JP5137877B2

JP5137877B2 - 電子機器

Info

Publication number: JP5137877B2
Application number: JP2009049083A
Authority: JP
Inventors: 信弘三上; 裕信矢野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-03-03
Filing date: 2009-03-03
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2029-03-03
Also published as: JP2010206917A

Description

この発明は、太陽光発電パネルに代表される発電システムとそれに接続されて動作する電子機器に関するものである。

近年、太陽光発電や風力発電等によって発電された電力を様々な分野で利用するシステムが実用化されてきている。このようなクリーンエネルギーは環境に優しい新エネルギーとして大きな注目を集めているが、周囲環境の変化によりその能力が変化することや、家庭用電力として利用する場合には一度交流に変換してから利用するために効率が落ちる等、その使用方法が大きな課題の一つとなっている。

このような、発電電力の変動に対応した電子機器として、太陽電池及び空気清浄機を備え、太陽電池の出力電圧が所定値を超えているときに、その太陽電池の出力を空気清浄機の集塵ユニットに供給してイオン風運転（ファン停止）を実施する空気調和機がある（例えば、特許文献１参照）。
また、空気調和機において、消費電流の異なる複数の運転パターンを有するものであって、この空気調和機に電力を供給する太陽電池と上記の各運転パターンのうち太陽電池の出力に見合う運転パターンを選択する発電自動運転を実行する制御手段とを備えるものがある（例えば、特許文献２参照）。

特開平１１−３０９３８６号公報（第３、４頁、図１）特開２００５−２０１４５３号公報（第３〜５頁、図１）

しかしながら、特許文献１に係る太陽電池及び空気清浄機を備えた空気調和機の場合、太陽電池は空気清浄機の電源として使用されているだけであり、天候が悪かったり日射量が少なくて太陽電池の出力電圧が低下した場合は空気清浄機が運転されず、少量ながらも生じる太陽電池の発電出力が何も利用されないという問題がある。
また、特許文献２に係る消費電流が異なる複数の運転パターンを有する空気調和機においては、自動運転モードが選択された場合にのみ太陽電池の出力が利用される構成であり、かつ、ＤＣ／ＤＣコンバーターを介して回路に電力を供給する構成であるため、自動運転モードが選択されていない場合には発電電力が無駄になり、また発電電力を利用している場合でも常にＤＣ／ＤＣコンバーターを介してから回路に電力を供給する為、効率が悪いという問題がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、第１の目的は発電システムからの発電電圧を検出し、その発電電圧によって最適な回路に対して効率的に電力を供給することが可能な電子機器を得るものである。
また、第２の目的は電子機器に電力を供給するパワーコントローラーに対して、無線又は有線によって情報を送信し、発電電力を利用するか、交流電圧である系統電力を利用するかを選択することが可能な電子機器を得るものである。
また、第３の目的は電子機器に電力を供給するパワーコントローラーから発電電力を受ける供給端子、及び、交流電圧である系統電圧を受ける供給端子を設け発電電圧と系統電圧とをスイッチ動作によって同時に又は選択的に利用することができる電子機器を得るものである。

本発明に係る電子機器は、発電手段を介して直流電圧である発電電圧を出力する発電電力供給部と、交流電圧である系統電圧を出力する系統電力供給部と、該系統電力供給部から出力される前記系統電圧を整流し電圧変換して直流電圧を出力する整流変換器と、前記発電電力供給部又は前記整流変換器から電圧供給を受け、電子機器本体の駆動を実施する周辺回路と、前記発電電圧を検出する判断器と、前記判断器に接続されたコントローラーと、前記発電電力供給部と前記周辺回路との間に設置された発電電力供給スイッチと、前記系統電力供給部と前記整流変換器との間に設置された系統電力供給スイッチと、前記発電電力供給部から前記発電電力供給スイッチを介して出力される前記発電電圧による電圧供給、又は、前記整流変換器から出力される直流電圧による電圧供給を切り替えるために前記周辺回路の前段に設置された周辺回路スイッチと、を備え、前記判断器は、検出した前記発電電圧に基づいて、前記発電電力供給スイッチ、前記系統電力供給スイッチ及び前記周辺回路スイッチの切替え動作のタイミングを決定し、そのタイミング情報を前記コントローラーに送信し、前記コントローラーは、前記タイミング情報に基づいて、前記発電電力供給スイッチ、前記系統電力供給スイッチ及び前記周辺回路スイッチの切替え動作を実施することを特徴とする。

本発明によれば、発電電圧が判断器によって常時検出されることで、周辺回路部における回路に発電電圧が供給可能かどうかが判断され、周辺回路スイッチが切り替えられることで、ＤＣ／ＤＣコンバーターを介すことなく発電電力を供給する事が可能となるので、ＤＣ／ＤＣコンバーターでの電力損失が必要最小限に抑えられる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和機の全体構成図である。本発明の実施の形態１に係る空気調和機における昇圧部２４の構成図である。本発明の実施の形態１に係る空気調和機への電力供給動作を示すフローチャートである。本発明の実施の形態１に係る空気調和機における周辺回路部５への電力供給動作を示すフローチャートである。発電電圧が余剰である場合の動作を示すフローチャートである。本発明の実施の形態２に係る空気調和機の全体構成図である。本発明の実施の形態２に係る空気調和機への電力供給動作を示すフローチャートである。本発明の実施の形態３に係る空気調和機の全体構成図である。本発明の実施の形態３に係る空気調和機における電源部１に備えられた電源端子部の構成例である。

