(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記DC配電システムは、前記電気コンシューマを制御するために前記電気コンシューマにコマンドを送信するための及び前記コマンドを前記電源ユニットにも送信するための電気コンシューマ制御ユニットを更に含み、
前記電源ユニットに割り当てられた前記電力消費情報提供サブユニットは送信された前記コマンドに基づいて前記電力消費情報を決定する、請求項1に記載のDC配電システム。
少なくとも1つの電源ユニットは、より高い電力が供給される高電力モードとより低い電力が供給される低電力モードとで動作可能であり、当該電源ユニットに割り当てられた前記給電制御サブユニットは、前記電力消費情報提供サブユニットによって決定された前記電力消費情報が前記電気コンシューマが前記より低い電力以下を要求することを示す場合、当該電源ユニットが前記低電力モードにあるように当該電源ユニットを制御する、請求項2に記載のDC配電システム。
少なくとも1つの電源ユニットは、より高い電力が供給される高電力モードとより低い電力が供給される低電力モードとで動作可能であり、当該電源ユニットに割り当てられた前記給電制御サブユニットは、前記電力消費情報提供サブユニットによって決定された前記電力消費情報が前記電気コンシューマが前記より低い電力より多くを要求することを示す場合、当該電源ユニットが前記高電力モードにあるように当該電源ユニットを制御する、請求項2に記載のDC配電システム。
前記電力消費情報提供システムは、前記電力消費情報を提供するために、前記電源ユニットに割り当てられた、各電源ユニットの出力電力を決定するための複数の出力電力決定ユニットを含み、各電源ユニットは、前記給電制御システムに前記電力消費情報を提供するために、各決定された出力電力を前記給電制御システムに伝達する、請求項1に記載のDC配電システム。
前記電源ユニットは、より高い電力が供給される高電力モードとより低い電力が供給される低電力モードとで動作可能であり、前記電力消費情報提供システムは、各電源ユニットによって供給される出力電力を前記電力消費情報として提供し、前記給電制御システムは、前記電力消費情報に応じて、前記電源ユニットを順次前記高電力モードに切り替え、既に前記高電力モードに切り替えられている電源ユニットに関して、閾値出力電力より大きい出力電力が提供される場合、次の電源ユニットが前記高電力モードに切り替えられる、請求項1に記載のDC配電システム。
前記電源ユニットは、より高い電力が供給される高電力モードとより低い電力が供給される低電力モードとで動作可能であり、前記給電制御システムは、各電源ユニットが前記高電力モードで動作する総時間の差が所定の閾値未満であるように前記電源ユニットを制御する、請求項1に記載のDC配電システム。
請求項1に記載されるDC配電システムにおいて使用される給電制御システムであって、前記DC配電システムの前記電源ユニットを前記提供される電力消費情報に基づいて制御する給電制御システム。
請求項1に記載のDC配電システムを制御するコンピュータ上で実行されるとき、前記DC配電システムに請求項11に記載のDC配電方法のステップを実行させるためのプログラムコード手段を含むDC配電コンピュータプログラム。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明の一課題は、より効率的なDC給電を可能にするDC配電システム、DC配電方法、及びDC配電コンピュータプログラムを提供することである。本発明は更に、DC配電システムにおいて使用される給電制御システムに関する。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明の第1の側面では、DC配電システムが提示され、DC配電システムは、
複数の電源ユニットから電気コンシューマにDC電力を導くための導電体と、
導電体に電気接続される、電気コンシューマにDC電力を供給するための複数の電源ユニットと、
複数の電源ユニットからDC電力を受け取るために導電体に電気接続される電気コンシューマと、
電気コンシューマによって消費される電力を示す電力消費情報を提供するための電力消費情報提供システムと、
提供される電力消費情報に基づいて電源ユニットを制御するための給電制御システムとを含む。
【0005】
電力消費情報提供システムは電気コンシューマによって消費される電力を示す電力消費情報を提供し、給電制御システムは提供される電力消費情報に基づいて電源ユニットを制御するので、電源ユニットをDC配電システムにおいて実際に要求される電力に適合させることができ、すなわちDC配電システムをオーバースペック化することなく、よって電源ユニットにとって非効率的な動作条件でDC電力を供給することなく、複数の電源ユニットを電気コンシューマに電気接続することができる。また、設置者は過負荷状態が確実に防がれる数の電源ユニットを導電体に取り付けるだけでよいため、DC配電システムの設置は比較的単純であり、それにも関わらず、提供される電力消費情報に基づいて実際のDC給電が制御されるので、DC給電を高効率で提供することができる。
【0006】
導電体はDC配電システムの電力バー又はバスバー要素として考えることができる。DC配電システムは1つ又は複数の導電体を含み得る。複数の電源ユニットは電力を供給するために好ましくは並列接続される。電源ユニットは電源モジュールとして考えることができる。
