JPH0654089A - 給電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は増設してもピーク電流の増大を抑制で
きるようにした給電装置を提供することを目的とする。 【構成】電源装置の出力を線路に供給すると共に、負荷
側にはこの線路より電源の供給を受けて電源コンデンサ
に電荷を充電し、この充電電荷を電源として利用する受
電手段を設けて構成される給電装置において、受電手段
を複数並列に設ける場合には各受電手段BR1,ER1,ER2 に
は自己の電源コンデンサ22,32,42の充電電圧を検出して
所定値に達すると動作する検知手段D1,D2,D3を設け、受
電手段のうち、一つを除く他には自己の電源コンデンサ
と前記線路とを接離すると共に検知手段の動作時に閉路
する開閉手段を設け、各開閉手段は前記複数の検知手段
のうち、それぞれ異なる特定の所定の検知手段と対応さ
せ、その検知手段の動作時に閉路する構成とすることを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は線路を用いて負荷に給電
する給電装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電話網においては、線路に直流電力が供
給されているため、端末で必要とする電力をこの線路に
給電されている電力より得るようにするものが多い。

【０００３】従来のこの種の給電装置では受電装置にお
いて基本機能のみが要求される場合には、基本受電部の
みで構成され、各種の拡張機能が要求される場合にはそ
れらの機能を有する増設受電部が給電線路に対して基本
受電部と並列に接続されるだけの構成となっていた。図
３、図４は従来のこの種装置の一例を示すブロック図で
あり、以下、このブロック図を参照して従来技術を説明
する。

【０００４】図３は基本機能のみが要求されている受電
装置を想定した場合の給電装置の構成例であり、この場
合、受電装置側は基本受電部のみで構成される。図３に
おいて、ＰＳ１は所定の給電電圧Ｖ１を発生する直流電
源と、出力インピーダンスＺ１を持つ送電装置であり、
ＰＲ２はＬ１なるインダクタンスを有する非容量性負荷
２１にＣ１なる容量を持つ電源コンデンサ２２が並列に
接続された基本受電部ＢＲ１のみで構成される受電装置
である。

【０００５】送電装置ＰＳ１からの電源出力は給電線路
Ｗ１に供給され、受電装置ＰＲ２はこの給電線路Ｗ１か
ら電源の供給を受けるものである。Ｊ１は受電装置ＰＲ
２と給電線路Ｗ１の接続部である。本装置では基本受電
部ＢＲ１の電源コンデンサ２２に充電される電荷を負荷
側の電源として使用する。

【０００６】このような構成において、受電装置ＰＲ２
を給電線路Ｗ１から切り離してある状態から給電線路Ｗ
１に接続すると、突入電流が流れるが、この電流が最大
になるのは給電線路Ｗ１のインピーダンスが“０”、す
なわち、給電線路長が“０”のときであり、このときの
電流波形は主に直流電源１１の出力電圧Ｖ１と出力イン
ピーダンスＺ１および受電装置ＰＲ２における基本受電
部ＢＲ１の電源コンデンサ２２の容量Ｃ１によって決定
され、一般に、非容量性負荷２１に流れる電流は容量Ｃ
１なる容量の電源コンデンサ２２に流れる電流に比べる
と無視できる。

【０００７】このとき、出力インピーダンスＺ１が抵抗
分Ｒしか持たない場合には突入電流のピーク値はＶ１／
Ｒで表わされるが、一般に、抵抗Ｒは非常に小さい値で
あるため、このときの電流値は非常に大きくなる。そこ
で、出力インピーダンスＺ１にインダクタンス成分を持
たせ、これにより、ピーク値を抑えるようにする。

【０００８】出力インピーダンスＺ１が抵抗分Ｒしか持
たない場合の電流波形を図５にＩ１で、また、出力イン
ピーダンスＺ１にインダクタンス成分を持たせた場合の
電流波形を図５にＩ２として示す。

【０００９】次に受電装置に各種の拡張機能が要求され
る場合の例を図４に示す。この場合は受電装置に増設受
電部が付加される。図を説明すると、ＰＲ３は受電装置
であり、この受電装置ＰＲ３は基本受電部ＢＲ１´にＬ
２なるインダクタンス成分の非容量性負荷３１およびＣ
２なる容量の電源コンデンサ３２の並列回路からなる第
１の増設受電部ＥＲ１´と、Ｌ３なるインダクタンス成
分の非容量性負荷４１およびＣ３なる容量の電源コンデ
ンサ４２の並列回路からなる第２の増設受電部ＥＲ２´
を並列に接続したものである。そして、各電源コンデン
サ２２，３２，４２の充電電荷を負荷側の電源として使
用する。

