JP4631868B2 - Wiring system - Google Patents
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Description
本発明は、先行配線された電力線と情報線とを介して接続した基本モジュールと複数台の機能モジュールとの間で、電力線と情報線との両方を通して基本モジュールから機能モジュールへの電力供給を可能とし、情報線を通して基本モジュールと機能モジュールとの間で通信を行う配線システムに関するものである。 The present invention enables power supply from the basic module to the functional module through both the power line and the information line between the basic module and the plurality of functional modules connected via the power line and the information line wired in advance. And a wiring system for performing communication between a basic module and a functional module through an information line.
従来から、信号線を介して中央監視装置と複数台の端末器とを接続し、信号線を伝送路に用いて複極のベースバンド信号からなる伝送信号を中央監視装置から端末器に対して時分割多重伝送方式によって伝送することにより、スイッチやセンサを接続した端末器と負荷を接続した端末器とを対応付け、スイッチやセンサの動作に呼応して負荷を動作させるようにした遠隔監視制御システムが提供されている(たとえば、特許文献1参照)。この遠隔監視制御システムでは、各端末器において、伝送信号を利用して中央監視装置との間で通信を行うとともに、伝送信号の電力を端末器の内部回路の電源に用いるように構成してある。
上述したように、特許文献1に記載された遠隔監視制御システムでは、信号線を介して中央監視装置と端末器とを接続すれば、信号線を伝送される伝送信号により端末器の内部回路に電力を供給することができる。ただし、電力は複極の伝送信号の形で信号線を通して各端末器に供給されるから、各端末器は、それぞれ伝送信号を整流し安定化して内部回路の電源を生成するために電源回路を備えている。各電源回路は各端末器の内部回路にのみ電力を供給するものであって、仮にいずれかの端末器において消費電力が急増すると(つまり、端末器において信号線に接続している部位間のインピーダンスが低下すると)、中央監視装置が伝送信号の形で供給している電力が不足して信号線の線間電圧が低下し、各端末器への供給電力が不足する可能性がある。 As described above, in the remote monitoring and control system described in Patent Document 1, if the central monitoring device and the terminal are connected via a signal line, the transmission signal transmitted through the signal line causes an internal circuit of the terminal. Electric power can be supplied. However, since electric power is supplied to each terminal through a signal line in the form of a transmission signal with two poles, each terminal uses a power circuit to rectify and stabilize the transmission signal to generate a power supply for the internal circuit. I have. Each power supply circuit supplies power only to the internal circuit of each terminal, and if the power consumption suddenly increases in any terminal (that is, the impedance between the parts connected to the signal line in the terminal) If the power is being supplied in the form of a transmission signal by the central monitoring device, the line voltage of the signal line is lowered, and the power supplied to each terminal may be insufficient.
また、上述したように、各端末器がそれぞれ電源回路を備えているものであるから、電力を供給するために各端末器ごとに電力損失が生じており、端末器の台数が多くなれば電力損失は無視できなくなる。 In addition, as described above, each terminal device has a power supply circuit. Therefore, power loss occurs in each terminal device to supply power, and power increases as the number of terminals increases. Loss cannot be ignored.
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、機能モジュールに対して2系統で電力を供給することにより供給電力に不足が生じるのを防止し、しかも、一方の系統を電源回路が必要な系統とし他方の系統を電源回路が不要な系統として、電力の消費が少ない期間には電源回路を停止させることにより電源回路における損失を低減させた配線システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned reasons, and its purpose is to prevent power supply from being deficient by supplying power to a functional module in two systems, and to To provide a wiring system in which a power supply circuit is required and the other system is a system that does not require a power supply circuit, and the power supply circuit is stopped during a period of low power consumption to reduce loss in the power supply circuit. .
