WO2020165943A1

WO2020165943A1 - 給電装置および電力供給システム

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Publication number: WO2020165943A1
Application number: PCT/JP2019/004851
Authority: WO
Inventors: 哲石坂; 洋人小川; 智章田中; 井上　志郎
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2019-02-12
Filing date: 2019-02-12
Publication date: 2020-08-20
Also published as: JPWO2020165943A1

Abstract

専用外部電源（１２０）から第１の電力の供給を受け、ＬＡＮケーブル（３００）を介して受電装置（２００）に第１の電力を供給する給電装置（１００）であって、専用外部電源（１２０）の異常を検知する異常検知部（１０１）と、異常検知部（１０１）で専用外部電源（１２０）の異常が検知された場合、給電装置（１００）で使用される電力を供給する電源回路（１０２）から供給された電力の電圧を第１の電力の電圧に変換し、第２の電力を生成する補助電源部（１０３）と、異常検知部（１０１）で専用外部電源（１２０）の異常が検知されていない場合は第１の電力を受電装置（２００）に供給し、異常検知部（１０１）で専用外部電源（１２０）の異常が検知された場合は第２の電力を受電装置（２００）に供給する給電切替部（１０４）と、を備える。

Description

給電装置および電力供給システム

　本発明は、受電装置に電力を供給する給電装置および電力供給システムに関する。

　近年、ファクトリーオートメーション機器（以下、ＦＡ（Factory　Automation）機器と称する）で構成されるイーサネット（登録商標）システムにおいて、遠隔地からＦＡ機器に電力を供給する遠隔給電を実現するシステムが導入されている。また、システムの運用において、高い信頼性が求められている。特許文献１には、ＰｏＥ(Power　over　Ethernet（登録商標）)機能を有する給電装置は、停電が発生すると補助電源で受電装置への電力の供給を継続するとともに、受電装置へ停電を通知し、受電装置のシャットダウンが完了すると補助電源の出力を停止する技術が開示されている。

特開２０１０－３９７３４号公報

　しかしながら、特許文献１に記載の給電装置は、停電時に受電装置に電力を供給するための補助電源が別途必要であり、装置が大型化してしまう、という問題があった。

　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、装置の大型化を抑制しつつ、外部電源に異常があった場合でも受電装置に電力を供給可能な給電装置を得ることを目的とする。

　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、外部電源から第１の電力の供給を受け、接続線を介して受電装置に第１の電力を供給する給電装置である。給電装置は、外部電源の異常を検知する異常検知部と、異常検知部で外部電源の異常が検知された場合、給電装置で使用される電力を供給する電源回路から供給された電力の電圧を第１の電力の電圧に変換し、第２の電力を生成する補助電源部と、異常検知部で外部電源の異常が検知されていない場合は第１の電力を受電装置に供給し、異常検知部で外部電源の異常が検知された場合は第２の電力を受電装置に供給する給電切替部と、を備えることを特徴とする。

　本発明にかかる給電装置は、装置の大型化を抑制しつつ、外部電源に異常があった場合でも受電装置に電力を供給できる、という効果を奏する。

実施の形態１に係る電力供給システムの構成例を示す図実施の形態１に係る給電装置が受電装置に電力を供給する動作を示すフローチャート実施の形態１に係る給電装置が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで構成する場合の例を示す図実施の形態１に係る給電装置が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図実施の形態２に係る電力供給システムの構成例を示す図実施の形態２に係る給電装置が受電装置に電力を供給し、異常検知時に受電装置を停止させる動作を示すフローチャート実施の形態２に係る受電装置が給電装置から停止処理手続を受信したときの動作を示すフローチャート実施の形態３に係る電力供給システムの構成例を示す図実施の形態３に係る給電装置が専用外部電源の異常の検知結果に応じて受電装置に電力を供給する動作を示すフローチャート実施の形態３に係る受電装置が給電装置から実行中タスク通知依頼を受信したときの動作を示すフローチャート

　以下に、本発明の実施の形態に係る給電装置および電力供給システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１に係る電力供給システム４００の構成例を示す図である。電力供給システム４００は、給電装置１００と、受電装置２００と、を備える。給電装置１００は、受電装置２００に電力を供給するＰＳＥ（Power　Sourcing　Equipment）である。受電装置２００は、給電装置１００から電力の供給を受けるＰＤ（Powered　Device）である。給電装置１００と受電装置２００とは、ＬＡＮ（Local　Area　Network）ケーブル３００によって接続されている。ＬＡＮケーブル３００は、給電装置１００と受電装置２００との間で送受信される信号を伝送するとともに、給電装置１００から受電装置２００に電力を供給する接続線である。図１では、給電装置１００がＬＡＮケーブル３００を介して１つの受電装置２００と接続しているが一例であり、これに限定されない。給電装置１００は、複数の受電装置２００と接続することが可能である。

