特許 6227944 通信装置、通信方法、及びパワーコンディショナ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6227944

(24)【登録日】2017年10月20日

(45)【発行日】2017年11月8日

(54)【発明の名称】通信装置、通信方法、及びパワーコンディショナ

(51)【国際特許分類】

   H04L 12/40 20060101AFI20171030BHJP

   H04L 12/28 20060101ALI20171030BHJP

【ＦＩ】

   H04L12/40 A

   H04L12/28 200A

   H04L12/28 203

【請求項の数】9

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-187947(P2013-187947)

(22)【出願日】2013年9月11日

(65)【公開番号】特開2015-56715(P2015-56715A)

(43)【公開日】2015年3月23日

【審査請求日】2016年5月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000217491

【氏名又は名称】田淵電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107478

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 薫

(72)【発明者】

【氏名】佐伯 広行

【審査官】 谷岡 佳彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−０３６８８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１９９４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１０２７８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／１５０３７４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０６−１９５５８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｌ １２／４０

Ｈ０４Ｌ １２／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

夫々に固有の識別情報が設定された複数の子局に一斉送信要求を出力する親局と、前記一斉送信要求に対して前記識別情報毎に区分設定された第１の時間帯に応答する複数の子局とを備えて構成されている通信装置であって、
前記一斉送信要求に対して前記識別情報が設定されていない子局が応答可能な第２の時間帯がさらに設定され、
親局は前記第２の時間帯に応答した子局に新たな識別情報を発行するように構成され、
前記識別情報が設定されていない複数の子局に対して、前記一斉送信要求毎に何れか１つの子局のみの応答を許可する操作部を備えている通信装置。

【請求項2】

親局は、前記第２の時間帯に応答した子局に当該新たな識別情報を次回の一斉送信要求の出力時に発行するように構成され、当該新たな識別情報を受信した当該子局は、当該識別情報に対応する第１の時間帯に応答するように構成されている請求項１記載の通信装置。

【請求項3】

前記第１の時間帯の後に前記第２の時間帯が設定され、親局は前記第２の時間帯に応答した子局に発行する新たな識別情報として、前記第１の時間帯のうちで応答の無かった時間帯に対応する複数の識別情報を昇順または降順に選択する請求項１または２記載の通信装置。

【請求項4】

前記操作部は、対応する子局にのみ給電する給電操作部、または対応する子局にのみ応答許可信号を出力可能な信号生成部で構成されている請求項１から３の何れかに記載の通信装置。

【請求項5】

複数の太陽電池ストリングに夫々接続される複数のＤＣ／ＤＣコンバータと、各ＤＣ／ＤＣコンバータから出力される直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣインバータと、各ＤＣ／ＤＣコンバータを介して各太陽電池ストリングに対する最大電力点追跡制御を実行する複数のスレーブ制御部と、各スレーブ制御部を統括して各ＤＣ／ＤＣコンバータの制御状態を監視するマスタ制御部とを備えたパワーコンディショナであって、
マスタ制御部と複数のスレーブ制御部との間に請求項１から４の何れかに記載の通信装置が組み込まれるとともに、スレーブ制御部に組み込まれる子局の識別情報が各太陽電池ストリングの識別情報として設定されているパワーコンディショナ。

【請求項6】

マスタ制御部は、前記識別情報に基づいて各太陽電池ストリングの動作状態を表示部にモニタ表示するように構成されている請求項５記載のパワーコンディショナ。

【請求項7】

親局と固有の識別情報が設定された複数の子局とが通信線で接続され、親局から送信された一斉送信要求に対して各子局が前記識別情報毎に区分設定された第１の時間帯に夫々応答するように構成されている通信方法であって、
一斉送信要求に対して前記識別情報が設定されていない子局が応答可能な第２の時間帯がさらに設定され、
親局は前記第２の時間帯に応答した子局に新たな識別情報を発行するように構成され、
前記識別情報が設定されていない複数の子局に対して、前記一斉送信要求毎に何れか１つの子局のみの応答が許可されるように構成されている通信方法。

【請求項8】

前記第１の時間帯の前または後に前記第２の時間帯が設定され、親局は前記第２の時間帯に応答した子局に発行する新たな識別情報として、前記第１の時間帯のうちで応答の無かった時間帯に対応する識別情報を選択する請求項７記載の通信方法。

【請求項9】

前記第１の時間帯の前または後に前記第２の時間帯が設定され、親局は前記第２の時間帯に応答した子局に発行する新たな識別情報として、前記第１の時間帯のうちで応答の無かった時間帯に対応する複数の識別情報を昇順または降順に選択する請求項７記載の通信方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、通信装置、通信方法、及びパワーコンディショナに関する。