請求項1の発明は、先行配線された電力線と情報線とが基本モジュールに接続されるとともに、複数台の機能モジュールがそれぞれ電力線と情報線とに接続され、基本モジュールから電力線と情報線との両方を通して各機能モジュールに電力供給が可能であり、基本モジュールと各機能モジュールとの間で情報線を通して通信を行う配線システムであって、電力線に並列接続され、また情報線に並列接続される接続口を有したゲート装置を備え、機能モジュールに設けた接続体がゲート装置の接続口に着脱可能に結合されることにより機能モジュールがゲート装置を介して電力線と情報線とに接続され、基本モジュールは、情報線を通して機能モジュールに直流電力を供給する主電源回路と、機能モジュールとの間で通信することにより各機能モジュールの前記電流監視部で検出した電流値を取得する監視部とを備え、機能モジュールは、電力線を通して供給される電力を用いて内部回路に電源を与える副電源回路と、情報線を通して主電源回路から供給される直流電流により充電されるとともに内部回路に電源を与える電荷蓄積部と、情報線から通知される信号により副電源回路に運転と停止とを指示する電源制御回路と、内部回路に流入する電流を監視する電流監視部とを備え、監視部は、電流監視部から取得した電流値が電荷蓄積部からの電荷で充足可能な規定値以下であるときには電源制御回路に副電源回路を停止させる指示を与えることを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, the power line and the information line wired in advance are connected to the basic module, and the plurality of functional modules are connected to the power line and the information line, respectively. A wiring system that can supply power to each function module through both and communicates between the basic module and each function module through the information line, and is connected in parallel to the power line and in parallel to the information line A gate device having a port, and a connection body provided in the functional module is detachably coupled to a connection port of the gate device, whereby the functional module is connected to the power line and the information line via the gate device, and the basic module It includes a main power supply circuit for supplying DC power to the functional module via the information lines, each unit by communicating with the functional module And a monitoring unit configured to acquire a current value detected by the current monitoring unit of the module, function module, and the secondary power supply circuit to provide power to the internal circuit by using the power supplied through the power line, a main power supply circuit through the information line Charge storage unit that is charged by a direct current supplied from the power source and supplies power to the internal circuit, a power control circuit that instructs the sub power circuit to start and stop by a signal notified from the information line, and flows into the internal circuit A current monitoring unit that monitors the current to be generated, and the monitoring unit stops the sub power supply circuit in the power supply control circuit when the current value acquired from the current monitoring unit is less than a specified value that can be satisfied by the charge from the charge storage unit It is characterized by giving an instruction to perform.
この構成によれば、機能モジュールに対して電力線と情報線との両系統で電力を供給することができるから、電力線を通して比較的大きい電力を供給することが可能になり、機能モジュールでの電力の消費量が増加しても変化しても供給電力に不足が生じるのを防止することができる。しかも、基本モジュールに設けた主電源回路で生成された直流電力が情報線を通して各機能モジュールに供給されるから、機能モジュールには情報線を通して供給される電力に対する電源回路が不要であり、電力線からの電力に対して副電源回路を設けるだけで、機能モジュールに2系統で電力を供給することができるのであって、小容量の副電源回路を用いて比較的大きい電力を機能モジュールに供給することができる。つまり、副電源回路の構成部品の小型化が可能であり機能モジュールの小型化につながる。さらに、機能モジュールの内部回路に供給される電流を電流監視部により監視し、電流監視部の監視結果に応じて副電源回路の運転と停止とを選択するので、内部回路に必要な電力が少なければ副電源回路を停止させることで副電源回路による電力損失を低下させることができる。言い換えると、内部回路での電力の消費量が少ない待機時などには、情報線を通して主電源回路から供給される電力のみで内部回路に必要な電力を充足させることができるから、配線システム全体としての消費電力を抑制することができる。 According to this configuration, since it is possible to supply power to the functional module through both the power line and the information line, it is possible to supply relatively large power through the power line. Even if the consumption increases or changes, it is possible to prevent the supply power from being insufficient. Moreover, since the DC power generated by the main power supply circuit provided in the basic module is supplied to each functional module through the information line, the functional module does not need a power supply circuit for the power supplied through the information line. It is possible to supply power to the functional module in two systems simply by providing a secondary power supply circuit for the power of the power supply, and supply relatively large power to the functional module using a small-capacity secondary power supply circuit. Can do. That is, it is possible to reduce the size of the components of the sub power supply circuit, leading to a reduction in the size of the functional module. Furthermore, since the current supplied to the internal circuit of the functional module is monitored by the current monitoring unit, and the operation and stop of the sub power supply circuit are selected according to the monitoring result of the current monitoring unit, less power is required for the internal circuit. For example, power loss due to the sub power circuit can be reduced by stopping the sub power circuit. In other words, when the power consumption in the internal circuit is low, the power required for the internal circuit can be satisfied with only the power supplied from the main power supply circuit through the information line. Power consumption can be suppressed.
