JPH0640713B2 - 負荷制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、家庭内の電力機器を識別してその機器に最
適な種類の電力を供給する負荷制御装置に関する。

［従来の技術］ 第７図は、例えば実開昭６２−１４５４４９号公報に記
載された従来の負荷制御装置を示す回路図であり、図に
おいて、負荷制御装置（１）は、電源接続端子（３）か
ら供給される電力を供給するコンセント（２）を有して
おり、コンセント（２）には例えば商用交流電源のＡＣ
１００Ｖが供給されている。

そして、電源接続端子（３）とコンセント（２）との間
にはスイッチ素子としてのリレー（８）の接点（８ａ）
が直列に接続されている。

また、負荷制御装置（１）は、制御装置としてのＮＡＮ
Ｄ回路（１２）を有しており、ＮＡＮＤ回路（１２）の
入力側には複数のジャック（９ａ〜９ｅ）とプルアップ
抵抗（１０）とで構成されている負荷識別装置（９）が
接続されており、負荷識別装置（９）の出力がすべて
「Ｈ」レベルのときはＮＡＮＤ回路（１２）の出力は
「Ｌ」レベルとなり、識別装置（９）の出力のうち１つ
でも「Ｌ」レベルになると出力は「Ｈ」レベルとなる。

そして、ＮＡＮＤ回路（１２）の出力側には抵抗（１
４）を介してトランジスタ（１５）が接続されており、
トランジスタ（１５）はＮＡＮＤ回路（１２）の出力す
なわち負荷識別装置（９）の出力にたがってリレー
（８）を制御するようになっている。

また、コンセント（２）には例えば電灯等の負荷機器
（１９）に電力を供給するプラグ（１６）が接続し得る
ようになっており、プラグ（１６）はコンセント（２）
に接続して負荷機器（１９）に電力を供給する接続刃
（１７）及び負荷情報設定ユニット（１８）で構成され
ている。

更に、負荷情報設定ユニット（１８）は負荷識別装置
（９）のジャック（９ａ〜９ｅ）に接続するための導電
性の複数のピン（１８ａ〜１８ｅ）を備えており、この
ピン（１８ａ〜１８ｅ）の有無の組み合わせ構成により
負荷の情報を設定する。

次に動作について説明する。

電源接続端子（３）から電力が印加された状態で、プラ
グ（１６）が接続される前は負荷識別装置（９）のジャ
ック（９ａ〜９ｅ）にピン１８が接続されていないの
で、負荷識別装置（９）の出力はすべて「Ｈ」レベルに
ある。

この状態では、ＮＡＮＤ回路（１２）の入力がすべて
「Ｈ」レベルにあるので、ＮＡＮＤ回路（１２）の出力
は「Ｈ」レベルとなり、トランジスタ（１５）はＯＦＦ
している。

従って、リレー（８）もＯＦＦし、その接点（８ａ）は
開放され、コンセント（２）は電源接続端子（３）と切
り離されており、コンセント（２）には電圧が印加され
ないので、コンセント（２）に誤って金属等を差し込ん
でも安全である。

次ぎに、コンセント（２）にプラグ（１６）が差し込ま
れると、接続刃（１７）はコンセント（２）に接続され
る。また、負荷情報設定ユニット（１８）のピン（１８
ａ〜１８ｅ）が負荷識別装置（９）のジャック（９ａ〜
９ｅ）に接続されると、第７図の例では、すべてのジャ
ック（９ａ〜９ｅ）がピン（１８ａ〜１８ｅ）と接続さ
れるので、負荷識別装置（９）の出力がすべて「Ｌ」レ
ベルとなる。

そして、ＮＡＮＤ回路（１２）は入力が「Ｌ」レベルと
なるので、その出力は「Ｈ」レベルとなり、トランジス
タ（１５）にベース電流を供給してＯＮさせる。

トランジスタ（１５）がＯＮすると、リレー（８）がＯ
Ｎし、電源接続端子（３）からの電力がコンセント
（２）に印加され、プラグ（１６）を介して負荷機器
（１９）に電力が印加される。

このようにして、プラグ（１６）が接続されたときのみ
コンセント（２）に電力が印加されるので、コンセント
（２）からプラグ（１６）を抜くと同時に電力が遮断さ
れて安全性を確保している。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の負荷制御装置は、以上のように構成されているの
で、コンセントに接続できる電源は、１種類（ＡＣ１０
０Ｖ）しか接続できなかった。従って、異なった電源電
圧仕様の負荷機器を接続するためには、同様の構成の電
力供給システムを電源仕様の数だけ設ける必要があり、
住宅内の配線システムが高価、複雑になるという問題点
があった。