　電力供給システム４００において、給電装置１００は、専用外部電源１２０と接続し、専用外部電源１２０から電力の供給を受ける。専用外部電源１２０は、給電装置１００に電力を供給する外部電源である。給電装置１００は、ＬＡＮケーブル３００を介して受電装置２００に電力を供給する。電力供給システム４００は、ＩＥＥＥ（Institute　of　Electrical　and　Electronics　Engineers）８０２．３ａｆ、ＩＥＥＥ８０２．３ａｔなどで規格化されているＰｏＥ、すなわちイーサネットのシステムである。電力供給システム４００は、例えば、ＰＳＥ　１０ＢＡＳＥ－Ｔ／１００ＢＡＳＥ－ＴＸネットワークのシステムである。

　給電装置１００の構成について説明する。給電装置１００は、異常検知部１０１と、電源回路１０２と、補助電源部１０３と、給電切替部１０４と、通信部１０５と、パルストランス（以下、ＰＴ（Pulse　Transformers）と称する）１０６と、ジャック１０７と、を備える。

　異常検知部１０１は、専用外部電源１２０の異常を検知する。専用外部電源１２０の異常とは、例えば、専用外部電源１２０の停電、専用外部電源１２０から供給される電力の値の異常などである。異常検知部１０１は、専用外部電源１２０から給電切替部１０４に供給される電力を監視することで、専用外部電源１２０の異常を検知する。

　電源回路１０２は、給電装置１００で使用される電力を供給する。電源回路１０２は、例えば、図示しない商用電源から給電装置１００の各構成要素で使用される電力を生成する回路、蓄電池などである。

　補助電源部１０３は、異常検知部１０１で専用外部電源１２０の異常が検知された場合、給電装置１００で使用される電力を供給する電源回路１０２から供給された電力の電圧を、専用外部電源１２０から供給される電力の電圧と同じ電圧に変換し、専用外部電源１２０から供給される電力と同じ電圧の電力を生成する。補助電源部１０３は、生成した電力を給電切替部１０４に供給する。補助電源部１０３は、電力の電圧を変換可能な電圧変換回路であり、具体的には、後述するように電圧を高くする昇圧回路である。

　給電切替部１０４は、専用外部電源１２０から供給される電力、または補助電源部１０３で生成された電力をＰＴ１０６に出力するスイッチである。具体的には、給電切替部１０４は、異常検知部１０１で専用外部電源１２０の異常が検知されていない場合、専用外部電源１２０から供給される電力を、ＰＴ１０６、ジャック１０７、およびＬＡＮケーブル３００を介して受電装置２００に供給する。給電切替部１０４は、異常検知部１０１で専用外部電源１２０の異常が検知された場合、補助電源部１０３で生成され、補助電源部１０３から供給される電力を、ＰＴ１０６、ジャック１０７、およびＬＡＮケーブル３００を介して受電装置２００に供給する。以降の説明において、専用外部電源１２０から供給される電力を第１の電力と称し、補助電源部１０３で生成され、補助電源部１０３から供給される電力を第２の電力と称することがある。

　通信部１０５は、ＰＴ１０６、ジャック１０７、およびＬＡＮケーブル３００を介して受電装置２００と通信を行う通信装置である。通信部１０５は、給電装置１００からの信号を、ＰＴ１０６、ジャック１０７、およびＬＡＮケーブル３００を介して送信し、受電装置２００から送信される信号を、ＬＡＮケーブル３００、ジャック１０７、およびＰＴ１０６を介して受信する。ＰＴ１０６は、パルス波形の電圧、交流信号などを伝送する。ジャック１０７は、ＬＡＮケーブル３００が接続されるインタフェースである。

　受電装置２００の構成について説明する。受電装置２００は、ジャック２０１と、ＰＴ２０２と、通信部２０３と、給電回路２０４と、を備える。ジャック２０１は、ＬＡＮケーブル３００が接続されるインタフェースである。ＰＴ２０２は、パルス波形の電圧、交流信号などを伝送する。通信部２０３は、ＰＴ２０２、ジャック２０１、およびＬＡＮケーブル３００を介して給電装置１００と通信を行う通信装置である。通信部２０３は、受電装置２００からの信号を、ＰＴ２０２、ジャック２０１、およびＬＡＮケーブル３００を介して送信し、給電装置１００から送信される信号を、ＬＡＮケーブル３００、ジャック２０１、およびＰＴ２０２を介して受信する。給電回路２０４は、給電装置１００から供給された電力を、図示しない受電装置２００の構成要素に供給する回路である。

　つづいて、給電装置１００の動作について説明する。図２は、実施の形態１に係る給電装置１００が受電装置２００に電力を供給する動作を示すフローチャートである。給電装置１００において、異常検知部１０１は、専用外部電源１２０の異常を検知したか否かを判定する（ステップＳ１）。異常検知部１０１は、専用外部電源１２０の異常を検知した場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、補助電源部１０３に対して、起動または活性化のための電気信号を伝達し、電圧変換を指示する（ステップＳ２）。ここで、起動とは、補助電源部１０３がコールドスタンバイからの動作すなわち電圧変換の開始を意味し、活性化とは、補助電源部１０３がホットスタンバイからの動作すなわち電圧変換の開始を意味する。また、異常検知部１０１は、専用外部電源１２０の異常を検知したことを給電切替部１０４に通知する。

