコンピュータ９０に供給する電力を生成する。

変動抑制回路４０は、給電経路７８のうち、伝送信号の入力端子７３と、給電回路５０との間に設けられる。変動抑制回路４０は、給電経路７８に一端が接続されたダンピング抵抗４１と、ダンピング抵抗４１の他端と接地用端子との間に接続されたスイッチング素子４２とを備える。ダンピング抵抗４１は、ブリーダ抵抗ともいう。スイッチング素子４２は、例えばＭＯＳ−ＦＥＴである。

スイッチング素子４２のゲート端子には、外部電源７０から変換された直流電力が供給される。スイッチング素子４２は、外部電源７０が供給されるとオンする。これにより、ダンピング抵抗４１と接地用端子とが接続される。つまり、変動抑制回路４０は、外部電源７０が供給されると動作する。スイッチング素子４２は、外部電源７０が供給されたとき変動抑制回路４０を動作させ、外部電源７０が供給されていないとき変動抑制回路４０を停止させる変動抑制回路制御部である。

図４は、実施の形態１に係る照明制御システム８０の構成を説明する図である。外部負荷電源７０ａは負荷である照明器具８６に供給される電源である。マイクロコンピュータ９０からの制御信号に応じて、リレー８４は、照明器具８６と外部負荷電源７０ａとの接続状態を変更する。これにより、マイクロコンピュータ９０は、照明器具８６の点灯状態を制御する。

外部電源７０の出力電圧は、ＡＣ／ＤＣ回路６５によって直流電圧ＤＣ１４Ｖに変換される。また、図４に示される通信給電回路は、通信インターフェース部１０、受信回路２０、送信回路３０および変動抑制回路４０に該当する。

次に、本実施の形態の照明制御システム８０の動作について説明する。端末器１００に外部電源７０が供給されていないとき、給電回路５０は、通信インターフェース部１０に入力された伝送信号から直流電力を生成する。このとき、外部電源７０が供給されていないため、変動抑制回路４０はオフ状態となっている。

端末器１００に外部電源が供給されると、外部電源７０に基づいた直流電力７０−１が制御電源生成回路６０に供給される。同時に、外部電源７０の供給に応じて、変動抑制回路４０がオンし、給電回路５０が外部電源７０側に切り替わる。

仮に、変動抑制回路４０がない比較例を考える。急に給電回路５０が外部電源７０側に切り替わると、給電経路７８に設けられたインダクタンス等は、上位機器から通信インターフェース部１０を介して給電回路５０へ電流を流し続けようとする。このため、ラインフィルタ１１などのインダクタンス成分などの影響により、給電経路７８の電圧に振幅が生じる。給電経路７８の電圧の振幅は、オーバーシュートまたはアンダーシュートとも呼ばれる。

ここで、給電経路７８には、伝送信号の受信回路２０および送信回路３０が設けられている。このとき、電圧振幅が大きいと、受信回路２０ならびに送信回路３０において正常に送受信ができなくなる可能性がある。さらに、受信回路２０および送信回路３０が故障する恐れがある。

しかしながら、本実施の形態では、給電経路７８に変動抑制回路４０が設けられている。変動抑制回路４０が動作することによって、急に給電回路５０が外部電源７０側に切り替わった場合に、上位機器から通信インターフェース部１０を介して流れる電流は、変動抑制回路４０に流れるようになる。このため、給電経路７８の電圧のオーバーシュートまたはアンダーシュートを抑制できる。つまり、変動抑制回路４０が無い比較例では、給電回路５０が外部電源７０側に切り替わることで給電経路７８の負荷が軽くなる。本実施の形態では、この軽くなった分の負荷を変動抑制回路４０が担う。従って、電圧の振幅を抑制できる。

このように、変動抑制回路４０は、マイクロコンピュータ９０への電力供給源が切り替わる際の負荷を担うことにより、給電経路７８の電圧のオーバーシュートまたはアンダーシュートを抑制する。これにより、送信回路３０および受信回路２０において安定した通信ができる。従って、端末器１００および照明制御システム８０が安定して動作できる。