しかも、機能モジュールに設けた電流監視部による電流の監視結果を通信によって機能モジュールに通知し、基本モジュールに設けた監視部が機能モジュールに対して副電源回路の運転と停止とを指示するから、基本モジュールでは各機能モジュールの動作状態を把握することができる。その上、機能モジュールをゲート装置に着脱可能に結合しており、ゲート装置は電力線と情報線とにそれぞれ並列接続されているから、複数個のゲート装置を設けている場合に、機能モジュールはどのゲート装置にでも接続することができる。すなわち、機能モジュールは、ゲート装置の配置されている範囲内で、自由に配置することができるから、レイアウトの自由度が高い施工性に優れた配線システムを提供することができる。
請求項2の発明では、請求項1の発明において、前記ゲート装置は、建物内に埋込配置されることを特徴とする。
この構成によれば、先行配線した電力線と情報線とにゲート装置を接続しておくことができる。
Moreover, the result of monitoring the current by the current monitoring unit provided in the functional module is notified to the functional module by communication, and the monitoring unit provided in the basic module instructs the functional module to start and stop the sub power supply circuit. The basic module can grasp the operating state of each functional module. In addition, the functional module is detachably coupled to the gate device, and the gate device is connected in parallel to the power line and the information line, respectively. It can also be connected to a gate device. That is, since the functional module can be freely arranged within the range where the gate device is arranged, it is possible to provide a wiring system having a high degree of freedom in layout and excellent workability.
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the gate device is embedded in a building.
According to this configuration, the gate device can be connected to the power line and the information line that have been previously wired.
本発明の構成によれば、機能モジュールに対して2系統で電力を供給するから、機能モジュールでの電力の消費量が増加しても変化しても供給電力に不足が生じるのを防止することができるという利点がある。また、電力を2系統で供給しながらも、一方の系統は電荷蓄積部を設けるだけで副電源回路を用いることなく電力を供給することができるから、小容量の副電源回路を用いて比較的大きい電力を機能モジュールに供給することができ、副電源回路の構成部品の小型化が可能であり機能モジュールの小型化につながるという利点がある。しかも、機能モジュールの内部回路に供給される電流に応じて副電源回路の運転と停止とを選択するので、内部回路での電力の消費量が少ない待機時などには、情報線を通して主電源回路から供給される電力のみで内部回路に必要な電力を充足させることができ、配線システム全体としての消費電力を抑制することができるという利点がある。 According to the configuration of the present invention, since power is supplied to the functional module in two systems, it is possible to prevent the supply power from being insufficient even if the power consumption of the functional module increases or changes. There is an advantage that can be. In addition, while supplying power with two systems, one system can supply power without using a sub power supply circuit simply by providing a charge storage unit. Large electric power can be supplied to the functional module, and there is an advantage that the components of the sub power supply circuit can be miniaturized and the functional module can be miniaturized. In addition, since the sub power supply circuit is selected to be started or stopped according to the current supplied to the internal circuit of the functional module, the main power supply circuit can be routed through the information line during standby time when the power consumption of the internal circuit is low. The power necessary for the internal circuit can be satisfied only by the power supplied from the power supply, and there is an advantage that the power consumption of the entire wiring system can be suppressed.