【0007】
DC配電システムは、周辺機器として考えることができる1つ以上の電気コンシューマを含み得る。電気コンシューマは例えば照明器具等の照明デバイス、室内の人を感知するための人感センサ等のセンサ、スピーカー等であり得る。電源ユニットは好ましくは、交流(AC)電力をDC電力に変換するための電力コンバータを含む。DC配電システムは例えば建物内に、特に電気コンシューマの少なくとも一部が照明である場合、例えば部屋を照らすために部屋の天井に設置され得る。したがって、DC配電システムは建物の照明システムであり得る。
【0008】
一実施形態では、DC配電システムは、電気コンシューマを制御するために電気コンシューマにコマンドを送信するための及びコマンドを電源ユニットにも送信するための電気コンシューマ制御ユニットを更に含み、電力消費情報提供システムは、電源ユニットに割り当てられた複数の電力消費情報提供サブユニットを含み、電源ユニットに割り当てられた電力消費情報提供サブユニットは送信されるコマンドに基づいて電力消費情報を決定し、給電制御システムは電源ユニットに割り当てられた複数の給電制御サブユニットを含み、電源ユニットに割り当てられた給電制御サブユニットは、電力消費情報提供サブユニットによって決定された電力消費情報に基づいて当該電源ユニットを制御する。特に、電源ユニットが電気コンシューマに送信されるコマンドを監視し、自動的に電気コンシューマが要求する電力を供給するよう適合され得るよう、電力消費情報提供サブユニット及び給電制御サブユニットは各電源ユニットの一部でもよい。電源ユニット、特に電力消費情報提供サブユニットは、電気コンシューマへの異なるコマンド、及び関連する電力要求を知ることができるよう適合され得る。例えば、電力消費情報提供サブユニットは、検出されたコマンドに基づいて電力消費情報を提供するための、異なるコマンドと関連する電力要求との間の割り当てを含んでもよく、これは対応するテーブルにおいて提供され得る。
【0009】
異なるシステム及びユニット間の通信のために、有線又は無線通信システムであり得る通信システムが提供されてもよい。例えば、情報が有線通信線又はZigbee(登録商標)を介して伝達されてもよい。
【0010】
少なくとも1つの電源ユニットは、より高い電力が供給される高電力モードとより低い電力が供給される低電力モードとで動作可能であってもよく、当該電源ユニットに割り当てられた給電制御サブユニットは、電気コンシューマがより低い電力以下を要求することを電力消費情報提供サブユニットによって決定された電力消費情報が示す場合、当該電源ユニットが低電力モードにあるように当該電源ユニットを制御してもよい。例えば、電力消費情報提供サブユニットは、電気コンシューマがより低い電力しか要求されない状態にある又はそのような状態に切り替えられるべきことを示すコマンドを検出する場合、各給電制御サブユニットは、各電源ユニットがスタンバイモードとして考えることができる低電力モードにある、特にかかる低電力モードに切り替えられるよう各電源ユニットを制御することができる。例えば、電気コンシューマがオフ又はスタンバイモードに切り替えられることを検出されたコマンドが示す場合、電源ユニットは低電力モードに切り替わるよう適合され得る。これは比較的単純な方法で給電を低負荷状況に適合させることを可能にし、給電効率が向上され得る。
【0011】
また、少なくとも1つの電源ユニットは、より高い電力が供給される高電力モードとより低い電力が供給される低電力モードとで動作可能であってもよく、当該電源ユニットに割り当てられた給電制御サブユニットは、電気コンシューマがより低い電力より多くを要求することを電力消費情報提供サブユニットによって決定された電力消費情報が示す場合、当該電源ユニットが高電力モードにあるように当該電源ユニットを制御してもよい。例えば、電気コンシューマがオフにされた又はオフにされるべきことを示すコマンドが検出された場合、電源ユニットは低電力モードに切り替えられ得る。電力消費情報提供サブユニット及び給電制御サブユニットは、このスタンバイ状況において新たなコマンドが検出されたとき、より高い電力が要求されることを新たに検出されたコマンドが示す場合、電源ユニットが高電力モードに切り替えられる、すなわちより高い電力を供給するために起動されるよう、適合され得る。
【0012】
更に、電力消費情報提供システムは、電力消費情報を提供するために、電源ユニットに割り当てられた、各電源ユニットの出力電力を決定するための複数の出力電力決定ユニットを含んでもよく、各電源ユニットは、給電制御システムに電力消費情報を提供するために、各決定された出力電力を給電制御システムに伝達してもよい。したがって、本実施形態では、電力消費情報提供システムは複数の出力電力決定ユニットによって形成され、給電制御システムは各電源ユニットによって伝達される部分的負荷条件又は状態に基づいて給電を計画することができる。また、これは供給される電力を1つ又は複数の電気コンシューマが実際に必要とする要求電力に適合させることをもたらし、給電効率を高めることができる。
【0013】
好適な一実施形態では、給電制御システムは更に電気コンシューマを制御する。したがって、給電を制御するために及び1つ又は複数の電気コンシューマを制御するために同じ制御システムを使用することができ、これにより制御ユニットを減らし、よって設置労力を低減することができる。中央制御システムとして考えることができる統合制御システムは、伝達された部分的負荷条件に基づき電源ユニットがオフに又はスタンバイモードに切り替えられ得る時又は場合を決定するよう適合され得る。
