JP7251886B2 - 制御システム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、制御システムに関する。

近年、複数の直流送電線が格子状に構成された直流送電網による電力の送電が検討されている。これに関連し、直流送電網において事故が発生した場合、直流送電網の特定の送電線のみを直流電流遮断装置によって遮断し、残りの送電線によって電力の送電を継続する技術が知られている。

ところで、直流電流遮断装置の動作を制御する制御システムは、電源装置から絶縁トランスを介して供給される電力を用いて動作する場合がある。この場合、直流送電網に外乱（例えば、落雷や地絡等）が生じることに伴い、絶縁トランスの両端間の電圧が上昇し、絶縁トランスの耐圧を超えてしまう場合がある。また、この場合、直流送電網に落雷があった場合、雷サージが絶縁トランスの浮遊容量を介して他端に伝導し、電源装置の動作に影響を与え、結果として制御システムが誤動作する場合があった。

特開２０１６－１６２７１３号公報

本発明が解決しようとする課題は、より安定的に直流電流遮断器を動作させることが可能な制御システムを提供することである。

実施形態の制御システムは、電源装置と、発光ユニットと、光伝送路と、受光ユニットと、第１電力変換部と、第２電力変換部と、制御回路とを持つ。前記発光ユニットは、前記電源装置によって供給される電力を用いて光を射出する。前記光伝送路は、前記発光ユニットに第１端が接続され、前記受光ユニットに第２端が接続される。前記受光ユニットは、前記発光ユニットによって射出され前記光伝送路によって伝送された光を用いて電力を出力する。前記第１電力変換部は、前記受光ユニットからの入力電圧である第１電圧を第２電圧に変換する。前記第２電力出力部は、前記第１電力変換部からの入力電圧である前記第２電圧を、第３電圧に変換する。前記制御回路は、前記第２電圧を利用して動作し、直流電流遮断装置に制御信号を出力する。

第１の実施形態の制御システム１の構成の一例を示す図である。 第１の実施形態の第１制御部１５と、第２制御部１６との構成の一例を示す図である。 第２の実施形態の制御システム１ａの構成の一例を示す図である。 第２の実施形態の第１制御部１５ａの構成の一例を示す図である。 第３の実施形態の制御システム１ｂの構成の一例を示す図である。 第３の実施形態の降圧チョッパ回路１７の構成、及び第３制御部１８の構成の一例を示す図である。 第４の実施形態の制御システム１ｃの構成の一例を示す図である。 第４の実施形態のレーザドライバ３２ｃの構成の一例を示す図である。

以下、実施形態の制御システムを、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
［制御システム１の構成］
図１は、第１の実施形態の制御システム１の構成の一例を示す図である。制御システム１は、例えば、遮断制御装置１０と、光伝送路２０と、レーザ装置３０とを備える。制御システム１は、遮断装置４０の動作を制御する装置である。遮断装置４０は、例えば、駆動部４１と、開閉器４２とを備える。駆動部４１は、遮断制御装置１０の制御に基づいて駆動し、開閉器４２を開閉させる。開閉器４２は、機械式接点と、半導体スイッチング素子とのうち、少なくとも一方を備える電気的開閉手段である。これにより、遮断装置４０は、遮断装置４０の一端に接続される直流系統と、他端に接続される直流系統とを遮断する、又は導通させる。

まず、遮断制御装置１０の説明をする前に、レーザ装置３０について説明する。レーザ装置３０は、例えば、電源装置３１と、レーザドライバ３２と、発光素子３３とを備える。レーザ装置３０は、光伝送路２０を介して遮断制御装置１０に光を射出する装置である。光伝送路２０は、光を伝送する構造物（例えば、光ファイバ）であり、光伝送路２０の第１端は、発光素子３３に接続され、光伝送路２０の第２端は、後述する遮断制御装置１０が備える受光素子１１に接続される。電源装置３１は、レーザドライバ３２に電源を供給する装置である。電源装置３１には、例えば、商用電力が供給され、電源装置３１は、商用電力をレーザドライバ３２によって用いられる電力に変換する。なお、電源装置３１に供給される電力は、商用電力に限られず、送電電力や、配電電力、蓄電電力であってもよい。