【００１０】この場合、Ｃ１のみの容量の図３の構成に
比べて図４の構成では容量はＣ１＋Ｃ２＋Ｃ３に増えて
いるため、送電装置ＰＳ１が図３と同一のインダクタン
ス成分を有していても、突入電流のピーク値は大きくな
る。このときの電流波形を図５にＩ３で示す。この傾向
は増設受電部が増える程、大きくなる。

【００１１】つまり、従来の給電装置によると、突入電
流のピーク値は増設受電部の数が増す毎に大きくなる。
この特性は多機能化・小形化を目的として送電装置回路
のモノリシックＩＣ（集積回路）化をするにあたり、大
きな問題を残す。すなわち、モノリシックＩＣを設計す
る際、出力段のトランジスタの大きさの決定は出力電流
の最大値によるところが大きいからである。

【００１２】従って、送電装置の回路をＩＣ化し、その
チップの小形化を図るためには突入電流をできるだけ、
低く抑える必要がある。ところが、上述の如く、従来の
給電装置では機能拡張等にために、受電部を増設すると
突入電流が大きくなってしまう。このため、給電を行う
送電装置の回路設計にあたっては負荷となる受電装置の
最大増設時を前提とした突入電流値での設計が必要にな
るが、これは基本受電部のみの構成の場合、全くオーバ
ーマージンとなり、不経済である。

【００１３】特にこの種の装置の利用形態を考えてみる
と、内線電話端末では殆どの場合が基本受電部のみの構
成で良く、受電部の増設が一部の特殊な機能追加のため
だけの場合、そのデメリットは格段に大きくなる。ま
た、上記の設計では、後から増設の最大構成をより大き
なものに変更することが非常に困難である。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来の装
置では基本受電部と増設受電部を並列に接続するだけの
構成になっているため、受電部の増設に伴い、受電装置
接続時の突入電流が増加することになり、送電回路の効
率的なＩＣ化が困難になる。そのため、受電部の増設に
よる突入電流のピーク値の増大を防止できるようにする
技術の開発が嘱望されている。そこで、この発明の目的
とするところは、受電部を増設してもピーク電流の増大
を抑制できるようにした給電装置を提供することにあ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は次のように構成する。すなわち、電源装置
の出力を線路に供給すると共に、負荷側にはこの線路よ
り電源の供給を受けて電源コンデンサに電荷を充電し、
この充電電荷を負荷の電源として利用する受電手段を設
けて構成される給電装置において、受電手段を複数並列
に設ける場合には各受電手段には自己の電源コンデンサ
の充電電圧を検出して所定値に達すると動作する検知手
段を設け、受電手段のうち、一つを除く他には自己の電
源コンデンサと前記線路とを接離すると共に検知手段の
動作時に閉路する開閉手段を設け、各開閉手段は前記複
数の検知手段のうち、それぞれ異なる特定の所定の検知
手段と対応させ、その検知手段の動作時に閉路する構成
とすることを特徴とする。

【００１６】

【作用】このような構成において、受電手段を複数並列
に設けた場合には各受電手段が同時に線路に接続された
としても、受電手段のうち、一つを除く他には自己の電
源コンデンサと前記線路とを接離すると共に検知手段の
動作時に閉路する開閉手段が設けてあり、各開閉手段は
前記複数の検知手段のうち、それぞれ異なる特定の所定
の検知手段と対応させてあるので、その対応する検知手
段が検知する対象の電源コンデンサが所定の充電電圧に
達しないと動作しないことから、開閉手段を有する受電
手段は線路からの給電は受けられない。そして、開閉手
段を持たない受電手段のみが線路からの給電を受け、そ
の電源コンデンサは充電され、やがて充電電荷が所定値
に達すると当該受電手段の検知手段が動作して、この検
知手段に対応する開閉手段を持つ受電手段が線路からの
給電を受ける。

【００１７】そして、その受電手段の電源コンデンサは
充電され、やがて充電電荷が所定値に達すると当該受電
手段の検知手段が動作して、この検知手段に対応する開
閉手段を持つ受電手段が線路からの給電を受ける。