【0014】
電力消費情報提供システムと給電制御システムとが同じユニットに統合され、給電制御システムによる電気コンシューマの制御に基づき、電力消費情報提供システムが電力消費情報を決定するよう適合されることが更に好ましい。これはDC配電システムを設置するために必要なユニットの数を更に減らすことができ、よって設置労力を更に低減することができる。また、電力消費情報が制御システムによる電気コンシューマの制御に基づいて決定されるので、要求電力に基づいて電源ユニットを制御するために電力消費に関する付加的情報を提供しなくてもよく、これにより単純化されたDC配電システムを可能にする。
【0015】
一実施形態では、電源ユニットは給電制御システムに識別情報を送信し、識別情報は各電源ユニットによって供給可能な電力を示し、給電制御システムは識別情報にも基づいて電源ユニットを制御する。識別情報は各電源ユニットによって供給可能な電力を直接又は間接的に示し、すなわち、例えば識別情報は、給電制御システム内に記憶され、各識別情報と供給可能な電力との間の割り当てを含む、各電源ユニットによって供給可能な電力を決定するためのテーブルと共に利用可能な情報を提供してもよい。したがって、制御システムは例えば制御線を介して電源ユニットから識別情報を取得してもよく、各識別情報を各電源ユニットによって供給可能な電力に割り当てるテーブルを含んでもよい。この情報は必要に応じて電源ユニットを起動させるために使用され得る。この場合においても、給電制御システムが電気コンシューマを制御するよう適合されてもよい。
【0016】
好ましい一実施形態では、給電制御システムは電気コンシューマのハウジング及び電源ユニットのハウジングとは異なるハウジング内に配置されたユニットを形成し、給電制御システムのハウジング、よって対応する給電制御ユニットは、電源ユニット及び電気コンシューマのDC配電システムへの付加とは分離してDC配電システムに付加可能である。給電制御システムは例えば、好ましくは電力レールである導電体に追加要素として取り付け可能な付加的ボックスとして供給され得る。このボックスはDC配電システムを最適化するための追加アイテムとして提供されてもよく、カスタマーは、自身がそのような追加ボックスを含む最適化されたシステムを設置することを望むか否かを選択可能であり得る。したがって、給電制御システムを別個の付加的ボックスとして提供することにより、DC配電システムの電力消費を低減し、よってシステムの効率性を高めるために、給電が自動的に実際の要求電力に適合されるようDC配電システムを改変することができる。
【0017】
好ましくは、電源ユニットは、より高い電力が供給される高電力モードとより低い電力が供給される低電力モードとで動作可能であり、電力消費情報提供システムは、各電源ユニットによって供給される出力電力を電力消費情報として提供し、給電制御システムは、電力消費情報に応じて、電源ユニットを順次高電力モードに切り替え、既に高電力モードに切り替えられている電源ユニットに関して、閾値出力電力より大きい出力電力が提供される場合、次の電源ユニットが高電力モードに切り替えられる。したがって、電源ユニットは負荷を分担するよう制御され、例えば、まず1つの電源ユニットが全負荷を引き受け、そして1つの電源ユニットによって供給される電力が不十分な場合、次の電源ユニットが更に高電力モードに切り替えられ、アクティブモード、すなわち高電力モードで動作する電源ユニットが導電体上の負荷要件を満たすまで、これが続く。電源ユニットのこの制御プロセスは、好ましくは、1つの電源ユニットだけが部分的負荷条件で動作し、他の電源ユニットは負荷をフルに負う又はスタンバイモードにあることを保証し、これによりDC電力を非常に効率的に供給する。
【0018】
また、電源ユニットは、より高い電力が供給される高電力モードとより低い電力が供給される低電力モードとで動作可能であり、給電制御システムは、各電源ユニットが高電力モードで動作する総時間の差が所定の閾値未満であるように電源ユニットを制御することが好ましい。特に、給電制御システムは好ましくは、各電源ユニットがほぼ同じ時間、高電力モードにあるよう適合される。特に、給電制御システムは、電源ユニットの平均サービス時間、すなわち電源ユニットが高電力モードで動作した総時間が等しくなるよう、電気コンシューマに電力を供給すべき電源ユニットをランダムに又は計画された態様で指定するよう適合されてもよい。これはある電源ユニットが他の電源ユニットより顕著に多く使用されることにより相対的に早く機能しなくなる可能性を減らすことができ、すなわち、DC配電システムの動作可能性を確認するメンテナンス間隔を長くすることができる。
【0019】