【背景技術】

【0002】

パワーコンディショナは複数の太陽電池ストリングに夫々接続される複数のＤＣ／ＤＣコンバータと、各ＤＣ／ＤＣコンバータから出力される直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣインバータとを備えている。

【0003】

各ＤＣ／ＤＣコンバータには、太陽電池ストリングに対する最大電力点追跡制御等を実行するスレーブ制御部がそれぞれ設けられ、マスタ制御部によって各スレーブ制御部が制御され、各ＤＣ／ＤＣコンバータの制御状態がスレーブ制御部を介してマスタ制御部に送信されるように構成されている。

【0004】

操作表示部が接続されたマスタ制御部は、操作者によって入力された操作情報に基づいて、スレーブ制御部を介して各ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、スレーブ制御部を介して得られた制御状態を管理するとともに操作表示部に表示するように構成されている。

【0005】

各スレーブ制御部とマスタ制御部とは通信線で接続され、マスタ制御部からの送信要求に応じて対応するスレーブ制御部が制御状態を返信するポーリング方式が採用されている。

【0006】

ポーリング方式を採用する場合、マスタ制御部が各スレーブ制御部を個別に識別可能なことが前提となるため、製造時に識別情報であるＩＤコードを設定するための治具を各スレーブ制御部に接続して、スレーブ制御部に備えたメモリに夫々ＩＤコードを記憶する設定工程が実行されている。尚、通常は専用のコンピュータ端末が治具として使用される場合が多い。

【0007】

しかし、各製造時から出荷、流通の各段階でスレーブ制御部のＩＤコードを個別に管理するのは非常に煩雑であり、管理コストが嵩むという問題、出荷後のパワーコンディショナのスレーブ制御部に故障が発生して交換する必要が生じた場合に、故障したスレーブ制御部のＩＤコードを把握するのは困難であるという問題、そのため、交換要員が治具を所持して現場でＩＤコードを設定しなければならず、メンテナンスコストが嵩むという問題、人手によりＩＤコードを設定する場合、ＩＤコードを誤設定する虞があるという問題等があった。

【0008】

特許文献１には、このような問題を解消するために、親局がポーリングにより子局のアドレスを自動設定できるようにしたアドレス設定方式が提案されている。

【0009】

前提として、各子局に割り当て可能な有効アドレス範囲を設定しておく手段と、ポーリングによって子局の設定済みアドレスを把握することで有効アドレス範囲のうち未設定アドレスと、この未設定アドレスの内から次に設定する次設定アドレスを決定しておく手段を設けた親局と、それぞれ自局のアドレスを保持する手段と、自局がアドレス設定済みの場合は特有の値に固定し、アドレスが未設定の場合は一定時間毎に前記有効アドレス設定範囲外の値でサイクリックに更新しておくアドレスカウンタとを設けた各子局とが設けられている。

【0010】

先ず、親局は、ポーリングにより各子局（子局の数として１００が例示されている。）にアドレス未設定子局検出要求を送信し、この要求に対してアドレス未設定子局のみが応答することでアドレス未設定子局を検出し、親局は１つのアドレス未設定子局が応答した場合に次設定アドレスを当該アドレス未設定子局に送信し、当該アドレス未設定子局は次設定アドレスを自局のアドレスに設定するとともにアドレスカウンタを特有の値に固定してアドレス設定完了応答を送信し、この応答の受信で親局は未設定アドレスと次設定アドレスを更新する。

【0011】

そして、親局に複数のアドレス未設定子局が応答した場合には、親局は各アドレス未設定子局にアドレスランダム設定要求をしてアドレスカウンタの値を自局アドレスに設定させ、一定期間後にアドレスカウンタ値が有効アドレス範囲外のアドレス未設定子局に特別ポーリングを行い、親局は、特別ポーリングで１つのアドレス未設定子局が応答した場合には各子局には次設定アドレスによるアドレス設定要求をすることで当該アドレス未設定子局がアドレス設定し、親局は、特別ポーリングにおいて複数の子局が応答した場合には、アドレスランダム設定要求してアドレスカウンタ値が異なる応答を得るまで該特別ポーリングを繰り返すように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】特開２００１−２１７８５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

しかし、特許文献１に開示されたアドレス設定方式では、親局が通常のポーリングを行なって有効な子局のアドレスを把握した後に、アドレス未設定子局に専用のポーリングを行ない、そのときに単一のアドレス未設定子局から応答があった場合に当該単一のアドレス未設定子局にアドレス設定情報を送信するように構成されていたため、通常のポーリングを子局の数だけ繰返した後にアドレス未設定子局に専用のポーリングを行なう必要があり、非常に時間がかかるという問題があった。