本実施形態の配線システムでは、図2に示すように、建物内の適所に埋込配置されたスイッチボックス3にゲート装置4と称する配線器具を収納する。ゲート装置4には壁内に先行配線された電力線Lpと情報線Liとが接続される。スイッチボックス3およびゲート装置4は1個ずつでもよいが、本発明は複数個の場合に有効であるから、以下では複数個設ける場合について説明する。また、図示例では、ルータとハブとを内蔵したゲートウェイの機能を有している基本モジュール1と、メインブレーカMBおよび分岐ブレーカBBとを内蔵した配線盤5を用いている。
In the wiring system according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, a wiring device called a
基本モジュール1には、複数系統(図示例では3系統)の情報線Liが接続され、ゲートウェイとして各情報線Liを外部のインターネット網NTに接続する。基本モジュール1は、情報線Liを複数系統に分岐したり情報線Liをインターネット網NTに接続するだけでなく、情報線Liを通して各機能モジュール2の動作状態を監視する機能も備えている。また、メインブレーカMBは商用電源ACに接続され、分岐ブレーカBBに電力線Lpが接続される。図示例では分岐ブレーカBBを1系統で代表して示しているが通常は複数系統の分岐ブレーカBBを設ける。
A plurality of systems (three systems in the illustrated example) of information lines Li are connected to the basic module 1, and each information line Li is connected to an external Internet network NT as a gateway. The basic module 1 has a function of not only branching the information line Li into a plurality of systems and connecting the information line Li to the Internet network NT but also monitoring the operation state of each
図2に示す例では、機能モジュール2として、コンセントあるいはスイッチのように負荷制御を主な機能とするものと、スピーカあるいは表示器のように情報の授受を主な機能とするものとを示している。本実施形態の構成では、負荷制御を主な機能とする場合であっても、コンセントに接続した負荷で使用した電力量やスイッチを操作した回数などを情報として情報線Liを介して監視することが可能になる。
In the example shown in FIG. 2, the
各系統のゲート装置4の間は電力線Lpおよび情報線Liの送り配線によって接続される。また、各系統のゲート装置4のうちの1個は配線盤5との間で電力線Lpおよび情報線Liを介して接続される。つまり、各系統のゲート装置4は電力線Lpに並列接続され、また情報線Liに並列接続されることになる。
The
ゲート装置4は、電力線Lpと情報線Liとに接続されたコネクタからなる接続口6(図3参照)を備える。したがって、後述する機能モジュール2のコネクタをゲート装置4の接続口6に接続するだけで、機能モジュール2に電力を供給する電力路と、機能モジュール2との間で通信するための情報路とを同時に確保することができる。しかも、ゲート装置4は電力線Lpと情報線Liとにそれぞれ並列接続されているだけであるから、機能モジュール2はどのゲート装置4にも接続することができる。つまり、機能モジュール2は、ゲート装置4の配置されている範囲内で自由に配置することができるから、レイアウトの自由度が高い施工性に優れた配線システムを提供することができる。
The
スイッチボックス3は、たとえばJIS規格(C 8375)に規定する取付枠10(図3参照)を取り付けることができるものを用いる。図示する取付枠10は一連形と呼ばれており、JIS規格(C 8304)において大角連用形スイッチの1個モジュールとして規格化されている埋込形の配線器具を3個取り付けることができる。 As the switch box 3, for example, a switch box 3 to which a mounting frame 10 (see FIG. 3) defined in JIS standard (C 8375) can be attached is used. The mounting frame 10 shown in the figure is called a series type, and three embedded wiring devices standardized as one module of a large-angle continuous switch in the JIS standard (C 8304) can be attached.