実施の形態１．
（空気調和機の構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機の全体構成図である。
図１において、電源部１は、発電システムから直流電圧である発電電圧の供給を受ける発電電力供給部１１、系統電源等から交流電圧である系統電圧の供給を受ける系統電力供給部１２、その系統電力供給部１２が出力する交流電圧を整流及び平滑するブリッジ整流回路１３、発電電力供給部１１から後段に発電電圧を送るための発電電力供給スイッチ１４、及び、系統電力供給部１２から出力する交流電圧をブリッジ整流回路１３に入力させるための系統電力供給スイッチ１５によって構成されている。

また、制御部２は、ブリッジ整流回路１３から出力される直流電圧を異なるレベルの直流電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバーター２１、電源部１及び制御部２の各種スイッチの開閉動作を制御するコントローラー２２、発電電力供給部１１から出力される発電電力をＤＣ／ＤＣコンバーター２１に送るための余剰電力供給スイッチ２３、後述する回路５４に供給されるＤＣ／ＤＣコンバーター２１から出力される直流電圧に対してバイアス動作を実施する昇圧部２４、後述する回路５１に対して発電電力供給部１１から出力される発電電力を供給させるか、ＤＣ／ＤＣコンバーター２１から出力される直流電圧を供給させるかを切り替える周辺回路スイッチ２５、及び、その周辺回路スイッチ２５と同様の動作を、後述する回路５２〜回路５４それぞれに対して実施する周辺回路スイッチ２６〜周辺回路スイッチ２８によって構成されている。

そして、周辺回路部５は、室内温度・湿度のモニタリング、インバータによる圧縮機の制御、又は、熱交換動作等を実施する回路５１〜回路５４によって構成されている。

上記の各構成要素の他、発電電力供給部１１が出力する発電電圧又は発電電力を検出する判断器３、及び、空気調和機の外部機器等と通信を実施する外部通信部４を備えている。

前述した各構成要素の接続関係を以下で説明する。
発電電力供給部１１のプラス側と空調機における回路５１との間には、直列に接続された発電電力供給スイッチ１４及び周辺回路スイッチ２５が設けられている。この直列に接続された発電電力供給スイッチ１４及び周辺回路スイッチ２５の接続点と回路５２との間には、周辺回路スイッチ２６が設けられている。同様に、上記の接続点と回路５３との間には、周辺回路スイッチ２７が設けられている。また、上記の接続点と昇圧部２４との間には、周辺回路スイッチ２８が設けられている。この昇圧部２４は、上記の接続点と電気的に直接接続されてもいて、また、回路５４に接続されており、一本のアース線によって接地されている。また、発電電力供給部１１のマイナス側及び回路５１〜回路５４は接地されている。

系統電力供給部１２の一方の供給端とブリッジ整流回路１３の一方の入力端との間には、系統電力供給スイッチ１５が設けられており、系統電力供給部１２の他方の供給端はブリッジ整流回路１３の他方の入力端に接続されている。ブリッジ整流回路１３のプラス側の出力端は、ＤＣ／ＤＣコンバーター２１の入力側に接続されており、また、そのマイナス側の出力端は接地されている。このＤＣ／ＤＣコンバーター２１の出力側は、周辺回路スイッチ２５〜周辺回路スイッチ２８にそれぞれ接続されている。また、発電電力供給スイッチ１４の出力側と、発電電力供給部１１から出力される余剰の発電電力を受けるためＤＣ／ＤＣコンバーター２１の入力端との間には、余剰電力供給スイッチ２３が設けられている。

判断器３は、発電電力供給部１１のプラス側及びコントローラー２２に接続されている。また、外部通信部４はコントローラー２２に接続されている。

なお、請求項記載の「整流変換器」はブリッジ整流回路１３及びＤＣ／ＤＣコンバーター２１に、「周辺回路」は回路５１〜回路５４に相当する。

図２は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機における昇圧部２４の構成図である。
図２で示されるように、昇圧部２４は、スイッチ２４１、スイッチ２４２及びコンデンサー２４３によって構成されている。周辺回路スイッチ２８は、昇圧部２４の内部を介して直接、回路５４に接続されている。直列に接続されたコンデンサー２４３及びスイッチ２４２は、回路５４に対して並列に接続されており、スイッチ２４２の一端は接地されている。また、発電電力供給部１１のプラス側と、コンデンサー２４３及びスイッチ２４２の接続点との間に、スイッチ２４１が設けられている。

（空気調和機の電力供給動作）
図３は本発明の実施の形態１に係る空気調和機への電力供給動作を示すフローチャートであり、図４は同空気調和機における周辺回路部５への電力供給動作を示すフローチャートであり、そして、図５は発電電圧が余剰である場合の動作を示すフローチャートである。

まず、図３を参照しながら本実施の形態の空気調和機への電力供給動作について説明する。
（Ｓ１）
まず、初期状態として発電電力供給スイッチ１４は開状態、そして、系統電力供給スイッチ１５は閉状態となっている。また、周辺回路スイッチ２５〜周辺回路スイッチ２８はいずれも系統電圧側、すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバーター２１の出力側に接続されている。
（Ｓ２）
次に、判断器３は、発電電力供給部１１から出力される発電電圧を検出する。