一実施形態では、電源ユニットは、各電源ユニットによって供給される電力を示し及び各電源ユニットによって供給可能な追加電力を示すコマンドを送受信し、電力消費情報提供システムは、電源ユニットに割り当てられた複数の電力消費情報提供サブユニットを含み、電源ユニットに割り当てられた電力消費情報提供サブユニットは、当該電源ユニットが受信したコマンドに基づいて電力消費情報を決定し、給電制御システムは、電源ユニットに割り当てられた複数の給電制御サブユニットを含み、電源ユニットに割り当てられた給電制御サブユニットは、受信されるコマンドに基づいて他の電源ユニットによって供給可能な追加電力を決定し、電力消費情報提供サブユニットによって決定された電力消費情報及び他の電源ユニットによって供給可能な追加電力に基づいて当該電源ユニットを制御し得る。特に、電源ユニットは自身が供給する負荷、すなわち供給される電力を定期的に送信し、並行して他の電源ユニットから対応するメッセージ、すなわちコマンドを収集するよう適合されてもよく、メッセージは絶対負荷情報、すなわち各電源ユニットによって供給される電力と、各電源ユニットによって供給可能な追加電力に関する情報とを含み得る。これらのメッセージ内に含まれる情報に基づき、電力消費情報提供サブユニットは、当該電源ユニットが供給する電力が低下する場合、他の電源ユニットが依然として負荷を担うことができるか否かを決定し得る。担うことができる場合、電源ユニットの給電制御サブユニットはこれに従って電源ユニットの設定値、特に設定電圧を下げることができる。設定値は好ましくは徐々に下げられ、設定値の低下は、負荷をより高い設定値を有する電源ユニットにシフトさせる。電源ユニットが一切の負荷を担わないよう電源ユニットの設定値が給電制御サブユニットによって制御される場合、特に、予め定められてもよい設定値の最低許容値に達することなくそのような制御がされる場合、給電制御サブユニットはスタンバイモードに入るよう電源ユニットを制御してもよい。各電源ユニットのこの制御は、一度に1つだけの電源ユニットがこのように制御されるよう調整されてもよく、このように制御される電源ユニットを指定するシーケンスは、例えば所定のシーケンス又はランダムなシーケンスであり得る。
【0020】
他の実施形態では、電力消費情報提供システムは、電源ユニットに割り当てられた複数の電力消費情報提供サブユニットを含み、電源ユニットに割り当てられた電力消費情報提供サブユニットは、当該電源ユニットによって供給される電力に基づいて電力消費情報を決定し、給電制御システムは、電源ユニットに割り当てられた複数の給電制御サブユニットを含み、電源ユニットに割り当てられた給電制御サブユニットは、電力消費情報提供サブユニットによって決定される電力消費情報に基づいて当該電源ユニットを制御する。特に、各電源は自身の負荷、すなわち自身の供給電力を時間の経過と共にランダムに見ることができ、各給電制御サブユニットは、負荷がピーク効率点より低い場合、設定値、具体的には設定電圧を上げるか又は下げる決定を行い、ピーク効率に向かうためにより多くの負荷を担い始めるか又は電源ユニットが一切の負荷を担わない状況に向かうためにより少ない負荷を担い始めるよう、電源ユニットを制御してもよい。各給電制御サブユニットは、好ましくは更に、各電源ユニットが既にそのピーク効率点で、すなわち最大効率で動作している場合、各電源ユニットの設定値を変更しないよう適合される。この種の制御を用いることにより、全ての電源ユニットが各自の設定値を経時的に調整し、最適負荷分布、すなわち電源ユニットが最適給電効率で動作可能な負荷分布を探し求めることができる。この制御は、各電源ユニットが他の電源ユニットの現在の動作を知る必要がない可能性がある、電源ユニット間で分散して実装されるある種のサーチアルゴリズムによって提供されると考えることができる。電源ユニットのこの種の制御は、これらのインテリジェントな電源ユニットと、固定の設定値、特に固定の設定電圧を有する他の電源ユニットとの混合を許容し得る。各電力消費情報提供サブユニットによって提供される電力消費情報、すなわち各電源ユニットによって担われる各負荷は電力消費サブ情報として考えることができ、電力消費サブ情報は、電源ユニット間で分散される総電力消費情報を形成する。
【0021】
各電源ユニットが制御され得る設定値は、好ましくは、予め定められてもよい許容される設定電圧の範囲に限定される。
【0022】
本発明の他の側面では、DC配電システムにおいて使用される給電制御システムが提供され、給電制御システムは、提供される電力消費情報に基づいてDC配電システムの電源ユニットを制御する。
【0023】
本発明の他の側面では、DC配電方法が提供され、DC配電方法は、
複数の電源ユニットによって、電源ユニット及び電気コンシューマが電気接続される導電体を介して電気コンシューマにDC電力を供給するステップと、
電気コンシューマによって、導電体を介して複数の電源ユニットからDC電力を受け取るステップと、
電力消費情報提供システムによって、電気コンシューマによって消費される電力を示す電力消費情報を提供するステップと、
給電制御システムによって、提供される電力消費情報に基づいて電源ユニットを制御するステップとを含む。
【0024】
本発明の他の側面では、DC配電コンピュータプログラムが提示され、DC配電コンピュータプログラムは、請求項1に記載されるDC配電システムを制御するコンピュータ上で実行されるとき、DC配電システムに請求項14に記載のDC配電方法のステップを実行させるためのプログラムコード手段を含む。
【0025】
請求項1のDC配電システム、請求項14のDC配電方法、及び請求項15のDC配電コンピュータプログラムは同様な及び/又は同一の好ましい実施形態、特に従属請求項に記載される好ましい実施形態を有することが理解されよう。
【0026】
また、本発明の好適な実施形態は、従属請求項と各独立請求項との任意の組み合わせであり得ることを理解されたい。