【0014】

また、同時に複数のアドレス未設定子局から応答があった場合には、アドレスランダム設定要求を行ない、一定期間後にアドレスカウンタ値が有効アドレス範囲外のアドレス未設定子局に特別ポーリングを行なって１つのアドレス未設定子局が応答した場合に当該アドレス未設定子局にアドレス設定情報を送信し、特別ポーリングに複数の子局が応答した場合には、アドレスランダム設定要求から特別ポーリングまでのプロセスを繰り返す必要があり、有効アドレス範囲のみならず、特別ポーリングのために有効アドレス範囲外の複数のアドレスも管理しなければならず、しかも非常に煩雑な制御が必要とされていた。

【0015】

本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、親局からのポーリングの回数を減らして、迅速に子局の識別情報を自動設定可能な通信装置、通信方法、及びパワーコンディショナを提供する点にある。

【課題を解決するための手段】

【0016】

上述の目的を達成するため、本発明による通信装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、夫々に固有の識別情報が設定された複数の子局に一斉送信要求を出力する親局と、前記一斉送信要求に対して前記識別情報毎に区分設定された第１の時間帯に応答する複数の子局とを備えて構成されている通信装置であって、前記一斉送信要求に対して前記識別情報が設定されていない子局が応答可能な第２の時間帯がさらに設定され、親局は前記第２の時間帯に応答した子局に新たな識別情報を発行するように構成され、前記識別情報が設定されていない複数の子局に対して、前記一斉送信要求毎に何れか１つの子局のみの応答を許可する操作部を備えている点にある。

【0017】

親局は、識別情報が設定済みであるか未設定であるかにかかわらず、通信線に接続されている全ての子局に対して一斉送信要求を出力したときに、予め設定された識別情報毎に区分設定された第１の時間帯に、該当する子局から応答があったか否かに基づいて、未だ設定されていない識別情報を特定し、第２の時間帯に応答があった子局に、当該識別情報を発行するので、少なくとも１回の一斉送信要求に対する応答で、通信線に接続されている子局のうち、識別情報が設定されている全ての子局が認識でき、第２の時間帯に応答した子局に速やかに未設定の識別情報を発行することができるようになる。従って、製造時に子局に個別の識別情報を設定する必要が無くなり、管理コストやメンテナンスコストを大きく低減することができるようになる。

【0018】

そして、識別情報が設定されていない複数の子局が通信線に接続されている場合には、第２の時間帯で応答が混信して親局で適正に把握できない事態が生じる。上述の構成によれば、操作部の操作によって何れか１つの子局のみの応答が許可されるので、混信を回避するための特段の通信制御部を設けることなく、子局毎に適正かつ迅速に識別情報を設定することができるようになる。

【0019】

同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、親局は、前記第２の時間帯に応答した子局に当該新たな識別情報を次回の一斉送信要求の出力時に発行するように構成され、当該新たな識別情報を受信した当該子局は、当該識別情報に対応する第１の時間帯に応答するように構成されている点にある。

【0020】

親局は、次回の一斉送信要求の出力時に新たな識別情報を含めて発行するため、当該子局にのみ専用の識別情報設定要求を送信する必要が無く、また識別情報を含む一斉送信要求を受信した当該子局は、当該識別情報に対応する第１の時間帯に識別情報を設定した旨の応答を行なうことで、新たな識別情報の設定処理を極めて迅速かつ簡単に実現できるようになる。

【0021】

同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記第１の時間帯の後に前記第２の時間帯が設定され、親局は前記第２の時間帯に応答した子局に発行する新たな識別情報として、前記第１の時間帯のうちで応答の無かった時間帯に対応する複数の識別情報を昇順または降順に選択する点にある。

【0022】

上述の構成によれば、第１の時間帯が経過した時点で、識別情報の設定状態が明らかになり、それに続く第２の時間帯で応答があった子局に対して、円滑に識別情報が選択されるようになる。

【0023】

同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記操作部は、対応する子局にのみ給電する給電操作部、または対応する子局にのみ応答許可信号を出力可能な信号生成部で構成されている点にある。

【0024】

給電操作部を介して給電された単一の子局、または信号生成部から応答許可信号が入力された単一の子局のみが第２の時間帯に応答できるようになり、混信が発生することが無い。

【0025】

本発明によるパワーコンディショナの第一の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、複数の太陽電池ストリングに夫々接続される複数のＤＣ／ＤＣコンバータと、各ＤＣ／ＤＣコンバータから出力される直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣインバータと、各ＤＣ／ＤＣコンバータを介して各太陽電池ストリングに対する最大電力点追跡制御を実行する複数のスレーブ制御部と、各スレーブ制御部を統括して各ＤＣ／ＤＣコンバータの制御状態を監視するマスタ制御部とを備えたパワーコンディショナであって、マスタ制御部と複数のスレーブ制御部との間に上述した第一から第四の何れかの特徴構成を備えた通信装置が組み込まれるとともに、スレーブ制御部に組み込まれる子局の識別情報が各太陽電池ストリングの識別情報として設定されている点にある。