取付枠10は、図3に示すように、中央部に表裏に貫通した器具取付用の矩形状の窓孔10aを備える。取付枠10に取付対象である配線器具を取り付けるには、窓孔10aの後方から配線器具の前部を挿入し、取付枠10の左右両側の枠片10bに設けた器具係止部に配線器具の左右両側に設けた被係止部を結合させる。図示例では、配線器具に被係止部として爪を設け取付枠10の枠片10bに器具係止部として間隙を設けている。ただし、配線器具に被係止部として穴を設け取付枠10の枠片10bに器具係止部として爪を設けた構成もある。取付枠10の上下の枠片10cには挿入孔10dが貫設されている。取付枠10をスイッチボックス3に取り付けるには、取付枠10に配線器具を装着した状態で、図示しない取付ねじを挿入孔10dに前方から挿入してスイッチボックス3に設けたねじ受け(図示せず)に螺入させる。
As shown in FIG. 3, the mounting frame 10 includes a
なお、取付枠10を壁パネルに取り付ける場合には、壁パネルに取付孔を貫設し、挿入孔10dに挿入される引締ねじを挟み金具(図示せず)と称する部材に螺合させ、壁パネルに貫設した取付孔の周部を取付枠10と挟み金具との間で挟持するように引締ねじを締め付けてもよい。あるいはまた、取付枠10を通して壁材に木ねじを螺合させることによって、取付枠10を壁に取り付けることも可能である。
When the mounting frame 10 is attached to the wall panel, a mounting hole is provided in the wall panel, and a tightening screw inserted into the
本実施形態では、各スイッチボックス3の上部からは、配電ボックス1または他のスイッチボックス3に接続された電力線Lpおよび情報線Liが導入され、各系統の末端に位置するスイッチボックス3を除いた各スイッチボックス3の下部からは他のスイッチボックス3への送り配線である電力線Lpおよび情報線Liが導出される。また、ゲート装置4を取り付けた取付枠10を各スイッチボックス3に取り付けることによって、上述したように、各スイッチボックス3にそれぞれゲート装置4が収納される。ここにおいて、ゲート装置4には、電力線Lpと情報線Liとが接続されるから、電力線Lpと情報線Liとの混触を防止するために、電力線Lpと情報線Liとのスイッチボックス3への導入口および導出口はそれぞれ個別に設けるのが望ましい。
In the present embodiment, the power line Lp and the information line Li connected to the distribution box 1 or another switch box 3 are introduced from the upper part of each switch box 3, and the switch box 3 located at the end of each system is excluded. From the lower part of each switch box 3, a power line Lp and an information line Li, which are feed wirings to other switch boxes 3, are derived. Further, by attaching the attachment frame 10 to which the
ゲート装置4は、板ばねのばね力を利用して電線を結線する、いわゆる速結端子構造の端子を器体に内蔵しており、器体の背面に開口する電線挿入口に電線を挿入することにより、電線の機械的保持と電気的接続とがなされる構成を採用している。電線挿入口は、電力線Lpと情報線Liとについて2対ずつ設けてある。各1対は送り配線を接続するために用いられる。ゲート装置4の器体の前面には、電力線Lpが接続される端子に電気的に接続されている接触部を設けた電力路接続口6aと、情報線Liが接続される端子に電気的に接続されている接触部を設けた情報路接続口6bとが配置される。
The
電力路接続口6aと情報路接続口6bとは1個の接続口6としてモジュール化されている。配線システム内の各ゲート装置4において、各電力路接続口6aと各情報路接続口6bとはそれぞれ同仕様(接触部の配列や接続口のサイズなど)であり、また電力路接続口6aおよび情報路接続口6bの位置関係は統一されている。接続口6には、機能モジュール2の背面に設けた接続体7が着脱可能に結合される。すなわち、機能モジュール2の接続体7には、電力路接続口6aに着脱可能に結合される電力路接続体7aと、情報路接続口6bに着脱可能に結合される情報路接続体7bとをモジュール化した接続体7が設けられる。機能モジュール2の接続体7をゲート装置4の接続口6に接続した状態において、機能モジュール2はゲート装置4の前面を覆う。ここに、接続口6と接続体7とはコネクタを構成する。