【0027】
本発明の上記及び他の側面は、下記の実施形態を参照して説明され、明らかになろう。
【発明を実施するための形態】
【0029】
図1は、DC配電システムの一実施形態を概略的かつ例示的に示す。DC配電システム1は、DC電力を複数の電源ユニット3から複数の電気コンシューマ4に導くためのバスバー要素又は電力バーとして考えることができる導電体2を含む。導電体2は、電源ユニット3及び電気コンシューマ4が取り付けられる電力バーである。電気コンシューマ4はランプ等の照明デバイスである。他の実施形態では、電気コンシューマは室内にいる人を感知するための人感センサなどのセンサ、スピーカー等の他の電気デバイスを含んでもよい。電源ユニット3は導電体2を介して電気コンシューマ4にDC電力を供給するよう適合され、電気コンシューマ4は導電体2を介して複数の電源ユニット3から供給された電力を受け取るよう適合される。DC配電システム1は更に、電気コンシューマ4によって消費される電力を示す電力消費情報を提供するための電力消費情報提供システムと、提供された電力消費情報に応じて電源ユニット3を制御するための給電制御システムとを含む(
図1では不図示)。また、DC配電システム1は、電気コンシューマを制御するためのコマンドを電気コンシューマ4に送り、更に当該コマンドを電源ユニット3にも送るための電気コンシューマ制御ユニット8を含む。
【0030】
図2は、1つの電源ユニット3をより詳細に概略的かつ例示的に示す。電源ユニット3はAC電力をDC電力に変換するための電力コンバータ20を含む。AC電力は導電体2の一部であり得る導線等を介して、導電体2に電気接続され得るAC電源ユニット21から受け取ることができる。AC電源ユニット21は好ましくはAC商用電源である。
【0031】
各電源ユニット3は、送信されたコマンドに基づいて電力消費情報を決定するよう適合された電力消費情報提供サブユニット7を含む。したがって、本実施形態では、電力消費情報提供システムは電源ユニット3の電力消費情報提供サブユニット7によって形成される分散システムであり、各電力消費情報提供サブユニット7は各電源ユニット3のための電力消費情報を提供するよう適合される。また、本実施形態では、各電源ユニット3は、各電力消費情報提供サブユニット7によって決定された電力消費情報に応じて各電源ユニット3を制御するよう適合された給電制御サブユニット10を含む。したがって、本実施形態では、給電制御システムも給電制御サブユニット10によって形成される分散システムである。各給電制御サブユニット10は、各電力コンバータ20を制御することにより各電源ユニット3を制御する。
【0032】
異なるシステム及びユニット間の通信のために、有線通信システムが提供される。本実施形態では、導電体2は異なるシステム及びユニットが接続される制御線を含み、異なるシステム及びユニットが制御線を介して通信信号を交換することを可能にする。他の実施形態では通信システムは別のものでもよい。例えば、通信システムはZigbee(登録商標)等の無線通信システムでもよい。通信線を介して通信信号を送受信するために、システム及びユニットは送受信ユニットを含む。
図2には電源ユニット3の送受信ユニット6が概略的かつ例示的に示されている。
【0033】
電源ユニット3が電気コンシューマ4に送信されるコマンドを監視し、電気コンシューマ4の要求電力を自動的に供給するよう適合されるよう、電力消費情報提供サブユニット7及び給電制御サブユニット10は各電源ユニット3の一部である。電力消費情報提供サブユニット7は、異なるコマンドと関連する電力要求との間の割り当てを、検出されたコマンドに応じて電力消費情報を提供するための対応するテーブル内に含む。
【0034】
電源ユニット3はそれぞれ、アクティブモードとして考えることができ、より高い電力を供給する高電力モードと、スタンバイモードとして考えることができ、より低い電力を供給する低電力モードとで動作可能であり、各給電制御サブユニット10は、電気コンシューマ4が上記より低い電力以下を要求することを各電力消費情報提供サブユニット7によって決定された電力消費情報が示す場合、電源ユニット3、特に電力コンバータ20を低電力モードにあるよう制御するよう適合される。例えば、電気コンシューマ4が上記より低い電力しか要求されない状態にあることを示すコマンドを電力消費情報提供サブユニット7が検出する場合、各給電制御サブユニット10は各電源ユニット3、特に各電力コンバータ20を低電力モードにあるよう制御することができる。特に、検出されたコマンドが電気コンシューマ4がオフに又はスタンバイモードに切り替えられることを示す場合、各電源ユニット3は低電力モードに切り替わるよう適合され得る。これは給電を低負荷状況に適合させることを可能にし、給電効率が向上され得る。
【0035】
また、各電源ユニット3に割り当てられた各給電制御サブユニット10は、電気コンシューマ4が上記より低い電力より多くを要求することを各電力消費情報提供サブユニット7によって決定された電力消費情報が示す場合、好ましくは電源ユニット3を高電力モードにあるよう制御するよう適合される。
【0036】