更に、従来の装置では、異なった仕様の電源が接続され
てしまったとき等においては、コンセントに接続した負
荷機器に要求電源と異なった電源が印加され、負荷機器
を破損するおそれがあった。

この発明は、上記のような課題を解消するためになされ
たもので、コンセントに複数の異なった電源を供給し、
コンセントに接続された負荷機器を確認して、その負荷
機器の電源として最適な種類の電源を負荷機器に接続す
る負荷制御装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る負荷制御装置は、複数種類の電力用電源
を接続する複数の電源接続端子と、この複数の電源接続
端子に対応して開閉可能に接続された複数のスイッチ素
子と、このスイッチ素子により選択的に接続された電力
用電源から電力を出力するコンセントと、このコンセン
トに接続して負荷に電力を供給するプラグと、このプラ
グに設けられた負荷の電圧や電流などの負荷情報を設定
記憶しておく負荷情報設定手段と、プラグをコンセント
に接続したとき前記負荷情報設定手段から設定記憶され
た負荷情報を検出し接続された負荷への供給電源を判断
する負荷識別手段と、前記複数のスイッチ素子とコンセ
ントとの間に設けられた出力制御スイッチ素子と、前記
複数のスイッチ素子と前記出力制御スイッチ素子の間に
接続され前記選択的に出力された複数種類の電源を識別
する電源識別手段と、この電源識別手段の出力と前記負
荷識別手段の出力を比較してこれらが一致したときにの
み前記選択された電源からの通電を行うよう前記出力制
御スイッチ素子を閉成制御する制御手段と、を備えるこ
とを特徴とする。

［作用］ この発明における負荷制御装置は、プラグをコンセント
に接続したときに、負荷識別手段により負荷情報設定手
段から負荷情報を検出し、負荷識別手段が検出した負荷
情報に基づき複数のスイッチ素子を閉成制御して、複数
の電源接続端子に接続された複数種類の電力用電源から
所望の電力を出力し、選択的に出力された複数種類の電
源の電圧と極性が適切かどうか電源識別手段によって判
別した後に、出力制御スイッチ素子を閉じてコンセント
に所定の電力用電源を出力し、負荷に所定の電力を誤動
作なく供給することになる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。

負荷制御装置（１）は、第１図に示すように、電源接続
端子（３），（４），（５）から供給される電力を負荷
に供給するコンセント（２）を有している。コンセント
（２）は負荷制御装置（１）の前面に設けられており、
通常のプラグを接続できる構造としてもよいが、特殊な
構造としてもよい。

そして、電源接続端子（３），（４），（５）には、そ
れぞれ異なった複数種類の電源が供給されており、例え
ば電源接続端子（３）には商用交流電源のＡＣ１００
Ｖ、電源接続端子（４）には商用交流電源のＡＣ２００
Ｖ、電源接続端子（５）には直流電源のＤＣ２００Ｖが
供給される。

また、電源接続端子（３）にはスイッチ素子としてのリ
レー（６）の接点（６ａ）が直列に接続されており、電
源接続端子（４）にはリレー（７）の接点（７ａ）が直
列に接続されており、電源接続端子（５）にはリレー
（８）の接点（８ａ）が直列に接続され、これらの接点
（６ａ，７ａ，８ａ）とコンセント（２）との間には出
力制御スイッチ素子としてのリレー（１１）の接点（１
１ａ）が直列に接続されている。

なお、接点（６ａ），（７ａ），（８ａ）の一方はそれ
ぞれの電源接続端子（３），（４），（５）に接続さ
れ、他方はすべてリレー（１１）の接点（１１ａ）に接
続されている。

更に、（９）は第７図に示す負荷識別装置と同様のもの
であり、複数のジャック（９ａ〜９ｅ）と、それぞれの
ジャック（９ｂ〜９ｅ）とこの負荷制御装置（１）を動
作させるため直流電源に接続されたプルアップ抵抗（１
０）とにより構成されている。なお、第１図に示す例に
おいては、ジャック（９ｂ，９ｅ）は使用されていな
い。