また、給電回路５０が外部電源７０側に切り替わっているときに、変動抑制回路４０を動作させると、給電経路７８に見かけ上の負荷が生じる。このとき、変動抑制回路４０がない場合よりも、外部機器から通信インターフェース部１０に対して、大きい電流を流すことになる。通信インターフェース部１０に流れる電流が大きくなることで、通信線８に重畳される外来ノイズの影響を相対的に抑制できる。また、通信インターフェース部１０に流れる電流が大きくなることで、通信インターフェース部１０の基準電位を安定させることができる。

また、本実施の形態では、外部電源７０が供給されていないとき、変動抑制回路４０が動作しない。これにより、変動抑制回路４０による消費電力を抑制できる。本実施の形態の変形例として、外部電源７０が供給されていないときに、変動抑制回路４０が動作していても良い。変動抑制回路４０を常に動作させることで、スイッチング素子４２が不要となり、端末器１００の構成を簡略化できる。

また、本実施の形態では外部電源７０の供給状態に応じて、給電回路５０がマイクロコンピュータ９０への電力供給源を伝送信号と外部電源７０との間で切り替える。これに限らず、給電回路５０は、通信線８の電圧または給電経路７８の電圧などに応じて、マイクロコンピュータ９０への電力供給源を切り替えても良い。

また、本実施の形態では、給電回路５０がマイクロコンピュータ９０への電力供給源を切り替えるのと同時に、変動抑制回路４０が動作する。これに限らず、変動抑制回路４０が動作してから、給電回路５０がマイクロコンピュータ９０への電力供給源を外部電源７０に切り替えても良い。これにより、電圧の振幅を確実に抑制できる。

なお、本実施の形態で説明した技術的特徴は適宜に組み合わせて用いてもよい。

７ ＬＡＮ、８ 通信線、９ 制御信号線、１０ 通信インターフェース部、１１ ラインフィルタ、１２ ダイオードブリッジ、１３ ツェナーダイオード、２０ 受信回路、３０ 送信回路、４０ 変動抑制回路、４１ ダンピング抵抗、４２ スイッチング素子、５０ 給電回路、５１ 電源生成制御部、５１ａ、５１ｂ、５２ａ ＭＯＳ−ＦＥＴ、５２ 電源生成部、６０ 制御電源生成回路、６５ ＡＣ／ＤＣ回路、７０ 外部電源、７０ａ 外部負荷電源、７０−１ 直流電力、７３ 入力端子、７８ 給電経路、８０ 照明制御システム、８１ 管理装置、８２ 照明コントローラ、８３ リレー端末器、８３１ 受信部、８３２ 比較部、８４ リレー、８６ 照明器具、９０ マイクロコンピュータ、９１ 信号出力端子、９２ 信号入力端子、１００ 端末器

Claims (7)

1. 外部からの伝送信号に応じて動作するマイクロコンピュータと、
   前記マイクロコンピュータへの電力供給源を前記伝送信号と外部電源との間で切り替える給電回路と、
   前記伝送信号による前記マイクロコンピュータへの給電経路での、前記電力供給源が切り替わる際の電圧のオーバーシュートまたはアンダーシュートを抑制する変動抑制回路と、
   を備えることを特徴とする端末器。
2. 前記給電回路は、前記外部電源が供給されると前記給電経路を遮断することを特徴とする請求項１に記載の端末器。
3. 前記変動抑制回路は、前記外部電源が供給されると動作することを特徴とする請求項１または２に記載の端末器。
4. 前記変動抑制回路は、
   前記給電経路に一端が接続されたダンピング抵抗と、
   前記ダンピング抵抗の他端と接地用端子との間に接続され、前記外部電源が供給されるとオンするスイッチング素子と、
   を備えることを特徴とする請求項３に記載の端末器。
5. 前記変動抑制回路は、前記給電経路のうち、前記伝送信号の入力端子と、前記給電回路と、の間に設けられることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の端末器。
6. 前記給電経路には、前記伝送信号の受信回路または送信回路が設けられることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の端末器。
7. 伝送信号を送信する照明コントローラと、
   端末器と、
   を備え、
   前記端末器は、
   前記伝送信号に応じて動作するマイクロコンピュータと、
   前記マイクロコンピュータへの電力供給源を前記伝送信号と外部電源との間で切り替える給電回路と、
   前記伝送信号による前記マイクロコンピュータへの給電経路での、前記電力供給源が切り替わる際の電圧のオーバーシュートまたはアンダーシュートを抑制する変動抑制回路と、
   を備えることを特徴とする照明制御システム。

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