　補助電源部１０３は、異常検知部１０１から起動または活性化のための電気信号が伝達されると、電源回路１０２から供給される電力の電圧を、給電装置１００で使用される電力の電圧から、ＰｏＥ電源電圧すなわち専用外部電源１２０から供給され受電装置２００で使用される電力の電圧に変換する（ステップＳ３）。具体的には、ＰｏＥ電源電圧は４８Ｖであり、ＰＬＣ（Programmable　Logic　Controller）などの情報処理装置に実装される給電装置１００の電源回路１０２から供給される電圧の方が小さいと考えられる。そのため、補助電源部１０３は、電源回路１０２から供給される電圧をＰｏＥ電源電圧の４８Ｖに昇圧可能な昇圧回路を備える。

　なお、補助電源部１０３は、急速な受電装置２００への電力の供給を可能とするため、蓄電機能を有するキャパシタを出力端に配置してもよい。キャパシタの容量は、補助電源部１０３が受電装置２００に電力の供給を開始し、十分な電流容量を得るまでの間に受電装置２００が規定された動作が可能なように決定される。なお、キャパシタについては、補助電源部１０３の出力端ではなく、補助電源部１０３と給電切替部１０４との間、または給電切替部１０４とＰＴ１０６との間に配置されてもよい。

　給電切替部１０４は、異常検知部１０１からの通知に基づいて、補助電源部１０３から供給された第２の電力を受電装置２００に供給する（ステップＳ４）。

　異常検知部１０１は、専用外部電源１２０の異常を検知していない場合（ステップＳ１：Ｎｏ）、専用外部電源１２０の異常を検知していないことを給電切替部１０４に通知する。給電切替部１０４は、異常検知部１０１からの通知に基づいて、専用外部電源１２０から供給された第１の電力を受電装置２００に供給する（ステップＳ５）。

　つづいて、給電装置１００のハードウェア構成について説明する。給電装置１００において、電源回路１０２、補助電源部１０３、給電切替部１０４、通信部１０５、ＰＴ１０６、およびジャック１０７の各構成は前述の通りである。異常検知部１０１は、処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。

　図３は、実施の形態１に係る給電装置１００が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで構成する場合の例を示す図である。処理回路がプロセッサ９１およびメモリ９２で構成される場合、給電装置１００の処理回路の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ９２に格納される。処理回路では、メモリ９２に記憶されたプログラムをプロセッサ９１が読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、処理回路は、給電装置１００の処理が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ９２を備える。また、これらのプログラムは、給電装置１００の手順および方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。

　ここで、プロセッサ９１は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはＤＳＰ（Digital　Signal　Processor）などであってもよい。また、メモリ９２には、例えば、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable　Programmable　ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically　ＥＰＲＯＭ）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはＤＶＤ（Digital　Versatile　Disc）などが該当する。

　図４は、実施の形態１に係る給電装置１００が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図である。処理回路が専用のハードウェアで構成される場合、図４に示す処理回路９３は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）、ＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。給電装置１００の各機能を機能別に処理回路９３で実現してもよいし、各機能をまとめて処理回路９３で実現してもよい。

　なお、給電装置１００の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、処理回路は、専用のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。

　受電装置２００のハードウェア構成について、受電装置２００において、ジャック２０１、ＰＴ２０２、通信部２０３、および給電回路２０４の各構成は前述の通りである。

　以上説明したように、本実施の形態によれば、給電装置１００は、専用外部電源１２０において停電、電源異常などの異常を検知した場合、給電装置１００の内部で使用される電力を供給する電源回路１０２からの電力の電圧を、受電装置２００で使用される電力の電圧に変換して、受電装置２００に供給することとした。これにより、給電装置１００は、専用外部電源１２０の異常を検知した場合でも、受電装置２００への給電時間の確保のための大容量キャパシタなどを備えることなく、すなわち装置の大型化を抑制しつつ、受電装置２００に電力の供給を継続することができる。

実施の形態２．
　実施の形態１では、給電装置１００は、専用外部電源１２０の異常を検知した場合、受電装置２００に電力の供給を継続していた。実施の形態２では、給電装置は、専用外部電源１２０の異常を検知した場合、受電装置に電力を供給した後、受電装置の動作を停止させる。実施の形態１と異なる部分について説明する。

　図５は、実施の形態２に係る電力供給システム４００ａの構成例を示す図である。電力供給システム４００ａは、図１に示す実施の形態１の電力供給システム４００に対して、給電装置１００および受電装置２００を給電装置１００ａおよび受電装置２００ａに置き換えたものである。

　給電装置１００ａの構成について説明する。給電装置１００ａは、異常検知部１０１ａと、電源回路１０２と、補助電源部１０３と、給電切替部１０４と、通信部１０５ａと、ＰＴ１０６と、ジャック１０７と、記憶部１０８と、信号処理部１０９と、を備える。

　異常検知部１０１ａは、実施の形態１の異常検知部１０１と同様の方法により専用外部電源１２０の異常を検知するが、検知結果を信号処理部１０９のみに出力する点が実施の形態１の異常検知部１０１と異なる。

　記憶部１０８は、給電装置１００ａに接続されている受電装置２００ａの停止処理手続が記憶されたメモリである。停止処理手続とは、受電装置２００ａが動作を停止する際に実施する停止処理の手順を示すデータである。