そして、ジャック（９ａ）はアースに接続されており、
ジャック（９ｃ，９ｄ）は接続された機器がＡＣ１００
Ｖ電源で動作する機器であるか、ＡＣ２００Ｖ電源で動
作する機器であるか、またはＤＣ２００Ｖで動作する機
器であるかの負荷情報を入力する端子である。

例えば、第２図に示すように、ジャック（９ｃ，９ｄ）
が共に「Ｌ」レベルとなった場合にはＡＣ２００Ｖ電源
で動作する機器とし、ジャック（９ｃ）が「Ｌ」レベル
かつジャック（９ｄ）が「Ｈ」レベルとなった場合には
ＤＣ２００Ｖで動作する機器とし、ジャック（９ｃ）が
「Ｈ」レベルかつジャック（９ｄ）が「Ｌ」レベルとな
った場合にはＡＣ１００Ｖで動作する機器とすることが
できる。なお、ジャック（９ｃ，９ｄ）が共に「Ｈ」レ
ベルとなった場合にはプラグ（１６）が非接続として電
源を供給しない。

また、負荷識別装置（９）の出力側には制御装置として
のコントローラ（２０）が接続されており、コントロー
ラ（２０）の出力側には負荷情報を集中表示装置へ送る
データ伝送装置（２１）が接続され、かつリレー（６，
７，８，１１）が接続されている。

更に、コントローラ（２０）の入力側には、接点（６
ａ，７ａ，８ａ）の内の１つが閉じられたときに接続さ
れる電源の電圧を検出する電圧検出器（２３）及び電源
の極性を判定する極性判定器（２４）が接続されてい
る。

電圧検出器（２３）は、整流平滑部（２５）とコンパレ
ータ部（２６）とにより構成されている。そして整流平
滑部（２５）は、ダイオードブリッジ等の整流器（２
７）、フォトカプラ（２８）、整流器（２７）とフォト
カプラ（２８）のフォトダイオード（２８ａ）を直列に
接続する抵抗（２９）、整流器（２７）並列に接続され
た電解コンデンサ（３０）及び直流電源に一端が接続さ
れかつ他端がフォトカプラ（２８）のフォトトランジス
タ（２８ｂ）のコレクタに接続された抵抗（３１）によ
り構成されている。

そして、コンパレータ部（２６）は、３個のコンパレー
タＡ，Ｂ，Ｃ（３２，３３，３４）と、これらコンパレ
ータＡ，Ｂ，Ｃ（３２，３３，３４）に入力される基準
電圧を直流電源より分圧して供給する抵抗（３５，３
６，３７，３８）とにより構成されている。また、コン
パレータＡ，Ｂ，Ｃ（３２，３３，３４）の入力側には
フォトカプラ（２８）のフォトトランジスタ（２８ｂ）
の電源側が接続されており、コンパレータＡ，Ｂ，Ｃ
（３２，３３，３４）の出力側はコントローラ（２０）
に接続されている。

そして、コントローラ（２０）はコンパレータＡ，Ｂ，
Ｃ（３２，３３，３４）の出力により現在接続されてい
る電源を判断する。

例えば、コントローラ（２０）は、第３図に示すような
判定テーブルを予め記憶されており、コンパレータＡ，
Ｂ，Ｃ（３２，３３，３４）の出力が共に「Ｌ」レベル
の場合には接続されている電源はＡＣ２００Ｖと判断
し、コンパレータＡ，Ｂ（３２，３３）の出力が「Ｌ」
レベルかつコンパレータ（３４）の出力が「Ｈ」レベル
の場合には接続されている電源はＤＣ２００Ｖと判断
し、コンパレータＡ（３２）の出力が「Ｌ」レベルかつ
コンパレータＢ，Ｃ（３３，３４）の出力が「Ｈ」レベ
ルの場合には接続されている電源はＡＣ１００Ｖと判断
する。

また、極性判定器（２４）は、抵抗（３９），２個のフ
ォトカプラ（４０，４１），及びフォトカプラ（４０，
４１）のフォトトランジスタ（４０ａ，４１ｂ）に一端
が接続されかつ他端が直流電源に接続された抵抗（４
２，４３）により構成されており、電源接続端子
（３），（４），（５）に接続された電源が交流の場
合、フォトカプラ（４０）と（４１）とに交互に電流が
流れ、直流の場合にはフォトカプラ（４０），（４１）
のうち一方にのみ電流が流れるようになっている。