（Ｓ３）
判断器３は、検出した発電電圧が、周辺回路部５における回路５１〜回路５４のいずれかを駆動させるのに必要な所定の電圧に達しているかどうか判定する。
（Ｓ４）
判断器３は、検出した発電電圧が所定の電圧に達していると判定した場合、電源部１及び制御部２に備えられている各スイッチの動作タイミングの情報（以下、タイミング情報という）、ここでは、発電電力供給スイッチ１４を閉状態にさせるタイミング情報を決定しコントローラー２２に送信する。コントローラー２２は、受信したタイミング情報に基づいて、発電電力供給スイッチ１４を閉状態にする。発電電力供給スイッチ１４が閉状態になることで、発電電力供給部１１が出力する発電電圧が後段に印加される。
（Ｓ５）
判断器３は、検出した発電電圧が前述の所定の電圧に達していないと判定した場合、発電電力供給スイッチ１４を開状態にさせるタイミング情報を決定しコントローラー２２に送信する。コントローラー２２は、受信したタイミング情報に基づいて、発電電力供給スイッチ１４を開状態にする。発電電力供給スイッチ１４が開状態になると、発電電力供給部１１が出力する発電電圧が後段に印加されず、系統電力供給スイッチ１５が閉状態であることによってＤＣ／ＤＣコンバーター２１からの直流電圧のみが後段に印加される。

以後、ステップＳ２〜ステップＳ５が繰り返される。

次に、図４を参照しながら、図３におけるステップＳ４において発電電圧が後段に印加される場合における周辺回路部５への電力供給動作について説明する。
（Ｓ１１）
まず、判断器３は、検出した発電電圧が、回路５１を駆動させるのに必要な電圧に達しているかどうか判定する。
（Ｓ１２）
判断器３は、検出した発電電圧が必要電圧に達していると判定した場合は、回路５１の前段に接続されている周辺回路スイッチ２５を、発電電圧側に切り替えるタイミング情報を決定しコントローラー２２に送信する。そして、コントローラー２２が受信したタイミング情報に基づいて周辺回路スイッチ２５を発電電圧側に切り替えることによって、回路５１は発電電圧が印加され駆動する。
（Ｓ１３）
判断器３は、発電システムにおける発電状況、又は、回路５１における発電電力の消費等によって、検出した発電電圧が必要電圧に達していないと判定した場合は、周辺回路スイッチ２５を、系統電圧側に切り替えさせるタイミング情報を決定しコントローラー２２に送信する。そして、コントローラー２２が受信したタイミング情報に基づいて、周辺回路スイッチ２５を系統電圧側に切り替える。

（Ｓ１４）
次に、判断器３は、検出した発電電圧が、回路５２を駆動させるのに必要な電圧に達しているかどうか判定する。
（Ｓ１５、Ｓ１６）
以下、ステップＳ１２及びステップＳ１３と同様に、判断器３は周辺回路スイッチ２６についてその開閉動作のタイミング情報を決定し、コントローラー２２はそのタイミング情報に基づいて周辺回路スイッチ２６の切り替え動作を実施する。

（Ｓ１７）
次に、判断器３は、検出した発電電圧が、回路５３を駆動させるのに必要な電圧に達しているかどうか判定する。
（Ｓ１８、Ｓ１９）
以下、ステップＳ１２及びステップＳ１３と同様に、判断器３は周辺回路スイッチ２７についてその開閉動作のタイミング情報を決定し、コントローラー２２はそのタイミング情報に基づいて周辺回路スイッチ２７の切り替え動作を実施する。

（Ｓ２０）
さらに、判断器３は、検出した発電電圧が、回路５４を駆動させるのに必要な電圧に達しているかどうか判定する。
（Ｓ２１）
判断器３は、検出した発電電圧が必要電圧に達していると判定した場合は、周辺回路スイッチ２８を発電電圧側に切り替えさせ、昇圧部２４におけるスイッチ２４１を開状態及びスイッチ２４２を閉状態にさせるタイミング情報を決定しコントローラー２２に送信する。そして、コントローラー２２が受信したタイミング情報に基づいて周辺回路スイッチ２８を発電電圧側に切り替え、スイッチ２４１を開状態及びスイッチ２４２を閉状態にすることによって、回路５４は発電電圧が印加され駆動する。
（Ｓ２２）
判断器３は、検出した発電電圧が必要電圧に達していないと判定した場合は、周辺回路スイッチ２８を系統電圧側に切り替えさせ、昇圧部２４におけるスイッチ２４１を閉状態及びスイッチ２４２を開状態にさせるタイミング情報を決定しコントローラー２２に送信する。そして、コントローラー２２は、受信したタイミング情報に基づいて周辺回路スイッチ２８を系統電圧側に切り替え、スイッチ２４１を開状態及びスイッチ２４２を閉状態にする。この状態では、周辺回路スイッチ２８が系統電圧側に切り替えられているので、ＤＣ／ＤＣコンバーター２１による直流電力が回路５４において消費される。このとき、発電電圧は、回路５４を駆動させるには不足してる電圧であるが、ＤＣ／ＤＣコンバーター２１の出力電圧に対してバイアス作用に寄与され消費される。このとき発電電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバーター２１を介していないので、ＤＣ／ＤＣコンバーター２１における電力損失を発生させることなく、高効率で発電電力が消費される。

以上の動作のように、発電電圧が判断器３によって常時検出されることで、周辺回路部５においてどの回路に発電電圧を供給するかが判断され、周辺回路スイッチ２５〜周辺回路スイッチ２８が切り替えられることで、ＤＣ／ＤＣコンバーター２１を介すことなく最適な回路に発電電力を供給する事が可能となるので、ＤＣ／ＤＣコンバーター２１での電力損失が必要最小限に抑えられる。
また、発電電圧によって駆動させる回路５１〜回路５４において、駆動させるのに必要な電圧が高い方から優先的に発電電圧を供給して駆動させることによって、高効率な電力供給が可能となる。