【0026】

子局が組み込まれるスレーブ制御部に対する製造時に、個別に識別情報を設定して管理するような煩雑な作業が不要になる。さらに、マスタ制御部は、スレーブ制御部を介して受信したＤＣ／ＤＣコンバータの制御状態と識別情報に基づいて各太陽電池ストリングの状態が把握できるようになるので、スレーブ制御部の識別情報に加えて太陽電池ストリングの識別情報を別途管理する必要が無く、情報量の増大を抑制してシンプルに管理できるようになる。

【0027】

同第二の特徴構成は、同請求項６に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、マスタ制御部は、前記識別情報に基づいて各太陽電池ストリングの動作状態を表示部にモニタ表示するように構成されている点にある。

【0028】

マスタ制御部は、スレーブ制御部の識別情報に各太陽電池ストリングが関連付けられるので、特段の関連付け情報が無くても各太陽電池ストリングの動作状態が識別可能にモニタ表示されるようになる。

【0029】

本発明による通信方法の第一の特徴構成は、同請求項７に記載した通り、親局と固有の識別情報が設定された複数の子局とが通信線で接続され、親局から送信された一斉送信要求に対して各子局が前記識別情報毎に区分設定された第１の時間帯に夫々応答するように構成されている通信方法であって、一斉送信要求に対して前記識別情報が設定されていない子局が応答可能な第２の時間帯がさらに設定され、親局は前記第２の時間帯に応答した子局に新たな識別情報を発行するように構成され、前記識別情報が設定されていない複数の子局に対して、前記一斉送信要求毎に何れか１つの子局のみの応答が許可されるように構成されている点にある。

【0030】

同第二の特徴構成は、同請求項８に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記第１の時間帯の前または後に前記第２の時間帯が設定され、親局は前記第２の時間帯に応答した子局に発行する新たな識別情報として、前記第１の時間帯のうちで応答の無かった時間帯に対応する識別情報を選択する点にある。

【0031】

同第三の特徴構成は、同請求項９に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記第１の時間帯の前または後に前記第２の時間帯が設定され、親局は前記第２の時間帯に応答した子局に発行する新たな識別情報として、前記第１の時間帯のうちで応答の無かった時間帯に対応する複数の識別情報を昇順または降順に選択する点にある。

【発明の効果】

【0032】

以上説明した通り、本発明によれば、親局からのポーリングの回数を減らして、迅速に子局の識別情報を自動設定可能な通信装置、通信方法、及びパワーコンディショナを提供することができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】本発明によるパワーコンディショナの機能ブロック構成図

【図2】ＤＣ／ＤＣコンバータに組み込まれたスレーブ制御部の説明図

【図3】送受信データフォーマットの説明図

【図4】（ａ）は個別のスレーブ制御部に送信要求を出力する場合の通信シーケンスの説明図、（ｂ）は全てのスレーブ制御部に一斉送信要求を出力する場合の通信シーケンスの説明図

【図5】（ａ）はスレーブ制御部の一部に識別情報が設定されていない場合の一斉送信要求に対する応答シーケンスの説明図、（ｂ）はマスタ制御部から識別情報が発行された場合の応答シーケンスの説明図

【図6】マスタ制御部による一斉送信要求の出力処理を示すフローチャート

【図7】スレーブ制御部による一斉送信要求の出力処理を示すフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下、本発明による通信装置、通信方法、及びパワーコンディショナを図面に基づいて説明する。
図１には、一般家庭向けのパワーコンディショナＰＣの機能ブロック構成が示されている。パワーコンディショナＰＣは、４系統の太陽電池ストリング１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）に接続され、４台のＤＣ／ＤＣコンバータ２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）と、１台のＤＣ／ＡＣインバータ５を備えている。

【0035】

４系統の太陽電池ストリング１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）にそれぞれＤＣ／ＤＣコンバータ２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）が接続され、各ＤＣ／ＤＣコンバータ２から出力される直流電力がＤＣ／ＡＣインバータ５によって交流電力に変換され、商用電力系統Ａと接続するための系統連携保護装置（図示せず）を介して家庭内負荷に給電されるように構成されている。

【0036】

尚、本実施形態では太陽電池ストリング１が、民家の屋根の東西南北の４方向に設置される場合を想定して４系統である場合を説明するが、本発明によるパワーコンディショナＰＣは４系統の太陽電池ストリング１を備えた構成に制限されることはなく、複数の太陽電池ストリング１を備え、それぞれが個別のＤＣ／ＤＣコンバータ２に接続されるような構成であれば適用可能である。