The power
機能モジュール2は、図4に示すように、ゲート装置4に対して1台だけ接続することによって単独で用いることができる基本機能モジュール2aと、基本機能モジュール2aに対して壁面に沿う面内で配列され基本機能モジュール2aと組み合わせて用いることにより基本機能モジュール2aの機能を拡張する拡張機能モジュール2bとがある。拡張機能モジュール2aは、基本機能モジュール2aに対して1台接続するだけではなく、複数台を接続することも可能であるが、本発明では拡張機能モジュール2aは要旨ではないから詳述しない。
As shown in FIG. 4, the
本発明の技術思想は、基本機能モジュール2aを単独で用いるか、基本機能モジュール2aに拡張機能モジュール2bを結合して用いるかにかかわらず、適用されるから、以下の説明においては、基本機能モジュール2aを単独で用いるか、基本機能モジュール2aに拡張機能モジュール2bを結合して用いるかにかかわらず、どちらの場合についても機能モジュール2として説明する。
Since the technical idea of the present invention is applied regardless of whether the
機能モジュール2は、図5、図6に示すように、合成樹脂製の扁平なハウジング8aを備える。すなわち、ゲート装置4に取り付けたときに壁面からの突出寸法が小さく、かつハウジング8aの前面側に露出する表示、報知、操作などの各種機能を持つ機能部に割り当てる面積を大きくとることができる薄型に形成されている。ハウジング8aの背面には接続体7が設けられ、接続体7をゲート装置4の接続口6に結合すれば、機能モジュール2が電力線Lpおよび情報線Liと電気的に接続される。ハウジング8aの上部および下部には取付用孔8cが開口しており、ハウジング8aをゲート装置4に結合した状態で、ハウジング8aの前面側から取付用孔8cに取付ねじ(図示せず)を挿入し、取付枠10の取付ねじ孔10eに取付ねじを螺入することにより、機能モジュール2が取付枠10に対して機械的に固定され、結果的に機能モジュール2のゲート装置4に対する結合強度を高めることができる。ハウジング8aの前面部には化粧カバー8bが着脱可能に被着され、化粧カバー8bをハウジング8aに装着した状態では、取付ねじの頭部が隠される。
The
以下では、機能モジュール2に電力を供給する構成について説明する。上述のように、機能モジュール2は配線盤5に収納された基本モジュール1との間で情報線Liを介して接続されている。情報線Liは基本モジュール1と機能モジュール2との間で情報を授受するだけではなく、基本モジュール1から機能モジュール2に対して電力を供給する機能も備える。機能モジュール2に電力を供給する構成を図1に示す。
Below, the structure which supplies electric power to the
基本モジュール1には、商用電源ACから直流電圧を生成する主電源回路11が設けられ、主電源回路11の出力電圧は情報線Liの線間に印加される。また、基本モジュール1には情報線Liを通して機能モジュール2との間で情報を授受するための通信回路12が設けられる。また、主電源回路11および通信回路12と情報線Liとの間には主フィルタ回路13が挿入される。
The basic module 1 is provided with a main
主フィルタ回路13は、主電源回路11の出力端と情報線Liとの間に挿入される直流通過部13aと、通信回路12と情報線Liとの間に挿入される信号通過部13bとを備える。直流通過部13aは、たとえば主電源回路11の出力端と情報線Liの各線との間にそれぞれ挿入される2個のダイオードまたはインダクタを用いて構成し、信号通過部13bは、たとえば通信回路12と情報線Liの各線との間にそれぞれ挿入される2個のコンデンサを用いて構成する。ここに、情報線Liを伝送する信号は高周波の矩形波信号を想定している。つまり、主フィルタ回路13は、主電源回路11の出力電圧に通信回路12の出力信号を重畳して情報線Liに送出し、情報線Liを通る信号を直流電流から分離して通信回路12に与えることになる。主フィルタ回路13を用いることによって、主電源回路11により情報線Liに印加された直流電圧に通信回路12からの信号を重畳して伝送することができ、また機能モジュール2から送信された信号を直流電圧から分離して通信回路12で受信することが可能になる。