なお、上記の動作において、発電電圧が低下していく場合において周辺回路スイッチ２５〜周辺回路スイッチ２８を切り替える動作を説明したが、これに限られるものではなく、発電電圧が上昇した場合、上記の動作順序とは逆の順序で発電電力を供給する回路が切り替えられるものとしてもよい。すなわち、例えば、回路５３に発電電圧が供給されている場合に、発電電力が回路５２を駆動するのに必要な電圧に達した場合、周辺回路スイッチ２７は系統電圧側に切り替えさせ、周辺回路スイッチ２６を発電電圧側に切り替えて、回路５２に発電電圧が供給されるというような動作としてもよい。
また、回路５１から回路５２若しくは回路５２から回路５３、又は、回路５４から回路５３若しくは回路５３から回路５２というように、発電電圧を供給する回路を順番に切り替えるのではなく、回路５１から回路５３、又は、回路５４から回路５２のように、回路の状況に応じて、任意の回路に発電電圧が供給される構成としてもよい。
また、上記の動作においては、発電電圧が、回路５１〜回路５４のいずれか１つに供給される動作を説明したが、これに限られるものではなく、判断器３によって検出される発電電力の大きさに応じて複数の回路に発電電圧が供給されるように、周辺回路スイッチ２５〜周辺回路スイッチ２８が制御される動作としてもよい。
また、周辺回路部５が収容する回路として回路５１〜回路５４の４つの回路としたが、これに限られるものではなく、１つの回路でもよいし、異なる数の回路が収容され駆動される構成としてもよい。
さらに、上記においては、昇圧部２４が、回路５４の前段のみに備えられている構成としたが、これに限られるものではなく、異なる回路に昇圧部２４が接続される構成としてもよく、複数の回路にそれぞれ昇圧部２４が接続される構成としてもよい。

次に、図５を参照しながら、周辺回路部５に発電電圧が供給されながらも、なお発電電力供給部１１が出力する発電電力に余剰が生じている場合についての動作を説明する。
（Ｓ３１）
周辺回路部５において、例えば回路５１に発電電圧が供給されている場合に、判断器３によって、発電電力供給部１１から出力される発電電力に余剰があるかどうか判断される。
（Ｓ３２）
判断器３は、検出した発電電力に余剰があると判断した場合、余剰電力供給スイッチ２３を閉状態にするタイミング情報を決定しコントローラー２２に送信する。コントローラー２２は、受信したタイミング情報に基づいて、余剰電力供給スイッチ２３を閉状態にする。このとき余剰と判断された発電電力が、余剰電力供給スイッチ２３を介してＤＣ／ＤＣコンバーター２１に供給され、ＤＣ／ＤＣコンバーター２１が出力する直流電圧に寄与される。このとき、この余剰の発電電力がＤＣ／ＤＣコンバーター２１を介することによって出力される直流電圧は、発電電圧が直接供給されている回路以外の回路に供給される。
（Ｓ３３）
判断器３は、検出した発電電力に余剰がないと判断した場合は、余剰電力供給スイッチ２３を開状態にするタイミング情報を決定しコントローラー２２に送信する。コントローラー２２は、受信したタイミング情報に基づいて、余剰電力供給スイッチ２３を開状態にし、ＤＣ／ＤＣコンバーター２１への発電電力の供給を停止させる。

なお、判断器３が、検出する発電電力に余剰があると判断するための閾値を予め設定されている構成としてもよく、空気調和機の稼働状況等によって適宜設定される構成としてもよい。
また、上記において、余剰の発電電力がＤＣ／ＤＣコンバーター２１を介することによって出力される直流電圧が、発電電圧が直接供給されている回路以外の回路に供給される構成を説明したが、この供給される回路は特定の回路としてもよく、また、複数の回路に供給される構成としてもよい。

（実施の形態１の効果）
以上の構成及び動作のように、判断器３によって発電電力が検出され、ＤＣ／ＤＣコンバーター２１を介することなくその発電電力に応じて最適な回路に発電電力を供給するようにしているので、発電システムである太陽光発電、風力発電、圧電素子又は熱発電等のように、太陽光の日射具合又は風速等の周囲環境に応じて発電電力が変動するような発電方式においても、ＤＣ／ＤＣコンバーター２１における電力損失を発生させることを抑制し、さらに高効率で発電電力の利用を可能とする空気調和機を提供することができる。

なお、上記の構成においては、判断器３が、発電電圧又は発電電力を検出してタイミング情報を決定し、そのタイミング情報をコントローラー２２に送信し、コントローラー２２はそのタイミング情報に基づいて各スイッチの制御を実施する構成としたが、これに限られるものではなく、判断器３は、発電電圧又は発電電力を検出するのみとし、コントローラー２２が、その検出された発電電圧又は発電電力に基づいて、各スイッチの動作タイミングを決定し動作を制御する構成としてもよい。
また、本実施の形態においては、空気調和機において発電電力を高効率で利用する構成を説明したが、空気調和機に限られるものではなく、上記の構成及び動作がその他の電子機器に実装されるものとしてもよい。

実施の形態２．
（空気調和機の構成）
図６は、本発明の実施の形態２に係る空気調和機の全体構成図である。以下、前述の実施の形態１に係る空気調和機と相違する構成を中心に説明する。
本実施の形態における電源部１は、実施の形態１に係る電源部１における発電電力供給部１１及び系統電力供給部１２は備えておらず、それらの代替として、主電源１６を備えている。主電源１６の一方の供給端は、発電電力供給スイッチ１４の入力側に接続されている。また、主電源１６のその一方の供給端とブリッジ整流回路１３の一方の入力端との間には、系統電力供給スイッチ１５が設けられており、主電源１６の他方の供給端はブリッジ整流回路１３の他方の入力端に接続されている。