レーザドライバ３２は、電源装置３１から供給された電力によって動作し、発光素子３３に射出させる光の強度や、ＯＮ／ＯＦＦを制御する。発光素子３３は、レーザドライバ３２の制御に基づいて、光伝送路２０によって接続される受光素子１１に対して光を射出する。第１の実施形態では、発光素子３３が、「発光ユニット」の一例である。また、以降の説明では、発光素子３３が射出する光の強度が一定である場合について説明する。

遮断制御装置１０は、例えば、受光素子１１と、第１直流電圧変換部１２と、第２直流電圧変換部１３と、駆動制御部１４と、第１制御部１５と、第２制御部１６と、一以上の電圧検出部ＳＣ（図示では、電圧検出部ＳＣ１～ＳＣ２）とを備える。受光素子１１は、レーザ装置３０（発光素子３３）によって射出される光を受光する。受光素子１１は、受光した光の強度に応じた電力を出力する。受光素子１１は、例えば、フォトダイオードによって実現される。受光素子１１が供給する電力において、例えば、電圧と電流は光の強度と出力負荷に応じて変化する。ここで、受光素子１１が供給する電力の大きさは、レーザ装置３０が射出した光と変換効率に応じた電力を最大値とする電力であり、例えば、第１直流電圧変換部１２、駆動制御部１４、遮断装置４０等（以下、負荷）が消費する電力に対応する電力である。

なお、受光素子１１は、受光した光の波長に応じた電力を出力する構成であってもよい。第１の実施形態において、受光素子１１、及び第１直流電圧変換部１２は、「受光ユニット」の一例である。

第１直流電圧変換部１２は、受光素子１１によって出力される電力の電圧（以下、第１電圧Ｖｐｄ）を、第１制御部１５の制御に基づいて、所定の電圧（以下、第２電圧Ｖｍｉｄ）に変換（例えば、昇圧、又は降圧）する。

第２直流電圧変換部１３は、第１直流電圧変換部１２によって変換された第２電圧Ｖｍｉｄを、駆動制御部１４を駆動可能な電圧（以下、第３電圧Ｖｌｏａｄ）に変換する。第１直流電圧変換部１２、及び第２直流電圧変換部１３は、例えば、ＤＣＤＣコンバータによって実現される。第１直流電圧変換部１２、及び第２直流電圧変換部１３は、受光素子１１によって出力される電圧を、駆動制御部１４を駆動可能な電圧に昇圧する。

駆動制御部１４は、第２直流電圧変換部１３によって供給される電力によって動作する。駆動制御部１４は、例えば、外部の制御システム（不図示）の制御に基づいて、駆動部４１に対して制御信号を出力する。駆動部４１は、駆動制御部１４によって出力される制御信号に基づいて駆動し、開閉器４２を開閉させる。駆動制御部１４は、「制御回路」の一例であり、遮断装置４０は、「直流電流遮断装置」の一例である。

電圧検出部ＳＣ１は、例えば、受光素子１１と、第１直流電圧変換部１２とを接続する線路に並列に接続され、第１電圧Ｖｐｄの電圧値を検出する。第１制御部１５は、電圧検出部ＳＣ１の検出結果に基づいて、第１直流電圧変換部１２を制御する。電圧検出部ＳＣ２は、例えば、第２直流電圧変換部１３と駆動制御部１４とを接続する線路に並列に接続され、第３電圧Ｖｌｏａｄの電圧値を検出する。第２制御部１６は、電圧検出部ＳＣ２の検出結果に基づいて、第２直流電圧変換部１３を制御する。