【0037】

パワーコンディショナＰＣには、さらにＤＣ／ＡＣインバータ５を制御して所望の交流電圧に調整して出力するインバータ制御部６と、各ＤＣ／ＤＣコンバータ２を統括制御するマスタ制御部４と、各ＤＣ／ＤＣコンバータ２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）に組み込まれ、マスタ制御部４からの制御指令に基づいて各ＤＣ／ＤＣコンバータ２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）を制御するスレーブ制御部３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）が設けられている。

【0038】

各制御部３，４，６は、ＣＰＵ、メモリ、ＡＤコンバータを含む入出力回路等を備えて構成されている。メモリには、書替え自在な不揮発性メモリであるフラッシュメモリ及びＲＯＭ並びに揮発性メモリであるＲＡＭが含まれる。フラッシュメモリは、識別情報やエラー情報等の重要なデータ格納領域に使用され、ＲＯＭは主に制御プログラム格納領域に使用され、ＲＡＭは主にプログラムのワーキングエリアに使用される。

【0039】

マスタ制御部４には操作表示部７が接続されている。マスタ制御部４は、操作者によって入力された操作情報に基づいて各スレーブ制御部３を介して各ＤＣ／ＤＣコンバータ２を制御し、スレーブ制御部３を介して得られた各ＤＣ／ＤＣコンバータ２の制御状態を管理するとともに操作表示部７にその状態、つまり発電状態や故障の有無等を表示するように構成されている。

【0040】

マスタ制御部４はスレーブ制御部３を介して得られた各ＤＣ／ＤＣコンバータの制御状態をインバータ制御部６へ通知するように構成され、インバータ制御部６は各制御状態等に基づいてＤＣ／ＡＣインバータ５を制御する。

【0041】

図２に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、昇圧コイル２１、ダイオード２２、コンデンサ２３、半導体のスイッチ素子２４を備えたスイッチングレギュレータで構成されている。

【0042】

各スレーブ制御部３は、マスタ制御部４からの起動指令に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ２を起動して、太陽電池ストリング１に対して最大電力点追跡制御等を実行し、そのときの入力電圧Ｖｉ、入力電流Ａｉ、出力電圧Ｖｏ等の動作状態をマスタ制御部４に送信する。

【0043】

最大電力点追跡制御とは、太陽電池ストリング１から入力される直流電力、つまり入力電圧Ｖｉ及び入力電流Ａｉをモニタして、その電力が最大になるようにスイッチ素子２４を制御してＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧Ｖｏを調整する制御である。

【0044】

各スレーブ制御部３に子局となる通信部３０を備え、マスタ制御部４に親局となる通信部４０を備え、通信部３０，４０間を通信線８で接続した通信装置が組み込まれている。マスタ制御部４に備えた親局としての通信部４０からの送信要求（ポーリングコマンド）に応じて対応するスレーブ制御部３に備えた子局としての通信部３０が制御状態を返信するポーリング方式で互いに交信するように構成されている。

【0045】

本実施形態では、ＲＳ２３２ＣやＲＳ４２２に対応する通信線８が用いられ、マスタ制御部４の通信部４０と各スレーブ制御部３の通信部３０がデイジーチェーン方式で接続されている（図１参照）。スレーブ制御部３の数が多い場合にはＲＳ４８５に対応する通信線８を用いることも可能である。尚、このような伝送方式以外の伝送方式、例えば高速伝送が必要な場合等では他の伝送方式を用いることも可能である。

【0046】

マスタ制御部４と各スレーブ制御部３との間を接続する通信装置８，３０，４０について説明する。以下の説明では、説明の簡略化のために「スレーブ制御部３の通信部３０」を単に「スレーブ制御部３」、「マスタ制御部４の通信部４０」を単に「マスタ制御部４」と略記する。

【0047】

図３には、通信データの構成が示されている。通信データは、データの開始を示すＳＴＸ、送信元識別情報（送信元ＩＤ）、送信先識別情報（送信先ＩＤ）、数バイト長の送信データ、データの終了を示すＥＴＸを備えて構成され、送信データ以外のブロックはそれぞれ１バイトで構成されている。尚、通信データには必要に応じてパリティデータやＣＲＣ符号が付加されていてもよい。

【0048】

マスタ制御部４の識別情報は０Ａｈ、４台のスレーブ制御部３の識別情報は０１ｈから０４ｈに設定され、それぞれの不揮発性メモリに格納されている。以下の説明では「識別情報」を単に「ＩＤ」と表記する場合もある。

【0049】

マスタ制御部４は、第1の通信態様または第２の通信態様の何れかで各スレーブ制御部３とデータを交信するように構成されている。図４（ａ）には第1の通信態様が示され、図４（ｂ）には第２の通信態様が示されている。

【0050】

第1の通信態様では、マスタ制御部４は、送信元ＩＤに０Ａｈ、送信先ＩＤに００ｈを設定した一斉送信要求を送信し、全てのスレーブ制御部３からの応答を受信する一斉送信／個別受信方式で個別のスレーブ制御部３から制御状態を受信する。尚、マスタ制御部４のＩＤは０Ａｈに限るものではない。