【００１８】このように、受電手段を線路に接続すると
まず一つの受電手段の電源コンデンサの充電が行われ、
その後、一つづつ残りの受電手段の電源コンデンサの充
電を行うようにしたので、同時に複数の受電手段の電源
コンデンサの充電を零から開始すると云う事態は無くな
り、電源コンデンサの充電を零から開始されるのは一つ
のみとなるので、受電手段を増設しても電源コンデンサ
の充電に伴うピーク電流の増大を防止できる。

【００１９】従って、受電手段の線路からの給電開始時
に各受電手段を一つづつ、順に充電を行うようにしてい
るので、受電手段の増設による突入電流のピーク値の増
大を防止できることから、給電側の送電回路をＩＣ化す
るにあたり、負荷ピーク電流値を受電手段の最大増設数
を考慮して設計する必要が無くなる等、従来、深刻な課
題となっていた突入電流のピーク値の問題を解消できる
給電装置を提供できる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照して説明する。

【００２１】図１は本発明の一実施例を示すブロック図
である。図１において、ＰＳ１は給電電圧Ｖ１の直流電
源１１、Ｚ１なるインピーダンスを持つ出力インピーダ
ンス１２を有する送電装置であり、この送電装置ＰＳ１
は基本受電部ＢＲ１と第１の増設受電部ＥＲ１と、第２
の増設受電部ＥＲ２からなる受電装置ＰＲ１に線路Ｗ１
を介して直流電源出力を供給する。

【００２２】ここで基本受電部ＢＲ１はＬ１なるインダ
クタンス成分の非容量性負荷２１とＣ１なる容量の電源
コンデンサ２２およびこの電源コンデンサ２２の両端の
電圧が予め定めた所定の値（設定値）を越えたことを検
出する検出回路Ｄ１を並列に接続して構成してある。

【００２３】第１の増設受電部ＥＲ１はＬ２なるインダ
クタンス成分の非容量性負荷３１とＣ２なる容量の電源
コンデンサ３２およびこの電源コンデンサ３２の両端の
電圧が予め定めた所定の値（設定値）を越えたことを検
出する検出回路Ｄ２を並列に接続して構成してある。ま
た、第２の増設受電部ＥＲ２はＬ３なるインダクタンス
の非容量性負荷４１とＣ３なる容量の電源コンデンサ４
２およびこの電源コンデンサ４２の両端の電圧が予め定
めた所定の値（設定値）を越えたことを検出する検出回
路Ｄ３を並列に接続して構成してある。

【００２４】また、第１の増設受電部ＥＲ１には検出回
路Ｄ１の出力により制御される受電入力切断手段ＳＷ１
が線路Ｗ１と電源コンデンサ３２との間に設けてあり、
受電入力切断手段ＳＷ１がオフになると第１の増設受電
部ＥＲ１の電源供給は断となり、受電入力切断手段ＳＷ
１がオンになると第１の増設受電部ＥＲ１の電源供給が
成される構成となっている。

【００２５】また、第２の増設受電部ＥＲ２では検出回
路Ｄ２の出力により制御される受電入力切断手段ＳＷ２
が線路とコンデンサ４２との間に設けてあり、受電入力
切断手段ＳＷ２がオフになると第２の増設受電部ＥＲ２
の電源供給は断となり、受電入力切断手段ＳＷ２がオン
になると第２の増設受電部ＥＲ２の電源供給が成される
構成となっている。また、Ｊ１は給電線路Ｗ１と受電装
置ＰＲ１の接続部である。また、各電源コンデンサ２
２，３２，４２の充電電荷を負荷側の電源として使用す
る。ここで、受電装置ＰＲ１を給電線路Ｗ１から切り離
しておいた状態で給電線路Ｗ１に接続すると、以下のよ
うに動作する。

【００２６】給電線路Ｗ１に受電装置ＰＲ１を接続する
と、接続初期の段階では突入電流が流れる。この突入電
流が最大になる条件は給電線路Ｗ１の線路長が“０”の
場合であるので、そのように仮定する。

【００２７】受電装置ＰＲ１を給電線路Ｗ１に接続した
時点では受電入力切断手段ＳＷ１および受電入力切断手
段ＳＷ２は開放されるようになっており、このため、送
電装置ＰＳ１には基本受電部ＢＲ１のみが負荷としてか
かっていることになる。