［第１制御部１５、及び第２制御部１６の構成］
図２は、第１の実施形態の第１制御部１５と、第２制御部１６との構成の一例を示す図である。第１制御部１５は、例えば、アナログ回路や、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサが記憶部（不図示）に記憶されるプログラム（ソフトウェア）を実行することにより、第１演算部１５１と、ＰＩ（Proportional-Integral）制御部１５２と、ゲート信号生成部１５３との各機能部を実現する。第２制御部１６は、例えば、アナログ回路や、ＣＰＵなどのプロセッサが、記憶部に記憶されるプログラムを実行することにより、第１演算部１６１と、ＰＩ制御部１６２と、ゲート信号生成部１６３との各機能部を実現する。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよく、第１制御部１５と、第２制御部１６とは、一体のプロセッサにより実現されてもよい。
よい。

第１演算部１５１は、第１電圧Ｖｐｄと、第１電圧Ｖｐｄの目標値である所定の値（以下、第１目標電圧Ｖｐｄ＊）とに基づいて、第１目標電圧Ｖｐｄ＊から第１電圧Ｖｐｄを差し引いた値（つまり、第１電圧Ｖｐｄと、第１目標電圧Ｖｐｄ＊の差分）を算出する。第１目標電圧Ｖｐｄ＊は、例えば、最大効率によって駆動制御部１４が動作する場合の第２電圧Ｖｍｉｄを得る値である。第１制御部１５は、第２直流電圧変換部１３の出力側に接続される負荷の消費電力量に応じて第１目標電圧Ｖｐｄ＊を逐次決定する。この場合、第１制御部１５は、「第１決定部」の一例である。

第１ＰＩ制御部１５２は、第１演算部１５１の演算結果に基づいて、ＰＩ制御（Ｐ制御のみでもよい）を行い、第１直流電圧変換部１２が第１電圧Ｖｐｄを第１目標電圧Ｖｐｄ＊に近づける（つまり、差分をなくすように制御する）際の、フィードバック制御に係る変化量を算出する。

ゲート信号生成部１５３は、第１ＰＩ制御部１５２によって算出された変化量に基づいて、当該変化量だけ第１電圧Ｖｐｄをフィードバック制御するための、第１直流電圧変換部１２の制御信号を生成する。第１直流電圧変換部１２は、ゲート信号生成部１５３によって生成された制御信号に基づいて、スイッチング素子を開閉することにより、第１ＰＩ制御部１５２によって算出された変化量だけ第１電圧Ｖｐｄをフィードバック制御する。

第１演算部１６１は、第３電圧Ｖｌｏａｄと、第３電圧Ｖｌｏａｄの目標値である所定の値（以下、第３目標電圧Ｖｌｏａｄ＊）とに基づいて、第３目標電圧Ｖｌｏａｄ＊から第３電圧Ｖｌｏａｄを差し引いた値（つまり、第３電圧Ｖｌｏａｄと、第３目標電圧Ｖｌｏａｄ＊の差分）を算出する。第３目標電圧Ｖｌｏａｄ＊は、例えば、駆動制御部１４が動作するために必要な第３電圧Ｖｌｏａｄを示す値である。この場合、第２制御部１６は、「第２決定部」の一例である。

ＰＩ制御部１６２は、第１演算部１６１の演算結果に基づいて、ＰＩ制御（Ｐ制御のみでもよい）を行い、第２直流電圧変換部１３が第３電圧Ｖｌｏａｄを第３目標電圧Ｖｌｏａｄ＊に近づける（つまり、差分をなくすように制御する）際の、フィードバック制御に係る変化量を算出する。

ゲート信号生成部１６３は、ＰＩ制御部１６２によって算出された変化量に基づいて、当該変化量だけ第３電圧Ｖｌｏａｄをフィードバック制御するための、第２直流電圧変換部１３の制御信号を生成する。第２直流電圧変換部１３は、ゲート信号生成部１６３によって生成された制御信号に基づいて、スイッチング素子を開閉することにより、ＰＩ制御部１６２によって算出された変化量だけ第３電圧Ｖｌｏａｄをフィードバック制御する。