また、負荷制御装置（１）は、家庭内等における所望の
複数個所に設けられるため、第４図に示すようにそれぞ
れが電源線に接続されると共に、データ伝送装置（２
１）が、データバスを介し、集中表示装置（２２）に接
続されている。

第５図は、負荷制御装置（１）のデータ伝送装置（２
１）より集中表示装置（２２）へ送られる負荷情報の信
号フレーム形式を示し、（４４）は信号フレームを送出
する負荷制御装置（１）の自己アドレス（ＳＡ）であ
る。

また、（４５）は信号フレームが受信される相手アドレ
ス（ＤＡ）、（４６）は信号フレームの制御情報及びデ
ータ（４８）の属性などを示す制御コード（ＣＣ）であ
る。

更に、（４７）はデータ（４８）の電文長を示すバイト
カウント（ＢＣ）、（４９）は制御信号全体の伝送誤り
制御に用いるフレームチェックコード（ＦＣＣ）であ
る。

そして、データ（４８）は、負荷機器（１９）の設定電
圧、検出電圧、異常情報等よりなっている。

ついで、本実施例の作用について説明する。

電源接続端子（３），（４），（５）に電圧が印加さ
れ、負荷制御装置（１）が作動を開始するが、プラグ
（１６）が接続されていない状態では、負荷識別装置
（９）のジャック（９ｃ，９ｄ）になにも接続されない
ので出力はすべて「Ｈ」レベルとなり、この信号を受信
するコントローラ（２０）はプラグ（１６）が接続され
ていないと判断して電力の供給を行わない。

次ぎに、プラグ（１６）がコンセント（２）に接続され
ると、接続刃（１７）はコンセント（２）に嵌合して接
続され、ピン（１８ａ，１８ｃ，１８ｄ）は負荷情報識
別装置（９）のジャック（９ａ，９ｃ，９ｄ）に接続さ
れる。

この状態では、ジャック（９ｃ），（９ｄ）がアースと
同電位すなわち「Ｌ」レベルとなる。

そして、ジャック（９ｃ），（９ｄ）が「Ｌ」レベルと
なると、コントローラ（２０）はＡＣ２００Ｖを電源と
する負荷機器（１９）が接続されたと判断し、リレー
（７）を動作してその接点（７ａ）を閉じ、電源接続端
子（４）から供給される電力の電圧と極性を電圧検出器
（２３）及び極性判定器（２４）により判断する。

例えば、整流平滑部（２５）により整流平滑されたＰ点
の電圧は、抵抗３１での電圧降下によるため、フォトト
ランジスタ（２８ｂ）の電流量が多いと低くなり、電源
電圧により、それぞれ第６図に示すようになる。

そこで、コンパレータＡ，Ｂ，Ｃ（３２，３３，３４）
の基準電圧を予め第６図においてＡ，Ｂ，Ｃとして示す
ように設定することにより、コントローラ（２０）は、
コンパレータＡ，Ｂ，Ｃ（３２，３３，３４）の出力か
ら電源電圧を第３図の判定テーブルにより判定する。

すなわち、電源接続端子（４）に接続した電源は、コン
パレータＡ，Ｂ，Ｃ（３２，３３，３４）の出力がすべ
て「Ｌ」レベルとなるので、ＡＣ２００Ｖであると判断
する。

また、電源接続端子（４）に接続した電源は、極性判定
器（２４）により極性を判定される。

すなわち、直流電源の場合は、コンセント（２）へ供給
する電圧の極性を正しいものとしなければならない。そ
こで、この極性判定器（２４）の結果をコントローラ
（２０）において判定し、極性が正しい場合にのみリレ
ー（１１）に電流を流通する。

ＡＣ２００Ｖの場合、フォトカプラ（４０）と（４１）
とには交互に電流が流れ、フォトカプラ（４０）と（４
１）との出力を検知するコントローラ（２０）は交流で
あると判断できる。

コントローラ（２０）は、電源接続端子（４）に接続し
た電源が電圧、極性とも負荷機器（１９）に適合してい
るか否か判断し、適合していると判断した場合、リレー
（１１）を作動してその接点（１１ａ）を閉じてコンセ
ント（２）に電源接続端子（４）から供給されるＡＣ２
００Ｖを印加し、この電力（ＡＣ２００Ｖ）は接続刃
（１７）を介して負荷機器（１９）に供給される。