【００２８】従って、このときの突入電流は従来例にお
いて基本受電部のみの構成（図３）時の電流（Ｉ２）と
同一波形となる。基本受電部ＢＲ１の電源コンデンサ２
２が充電されるにつれて、電源コンデンサ２２の端子間
電圧が上昇し、ある一定値を越えると検出回路Ｄ１が動
作して受電入力切断手段ＳＷ１をオンする。これが図５
に示すＴ１の点である。

【００２９】この時点から送電装置ＰＳ１には基本受電
部ＢＲ１と第１の増設受電部ＥＲ１が並列の負荷として
かかるため、再びコンデンサへの充電電流が増加する
が、第１の増設受電部ＥＲ１の電源コンデンサ３２への
充電には基本受電部ＢＲ１のコンデンサ２２からの放電
分が加算されるため、電流のピーク値はあまり上がらな
い。

【００３０】その後、電源コンデンサ２２と電源コンデ
ンサ３２の充電が進み、充電電圧が上昇するので、その
充電電圧が所定電圧に達した時点で、すなわち、上記同
様に図５に示すＴ２において、第１の増設受電部ＥＲ１
の検出回路Ｄ２が動作し、受電入力切断手段ＳＷ２をオ
ンする。

【００３１】これにより、次の第２の増設受電部ＥＲ２
が充電開始となり、この時点から送電装置ＰＳ１には基
本受電部ＢＲ１と第１の増設受電部ＥＲ１および第２の
増設受電部ＥＲ２が並列の負荷としてかかることにな
る。

【００３２】そして、再びコンデンサへの充電電流が増
加するが、第２の増設受電部ＥＲ２の電源コンデンサ４
２への充電には基本受電部ＢＲ１の電源コンデンサ２２
からの放電分および第１の増設受電部ＥＲ１の電源コン
デンサ３２の放電分が加算されるため、電流のピーク値
はあまり上がらない。

【００３３】その後、電源コンデンサ２２と電源コンデ
ンサ３２および電源コンデンサ４２の充電が進み、充電
電圧が上昇するので、その充電電圧が所定電圧に達した
時点で第２の増設受電部ＥＲ２の検出回路Ｄ３が動作す
る。

【００３４】このように並列接続された複数の受電部は
接続初期時は一つのみが給電線路Ｗ１に接続され、一つ
ずつ所定の充電電圧になる毎に給電線路Ｗ１に並列接続
されるような構成となっているため、受電部を増設して
も突入電流のピーク値は増大することがない。

【００３５】図２は上記実施例の検出回路Ｄ１および受
電入力切断手段ＳＷ１の具体例を示す回路図である。図
において、Ｒ１は電流制限用抵抗、ＰＭＲ１は光スイッ
チ、ＺＤ１はツェナーダイオードであり、これらは直列
接続され、電源コンデンサ２２に並列に接続される。光
スイッチＰＭＲ１の開閉接点は受電入力切断手段ＳＷ１
として使用される。

【００３６】ここで電源コンデンサ２２の端子間電圧が
低い間は、すなわち、ツェナーダイオードＺＤ１のツェ
ナー電位に達しない段階では電流が流れないので、光ス
イッチＰＭＲ１（ＳＷ１）はオフ状態である。

【００３７】充電が進み、電源コンデンサ２２の端子間
電圧が増大して、ツェナーダイオードＺＤ１のツェナー
電位およびに達し、電流制限用抵抗Ｒ１を介してツェナ
ーダイオードＺＤ１に電流が流れ、光スイッチＰＭＲ１
の入力段のダイオードが動作領域に達する電流が供給さ
れるようになると、光スイッチＰＭＲ１の開閉接点がオ
ンし（ＳＷ１がオンし）、電源コンデンサ３２の充電が
開始される。このようにして、所定の充電電圧に達する
と動作して受電入力切断手段を動作させる検出回路が得
られる。なお、検出回路Ｄ２，Ｄ３も同様の構成であ
る。

【００３８】このように本システムは、電源装置の出力
を線路に供給すると共に、負荷側にはこの線路より電源
の供給を受けて電源コンデンサに電荷を充電し、この充
電電荷を負荷の電源として利用する受電手段を設けて構
成される給電装置において、受電手段を複数並列に設け
る場合には各受電手段には自己の電源コンデンサの充電
電圧を検出して所定値に達すると動作する検知手段を設
け、受電手段のうち、一つを除く他には自己の電源コン
デンサと前記線路とを接離すると共に検知手段の動作時
に閉路する開閉手段を設け、各開閉手段は前記複数の検
知手段のうち、それぞれ異なる特定の所定の検知手段と
対応させ、その検知手段の動作時に閉路する構成とした
ものである。