【0051】

ＩＤが設定されているスレーブ制御部３は、予め設定された第１の時間帯ＴＳ１に応答するように規定され、ＩＤが設定されていないスレーブ制御部３は、第１の時間帯ＴＳ１の後の第２の時間帯ＴＳ２に応答するように規定されている。

【0052】

第１の時間帯ＴＳ１は、一斉送信要求の受信終了時点から所定の待ち時間Ｔｗ経過後の一定時間帯で、システムに接続可能な全てのスレーブ制御部３の台数４に対応してＴａｎｓ１〜Ｔａｎｓ４に区分されている。ＩＤが０１ｈのスレーブ制御部３はＴａｎｓ１に応答し、ＩＤが０２ｈのスレーブ制御部３はＴａｎｓ２に応答し、ＩＤが０３ｈのスレーブ制御部３はＴａｎｓ３に応答し、ＩＤが０４ｈのスレーブ制御部３はＴａｎｓ４に応答するように規定されている。尚、スレーブ制御部３のＩＤも００ｈから０４ｈに限るものではなく、一意に特定できればよい。これらの値は、予めマスタ制御部４の不揮発性メモリに格納されている。

【0053】

第２の時間帯ＴＳ２は、第１の時間帯ＴＳ１の後の一定時間、具体的にはＴａｎｓ１〜Ｔａｎｓ４と同じ時間Ｔａｎｓ０に設定されている。

【0054】

第２の通信態様では、マスタ制御部４は、送信元ＩＤに識別情報０Ａｈ、送信先ＩＤに識別情報０１ｈから０４ｈの何れかを設定した個別送信要求を送信し、個別のスレーブ制御部３からの応答を受信するポーリング方式で個別のスレーブ制御部３から制御状態を受信する。

【0055】

図４（ｂ）の例では、マスタ制御部４からＩＤが０１ｈに設定されたスレーブ制御部（１）に個別送信要求が送信され、次にＩＤが０３ｈに設定されたスレーブ制御部（３）に個別送信要求が送信される例が示されている。

【0056】

マスタ制御部４からスレーブ制御部３へ送信される制御情報には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の稼働／停止指令情報、識別情報が未設定のスレーブ制御部への識別情報設定指令等が含まれる。

【0057】

スレーブ制御部３からマスタ制御部４へ送信される制御状態には、太陽電池ストリング1からの入力電圧、入力電流、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧、異常な電圧を報知するエラー情報等が含まれる。

【0058】

全てのスレーブ制御部３に共通のデータを送信する場合には第１の通信態様が採用され、特定のスレーブ制御部３に個別のデータを送信する場合には第２の通信態様が選択される。スレーブ制御部３では、送信先ＩＤに基づいて第１または第２の何れの通信態様であるかが判別される。

【0059】

全てのスレーブ制御部３のＩＤは、初期つまり工場出荷時に００ｈに設定され、システム上はＩＤが未設定であると位置づけられ、通信線８を介してマスタ制御部４から第１の通信態様で固有のＩＤに更新設定されるように構成されている。

【0060】

図５（ａ）に示す例では、マスタ制御部は、ＩＤが設定済みであるか未設定であるかにかかわらず、通信線に接続されている全てのスレーブ制御部に対して一斉送信要求を出力し、第１の時間帯ＴＳ１の各区分で応答が無かった区分Ｔａｎｓ２に対応するＩＤ００２ｈが未設定であると特定する。

【0061】

そして、第２の時間帯ＴＳ２に応答があったスレーブ制御部に、当該ＩＤ００２ｈを発行するように決定する。尚、第１の時間帯ＴＳ１のうちで応答の無かった時間帯に対応する複数のＩＤが存在する場合には、第２の時間帯ＴＳ２に応答があったスレーブ制御部３に対して昇順または降順にＩＤを選択するように構成されている。

【0062】

図５（ｂ）に示すように、マスタ制御部４は、次回の一斉送信要求の出力時に、前回の一斉送信要求に対応して第２の時間帯ＴＳ２に応答したスレーブ制御部（０）に新たなＩＤとして０２ｈを発行する。

【0063】

当該新たなＩＤを受信したスレーブ制御部（０）は、当該識別情報に対応する第１の時間帯ＴＳ１の区間Ｔａｎｓ２にスレーブ制御部（２）として応答する。マスタ制御部４から送信されるＩＤは、図３の送信データ内に設定される。

【0064】

従って、当該スレーブ制御部３にのみ専用の識別情報設定要求を送信する必要が無く、また識別情報を含む一斉送信要求を受信した当該スレーブ制御部３は、当該識別情報に対応する第１の時間帯ＴＳ１に識別情報を設定した旨の応答を行なうことで、新たな識別情報の設定処理を極めて迅速かつ簡単に実現できるようになる。