　信号処理部１０９は、異常検知部１０１ａから専用外部電源１２０の異常が検知されたことを示す検知結果を取得した場合、補助電源部１０３に対して、起動または活性化のための電気信号を伝達し、電圧変換を指示する。起動または活性化のための電気信号は、実施の形態１において異常検知部１０１が補助電源部１０３に対して伝達していた電気信号と同様である。また、信号処理部１０９は、異常検知部１０１ａから専用外部電源１２０の異常が検知されたことを示す検知結果を取得した場合、記憶部１０８から停止処理手続を読み出し、通信部１０５ａに対して、停止処理手続を受電装置２００ａに送信することを指示する。信号処理部１０９は、異常検知部１０１ａで専用外部電源１２０の異常が検知されたか否かに係わらず、検知結果を給電切替部１０４に通知する。信号処理部１０９が給電切替部１０４に通知する内容は、実施の形態１において異常検知部１０１が給電切替部１０４に通知していた内容と同様である。

　通信部１０５ａは、実施の形態１の通信部１０５の機能に加えて、信号処理部１０９から停止処理手続の送信を指示された場合、ＰＴ１０６、ジャック１０７、およびＬＡＮケーブル３００を介して、停止処理手続を受電装置２００ａに送信する通信装置である。

　受電装置２００ａの構成について説明する。受電装置２００ａは、ジャック２０１と、ＰＴ２０２と、通信部２０３ａと、給電回路２０４と、信号処理部２０５と、を備える。通信部２０３ａは、実施の形態１の通信部２０３の機能に加えて、給電装置１００ａから、ＬＡＮケーブル３００、ジャック２０１、およびＰＴ２０２を介して停止処理手続を受信した場合、停止処理手続を信号処理部２０５に出力する通信装置である。信号処理部２０５は、給電装置１００ａから取得した停止処理手続を実行し、受電装置２００ａの動作を停止させる。

　つづいて、給電装置１００ａの動作について説明する。図６は、実施の形態２に係る給電装置１００ａが受電装置２００ａに電力を供給し、異常検知時に受電装置２００ａを停止させる動作を示すフローチャートである。給電装置１００ａにおいて、異常検知部１０１ａは、専用外部電源１２０の異常を検知したか否かを判定する。異常検知部１０１ａは、専用外部電源１２０の異常を検知したか否かを判定した検知結果を信号処理部１０９に出力する（ステップＳ１１）。

　信号処理部１０９は、検知結果が専用外部電源１２０の異常を検知したものであった場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、補助電源部１０３に対して、起動または活性化のための電気信号を伝達し、電圧変換を指示する（ステップＳ１３）。また、信号処理部１０９は、専用外部電源１２０で異常が検知されたことを給電切替部１０４に通知する。

　補助電源部１０３は、信号処理部１０９から起動または活性化のための電気信号が伝達されると、電源回路１０２から供給される電力の電圧を、給電装置１００ａで使用される電力の電圧から、ＰｏＥ電源電圧、すなわち専用外部電源１２０から供給され受電装置２００ａで使用される電力の電圧に変換する（ステップＳ１４）。給電切替部１０４は、信号処理部１０９からの通知に基づいて、補助電源部１０３から供給された第２の電力を受電装置２００ａに供給する（ステップＳ１５）。

　信号処理部１０９は、記憶部１０８から停止処理手続を読み出し、通信部１０５ａに対して、停止処理手続の送信を指示する（ステップＳ１６）。通信部１０５ａは、信号処理部１０９からの指示に基づいて、停止処理手続を受電装置２００ａに送信する（ステップＳ１７）。

　信号処理部１０９は、受電装置２００ａが動作を停止後、補助電源部１０３に対して、停止または不活性化のための電気信号を伝達し、電圧変換の停止を指示する（ステップＳ１８）。信号処理部１０９は、受電装置２００ａから動作を停止する直前に送信された信号によって受電装置２００ａが動作を停止したと判断してもよいし、停止処理手続を送信してから停止処理手続に対して規定された時間経過後に受電装置２００ａが動作を停止したと判断してもよい。補助電源部１０３は、異常検知部１０１ａから停止または不活性化のための電気信号が伝達されると、電圧変換を停止する（ステップＳ１９）。給電切替部１０４は、補助電源部１０３から第２の電力が供給されなくなるため、第２の電力の供給を停止する（ステップＳ２０）。

　信号処理部１０９は、検知結果が専用外部電源１２０の異常を検知していないものであった場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、専用外部電源１２０で異常が検知されていないことを給電切替部１０４に通知する。給電切替部１０４は、信号処理部１０９からの通知に基づいて、専用外部電源１２０から供給された第１の電力を受電装置２００ａに供給する（ステップＳ２１）。

　なお、給電装置１００ａは、ステップＳ１３からステップＳ１５の動作、およびステップＳ１６からステップＳ１７の動作を並行して行ってもよい。

　つぎに、受電装置２００ａの動作について説明する。図７は、実施の形態２に係る受電装置２００ａが給電装置１００ａから停止処理手続を受信したときの動作を示すフローチャートである。受電装置２００ａにおいて、通信部２０３ａは、給電装置１００ａから停止処理手続を受信すると（ステップＳ３１）、停止処理手続を信号処理部２０５に出力する。信号処理部２０５は、給電装置１００ａから電力の供給を受けているうちに停止処理手続を実行し（ステップＳ３２）、受電装置２００ａの動作を停止させる（ステップＳ３３）。なお、信号処理部２０５は、受電装置２００ａの動作を停止する直前、通信部２０３ａに対して、受電装置２００ａが動作を停止することを示す信号を給電装置１００ａに送信するよう指示してもよい。この場合、通信部２０３ａは、受電装置２００ａが動作を停止することを示す信号を給電装置１００ａに送信する。