［第１の実施形態のまとめ］
以上説明したように、本実施形態の制御システム１によれば、光伝送路２０がガラス等の材料を用いて形成されるため、電源装置３１と駆動制御部１４との間の絶縁を確保し、直流系統に外乱（例えば、落雷）があった場合でも、駆動制御部１４に安定した電圧の電力を供給できる。また、本実施形態の制御システム１によれば、浮遊容量は極めて小さく、雷サージが電源装置３１に伝導することがないため、直流系統に外乱があった場合であっても、駆動制御部１４が誤作動することを抑制し、安定して遮断装置４０を動作させることができる。また、受光素子１１の出力電圧（つまり、第１電圧Ｖｐｄ）は、駆動制御部１４を駆動する電圧として十分ではない場合があるが、本実施形態の制御システム１によれば、第１直流電圧変換部１２、及び第２直流電圧変換部１３によって変換（昇圧）するため、駆動制御部１４が安定して駆動可能な電圧を維持することができる。また、本実施形態の制御システム１によれば、第１直流電圧変換部１２と、第２直流電圧変換部１３とによって、それぞれ、受光素子１１の出力電圧（つまり、第１電圧Ｖｐｄ）と、第２直流電圧変換部１３の負荷側の電圧（つまり、第３電圧Ｖｌｏａｄ）と制御するため、第１電圧Ｖｐｄと第３電圧Ｖｌｏａｄとを適切に制御することができる。

（第２の実施形態）
以下、図面を参照して第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、制御システム１ａが、遮断制御装置１０ａを備える場合について説明する。なお、上述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

［制御システム１ａの構成］
図３は、第２の実施形態の制御システム１ａの構成の一例を示す図である。制御システム１ａは、例えば、遮断制御装置１０ａと、光伝送路２０と、レーザ装置３０とを備える。遮断制御装置１０ａは、例えば、受光素子１１と、第１直流電圧変換部１２と、第２直流電圧変換部１３と、駆動制御部１４と、第１制御部１５ａと、第２制御部１６と、電圧検出部ＳＣ１～ＳＣ３とを備える。

電圧検出部ＳＣ３は、例えば、第１直流電圧変換部１２と、第２直流電圧変換部１３とを接続する線路に並列に接続され、第２電圧Ｖｍｉｄの電圧値を検出する。第１制御部１５ａは、電圧検出部ＳＣ１の検出結果と、電圧検出部ＳＣ３の検出結果とに基づいて、第１直流電圧変換部１２を制御する。

［第１制御部１５ａの構成］
図４は、第２の実施形態の第１制御部１５ａの構成の一例を示す図である。第１制御部１５ａは、例えば、アナログ回路や、ＣＰＵなどのプロセッサが記憶部（不図示）に記憶されるプログラム（ソフトウェア）を実行することにより、第１演算部１５１と、第１ＰＩ制御部１５２と、ゲート信号生成部１５３と、第２演算部１５４と、第２ＰＩ制御部１５５と、第３演算部１５６との各機能部を実現する。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、アナログ回路や、ＬＳＩやＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＧＰＵ等のハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。

第２演算部１５４は、第２電圧Ｖｍｉｄと、第２電圧Ｖｍｉｄの目標値である所定の値（以下、第２目標電圧Ｖｍｉｄ＊）とに基づいて、第２目標電圧Ｖｍｉｄ＊から第２電圧Ｖｍｉｄを差し引いた値（つまり、第２電圧Ｖｍｉｄと第２目標電圧Ｖｍｉｄ＊の差分）を算出する。第２目標電圧Ｖｍｉｄ＊は、例えば、第１直流電圧変換部１２の仕様に応じて予め定められる出力電圧（つまり、第２直流電圧変換部１３の仕様に応じて予め定められる入力電圧）を示す値である。

