JP2020078197A - 給電システム、給電方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
W=Vz×Ic
W=Wo+Wz=一定
Ic=Iz+Io=(一定) ・・・(1)
W=Vz×Ic=Vz×(Iz+Io)=(一定) ・・・(2)
以下、実施の形態の具体的な例について、図面を参照して説明する。
図2は、実施の形態1に係る給電システム100の構成を示す図である。給電システム100は、例えば、定電流源を含む給電装置(不図示)、中継器等の複数の機器2及びこれらを接続するケーブル(不図示)を備える、海底ケーブルシステムに適用される。海底ケーブルシステムでは、給電装置は陸地又は海上に設けられ、数珠つなぎされる複数の機器2は海底に設けられて、長距離伝送が行われる。給電システム100は、電源として定電流を用いる定電流給電方式を採用している。
Wo=Vo×Io ・・・(3)
これにより、負荷4の電力状態が把握される。
ステップS14では、ステップS13で得られた消費電力Woと、定電圧変換回路3の最大消費電力Wとの比率αを計算する。
α=Wo/W ・・・(4)
最大消費電力Wは、ツェナーダイオードの全個数をN、ツェナー電圧Vzを得るために必要な最小のツェナー電流Iz(min)とすると、以下の式(5)より得られる。
W=(Vz×N)×(Ic−Iz(min)) ・・・(5)
Vo=Vz×No ・・・(6)
Io=Ic−Iz(mini) ・・・(7)
α=Wo/W
=[(Vo×Io)]/[(Vz×N)×(Ic−Iz(min))]
=[(Vz×No)×(Ic−Iz(mini))]/[(Vz×N)×(Ic−Iz(min))]
=No/N
従って、消費電力Woを得るのに最低必要なツェナーダイオード5の個数Noは、以下の式(8)を満たす正の整数となる。
No>α×N (N、Noは正の整数)・・・(8)
N(min)>(Vo(min)/Vz) ・・・(9)
図4は、実施の形態2に係る給電システム100の構成を示す図である。図4において、図2と同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。実施の形態2においても、実施の形態1と同様に、負荷4の電力状態に応じて、定電圧変換回路3の変換電圧値を変更する。実施の形態1では、負荷4に印加される電圧Voを下げる方法として、スイッチ9のオン/オフを制御し、直列接続されるツェナーダイオード5の個数Noを制御した。これに対し、実施の形態2では、スイッチ9のオン/オフをPWM制御して変換電圧値を変更する。
Vo’=Wo/(Ic−Iz(min)) ・・・(10)
D=Vo’/Vz ・・・(11)
D’=Vo(min)/Vz ・・・(12)
2 機器
3 定電圧変換回路
4 負荷
5 ツェナーダイオード
6 電圧/電流検出回路
7 電力監視回路
8 スイッチ制御回路
9 スイッチ
10 PWM制御回路
11 整流ダイオード
12 転流ダイオード
13 チョークコイル
14 コンデンサ
100 給電システム
101 定電圧変換部
102 電力監視部
103 制御部
Claims (10)
- ツェナーダイオードを用いて、入力された定電流を所定の変換電圧値の定電圧に変換して負荷に電力の供給を行う定電圧変換部と、
前記負荷の電力状態を監視する電力監視部と、
前記負荷の電力状態の監視結果に基づいて、前記変換電圧値を変更する制御部と、
を備える、
給電システム。 - 前記負荷に印加される電圧及び電流を検出する検出部をさらに備え、
前記電力監視部は、前記負荷に印加される電圧及び電流に基づいて、前記負荷の消費電力を監視し、
前記制御部は、前記消費電力を維持し、前記ツェナーダイオードに流れる電流を減少させるように、前記変換電圧値を変更する、
請求項1に記載の給電システム。 - 前記定電圧変換部は、直列に接続された複数の前記ツェナーダイオードと、複数の前記ツェナーダイオードとそれぞれ並列に接続された複数のスイッチとを備え、
前記制御部は、複数の前記スイッチを制御して前記変換電圧値を変更する、
請求項1又は2に記載の給電システム。 - 前記電力監視部は、前記変換電圧値が前記負荷の動作電圧下限値より小さくならないように、前記制御部が制御する前記スイッチの個数を固定する、
請求項3に記載の給電システム。 - 前記定電圧変換部は、前記ツェナーダイオードと並列に接続されたスイッチと、前記ツェナーダイオードによる電圧を電圧変換する降圧型コンバータとを備え、
前記制御部は、前記スイッチをPWM制御して前記変換電圧値を変更する、
請求項1又は2に記載の給電システム。 - 前記電力監視部は、前記変換電圧値が前記負荷の動作電圧下限値より小さくならないように、前記制御部が行うPWM制御のデューティを固定する、
請求項5に記載の給電システム。 - 前記負荷は、陸上又は海上に設けられた前記定電流を出力する給電装置とケーブルを介して接続される海底機器であり、
陸上又は海上に設けられ、前記制御部による前記変換電圧値の制御状態をモニターするモニター部をさらに備える、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の給電システム。 - ツェナーダイオードを用いて、入力された定電流を所定の変換電圧値の定電圧に変換して負荷に電力の供給を行い、
電力の供給をうける前記負荷の電力状態を監視し、
前記負荷の電力状態の監視結果に基づいて、前記変換電圧値を変更する、
給電方法。 - 前記負荷を海底に配置し、陸上又は海上に設けられた前記定電流を出力する給電装置とケーブルを介して接続し、
陸上又は海上から、前記変換電圧値の制御状態をモニターする、
請求項8に記載の給電方法。 - ツェナーダイオードを用いて、入力された定電流を所定の変換電圧値の定電圧に変換して負荷に電力の供給を行う処理と、
電力の供給をうける前記負荷の電力状態を監視する処理と、
前記負荷の電力状態の監視結果に基づいて、前記変換電圧値を変更する処理と、
をコンピュータに実行させる、
プログラム。
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