また、電源部１の外部にはパワーコントローラー６が備えられており、そのパワーコントローラー６は主電源１６に接続されて、内部に備える発電システムが出力する発電電圧、又は、系統電源等からの交流電圧である系統電圧を主電源１６に対して供給し、その主電源１６は、パワーコントローラー６から供給される発電電圧又は系統電圧を出力する。

上記のパワーコントローラー６及び外部通信部４は、それぞれ無線通信部（図示せず）を備えており、互いに、情報通信が可能となっている。

（空気調和機の電力供給動作）
図７は、本発明の実施の形態２に係る空気調和機への電力供給動作を示すフローチャートである。

まず、図７を参照しながら本実施の形態の空気調和機への電力供給動作について説明する。
（Ｓ４１）
まず、初期状態として発電電力供給スイッチ１４は開状態、系統電力供給スイッチ１５は閉状態、そして、パワーコントローラー６から主電源１６に対し系統電圧が供給されている。また、周辺回路スイッチ２５〜周辺回路スイッチ２８はいずれも系統電圧側、すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバーター２１の出力側に接続されている。
（Ｓ４２）
判断器３は、周辺回路部５における回路５１〜回路５４のいずれかを駆動させるのに必要な電力量を算出し、その必要電力量をコントローラー２２に送信する。コントローラー２２は、受信した必要電力量を外部通信部４に送信する。
（Ｓ４３）
外部通信部４は、受信した必要電力量を、無線によってパワーコントローラー６に送信する。

（Ｓ４４）
パワーコントローラー６は、内部に備える発電システムが出力する発電電力を確認し、その発電電力量が、受信した必要電力量に達しているかどうか判定する。
（Ｓ４５）
パワーコントローラー６は、確認した発電電力量が必要電力量に達していると判定した場合、発電電力供給スイッチ１４を閉状態及び系統電力供給スイッチ１５を開状態にさせるタイミング情報を決定し、そのタイミング情報を外部通信部４に送信する。さらに、パワーコントローラー６は主電源１６に供給する電圧を発電電圧に切り替え、主電源１６は発電電圧を出力する。
（Ｓ４６）
コントローラー２２は、外部通信部４を介してタイミング情報を受信し、そのタイミング情報に基づいて、発電電力供給スイッチ１４を閉状態、及び、系統電力供給スイッチ１５を開状態にする。主電源１６が発電電力を出力すること及び発電電力供給スイッチ１４が閉状態となることによって、発電電力供給スイッチ１４を介して後段に発電電圧が印加される。
（Ｓ４７）
パワーコントローラー６は、確認した発電電力量が必要電力量に達していないと判定した場合、発電電力供給スイッチ１４を開状態及び系統電力供給スイッチ１５を閉状態にさせるタイミング情報を決定し、そのタイミング情報を外部通信部４に送信する。さらに、パワーコントローラー６は主電源１６に供給する電圧を系統電圧に切り替え、主電源１６は系統電圧を出力する。
（Ｓ４８）
コントローラー２２は、外部通信部４を介してタイミング情報を受信し、そのタイミング情報に基づいて、発電電力供給スイッチ１４を開状態、及び、系統電力供給スイッチ１５を閉状態にする。主電源１６が系統電力を出力すること及び系統電力供給スイッチ１５が閉状態となることによって、系統電圧がブリッジ整流回路１３によって整流及び平滑され、ＤＣ／ＤＣコンバーター２１から直流電圧が出力され、その直流電圧が後段に印加される。

以後、ステップＳ４２〜ステップＳ４８が繰り返される。

図７におけるステップＳ４６において発電電圧が後段に印加される場合における周辺回路部５への電力供給動作については、実施の形態１における図４で示されたフローチャートと同様であるが、以下、その相違点を中心に説明する。

ステップＳ１１、ステップＳ１４、ステップＳ１７及びステップＳ２０において、発電電圧が周辺回路部５の各回路を駆動させるのに必要な電圧に達しているかどうかの判定は、パワーコントローラー６が、内部に備える発電システムが出力する発電電力量、及び、図７におけるステップＳ４３によって受信した必要電力量を比較することによって実施される。

また、ステップＳ１２、ステップＳ１３、ステップＳ１５、ステップＳ１６、ステップＳ１８及びステップＳ１９において、周辺回路スイッチ２５〜周辺回路スイッチ２８の切替え動作は、パワーコントローラー６が、前述のように発電電力量及び必要電力量を比較判定し、その判定結果に基づいて周辺回路スイッチ２５〜周辺回路スイッチ２８の切替え動作のタイミング情報決定し、コントローラー２２がそのタイミング情報を外部通信部４を介して受信することによって実施される。

そして、ステップＳ２１及びステップＳ２２において、周辺回路スイッチ２８、並びに、昇圧部２４におけるスイッチ２４１及びスイッチ２４２の切替え動作は、パワーコントローラー６が、前述のように発電電力量及び必要電力量を比較判定し、その判定結果に基づいて周辺回路スイッチ２８、並びに、昇圧部２４におけるスイッチ２４１及びスイッチ２４２の切替え動作のタイミング情報決定し、コントローラー２２がそのタイミング情報を外部通信部４を介して受信することによって実施される。このときのバイアス作用の動作についてはステップＳ２２と同様である。