【0065】

識別情報が設定されていない複数のスレーブ制御部３が通信線８に接続されている場合には、第２の時間帯ＴＳ２で複数のスレーブ制御部３からの応答が混信してマスタ制御部４で適正に把握できない事態が生じる虞がある。

【0066】

そこで、識別情報が設定されていない複数のスレーブ制御部３、つまり初期値００ｈに設定されているスレーブ制御部３に対して、一斉送信要求毎に何れか１つのスレーブ制御部３のみの応答を許可する操作部３１（図２参照）が設けられている。

【0067】

当該操作部３１は、対応するスレーブ制御部３にのみ給電する給電操作部、または対応するスレーブ制御部３にのみ応答許可信号を出力可能な信号生成部で構成することができる。給電操作部を介して給電された単一のスレーブ制御部３、または信号生成部から応答許可信号が入力された単一のスレーブ制御部３のみが第２の時間帯ＴＳ２に応答できるようになり、混信が発生することが無くなる。

【0068】

さらに、スレーブ制御部３にＩＤが設定されたことを目視確認可能なモニタ用の表示部３２（図２参照）を設けることが好ましい。当該表示部３２としてＬＥＤ等を使用することができる。当該ＬＥＤ等を基板に実装することなく、ＬＥＤ等を接続可能なコネクタピンを基板に実装することがより好ましい。ＩＤ設定確認作業時にのみＬＥＤ等を接続すればよく、部品コストを低減できるようになる。

【0069】

給電操作部としてスレーブ制御部３に制御用電力を給電する給電スイッチを用いることができる。例えば各ＤＣ／ＤＣコンバータ２の基板にスレーブ制御部３が組み込まれている場合には、当該基板に手動操作可能な給電スイッチを設ければよい。全てのＤＣ／ＤＣコンバータ２の基板をパワーコンディショナＰＣの筐体にセットした後に、各制御部３，４，６に制御用電力を供給する主電源スイッチを操作して給電し、モニタ用の表示部を目視して、ＩＤ設定が確認される度に、１台ずつ給電スイッチを操作すればよい。

【0070】

また、給電操作部として各制御部３，４，６に制御用電力を供給する主電源スイッチを用いることも可能である。この場合、各基板に給電スイッチを設ける必要が無い。パワーコンディショナの筐体にＩＤ未設定のＤＣ／ＤＣコンバータの基板を１枚のみセットした後に主電源スイッチを操作し、モニタ用の表示部を目視して、ＩＤ設定が確認されると主電源スイッチをオフしてＩＤ未設定のＤＣ／ＤＣコンバータの基板をさらに１枚セットし、主電源スイッチを操作するという手順を繰り返せばよい。

【0071】

さらに、スレーブ制御部３に例えば二値の信号を入力可能なディップスイッチ、コネクタピン、ジャンパー線等によって信号生成部を構成することも可能である。パワーコンディショナの筐体にＩＤ未設定のＤＣ／ＤＣコンバータ２の基板を全てセットした後に主電源スイッチを操作し、その後、一つの信号生成部のみ操作して自動的にＩＤ設定を行ない、ＩＤ設定が確認される度に他の信号生成部を操作する作業を繰り返せばよい。スレーブ制御部３は、一度ＩＤが設定されると、その後信号生成部の信号値を無視すればよい。

【0072】

全てのスレーブ制御部３のＩＤが設定された後に、仮に一つのＤＣ／ＤＣコンバータ２が故障した場合には、その基板を入れ替えて電源を投入すれば、上述の手順で元のＩＤと同じＩＤが設定されるようになる。

【0073】

図６には、マスタ制御部４の通信部４０により実行される一斉送信要求に伴うＩＤ設定シーケンスが示され、図７には、スレーブ制御部３の通信部３０により実行される一斉送信要求に伴うＩＤ設定シーケンスが示されている。

【0074】

マスタ制御部４は、数十ｍｓｅｃ．のインタバルで一斉送信要求を出力し（ＳＡ１，ＳＡ２）、シーケンスカウンタＮの値を初期値１にセットする（ＳＡ３）。

【0075】

第１の時間帯ＴＳ１の各区分で応答が有った旨を確認すると（ＳＡ４）、その時の受信情報をメモリに記憶して（ＳＡ５）、シーケンスカウンタＮの値を１加算する（ＳＡ８）。第１の時間帯ＴＳ１の各区分で応答が無かった旨を確認すると（ＳＡ４，ＳＡ６）、その区分に対応するＩＤが未設定であると判定してそのＩＤをメモリに記憶して（ＳＡ７）シーケンスカウンタＮの値を１加算する（ＳＡ８）。