例えば、送受信ユニット6が電気コンシューマ4の電源が切られることを示すコマンドを受信した場合、電源ユニット3は低電力モードに切り替わり得る。好ましくは、電力消費情報提供サブユニット7及び給電制御サブユニット10は、このスタンバイ状況において上記より高い電力が要求されることを示すコマンドが更に検出された場合、電源ユニット3が高電力モードに切り替えられる、すなわち上記より高い電力を供給するために起動されるよう適合される。したがって、例えば電源ユニットがスタンバイモードにある場合、全ての新たなコマンドが電源ユニットを起動し、コマンドの結果として相当な又は実質的な(substantial)電力が引き出されない場合、電源ユニットは自動的にスタンバイを再開し得る。
【0037】
図3は、DC配電システムの他の実施形態を概略的かつ例示的に示す。本実施形態では、DC配電システム101は複数の電源ユニット103から電気コンシューマ4にDC電力を導くための導電体2を含む。複数の電源ユニット103は、複数の電源ユニット103が電気接続される導電体2を介して電気コンシューマ4にDC電力を供給するよう適合される。また、電源ユニット103からDC電力を受け取るために、電気コンシューマ4も導電体2に電気接続される。DC配電システム101は更に、電気コンシューマ4によって消費される電力を示す電力消費情報を提供するための電力消費情報提供システム(
図3では不図示)と、提供された電力消費情報に応じて電源ユニット103を制御するための給電制御システム110とを含む。
【0038】
図4は電源ユニット103をより詳細に概略的かつ例示的に示す。電源ユニット103は送受信ユニット6と、AC電源ユニット21から受け取られるAC電力を供給すべきDC電力に変換するための電力コンバータ20とを含む。電源ユニット103は更に、各電源ユニット103の出力電力を決定するための出力電力決定ユニット107を含み、各電源ユニット103の決定された出力電力は、電気コンシューマ4が要求する電力を示す電力消費情報として考えられる。よって、複数の電源ユニット103の出力電力決定ユニット107は、電力消費情報提供システムを形成する電力消費情報提供サブユニットである。したがって、本実施形態においても電力消費情報提供システムは分散システムである。各電源ユニット103は給電制御システム110に電力消費情報を提供するために、給電制御システム110に各決定された出力電力を伝達するよう適合される。したがって、給電制御システム110は各電源ユニット103によって伝達される部分的負荷条件に基づいてDC給電を計画することができる。また、これは供給される電力の電気コンシューマ4が実際に必要とする要求電力への適合を改良するこができ、これによりDC配電システムの効率性が向上される。また、本実施形態では、DC配電システム101は導電体2の通信線を介して電気コンシューマ4に制御コマンドを送信することによって電気コンシューマ4を制御するための電気コンシューマ制御ユニット8を含む。
【0039】
図5は、DC配電システムの他の実施形態を概略的かつ例示的に示す。本実施形態では、DC配電システム201は複数の電源ユニット103から複数の電気コンシューマ4にDC電力を導くための導電体2を含む。複数の電源ユニット103は電気コンシューマ4にDC電力を供給するよう適合され、電源ユニット103は導電体2に電気接続される。複数の電源ユニット103からDC電力を受け取るために、電気コンシューマ4も導電体2に接続される。DC配電システム201は更に、電力消費情報提供システムによって提供される電力消費情報に応じて電源ユニット103を制御するための給電制御システム210を含み、電力消費情報は電気コンシューマ4によって消費される電力を示す。また、本実施形態においても、DC配電システムは、電源ユニット103がDC電力を供給できるよう電源ユニット103の電力コンバータ20にAC電力を供給するために導電体2に電気接続されるAC電源ユニット21を含む。本実施形態では、給電制御システム210は電源ユニット103だけでなく電気コンシューマ4も制御するよう適合される。したがって、給電を制御するため及び電気コンシューマ4を制御するために同じ制御システム210を使用することができ、これにより制御ユニットが減り、よって設置労力が低減される。中央制御システムとして考えることができる統合制御システム210は、送受信ユニット6及び導電体2の通信線を介して電源ユニット103の出力電力決定ユニット107によって伝達される部分的負荷条件に基づき、電源ユニット103がオフ又はスタンバイモードに切り替えられ得るときを決定するよう適合され得る。
【0040】
制御システム210は好ましくは、電力消費情報によって示される電気コンシューマの要求電力に基づき、どの電源ユニット103がアクティブモードにあるべきかを決定するよう適合される。制御は好ましくは、電源ユニット103が依然として電力消費情報によって示される要求電力を供給しつつ、アクティブな電源ユニット103の数が最小になるよう実行される。これはDC配電システムが良好な効率で動作することを可能にする。代替的に又は加えて、制御システム210は、アクティブな電源ユニット103をそれぞれの最高効率モード、例えば各電源ユニット103がフルパワーの80〜90%の電力を供給するモードで動作させるよう適合されてもよい。既知の電源ユニットに関しては、通常、最高効率モード、すなわち最高効率動作点は各メーカーから知られており、制御システム210内に登録することができる。
【0041】
図6は、DC配電システムの他の実施形態を概略的かつ例示的に示す。