以上の動作のように、パワーコントローラー６から供給される発電電力はＤＣ／ＤＣコンバーター２１を介すことなく、周辺回路部５に供給されことで高効率を維持し、さらにその必要な電力量に応じて最適な回路に発電電力が供給される構成となるので、ＤＣ／ＤＣコンバーター２１での電力損失が必要最小限に抑えられる。

また、周辺回路部５に発電電圧が供給されながらも、なお発電電力供給部１１が出力する発電電力に余剰が生じている場合についての動作についても、実施の形態１における図５で示されたフローチャートと同様であるが、以下、その相違点を中心に説明する。

ステップＳ３１において、周辺回路部５において、例えば回路５１に発電電圧が供給されている場合に、パワーコントローラー６によって、内部に備える発電システムが出力する発電電力に余剰があるかどうか判断される。

ステップＳ３２及びステップＳ３３において、余剰電力供給スイッチ２３の切替え動作は、パワーコントローラー６が内部に備える発電システムが出力する発電電力に余剰があるかどうか判断して、余剰電力供給スイッチ２３の切替え動作のタイミング情報を決定し、コントローラー２２がそのタイミング情報を外部通信部４を介して受信することによって実施される。

以上の構成及び動作のように、空気調和機における外部通信部４とパワーコントローラー６が通信を実施し、パワーコントローラー６によって発電電力及び系統電力の供給を切り替え動作が実施されることによって、ＤＣ／ＤＣコンバーター２１を介すことなく発電電力が供給可能であり、さらに、ＤＣ／ＤＣコンバーター２１における電力損失が必要最小限に抑えられるので、高効率で発電電力を使用することが可能となる。

なお、上記の構成において、外部通信部４はパワーコントローラー６と無線によって通信を実施する構成としたが、これに限られるものではなく、有線、又は無線及び有線の双方を使用して通信する構成としてよい。
また、上記の構成においては、パワーコントローラー６によって主電源１６に供給される電力として系統電力又は発電電力に切り替え、供給する電力に基づいて発電電力供給スイッチ１４及び系統電力供給スイッチ１５の切替えのタイミング情報を、外部通信部４を介してコントローラー２２に通信する構成としているが、これに限られるものではなく、判断器３が主電源１６が出力する電圧を検出し、発電電圧及び系統電圧のどちらが供給されているかを判断する構成であっても構わない。このとき、判断器３は、検出した電圧に基づいて、発電電力供給スイッチ１４及び系統電力供給スイッチ１５の切替えのタイミング情報を決定し、コントローラー２２にそのタイミング情報を送信する。

実施の形態３．
（空気調和機の構成）
図８は、本発明の実施の形態３に係る空気調和機の全体構成図であり、図９は、同空気調和機における電源部１に備えられた電源端子部の構成例である。以下、前述の実施の形態１に係る空気調和機と相違する構成を中心に説明する。
図８で示されるように、電源部１の外部にはパワーコントローラー６が備えられている。その電源部１には、パワーコントローラー６から供給される電力を受けるための電源端子部１８が備えられている。パワーコントローラー６及び発電電力供給部１１は、その電源端子部１８を介して、２本の発電電力供給線６１によって接続されている。発電電力供給部１１は、この発電電力供給線６１を介して発電電圧が供給される。また、パワーコントローラー６及び系統電力供給部１２は、同じく電源端子部１８を介して、２本の系統電力供給線６２によって接続されている。系統電力供給部１２は、この系統電力供給線６２を介して系統電圧が供給される。

図９で示されるように、電源端子部１８は、前述したようにパワーコントローラー６から発電電力及び系統電力を供給するための、それぞれ独立した２本の供給線、すなわち、発電電力供給線６１及び系統電力供給線６２を接続するための４つの電源端子１８ａを備えている。この４つの電源端子１８ａは、図９（ａ）で示されるように全て同じ形状であってもよく、図９（ｂ）で示されるように２つずつが同形状であってもよく、図９（ｃ）で示されるように、３つが同一形状で、残りの１つが異なる形状とするものでもよく、又は、図９（ｄ）で示されるように、全てが異なった形状であってもよい。

なお、図９（ａ）〜図９（ｄ）のいずれにおいても、発電電力供給線６１が接続される電源端子１８ａと、系統電力供給線６２が接続される電源端子１８ａはそれぞれ向かい合っている必要はなく、隣り合って配置される構成としてもよい。

（空気調和機の電力供給動作）
本実施の形態における空気調和機においては、パワーコントローラー６は発電電力供給線６１を介して発電電力供給部１１に発電電力を供給し、発電電力供給部１１はその後段に発電電圧を出力する。また、パワーコントローラー６は系統電力供給線６２を介して系統電力供給部１２に系統電力を供給し、系統電力供給部１２はその後段に系統電圧を出力する。この発電電力供給部１１及び系統電力供給部１２によって後段に電力供給される動作は、実施の形態１において図３を参照しながら説明した動作と同様である。

また、本実施の形態に係る空気調和機の周辺回路部５への電力供給動作、及び、発電電力供給部１１が出力する発電電圧が余剰である場合の動作は、それぞれ実施の形態１において図４及び図５を参照しながら説明した動作と同様である。