なお、制御システム１ａにおいて、第２演算部１５４は、算出した値が、第２電圧の仕様上の上限値より大きい値となった場合には、第２電圧Ｖｍｉｄを、仕様範囲を超えて制御することとなるため、第１直流電圧変換部１２、及び第２直流電圧変換部１３を安全に停止させる。

第２ＰＩ制御部１５５は、第２演算部１５４の演算結果に基づいて、ＰＩ制御（Ｐ制御のみでもよい）を行い、第１直流電圧変換部１２が第２電圧Ｖｍｉｄを第２目標電圧Ｖｍｉｄ＊に近づける（つまり、差分をなくすように制御する）際の、フィードバック制御に係る変化量を算出する。

第３演算部１５６は、第２ＰＩ制御部１５５によって算出された変化量と、第１目標電圧Ｖｐｄ＊の初期値（以下、第１初期値Ｖｐｄ０）とに基づいて、第１初期値Ｖｐｄ０から変化量を差し引いた値を、第１目標電圧Ｖｐｄ＊として算出する。第１初期値Ｖｐｄ０は、例えば、第２直流電圧変換部１３の負荷の消費電力の増減が無い状態における第１電圧Ｖｐｄの値である。

本実施形態の第１演算部１５１は、第３演算部１５６によって算出された第１目標電圧Ｖｐｄ＊に基づいて、処理を実行する。以降の説明は、上述した実施形態と同様であるため、説明を省略する。

［第２の実施形態のまとめ］
以上説明したように、本実施形態の制御システム１ａによれば、受光素子１１が出力する電力と、第２直流電圧変換部１３の出力側の負荷の消費電力とが一致していない場合において、第１直流電圧変換部１２と第２直流電圧変換部１３との間に生じる電位差（つまり、第２電圧Ｖｍｉｄ）の上昇を抑制し、仕様入力範囲を超えることが無いように、第１電圧Ｖｐｄをフィードバック制御する。このため、本実施形態の制御システム１ａは、第１直流電圧変換部１２や第２直流電圧変換部１３を安全に動作させることができる。

なお、上述では、第３演算部１５６が、第１初期値Ｖｐｄ０と、第２目標電圧Ｖｍｉｄ＊、及び第２電圧Ｖｍｉｄの差分に基づく変化量とに基づいて、第１目標電圧Ｖｐｄ＊を算出する場合について説明したが、これに限られない。第２演算部１５４は、例えば、第２直流電圧変換部１３の負荷の消費電力（以下、消費電力Ｐｌｏａｄ）と消費電力Ｐｌｏａｄの目標値である所定の値（以下、消費電力目標値Ｐｌｏａｄ＊）との差分を算出してもよい。この場合、第３演算部１５６は、第１初期値Ｖｐｄ０と、消費電力Ｐｌｏａｄ、及び消費電力目標値Ｐｌｏａｄ＊の差分に基づく変化量とに基づいて、第１目標電圧Ｖｐｄ＊を算出し、第２電圧Ｖｍｉｄの上昇を抑制することができる。

（第３の実施形態）
以下、図面を参照して第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、制御システム１ｂが、遮断制御装置１０ｂを備える場合について説明する。なお、上述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図５は、第３の実施形態の制御システム１ｂの構成の一例を示す図である。制御システム１ｂは、例えば、遮断制御装置１０ｂと、光伝送路２０と、レーザ装置３０と、遮断装置４０とを備える。遮断制御装置１０ｂは、例えば、受光素子１１と、第１直流電圧変換部１２と、第２直流電圧変換部１３と、駆動制御部１４と、第１制御部１５と、第２制御部１６と、降圧チョッパ回路１７と、第３制御部１８とを備える。