　つづいて、給電装置１００ａのハードウェア構成について説明する。給電装置１００ａにおいて、通信部１０５ａは通信装置である。記憶部１０８はメモリである。異常検知部１０１ａおよび信号処理部１０９は、処理回路により実現される。処理回路は、実施の形態１と同様、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。

　受電装置２００ａのハードウェア構成について、受電装置２００ａにおいて、通信部２０３ａは通信装置である。信号処理部２０５は、処理回路により実現される。処理回路は、給電装置１００，１００ａなどと同様、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。

　以上説明したように、本実施の形態によれば、給電装置１００ａは、専用外部電源１２０の異常を検知した場合、給電装置１００ａの内部で使用される電力を供給する電源回路１０２からの電力の電圧を、受電装置２００ａで使用される電力の電圧に変換して、受電装置２００ａに供給する。また、給電装置１００ａは、専用外部電源１２０の異常を検知した場合、受電装置２００ａに停止処理手続を送信し、受電装置２００ａを停止させる。受電装置２００ａは、給電装置１００ａから停止処理手続を受信した場合、停止処理手続を実行して停止する。給電装置１００ａは、受電装置２００ａの停止後に受電装置２００ａへの電力の供給を停止する。これにより、給電装置１００ａは、専用外部電源１２０の異常を検知した場合でも、受電装置２００ａが規定された停止処理手続を実行して停止することができるため、故障など発生することなく受電装置２００ａを停止させることができる。

実施の形態３．
　実施の形態２では、給電装置１００ａは、専用外部電源１２０の異常を検知した場合、受電装置２００ａの処理を停止させていた。実施の形態３では、給電装置は、専用外部電源１２０の異常を検知した場合、受電装置の種類および受電装置の動作状況に応じて、生存させる受電装置には電力の供給を継続し、終了させる受電装置については動作を停止させる。実施の形態２と異なる部分について説明する。

　図８は、実施の形態３に係る電力供給システム４００ｂの構成例を示す図である。電力供給システム４００ｂは、図５に示す実施の形態２の電力供給システム４００ａに対して、給電装置１００ａおよび受電装置２００ａを給電装置１００ｂおよび受電装置２００ｂに置き換えたものである。なお、図８では、１つの給電装置１００ｂに１つの受電装置２００ｂが接続されているが、実際には、１つの給電装置１００ｂに複数の受電装置２００ｂが接続されているものとする。複数の受電装置２００ｂの種類は異なっていてもよい。

　給電装置１００ｂの構成について説明する。給電装置１００ｂは、異常検知部１０１ｂと、電源回路１０２と、補助電源部１０３と、給電切替部１０４と、通信部１０５ｂと、ＰＴ１０６と、ジャック１０７と、記憶部１０８ｂと、信号処理部１０９ｂと、を備える。なお、異常検知部１０１ｂは、実施の形態２の異常検知部１０１ａと同様の機能を有する。

　記憶部１０８ｂは、実施の形態２の記憶部１０８が記憶している内容に加えて、信号処理部１０９ｂが後述する第１の優先順位表および第２の優先順位表を作成する際に必要となる情報が記憶されたメモリである。第１の優先順位表および第２の優先順位表を作成する際に必要となる情報とは、給電装置１００ｂに接続可能な受電装置２００ｂの種類に基づく優先度の情報、給電装置１００ｂに接続可能な受電装置２００ｂで実行されるタスクの種類に基づく優先度の情報、受電装置２００ｂでの目標消費電力の情報などである。

　信号処理部１０９ｂは、異常検知部１０１ｂから専用外部電源１２０の異常が検知されたことを示す検知結果を取得した場合、通信部１０５ｂに対して、専用外部電源１２０の異常検知直前に実行中のタスクの通知を依頼するメッセージである実行中タスク通知依頼を受電装置２００ｂにブロードキャストで送信することを指示する。信号処理部１０９ｂは、異常検知部１０１ｂから専用外部電源１２０の異常が検知されたことを示す検知結果を取得した場合、補助電源部１０３に対して、起動または活性化のための電気信号を伝達し、電圧変換を指示する。信号処理部１０９ｂは、異常検知部１０１ｂから専用外部電源１２０の異常が検知されたことを示す検知結果を取得した場合、給電装置１００ｂに接続されている受電装置２００ｂの種類に基づく受電装置２００ｂの優先度を示す第１の優先順位表を作成する。信号処理部１０９ｂは、異常検知部１０１ｂから専用外部電源１２０の異常が検知されたことを示す検知結果を取得した場合、受電装置２００ｂからの前述の実行中タスク通知依頼に対する応答である実行中タスク回答、および受電装置２００ｂから通知された受電装置２００ｂの消費電力の情報である消費電力情報に基づいて、給電装置１００ｂに接続されている受電装置２００ｂで実行されているタスクの優先度を示す第２の優先順位表を作成する。信号処理部１０９ｂは、第１の優先順位表および第２の優先順位表を用いて、生存させる受電装置２００ｂおよび終了させる受電装置２００ｂを決定する。生存させる受電装置２００ｂとは、タスクの実行を継続させる受電装置２００ｂである。終了させる受電装置２００ｂとは、動作を停止させる受電装置２００ｂである。信号処理部１０９ｂは、異常検知部１０１ｂで専用外部電源１２０の異常が検知されたか否かに係わらず、検知結果を給電切替部１０４に通知する。