以上の構成及び動作によって、実施の形態１と同様にＤＣ／ＤＣコンバーター２１を介することなく発電電力に応じて最適な回路に発電電力を供給するようにしているので、発電システムである太陽光発電、風力発電、圧電素子又は熱発電等のように、太陽光の日射具合又は風速等の周囲環境に応じて発電電力が変動するような発電方式においても、ＤＣ／ＤＣコンバーター２１における電力損失を発生させることを抑制し、さらに高効率で発電電力の利用を可能とする空気調和機を提供することができる。
また、パワーコントローラー６から発電電力及び系統電力をそれぞれの専用の供給線を介して供給しているので、外部通信部４とパワーコントローラー６との通信機能等の特別な機能を備える必要がない簡易なシステムを構成することができる。

１電源部、２制御部、３判断器、４外部通信部、５周辺回路部、６パワーコントローラー、１１発電電力供給部、１２系統電力供給部、１３ブリッジ整流回路、１４発電電力供給スイッチ、１５系統電力供給スイッチ、１６主電源、１８電源端子部、１８ａ電源端子、２１ＤＣ／ＤＣコンバーター、２２コントローラー、２３余剰電力供給スイッチ、２４昇圧部、２５〜２８周辺回路スイッチ、５１〜５４回路、６１発電電力供給線、６２系統電力供給線、２４１、２４２スイッチ、２４３コンデンサー。