降圧チョッパ回路１７は、正極端子と負極端子とを備え、第１直流電圧変換部１２の出力端の正極（或いは、第２直流電圧変換部１３の入力端の正極）に、正極端子が接続され、第１直流電圧変換部１２の出力端の負極（或いは、第２直流電圧変換部１３の入力端の負極）に、負極端子が接続される。降圧チョッパ回路１７は、第３制御部１８の制御に基づいて動作し、第１直流電圧変換部１２から第２直流電圧変換部１３に供給する電力を消費することによって、第２電圧Ｖｍｉｄを降圧する。

［降圧チョッパ回路１７と第３制御部１８の構成］
図６は、第３の実施形態の降圧チョッパ回路１７の構成、及び第３制御部１８の構成の一例を示す図である。降圧チョッパ回路１７は、例えば、抵抗１７１と、セル１７２とを備える。セル１７２は、例えば、スイッチング素子１７２ａと、ダイオード１７２ｂとを備える。スイッチング素子１７２ａと、ダイオード１７２ｂとは、逆並列に接続される。スイッチング素子１７２ａは、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、ＭＯＳＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）、ＧＴＯ（Gate Turn-Off Thyristor）、或いはＧＣＴ（Gate Commutated Turn-off）等の、外部の機能部（この一例では、第３制御部１８）からのからオンオフ制御をすることが可能な自己消弧能力をもつスイッチング素子によって実現される。正極端子Ｐ１と負極端子Ｐ２との間には、抵抗１７１と、セル１７２とが直列に接続される。

第３制御部１８は、例えば、比較器１８１と、ゲート信号生成部１８２とを備える。比較器１８１は、例えば、第２電圧Ｖｍｉｄと、第２電圧Ｖｍｉｄの仕様上の上限値（以下、第２上限値Ｖｍｉｄ＿ｌｉｍ＊）とを比較する。比較器１８１は、第２電圧Ｖｍｉｄが第２上限値Ｖｍｉｄ＿ｌｉｍ＊を上回っている場合には、ハイ（High）信号を出力し、上回っていない場合には、ロー（Low）信号を出力する。なお、比較器１８１が出力する信号は、一例であってこれに限られず、第２電圧Ｖｍｉｄが第２上限値Ｖｍｉｄ＿ｌｉｍ＊を超えているか否かを示せれば、いずれの信号であってもよい。なお、比較器１８１は、第２上限値Ｖｍｉｄ＿ｌｉｍ＊にヒステリシスを設けてもよい。

ゲート信号生成部１８２は、比較器１８１により出力された信号に基づいて、スイッチング素子１７２ａを制御する。ゲート信号生成部１８２は、例えば、比較器１８１によりハイ信号が出力されている間、スイッチング素子１７２ａをオン状態にする。これにより、抵抗１７１が第１直流電圧変換部１２によって供給される電力を消費し、第２電圧Ｖｍｉｄが下がる。

［第３の実施形態のまとめ］
以上説明したように、本実施形態の制御システム１ｂによれば、第２電圧Ｖｍｉｄを適正に保つようにする第１制御部１５の制御に伴って発生する受光素子１１側の損失を抑制しつつ、第２電圧Ｖｍｉｄを適正に保つことができ、更に、受光素子１１が損失の熱によって故障することを抑制することができる。

（第４の実施形態）
以下、図面を参照して第４の実施形態について説明する。第４の実施形態では、制御システム１ｃが、遮断制御装置１０ｃを備える場合について説明する。なお、上述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図７は、第４の実施形態の制御システム１ｃの構成の一例を示す図である。制御システム１ｃは、例えば、遮断制御装置１０ｃと、光伝送路２０と、光通信路２１と、レーザ装置３０ｃとを備える。遮断制御装置１０ｃは、例えば、受光素子１１と、第１直流電圧変換部１２と、第２直流電圧変換部１３と、駆動制御部１４と、第１制御部１５と、第２制御部１６と、変換部１９と、発光素子ＬＺとを備える。レーザ装置３０ｃは、電源装置３１と、レーザドライバ３２ｃと、発光素子３３と、受光素子ＬＲとを備える。光通信路２１の第１端は、発光素子ＬＺに接続され、第２端は、受光素子ＬＲに接続される。光通信路２１は、光伝送路２０と同様に、光を伝送する構造物（例えば、光ファイバ）である。