　通信部１０５ｂは、実施の形態２の通信部１０５ａの機能に加えて、信号処理部１０９ｂから実行中タスク通知依頼の送信を指示された場合、ＰＴ１０６、ジャック１０７、およびＬＡＮケーブル３００を介して、実行中タスク通知依頼を受電装置２００ｂに送信する通信装置である。また、通信部１０５ｂは、ＬＡＮケーブル３００、ジャック１０７、およびＰＴ１０６を介して、受電装置２００ｂから実行中タスク回答および消費電力情報を受信した場合、受信した実行中タスク回答および消費電力情報を信号処理部１０９ｂに出力する。

　受電装置２００ｂの構成について説明する。受電装置２００ｂは、ジャック２０１と、ＰＴ２０２と、通信部２０３ｂと、給電回路２０４と、信号処理部２０５ｂと、消費電力モニタ２０６と、を備える。

　消費電力モニタ２０６は、給電回路２０４から電力が供給されている図示しない受電装置２００ｂの構成要素などで使用される消費電力を計測する計測器である。消費電力モニタ２０６は、消費電力を計測することができれば構成は問わない。

　信号処理部２０５ｂは、実施の形態２の信号処理部２０５の機能に加えて、通信部２０３ｂに対して、実行中タスク通知依頼の応答である実行中タスク回答、および消費電力モニタ２０６で計測された消費電力の情報である消費電力情報の送信を指示する。

　通信部２０３ｂは、実施の形態２の通信部２０３ａの機能に加えて、ＬＡＮケーブル３００、ジャック２０１、およびＰＴ２０２を介して、給電装置１００ｂから実行中タスク通知依頼を受信した場合、実行中タスク通知依頼を信号処理部２０５ｂに出力する通信装置である。また、通信部２０３ｂは、信号処理部２０５ｂからの指示に基づいて、実行中タスク回答および消費電力情報を、ＰＴ２０２、ジャック２０１、およびＬＡＮケーブル３００を介して、給電装置１００ｂに送信する。

　つづいて、給電装置１００ｂの動作について説明する。図９は、実施の形態３に係る給電装置１００ｂが専用外部電源１２０の異常の検知結果に応じて受電装置２００ｂに電力を供給する動作を示すフローチャートである。給電装置１００ｂにおいて、異常検知部１０１ｂは、専用外部電源１２０の異常を検知したか否かを判定する。異常検知部１０１ｂは、専用外部電源１２０の異常を検知したか否かを判定した検知結果を信号処理部１０９ｂに出力する（ステップＳ４１）。

　信号処理部１０９ｂは、検知結果が専用外部電源１２０の異常を検知したものであった場合（ステップＳ４２：Ｙｅｓ）、通信部１０５ｂに対して、ブロードキャストで実行中タスク通知依頼の送信を指示する（ステップＳ４３）。通信部１０５ｂは、信号処理部１０９ｂからの指示に基づいて、ブロードキャストで実行中タスク通知依頼を受電装置２００ｂに送信する（ステップＳ４４）。

　信号処理部１０９ｂは、補助電源部１０３に対して、起動または活性化のための電気信号を伝達し、電圧変換を指示する（ステップＳ４５）。また、信号処理部１０９ｂは、専用外部電源１２０で異常が検知されたことを給電切替部１０４に通知する。

　補助電源部１０３は、信号処理部１０９ｂから起動または活性化のための電気信号が伝達されると、電源回路１０２から供給される電力の電圧を、給電装置１００ｂで使用される電力の電圧から、ＰｏＥ電源電圧すなわち専用外部電源１２０から供給され受電装置２００ｂで使用される電力の電圧に変換する（ステップＳ４６）。給電切替部１０４は、信号処理部１０９ｂからの通知に基づいて、補助電源部１０３から供給された第２の電力を受電装置２００ｂに供給する（ステップＳ４７）。

　信号処理部１０９ｂは、記憶部１０８ｂに記憶されている給電装置１００ｂに接続可能な受電装置２００ｂの種類に基づく優先度の情報を用いて、第１の優先順位表を作成する（ステップＳ４８）。第１の優先順位表は、給電装置１００ｂに接続されている受電装置２００ｂのうち、タスクの実行を継続させるべき、すなわち生存させるべき優先度の高い受電装置２００ｂを示すものである。第１の優先順位表において優先度の低い受電装置２００ｂが、動作を停止させるべき、すなわち終了させるべき受電装置２００ｂとなる。