Claims

発電手段を介して直流電圧である発電電圧を出力する発電電力供給部と、
交流電圧である系統電圧を出力する系統電力供給部と、
該系統電力供給部から出力される前記系統電圧を整流し電圧変換して直流電圧を出力する整流変換器と、
前記発電電力供給部又は前記整流変換器から電圧供給を受け、電子機器本体の駆動を実施する周辺回路と、
前記発電電圧を検出する判断器と、
前記判断器に接続されたコントローラーと、
前記発電電力供給部と前記周辺回路との間に設置された発電電力供給スイッチと、
前記系統電力供給部と前記整流変換器との間に設置された系統電力供給スイッチと、
前記発電電力供給部から前記発電電力供給スイッチを介して出力される前記発電電圧による電圧供給、又は、前記整流変換器から出力される直流電圧による電圧供給を切り替えるために前記周辺回路の前段に設置された周辺回路スイッチと、
を備え、
前記判断器は、検出した前記発電電圧に基づいて、前記発電電力供給スイッチ、前記系統電力供給スイッチ及び前記周辺回路スイッチの切替え動作のタイミングを決定し、そのタイミング情報を前記コントローラーに送信し、
前記コントローラーは、前記タイミング情報に基づいて、前記発電電力供給スイッチ、前記系統電力供給スイッチ及び前記周辺回路スイッチの切替え動作を実施する
ことを特徴とする電子機器。
前記判断器は、検出した前記発電電圧が前記周辺回路を動作させるのに必要な電圧に達した場合、前記整流変換器から出力される直流電圧より優先的に前記周辺回路に対して前記発電電圧を供給させるための前記タイミング情報を前記コントローラーに送信し、
前記コントローラーは、前記タイミング情報に基づいて、前記発電電力供給スイッチを閉動作させ、前記周辺回路スイッチを前記発電電圧側に切り替える
ことを特徴とする請求項１記載の電子機器。
前記周辺回路は、複数であり、
該周辺回路のそれぞれに対応する前記周辺回路スイッチを備え、
前記判断器は、
検出した前記発電電圧が複数の前記周辺回路のうちいずれかを動作させるのに必要な電圧に達した場合、前記整流変換器から出力される直流電圧より優先的に前記周辺回路に対して前記発電電圧を供給させるための前記タイミング情報、さらに、前記発電電圧によって動作させることが可能となった前記周辺回路が複数である場合、その動作に必要となる電圧が最も高い前記周辺回路に対して優先的に前記発電電圧を供給させるための前記タイミング情報を前記コントローラーに送信し、
前記コントローラーは、前記タイミング情報に基づいて、前記発電電力供給スイッチを閉動作させ、動作に必要となる電圧が最も高い前記周辺回路に対応する前記周辺回路スイッチを前記発電電圧側に切り替える
ことを特徴とする請求項１記載の電子機器。
前記判断器は、前記発電電圧が複数の前記周辺回路のうち動作させるのに必要な電圧に達しない前記周辺回路に対して、前記整流変換器から出力される直流電圧を供給させるための前記タイミング情報を前記コントローラーに送信し、
前記コントローラーは、前記タイミング情報に基づいて、前記系統電力供給スイッチを閉動作させ、そして、前記周辺回路に対応する前記周辺回路スイッチを前記整流変換器から出力される直流電圧側に切り替える
ことを特徴とする請求項３記載の電子機器。
前記周辺回路とその前段に設置された前記周辺回路スイッチとの間に設置された昇圧部を備え、
前記判断器は、検出した前記発電電圧が前記周辺回路を動作させるのに必要な電圧に達しないと判定した場合、前記周辺回路が前記整流変換器から出力される直流電圧から電圧供給を受けるための前記タイミング情報を前記コントローラーに送信し、
前記昇圧部は、前記判断器によって検出された前記発電電圧が、前記周辺回路を動作させるのに必要な電圧に達しないと判定された場合、前記発電電圧を前記整流変換器から出力される直流電圧のバイアスとして使用する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電子機器。
複数の前記周辺回路のうちいずれか又は全てとその前段に設置された前記周辺回路スイッチとの間に設置された昇圧部を備え、
前記判断器は、検出した前記発電電圧が前記昇圧部が設置されている前記周辺回路のうちいずれかを動作させるのに必要な電圧に達しないと判定した場合、その周辺回路が前記整流変換器から出力される直流電圧から電圧供給を受けるための前記タイミング情報を前記コントローラーに送信し、
前記判断器によって検出された前記発電電圧が前記昇圧部が設置されている前記周辺回路のうちいずれかを動作させるのに必要な電圧に達しないと判定された場合、その昇圧部は、前記発電電圧を前記整流変換器から出力される直流電圧のバイアスとして使用する
ことを特徴とする請求項３又は請求項４記載の電子機器。
前記発電電力供給スイッチと前記整流変換器との間に設置された余剰電力供給スイッチを備え、
前記判断器によって、前記周辺回路に前記発電電圧が供給されている場合でもなお、前記発電電圧による電力に余剰が生じていると判定した場合、前記余剰電力供給スイッチを閉動作させる前記タイミング情報を前記コントローラーに送信し、
前記コントローラーは、前記タイミング情報に基づいて、前記余剰電力供給スイッチを閉動作させ、
前記整流変換器は、前記余剰電力供給スイッチが閉状態になることによって供給される前記余剰電力を直流電圧の出力に寄与させる
ことを特徴とする請求項２〜請求項６のいずれかに記載の電子機器。
前記発電手段を有し前記発電電力供給部の入力側に前記発電電圧を供給し、及び、前記系統電力供給部の入力側に前記系統電圧を供給するパワーコントローラーを備える
ことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の電子機器。
前記パワーコントローラーが供給する前記発電電圧及び前記系統電圧を受けるための４つの電源端子を備え、
前記発電電力供給部は、前記パワーコントローラーから４つの前記電源端子のうち２つの前記電源端子を介して前記発電電圧の供給を受け、
前記系統電力供給部は、前記パワーコントローラーから残りの２つの前記電源端子を介して前記系統電圧の供給を受ける
ことを特徴とする請求項８記載の電子機器。
発電手段を介して直流電圧である発電電圧を供給し、又は、交流電圧である系統電圧を供給するパワーコントローラーと、
該パワーコントローラーから前記発電電圧又は前記系統電圧を供給される主電源と、
該主電源から出力される前記系統電圧を整流し電圧変換して直流電圧を出力する整流変換器と、
前記主電源と前記周辺回路との間に設置された発電電力供給スイッチと、
前記主電源と前記整流変換器との間に設置された系統電力供給スイッチと、
前記主電源から出力される前記発電電圧又は前記整流変換器から出力される直流電圧の供給を受け、電子機器本体の駆動を実施する周辺回路と、
前記主電源に接続され該周辺回路の動作に必要な電力量を算出する判断器と、
前記判断器に接続されたコントローラーと、
前記コントローラーに接続され、前記パワーコントローラーと情報の通信を実施する外部通信部と、
前記主電源から前記発電電力供給スイッチを介して出力される前記発電電圧による電圧供給、又は、前記整流変換器から出力される直流電圧による電圧供給を切り替えるために前記周辺回路の前段に設置された周辺回路スイッチと、
を備え、
前記外部通信部は、前記判断器によって算出された前記必要電力量を前記コントローラーを介して受信し、前記パワーコントローラーに前記必要電力量を送信し、
前記パワーコントローラーは、受信した前記必要電力量に基づいて、
前記主電源に前記発電電圧を供給するか、又は、前記系統電圧を供給するかを切り替え、
前記発電電力供給スイッチ、前記系統電力供給スイッチ及び前記周辺回路スイッチの切替え動作のタイミングを決定し、そのタイミング情報を前記外部通信部に送信し、
前記コントローラは、前記外部通信部を介して受信した前記タイミング情報に基づいて、前記発電電力供給スイッチ、前記系統電力供給スイッチ及び前記周辺回路スイッチの切替え動作を実施する
ことを特徴とする電子機器。
前記パワーコントローラーは、
前記発電電圧に基づく発電電力量が前記必要電力量を超えた場合、前記発電電圧を前記主電源に供給し、前記発電電力供給スイッチを閉動作、前記系統電力供給スイッチを開動作、及び、前記周辺回路スイッチを前記発電電圧側に切り替えるための前記タイミング情報を前記外部通信部に送信し、
前記必要電力量を超えていない場合、前記系統電圧を前記主電源に供給し、前記発電電力供給スイッチを開動作、前記系統電力供給スイッチを閉動作、及び、前記周辺回路スイッチを前記整流変換器から出力される直流電圧側に切り替えるための前記タイミング情報を前記外部通信部に送信する
ことを特徴とする請求項１０記載の電子機器。
前記周辺回路は、複数であり、
該周辺回路のそれぞれに対応する前記周辺回路スイッチを備え、
前記パワーコントローラーは、
前記発電電圧に基づく発電電力量が複数の前記周辺回路のうちいずれかを動作させるのに必要な電力量に達した場合、前記発電電圧を前記主電源に供給し、前記発電電力供給スイッチを閉動作及び前記系統電力供給スイッチを開動作させるための前記タイミング情報、及び、前記発電電力量によって動作させることが可能となった前記周辺回路が１つの場合は、その周辺回路に対応する前記周辺回路スイッチを前記発電電圧側に切り替える、又は、前記動作可能となった周辺回路が複数の場合は、前記必要電力量が最も高い前記周辺回路に対応する前記周辺回路スイッチを前記発電電圧側に切り替える前記タイミング情報を前記外部通信部に送信する
ことを特徴とする請求項１０記載の電子機器。
前記外部通信部は、有線、無線又はその双方によって前記パワーコントローラーと情報の通信を実施する
ことを特徴とする請求項１０〜請求項１２のいずれかに記載の電子機器。