The
基本モジュール1には、通信回路12を介して各機能モジュール2の動作状態を監視する監視部14が設けられており、監視部14では機能モジュール2から後述する電流監視部26による監視結果を取得し、各機能モジュール2ごとに設けた副電源回路25の動作に関して指示を与える。たとえば、スピーカを備えた機能モジュール2をインターホンの通話用に用いる場合であれば、子器において呼出釦が押下されるまでは待機状態であるから、不要な電力供給を停止すれば待機電力による電力消費を低減させることができる。
The basic module 1 is provided with a monitoring unit 14 that monitors the operating state of each
一方、機能モジュール2は、主電源回路11からの直流電流により充電される電荷蓄積部としてのコンデンサ21と、通信回路12との間で情報を授受するための通信回路22とを備える。コンデンサ21および通信回路22と情報線Liとの間には主フィルタ回路23が挿入される。電荷蓄積部は容量の大きいコンデンサ21を用いるのが望ましいが、メモリ効果のない二次電池を用いることも可能である。
On the other hand, the
主フィルタ回路23は、コンデンサ21と情報線Liとの間に挿入される直流通過部23aと、通信回路22と情報線Liとの間に挿入される信号通過部23bとを備える。直流通過部23aは、たとえばコンデンサ21の両端と情報線Liの各線との間にそれぞれ挿入される2個のインダクタを用いて構成し、信号通過部23bは、たとえば通信回路22と情報線Liの各線との間に挿入される2個のコンデンサを用いて構成する。したがって、直流通過部23aは直流電流が双方向に通過し、信号通過部23bは信号が双方向に通過する。主フィルタ回路23を用いることによって、通信回路12から送信された信号を直流電圧から分離して通信回路22で受信することが可能になり、コンデンサ21により情報線Liに印加される直流電圧に通信回路22からの信号を重畳して伝送することができる。ここに、基本モジュール1の通信回路12と機能モジュール2の通信回路22との間で通信を行う際のプロトコルにはとくに制限はないが、通信回路12は各通信回路22との間で個別に通信が可能でなければならない。
The
上述のように、機能モジュール2は、主フィルタ回路23と電荷蓄積部としてのコンデンサ21とを備えているから、情報線Liの線間に印加された直流電圧に信号が重畳されていても、コンデンサ21の両端電圧は機能モジュール2の内部回路20を動作させるのに必要な程度に安定した電圧になる。
As described above, since the
コンデンサ21と内部回路20との間には逆流防止用のダイオードD1が挿入される。また、アノードがダイオードD1のアノードに共通接続されたダイオードD2が設けられる。ダイオードD2の機能については後述する。内部回路20には、ダイオードD1,D2を通して供給される電流を監視する電流監視部26が設けられており、内部回路20に流入する電流が電流監視部26により監視される。電流監視部26による監視結果は、通信回路22を通して基本モジュール1の監視部14に転送される。
Between the
機能モジュール2は電力線Lpと電気的に接続されており、情報線Liを通して主電源回路11から供給される電力を内部回路に供給することができるだけではなく、電力線Lpから供給される電力も内部回路に供給することができる。したがって、機能モジュール2には、電力線Lpから供給される交流電源(商用電源)から内部回路20に供給する電源を生成する副電源回路25が設けられる。
The
機能モジュール2が、基本機能モジュール2aだけではなく拡張機能モジュール2bも含んでいる場合には、副電源回路25は拡張機能モジュール2bにも電力を供給する。基本機能モジュール2aから拡張機能モジュール2bへの電力の供給は交流を用いる。また、基本機能モジュール2aと拡張機能モジュール2bとの内部においては、交流−直流変換を行って直流電力を内部回路に供給する。そのため、基本機能モジュール2aと拡張機能モジュール2bとには、それぞれ副電源回路25が設けられる。ただし、拡張機能モジュール2bに設けた副電源回路25は本発明の要旨ではないから説明を省略する。
When the
機能モジュール2に設けた副電源回路25には、ダイオードブリッジのような整流回路とスイッチング素子を用いたDC−DCコンバータを用いている。副電源回路25には電源制御回路24が付設されており、電源制御回路24では通信回路22を通して基本モジュール1から指示を受けると、DC−DCコンバータのスイッチング素子の動作を制御することにより、副電源回路25の運転と停止とを制御する。つまり、内部回路20に流入する電流値が電流監視部26から基本モジュール1に設けた監視部14に転送され、監視部14に設定されている条件が成立すると、監視部14では電源制御回路24に対して副電源回路25の運転と停止とのいずれかの指示を与え、副電源回路25の動作を制御するのである。