　信号処理部１０９ｂは、通信部１０５ｂを介して受電装置２００ｂから実行中タスク回答および消費電力情報を取得する（ステップＳ４９）。信号処理部１０９ｂは、実行中タスク回答、消費電力情報、記憶部１０８ｂに記憶されている給電装置１００ｂに接続可能な受電装置２００ｂで実行されるタスクの種類に基づく優先度の情報、および受電装置２００ｂでの目標消費電力の情報を用いて、第２の優先順位表を作成する（ステップＳ５０）。第２の優先順位表は、給電装置１００ｂに接続されている受電装置２００ｂで実行されているタスクのうち、動作を継続させるべき、すなわち生存させるべき優先度の高いタスクを示すものである。信号処理部１０９ｂは、受電装置２００ｂでの目標消費電力よりも消費電力の高い受電装置２００ｂで実行されているタスクについては、生存させる候補から除外してもよいし、優先度を下げてもよい。

　信号処理部１０９ｂは、第１の優先順位表および第２の優先順位表を用いて、各受電装置２００ｂについて実行中の各タスクの生存時間を決定する（ステップＳ５１）。信号処理部１０９ｂは、例えば、第１の優先順位表を用いて優先順位の高い受電装置２００ｂを選択する。次に、信号処理部１０９ｂは、選択した優先順位の高い受電装置２００ｂにおいて優先的に生存させるタスクａを第２の優先順位表から選択する。ここで、第２の優先順位表には、第１の優先順位表に依存することのない、生存させるべきタスクｂが定められている。信号処理部１０９ｂは、「タスクａの優先順位＞タスクｂの優先順位」の場合、タスクａを実行する受電装置２００ｂを生存させる。信号処理部１０９ｂは、生存させると決定した受電装置２００ｂについては、生存させないすなわち終了させると決定した受電装置２００ｂと比較して、相対的に長い生存時間を与える。信号処理部１０９ｂは、機械学習による学習を経て、各タスクの生存時間を決定してもよい。信号処理部１０９ｂは、通信部１０５ｂに対して、各受電装置２００ｂに各タスクの生存時間の送信を指示する（ステップＳ５２）。通信部１０５ｂは、信号処理部１０９ｂからの指示に基づいて、ＰＴ１０６、ジャック１０７、およびＬＡＮケーブル３００を介して、各タスクの生存時間を受電装置２００ｂに送信する（ステップＳ５３）。

　信号処理部１０９ｂは、通信部１０５ｂを介して受電装置２００ｂから、受電装置２００ｂが生存時間を受信したことによって動作状態を保持する処理を行った後の消費電力を示す消費電力情報を取得する（ステップＳ５４）。信号処理部１０９ｂは、通信部１０５ｂから取得した受電装置２００ｂの消費電力情報を用いて、生存させる受電装置２００ｂおよび終了させる受電装置２００ｂを決定する（ステップＳ５５）。信号処理部１０９ｂは、例えば、補助電源部１０３が供給可能な電力の範囲内において、生存させるべき優先順位の高い順に受電装置２００ｂを選択する。信号処理部１０９ｂは、生存させる受電装置２００ｂとして選択した受電装置２００ｂ以外の受電装置２００ｂを、終了させる受電装置２００ｂとして決定する。

　信号処理部１０９ｂは、終了させる受電装置２００ｂについて、記憶部１０８ｂから停止処理手続を読み出し、通信部１０５ｂに対して、停止処理手続の送信を指示する（ステップＳ５６）。通信部１０５ｂは、信号処理部１０９ｂからの指示に基づいて、終了させる受電装置２００ｂに停止処理手続を送信する（ステップＳ５７）。

　信号処理部１０９ｂは、検知結果が専用外部電源１２０の異常を検知していないものであった場合（ステップＳ４２：Ｎｏ）、専用外部電源１２０で異常が検知されていないことを給電切替部１０４に通知する。給電切替部１０４は、信号処理部１０９ｂからの通知に基づいて、専用外部電源１２０から供給された第１の電力を受電装置２００ｂに供給する（ステップＳ５８）。

　なお、信号処理部１０９ｂは、補助電源部１０３が供給可能な電力の範囲内において、生存させるべき優先順位の高い順に受電装置２００ｂを選択できなかった場合、全ての受電装置２００ｂに対して、停止処理手続を送信するようにしてもよい。

　つぎに、受電装置２００ｂの動作について説明する。図１０は、実施の形態３に係る受電装置２００ｂが給電装置１００ｂから実行中タスク通知依頼を受信したときの動作を示すフローチャートである。受電装置２００ｂにおいて、通信部２０３ｂは、給電装置１００ｂから実行中タスク通知依頼を受信すると（ステップＳ６１）、実行中タスク通知依頼を信号処理部２０５ｂに出力する。信号処理部２０５ｂは、実行中タスク通知依頼を取得すると受電装置２００ｂで実行しているタスクを抽出する（ステップＳ６２）。また、信号処理部２０５ｂは、消費電力モニタ２０６から消費電力情報を取得する（ステップＳ６３）。信号処理部２０５ｂは、通信部２０３ｂに対して、抽出したタスクを示す実行中タスク回答、および消費電力情報の送信を指示する。通信部２０３ｂは、実行中タスク回答および消費電力情報を給電装置１００ｂに送信する（ステップＳ６４）。