図6に示されるDC配電システム301も、複数の電源ユニット303から電気コンシューマ4にDC電力を導くための導電体2を含む。複数の電源ユニット303は電気コンシューマ4にDC電力を供給するよう適合され、電源ユニット303は導電体2に電気接続される。複数の電源ユニット303からDC電力を受け取るために、電気コンシューマ4は導電体2に電気接続される。DC配電システム301は更に、電気コンシューマ4によって消費される電力を示す電力消費情報を提供するための電力消費情報提供システムと、提供された電力消費情報に応じて電源ユニット303を制御するための給電制御システム310とを含み、本実施形態では、給電制御システムは電源ユニット303だけでなく電気コンシューマ4も制御するよう適合される。
【0042】
図7に概略的かつ例示的に示されるように、電力消費情報提供システム307は給電制御システム310に組み込まれ、電力消費情報提供システム307は、給電制御システム310による電気コンシューマ4の制御に基づいて電力消費情報を決定するよう適合される。特に、制御システム310が電気コンシューマ4を制御するので、制御システム310、及びよって組み込まれた電力消費情報提供システム307は電気コンシューマ4の要求電力を知っており、制御システム310はこれに従って電源ユニット303を制御することができる。
図8は、送受信ユニット6と電力コンバータ20とを含む電源ユニット303を概略的かつ例示的に示す。
【0043】
当業者にとって明らかなように、図示される様々なユニット及びシステムは当然ながら、コネクタ、「インテリジェント」機能を提供するIC等、更なる電気素子を含むことに留意されたい。例えば、
図8に例示的かつ概略的に示される電源ユニット303は、当然ながら、送受信ユニット6が受信した制御コマンドに応じて電力コンバータ20が供給する電力を変更するための回路を更に含む。
【0044】
図3乃至
図8を参照して上述されたDC配電システム101、201、301は、各給電制御システム110、210、310に識別情報を送信するよう適合された電源ユニット103、303を含み、ここで、識別情報は各電源ユニット103、303によって供給可能な電力を示し、給電制御システム110、210、310は識別情報にも依存して電源ユニット103、303を制御するよう適合され得る。識別情報は各電源ユニットによって供給可能な電力を直接示してもよいし、又は間接的に示してもよく、すなわち、例えば識別情報は、給電制御システム内に記憶され、各情報と供給可能な電力との間の割り当てを含む、各電源ユニットによって供給可能な電力を決定するためのテーブルと共に利用可能な情報を提供してもよい。
【0045】
給電制御システムはどの電源ユニットがどの電力を供給できるかを知っており、また給電制御システムは要求電力を示す電力消費情報を受け取っているので、給電制御システムは、非常に効率的に給電を行うべく、要求DC電力の供給のために、各自の電力限界で給電することを可能にする電源ユニットが選択されるよう電源ユニットを制御することができる。
【0046】
図3乃至
図8を参照して上記した実施形態では、給電制御システムは、電気コンシューマのハウジング及び電源ユニットのハウジングとは別個のハウジング内に配置されるユニットを形成し、給電制御システムのハウジング、よって給電制御システム自体が、DC配電システムへの電源ユニット及び電気コンシューマの付加とは分離してDC配電システムに付加可能である。これらの例では、給電制御システムは好ましくは、導電体に追加コンポーネントとして取り付け可能な付加的ボックスとして提供される。このボックスは、導電体、複数の電源ユニット、1つ又は複数の電気コンシューマ、電気コンシューマ制御ユニット、及びAC電源を含む既存のDC配電システムを最適化するための追加アイテムとして提供され得る。したがって、給電制御システムを分離した付加的ボックスとして提供することにより、DC配電システムの電力消費を低減し、よってシステムの効率性を高めるために給電が実際の電力需要に自動的に適合されるよう、既存のDC配電システムを改変することができる。
【0047】
上記実施形態では、電源ユニットはより高い電力が供給される高電力モードとより低い電力が供給される低電力モードとで動作可能であり、電力消費情報提供システムは、各電源ユニットによって供給される出力電力を電力消費情報として提供するよう適合され得る。例えば、電源ユニットは、送受信ユニットを介して中央制御システム又は複数の給電制御サブユニットによって形成される分散制御システムであり得る給電制御システムに送信され得る各出力電力を決定するために、電力消費情報提供システムを形成する出力電力検出ユニットを含み得る。この場合、給電制御システムは電力消費情報に応じて電源ユニットを順次高電力モードに切り替えるよう適合されてもよく、ここで、既に高電力モードに切り替えられている電源ユニットに関して閾値出力電力より高い出力電力が提供される場合、次の電源ユニットが高電力モードに切り替えられる。電源ユニットは好ましくは、負荷を分担するよう制御され、まず1つの電源ユニットが全負荷を引き受け、そして1つの電源ユニットによって供給される電力が不十分な場合、次の電源ユニットが追加で高電力モードに切り替えられ、高電力モードで動作する電源ユニットが導電体上の負荷要求を満たすまでこれが続く。電源ユニットのこの制御は、好ましくは、1つの電源ユニットだけが部分的負荷条件で動作させられるよう実行され、これによりDC電力を非常に効率的に供給する。