【0076】

シーケンスカウンタＮの値が５未満の場合には（ＳＡ９）、ステップＳＡ４に戻って次のスレーブ制御部３からの応答に備え、シーケンスカウンタＮの値が５になると（ＳＡ９）、第１の時間帯ＴＳ１が経過したと判断して、第２の時間帯ＴＳ２の応答を確認する（ＳＡ１０）。

【0077】

第２の時間帯ＴＳ２に応答が無ければ、ＩＤ未設定のスレーブ制御部３は接続されていないと判断して（ＳＡ１１）、ステップＳＡ１に戻り、第２の時間帯ＴＳ２に応答が有れば（ＳＡ１０）、当該スレーブ制御部３に対するＩＤ設定情報を確定してメモリに記憶し（ＳＡ１２）、ステップＳＡ１に戻る。

【0078】

ステップＳＡ２で一斉送信要求を出力する際に、前回のステップＳＡ１２でＩＤ未設定のスレーブ制御部３に対するＩＤ設定情報を確定していた場合には、当該ＩＤ未設定のスレーブ制御部３に対してＩＤ設定情報設定命令を発行する。

【0079】

スレーブ制御部３は、一斉送信要求を受信すると（ＳＢ１）、自己のＩＤに対応する応答時間に備えるために、応答時間タイマをセットする（ＳＢ２）。一斉送信要求にＩＤ設定命令が含まれており（ＳＢ３）、自己の不揮発性メモリに格納されているＩＤが００ｈであると、当該ＩＤ設定命令のＩＤを自己のＩＤとして取り込んで不揮発性メモリに登録する（ＳＢ４）。

【0080】

自己のＩＤが既に登録されていると（ＳＢ５）、応答時間タイマに基づいて第１の時間帯ＴＳ１のうち自己のＩＤに対応する時間帯に定常応答する（ＳＢ６，ＳＢ７）。このとき、ステップＳＢ４でＩＤを設定したスレーブ制御部３の応答は、マスタ制御部４に対するＩＤ設定完了のアクノリッジとなる。尚、定常応答とは図３に示す送信データに入力電流や入力電圧等の定常データをセットした応答である。

【0081】

自己のＩＤが未だ登録されていない場合には（ＳＢ５）、第２の時間帯ＴＳ２に接続確認のための応答を行なう（ＳＢ８，ＳＢ９）。その後、第２の時間帯ＴＳ２が経過すると（ＳＢ１０）、次の一斉送信要求の受信を待つ（ＳＢ１）。

【0082】

上述した通信装置では、スレーブ制御部３のＩＤが各太陽電池ストリングの識別情報として設定され、マスタ制御部は各ＤＣ／ＤＣコンバータ２の制御状態を監視して、ＩＤに基づいて各太陽電池ストリング１の状態を操作表示部７に表示する。具体的に、スレーブ制御部３が組み込まれたＤＣ／ＤＣコンバータ２と太陽電池ストリング１との接続順序を予め決定しておくことにより実現できる。

【0083】

マスタ制御部４は、スレーブ制御部３を介して受信したＤＣ／ＤＣコンバータ２の制御状態とＩＤに基づいて各太陽電池ストリング１の状態が把握できるようになるので、スレーブ制御部３の識別情報に加えて太陽電池ストリング１の識別情報を別途管理する必要が無く、情報量の増大を抑制してシンプルに管理できるようになる。

【0084】

上述した実施形態では、第１の時間帯の後に第２の時間帯が設定される例を説明したが、本発明による通信方法は、第１の時間帯の前に第２の時間帯が設定される構成であっても適用可能である。

【0085】

上述した実施形態では、第１の通信態様と第２の通信態様の２態様でポーリング方式による通信を行ない、少なくともＩＤを設定する際には第１の通信態様を採用する例を説明したが、通常は第２の通信態様のみで通信し、ポーリングに対して応答が無いスレーブ制御部の存在が把握された後で、且つ電源投入時の所定期間に第１の通信態様で通信を行なうようにしてもよい。電源投入時の所定期間とは、例えば予定されているＩＤが全て設定される迄の期間であることが好ましい。また、第２の通信態様を採用せず、常時第１の通信態様のみで通信するように構成されていてもよい。

【0086】

上述した実施形態では、本発明による通信装置及び通信方法をパワーコンディショナＰＣに適用した例を説明したが、本発明による通信装置及び通信方法は、パワーコンディショナＰＣ以外のポーリング方式を採用する任意の装置に適用できる。

【符号の説明】

【0087】

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ：太陽電池ストリング
２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ：ＤＣ／ＤＣコンバータ
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ：スレーブ制御部
４：マスタ制御部
５：ＤＣ／ＡＣインバータ
６：インバータ制御部
７：操作表示部
３０，４０：通信部
ＰＣ：パワーコンディショナ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】