この際、データ伝送装置（２１）はコントローラ（２
０）より得た負荷情報を第５図の信号フレーム形式にし
たがって集中表示装置（２２）へ例えばＣＳＭＤ／ＣＤ
（キャリアセンスマルチプルアクセス／コリジョンディ
テクション）等の方式によりシリアル伝送し、集中表示
装置（２２）はコンセント（２）にプラグ（１６）を介
して接続された負荷機器（１９）の負荷情報を表示す
る。そして、これによって、集中表示装置（２２）にお
いて、負荷制御装置（１）にどのような負荷が接続され
ているかを認識することができる。

また、電源接続端子（４）に接続した電源が負荷機器
（１９）に適合していないと判断した場合、コントロー
ラ（２０）は、リレー（１１）を作動せず、かつデータ
伝送装置（２１）より集中表示装置（２２）へ異常情報
を伝送し、集中表示装置（２２）より警報を発生する。
また、このような異常発生の際には、コントローラ２０
がリレー（６），（７），（８）への電力供給を停止
し、接点（７ａ），（８ａ），（９ａ）を開放するとよ
い。

なお、負荷識別装置（９）と負荷情報設定ユニット（１
８）は実施例の方法に限定されるものではなく、コンセ
ント（２）に接続された機器をプラグ（１６）側で設定
し、コンセント（２）側でこれを識別できれば良く、例
えば、負荷情報設定ユニット（１８）として複数の磁石
とこれら磁石を検出する複数のホール素子との構成や、
コンセント側に設置した発光ダイオードと受光器でプラ
グ側に設置した反射板の有無から負荷を識別する構成で
も良い。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、複数の電源接
続端子に対応して開閉可能に接続された複数のスイッチ
素子とコンセントとの間に設けられた出力制御スイッチ
素子を閉じて電力用電源をコンセントに接続するように
構成したので、コンセントに接続された負荷機器を確認
してから出力制御スイッチ素子を閉じて、負荷機器の電
源として最適な種類の電源を確実に負荷機器へ接続する
ことができ、負荷機器の要求電源と異なった電源が印加
されて負荷機器を破損することを防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による負荷制御装置の構成
を示す回路図、第２図は負荷機器の仕様電圧の判定例を
示す図、第３図はコンパレータの出力による電圧判定テ
ーブル例を示す図、第４図は負荷制御装置と集中表示装
置の接続を示すブロック図、第５図はデータ伝送装置か
ら集中表示装置へ送られる負荷情報の信号フレーム形式
を示す図、第６図はＰ点の電圧とコンパレータの基準値
との関係を示す図、第７図は従来の負荷制御装置の構成
を示す回路図である。 図において、（１）は負荷制御装置、（２）はコンセン
ト、（３），（４），（５）は電源接続端子、（６
ａ），（７ａ），（８ａ）はスイッチ素子、（９）は負
荷識別装置、（１１ａ）は出力制御スイッチ素子、（１
６）はプラグ、（１８）は負荷情報設定ユニット、（１
９）は負荷である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 皆川 良司 神奈川県鎌倉市大船２丁目14番40号 三菱 電機株式会社生活システム研究所内 (72)発明者 本田 嘉之 神奈川県鎌倉市大船２丁目14番40号 三菱 電機株式会社生活システム研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−277238（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−134726（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−56570（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−179435（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】交流および直流を含む複数種類の電力用電
   源を接続する複数の電源接続端子と、この複数の電源接
   続端子に対応して開閉可能に接続された複数のスイッチ
   素子と、このスイッチ素子により選択的に接続された電
   力用電源から電力を出力するコンセントと、このコンセ
   ントに接続して負荷に電力を供給するプラグと、 このプラグに設けられた負荷の電圧や電流などの負荷情
   報を設定記憶しておく負荷情報設定手段と、プラグをコ
   ンセントに接続したとき前記負荷情報設定手段から設定
   記憶された負荷情報を検出し接続された負荷への供給電
   源を判断する負荷識別手段と、前記複数のスイッチ素子
   とコンセントとの間に設けられた出力制御スイッチ素子
   と、前記複数のスイッチ素子と前記出力制御スイッチ素
   子の間に接続され前記選択的に出力された複数種類の電
   源を識別する電源識別手段と、この電源識別手段の出力
   と前記負荷識別手段の出力を比較してこれらの極性の変
   化が一致したときにのみ前記選択された電源からの通電
   を行うよう前記出力制御スイッチ素子を閉成制御する制
   御手段と、を備えることを特徴とする負荷制御装置。