変換部１９は、電圧検出部ＳＣ３によって検出された第２電圧Ｖｍｉｄを光信号に変換する。

発光素子ＬＺは、発光素子３３と同作用様の構成を有する。また、発光素子ＬＺは、変換部１９の制御に基づいて、第２電圧Ｖｍｉｄの値を表す光通信を、光通信路２１を介して受光素子ＬＲに射出する。

受光素子ＬＲは、遮断制御装置１０ｃによって光通信路２１を介して送信された光通信に係る光信号であり、第２電圧Ｖｍｉｄを示す光信号を受光（受信）する。

レーザドライバ３２ｃは、受光素子ＬＲが受光した光信号に基づいて、発光素子３３を制御する。図８は、第４の実施形態のレーザドライバ３２ｃの構成の一例を示す図である。レーザドライバ３２ｃは、例えば、アナログ回路や、ＣＰＵなどのプロセッサが記憶部（不図示）に記憶されるプログラム（ソフトウェア）を実行することにより、第１演算部３２１と、ＰＩ制御部３２２と、第２演算部３３３との各機能部を実現する。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩやＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＧＰＵ等のハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。

第１演算部３２１は、例えば、第２目標電圧Ｖｍｉｄ＊と、受光素子ＬＲによって受光された光信号が示す第２電圧Ｖｍｉｄとに基づいて、第２目標電圧Ｖｍｉｄ＊から第２電圧Ｖｍｉｄを差し引いた値（つまり、第２電圧Ｖｍｉｄと第２目標電圧Ｖｍｉｄ＊の差分）を算出する。

ＰＩ制御部３２２は、第１演算部３２１の演算結果に基づいて、ＰＩ制御（Ｐ制御のみでもよい）を行い、第１直流電圧変換部１２の出力する第２電圧Ｖｍｉｄが第２目標電圧Ｖｍｉｄ＊に制御される（つまり、差分をなくすように制御する）際の、フィードバック制御に係る変化量を算出する。

第２演算部３３３は、ＰＩ制御部３２２によって算出された変化量と、発光素子３３の発光強度の初期値（以下、レーザ初期値ＰＬ０）とに基づいて、レーザ初期値ＰＬ０に変化量を加算した値を、レーザ出力値ＰＬとして算出する。レーザ初期値ＰＬ０は、例えば、第２直流電圧変換部１３の負荷の消費電力の増減が無い状態におけるレーザ出力値ＰＬの値である。

レーザドライバ３２ｃは、第２演算部３３３によって算出されたレーザ出力値ＰＬに基づいて、発光素子３３を発光させる。以降の動作は、上述した実施形態と同様であるため、説明を省略する。

［第４の実施形態のまとめ］
以上説明したように、本実施形態の制御システム１ｃによれば、レーザ装置３０ｃが、第２電圧Ｖｍｉｄの上昇に応じて、レーザ出力値ＰＬを小さくするように制御するため、受光素子１１の出力が低下し、第２電圧Ｖｍｉｄを低下させることができる。したがって、本実施形態の制御システム１ｃによれば、第２電圧Ｖｍｉｄの上昇によって受光素子１１側に損失が生じることなく、且つ駆動制御部１４が安定して駆動可能な電圧を維持することができる。