The sub
監視部14に設定されている条件は、コンデンサ21によって内部回路20に供給可能な電流値により規定される。つまり、内部回路20に流入する電流がコンデンサ21から供給可能な電流値以下であれば、副電源回路25から内部回路20に電力を供給する必要がないことに鑑みて、コンデンサ21の電荷で充足可能な電流値を規定値として設定しておき、内部回路20に流入する電流の電流値がこの規定値以下であれば、副電源回路25から内部回路20への電力の供給を停止させる。要するに、監視部14には上記規定値が設定されており、電流監視部26から取得した電流値が監視部14に設定された規定値以下であれば、電源制御回路24に対して副電源回路25を停止させるように指示する。一方、コンデンサ21の電荷で充足可能な範囲であって上記規定値よりも高く設定した上限値に達したときには、副電源回路25を運転させるように監視部14から指示を与え、内部回路20に供給する電力に不足が生じないようにする。なお、監視部14に設定する規定値を、たとえば実質的に0に設定すれば、コンデンサ21の電荷では通信回路22が動作可能であればよいから、コンデンサ21を小型化することができる。
The condition set in the monitoring unit 14 is defined by a current value that can be supplied to the
以上の動作によって、内部回路20に流入する電流が副電源回路25からの電流供給が不要である程度に少ない場合には、情報線Liを通して供給される電力のみで機能モジュール2の電力を充足させ、内部回路20の動作に必要な電力が増加したときには、副電源回路25を運転させて比較的大きい電力を供給することにより、電力不足が生じるのを防止することができる。また、コンデンサ21と副電源回路25とが内部回路20に供給する電流をバランスよく設定しておけば、コンデンサ21と副電源回路25とに用いる構成部品の容量をともに小さくすることができ、機能モジュール2の小型化につながる。
With the above operation, when the current flowing into the
なお、コンデンサ21は直流通過部23aを通して情報線Liに接続されているから、各機能モジュール2に設けたコンデンサ21が直流的には並列に接続されることになる。つまり、情報線Liに接続された各機能モジュール1の間でコンデンサ21の電荷を他の機能モジュール2で利用することが可能になる。
Since the
上述した動作例では、基本モジュール1に監視部14を設け、機能モジュール2の電流監視部26で検出した電流値を監視部14に転送し、さらに監視部14から電源制御回路23への指示を与えているから、基本モジュール1において各機能モジュール2の動作を把握することができるが、電流監視部26で検出する電流値を基本モジュール1に伝送するために、電流監視部26での電流値の検出から副電源回路25の制御までに時間遅れが生じる。そこで、電流監視部26で検出した電流値を機能モジュール1の内部において電源制御回路24の動作に反映させる構成を採用してもよい。なお、この構成を採用する場合であっても、電流監視部26で検出した電流値を監視部14に通知すれば、基本モジュール1において機能モジュール2の動作状態を把握することができる。ただし、この場合の監視部14は電源制御回路24への指示を与える機能は持たない。
In the operation example described above, the monitoring unit 14 is provided in the basic module 1, the current value detected by the
1 基本モジュール
2 機能モジュール
11 主電源回路
12 通信回路
13 主フィルタ回路
13a 直流通過部
13b 信号通過部
14 監視部
20 内部回路
21 コンデンサ(電荷蓄積部)
22 通信回路
23 副フィルタ回路
23a 直流通過部
23b 信号通過部
24 電源制御回路
25 副電源回路
26 電流監視部
AC 商用電源
Li 情報線
Lp 電力線
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22
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