　通信部２０３ｂは、給電装置１００ｂから生存時間を受信すると（ステップＳ６５）、生存時間を信号処理部２０５ｂに出力する。信号処理部２０５ｂは、生存時間を取得すると、生存時間内において動作状態を保持する処理を行う（ステップＳ６６）。信号処理部２０５ｂは、動作状態を保持する処理として、例えば、図示しない揮発性メモリ上に蓄積された重要度の高い情報を、不揮発性メモリに移動させるまたは給電装置１００ｂに転送する。信号処理部２０５ｂは、消費電力モニタ２０６から消費電力情報を取得する（ステップＳ６７）。信号処理部２０５ｂは、通信部２０３ｂに対して、消費電力情報の送信を指示する。通信部２０３ｂは、消費電力情報を給電装置１００ｂに送信する（ステップＳ６８）。

　通信部２０３ｂが停止処理手続を受信した場合（ステップＳ６９：Ｙｅｓ）、信号処理部２０５ｂは、通信部２０３ｂから停止処理手続を取得して停止処理手続を実行し（ステップＳ７０）、受電装置２００ｂの動作を停止させる（ステップＳ７１）。通信部２０３ｂが停止処理手続を受信していない場合（ステップＳ６９：Ｎｏ）、信号処理部２０５ｂは、実行中のタスクを継続する（ステップＳ７２）。

　つづいて、給電装置１００ｂのハードウェア構成について説明する。給電装置１００ｂにおいて、通信部１０５ｂは通信装置である。記憶部１０８ｂはメモリである。異常検知部１０１ｂおよび信号処理部１０９ｂは、処理回路により実現される。処理回路は、実施の形態１，２と同様、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。

　受電装置２００ｂのハードウェア構成について、受電装置２００ｂにおいて、通信部２０３ｂは通信装置である。消費電力モニタ２０６は計測器である。信号処理部２０５ｂは、処理回路により実現される。処理回路は、給電装置１００，１００ａ，１００ｂなどと同様、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。

　以上説明したように、本実施の形態によれば、給電装置１００ｂは、専用外部電源１２０の異常を検知した場合、受電装置２００ｂの種類、受電装置２００ｂで実行しているタスクなどに基づいて受電装置２００ｂの優先度を決定し、優先度に基づいて、生存させる受電装置２００ｂ、および終了させる受電装置２００ｂを決定する。給電装置１００ｂは、終了させる受電装置２００ｂに停止処理手続を送信し、受電装置２００ｂを停止させる。停止処理手続を受信した受電装置２００ｂは、給電装置１００ｂから停止処理手続を受信した場合、停止処理手続を実行して停止する。これにより、給電装置１００ｂは、専用外部電源１２０の異常を検知した場合でも、生存させる受電装置２００ｂについてはタスクの実行を継続させることができる。

　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

　１００，１００ａ，１００ｂ　給電装置、１０１，１０１ａ，１０１ｂ　異常検知部、１０２　電源回路、１０３　補助電源部、１０４　給電切替部、１０５，１０５ａ，１０５ｂ，２０３，２０３ａ，２０３ｂ　通信部、１０６，２０２　ＰＴ、１０７，２０１　ジャック、１０８，１０８ｂ　記憶部、１０９，１０９ｂ，２０５，２０５ｂ　信号処理部、１２０　専用外部電源、２００，２００ａ，２００ｂ　受電装置、２０４　給電回路、２０６　消費電力モニタ、３００　ＬＡＮケーブル、４００，４００ａ，４００ｂ　電力供給システム。

Claims

　外部電源から第１の電力の供給を受け、接続線を介して受電装置に前記第１の電力を供給する給電装置であって、
　前記外部電源の異常を検知する異常検知部と、
　前記異常検知部で前記外部電源の異常が検知された場合、前記給電装置で使用される電力を供給する電源回路から供給された電力の電圧を前記第１の電力の電圧に変換し、第２の電力を生成する補助電源部と、
　前記異常検知部で前記外部電源の異常が検知されていない場合は前記第１の電力を前記受電装置に供給し、前記異常検知部で前記外部電源の異常が検知された場合は前記第２の電力を前記受電装置に供給する給電切替部と、
　を備えることを特徴とする給電装置。
　請求項１に記載の給電装置と、
　受電装置と、
　を備え、
　前記給電装置は、外部電源の異常を検知した場合、前記受電装置に停止処理の手順を示す停止処理手続を送信し、前記受電装置の停止後に前記受電装置への電力の供給を停止し、
　前記受電装置は、前記給電装置から前記停止処理手続を受信した場合、前記停止処理手続を実行して停止する、
　ことを特徴とする電力供給システム。
　前記給電装置は、外部電源の異常を検知した場合、前記給電装置に接続されている前記受電装置の種類に基づく前記受電装置の優先度を示す第１の優先順位表を作成し、前記給電装置に接続されている前記受電装置で実行されているタスクの優先度を示す第２の優先順位表を作成し、前記第１の優先順位表および前記第２の優先順位表を用いて、タスクの実行を継続させる受電装置およびタスクを停止させる受電装置を決定し、前記タスクを停止させる受電装置に前記停止処理手続を送信する、
　ことを特徴とする請求項２に記載の電力供給システム。