本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ…制御システム、１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ…遮断制御システム、１１…受光素子、１２…第１直流電圧変換部、１３…第２直流電圧変換部、１４…駆動制御部、１５、１５ａ…第１制御部、１６…第２制御部、１７…降圧チョッパ回路、１８…第３制御部、１９…変換部、２０…光伝送路、２１…光通信路、３０、３０ｃ…レーザ装置、３１…電源装置、３２、３２ｃ…レーザドライバ、３３…発光素子、４０…遮断装置、４１…駆動部、４２…開閉器、１５１…第１演算部、１５２…第１ＰＩ制御部、１５３…ゲート信号生成部、１５４…第２演算部、１５５…第２ＰＩ制御部、１５６…第３演算部、１６１…第１演算部、１６２…ＰＩ制御部、１６３…ゲート信号生成部、１７１…抵抗、１７２…セル、１７２ａ…スイッチング素子、１７２ｂ…ダイオード、１８１…比較器、１８２…ゲート信号生成部、３２１…第１演算部、３２２…ＰＩ制御部、３３３…第２演算部、ＬＲ…受光素子、ＬＺ…発光素子、ＰＬ…レーザ出力値、ＰＬ０…レーザ初期値、Ｐｌｏａｄ…消費電力、Ｐｌｏａｄ＊…消費電力目標値、ＳＣ、ＳＣ１、ＳＣ２、ＳＣ３…電圧検出部、Ｖｌｏａｄ…第３電圧、Ｖｌｏａｄ＊…第３目標電圧、Ｖｍｉｄ…第２電圧、Ｖｍｉｄ＿ｌｉｍ＊…第２上限値、Ｖｍｉｄ＊…第２目標電圧、Ｖｐｄ…第１電圧、Ｖｐｄ０…第１初期値、Ｖｐｄ＊…第１目標電圧

Claims (8)

1. 電源装置と、
   前記電源装置によって供給される電力を用いて光を射出する発光ユニットと、
   前記発光ユニットに第１端が接続された光伝送路と、
   前記光伝送路の第２端に接続され、前記発光ユニットによって射出され前記光伝送路によって伝送された光を用いて電力を出力する受光ユニットと、
   前記受光ユニットからの入力電圧である第１電圧を第２電圧に変換すると共に、前記第１電圧を第１目標電圧に制御することで前記受光ユニットの出力電力を前記第１目標電圧に制御する第１電力変換部と、
   前記第１電力変換部からの入力電圧である前記第２電圧を、第３電圧に変換する第２電力変換部と、
   前記第３電圧を利用して動作し、直流電流遮断装置に制御信号を出力する制御回路と、
   を備える制御システム。
2. 前記第１電力変換部は、前記第１電圧を前記第１目標電圧に近づけるフィードバック制御に基づいて動作し、
   前記第２電力変換部は、前記第３電圧を第３目標電圧に近づけるフィードバック制御に基づいて動作する、
   請求項１に記載の制御システム。
3. 前記第２電力変換部の出力端の負荷の負荷程度に基づいて、前記第１目標電圧を決定する第１目標電圧決定部を更に備える、
   請求項２に記載の制御システム。
4. 前記第２電圧が、第２目標電圧となるように、前記第１目標電圧を決定する第１目標電圧決定部を更に備える、
   請求項２又は請求項３に記載の制御システム。
5. 前記第１電力変換部の出力側における正極と負極との間に接続される降圧チョッパ回路
   と、
   前記降圧チョッパ回路の制御回路とを更に備える、
   請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の制御システム。
6. 前記制御回路は、前記第２電圧と、前記第２電圧の許容値との比較結果に基づいて、前
   記降圧チョッパ回路を制御する、
   請求項５に記載の制御システム。
7. 前記第２電圧を検出する検出部と、
   前記検出部によって検出された前記第２電圧を示す情報を送信する送信部と、
   前記送信部によって送信された前記情報を受信し、受信した前記情報に基づいて、前記発光ユニットが射出する光を制御する制御部とを更に備える、
   請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の制御システム。
8. 前記制御部は、前記第２電圧が、第２目標電圧となるように、前記光の射出量を制御す
   る、
   請求項７に記載の制御システム。

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