【００３９】そして、このような構成において、受電手
段を複数並列に設けた場合には各受電手段が同時に線路
に接続されたとしても、受電手段のうち、一つを除く他
には自己の電源コンデンサと前記線路とを接離すると共
に検知手段の動作時に閉路する開閉手段が設けてあり、
各開閉手段は前記複数の検知手段のうち、それぞれ異な
る特定の所定の検知手段と対応させてあるので、その対
応する検知手段が検知する対象の電源コンデンサが所定
の充電電圧に達しないと動作しないことから、開閉手段
を有する受電手段は線路からの給電は受けられない。

【００４０】そして、開閉手段を持たない受電手段のみ
が線路からの給電を受け、その電源コンデンサは充電さ
れ、やがて充電電荷が所定値に達すると当該受電手段の
検知手段が動作して、この検知手段に対応する開閉手段
を持つ受電手段が線路からの給電を受け、そして、その
受電手段の電源コンデンサは充電され、やがて充電電荷
が所定値に達すると当該受電手段の検知手段が動作し
て、この検知手段に対応する開閉手段を持つ受電手段が
線路からの給電を受けると云った動作をするものであ
る。

【００４１】このように、受電手段を線路に接続すると
まず一つの受電手段の電源コンデンサの充電が行われ、
その後、一つづつ残りの受電手段の電源コンデンサの充
電を行うようにしたので、同時に複数の受電手段の電源
コンデンサの充電を零から開始すると云う事態は無くな
り、電源コンデンサの充電を零から開始されるのは一つ
のみとなるので、受電手段を増設しても電源コンデンサ
の充電に伴うピーク電流の増大を防止できる。

【００４２】このように、受電手段の線路からの給電開
始時に各受電手段を一つづつ、順に充電を行うようにし
ているので、受電手段の増設による突入電流のピーク値
の増大を防止できることから、給電側の送電回路をＩＣ
化するにあたり、負荷ピーク電流値を受電手段の最大増
設数を考慮して設計する必要が無くなる等、従来、深刻
な課題となっていた突入電流のピーク値の問題を解消で
きる給電装置を提供できる。なお、本発明は上記し、且
つ、図面に示す実施例に限定することなくその要旨を変
更しない範囲内で適宜変形して実施し得ることはもちろ
んである。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、受電装置接続時に
一つずつ受電手段の電源コンデンサを充電しするように
してたので、受電手段の増設による突入電流の最大値の
増大を防止することができ、従って、ＩＣ化に適した給
電装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全体構成を示すブロック
図。

【図２】図１における検出回路の構成を示す回路図。

【図３】従来例を示すブロック図。

【図４】従来例を示すブロック図。

【図５】従来例および本発明の実施例における動作特性
を説明するための図。

【符号の説明】

ＰＳ１…送電装置、１１…直流電源、１２…出力インピ
ーダンス、ＢＲ１…基本受電部、ＥＲ１…第１の増設受
電部、ＥＲ２…第２の増設受電部、ＰＲ１…受電装置、
Ｗ１…線路、２１，３１，４１…非容量性負荷，２２，
３２，４２…電源コンデンサ、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３…検出
回路、ＳＷ１，ＳＷ２…受電入力切断手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源装置の出力を線路に供給すると共
   に、負荷側にはこの線路より電源の供給を受けて電源コ
   ンデンサに電荷を充電し、この充電電荷を負荷の電源と
   して利用する受電手段を設けて構成される給電装置にお
   いて、 受電手段を複数並列に設ける場合には各受電手段には自
   己の電源コンデンサの充電電圧を検出して所定値に達す
   ると動作する検知手段を設け、受電手段のうち、一つを
   除く他には自己の電源コンデンサと前記線路とを接離す
   ると共に検知手段の動作時に閉路する開閉手段を設け、
   各開閉手段は前記複数の検知手段のうち、それぞれ異な
   る特定の所定の検知手段と対応させ、その検知手段の動
   作時に閉路する構成とすることを特徴とする給電装置。