【0048】
好ましくは、給電制御システムは更に、各電源ユニットが高電力モードで動作する総時間又は回数の差が所定の閾値未満になるよう適合される。特に、各DC配電システムの給電制御システムは、好ましくは、電源ユニットがほぼ同じ時間高電力モードにあるように適合される。給電制御システムは、電源ユニットの平均サービス時間がほぼ等しくなるよう、電気コンシューマに電力を供給すべき電源ユニットをランダムに又は計画された態様で決定するよう適合されてもよい。
【0049】
以下、
図9に示されるフローチャートを参照してDC配電方法を例示的に説明する。
【0050】
ステップ400において、DC配電システムが初期設定される。例えば、DC配電システムが電源投入され、1つ又は複数の電源ユニットが導電体を介して初期DC電力を電気コンシューマに供給する。ステップ401において、電気コンシューマによって消費される電力を示す電力消費情報が電力消費情報提供システムによって提供される。例えば、電源ユニットの出力電力が決定され、電力消費情報として提供される。ステップ402において、給電制御システムにより、提供された電力消費情報に応じて電源ユニットが制御される。したがって、電源ユニットは給電制御システムによる制御に従い、提供された電力消費情報に応じた電力を供給する。供給された電力は当然ながらその後電気コンシューマによって受け取られる。DC配電システムが実際の負荷条件に自動的に適合され得るよう、好ましくはステップ401及び402はループ実行され、電力消費情報が継続的に提供されて電源ユニットを制御するために使用される。
【0051】
導電体2は、電源ユニットにAC電力を伝導するため、電気コンシューマにDC電力を伝導するため、及び制御信号を送信するために複数のサブ導電体を含み得る。
図10は、バスバー要素導体としても考えることができる複数のサブ導体30、31、32を含むこのような導電体2を概略的かつ例示的に示す。第1のサブ導体30はAC電源ユニット21から電源ユニット3にAC電力を供給するよう適合される。第2のサブ導体31は異なるユニット間でコマンド及び制御信号を伝送するために用いられ、第3のサブ導体32は電源ユニット3によって供給されるDC電力を電気コンシューマ4及びDC電力を必要とする電気コンシューマ制御ユニット8等の他のユニットに供給するよう適合される。導電体2はサブ導体30、31、32を保持する実質的にU字型プロフィール等の保持要素33を備え得る。サブ導体30、31、32は導線、特に銅線によって形成され得る。より具体的には、サブ導体は、実質的にU字型の保持プロフィール33に固定された絶縁埋め込みサブ銅線によって形成され得る。
【0052】
図10は単にいくつかのユニットが如何にして導電体2に接続され得るかを例示的に示すに過ぎず、必要に応じて、より多くの及び/又は他のユニットが複数のサブ導体に電気接続され得ることは明らかであろう。例えば、DC電力を要求する各ユニットが第3のサブ導体に接続され、AC電力をDC電力に変換するためにAC電力を要求する各ユニットが第1のサブ導体及び第3のサブ導体に接続され、通信機能を要求する各ユニットが第2のサブ導体に接続されてもよい。サブ導体を備える導電体2及びU字型プロフィール等の保持要素は、電力バー又はトラックデバイスとして考えることができる。
【0053】
図11は、実質的にU字型のプロフィール30によって導電体2に取り付けられた上記ユニットの一部を概略的かつ例示的に示す。
図11において、この例では照明である電気コンシューマ4が導電体2に取り付けられていることが示されている。また、導電体2に取り付けられている1つの電源ユニット103と給電制御システム210とが示されており、給電制御システム210は、導電体2に対するDC配電システムの他のユニットの着脱とは分離して導電体2に着脱可能な単一のボックス内に提供されている。
図11はDC配電システムのユニットの一部を示すに過ぎない。当然ながら、上記及び
図1乃至
図8に従い、より多くのユニット及び/又は他のユニットが導電体2に取り付けられ得ることに留意されたい。
【0054】
AC電力は好ましくはAC商用電源であるAC電源によって供給され、AC電力は好ましくはトラックとしても考えることができる導電体の長さにわたって分配される。導電体へのAC商用電源接続、すなわちAC商用電源の導電体への接続は導電体上の任意の位置に存在し、好ましくはAC/DCコンバータを備える電源ユニットの導電体上の位置とは実質的に無関係である。電源ユニットはAC電力を受け取るためにAC商用電源レール、すなわち第1のサブ導体に接続され、またDC電力を出力するためにDCレール、すなわち第3のサブ導体に電気接続される。制御線、すなわち第2のサブ導体への接続は、ユニットの制御機能に応じて使用されてもされなくてもよい。好ましくは照明デバイスである電気コンシューマは、好ましくはDCレール及び制御線、すなわち第3及び第2のサブ導体に接続されるが、第2のサブ導体には接続されない。電気コンシューマが照明デバイスである場合、光源及び照明ドライバが含まれ、照明ドライバは、光源の要求に従って光源に照明駆動電流を供給できるようDCレールから受け取ったDC電力を変換するよう適合されてもよい。また、照明デバイスは制御リンクを介して照明パラメータを制御するために導電体の制御線に電気接続されてもよい。
【0055】
通常、設置者及びエンドカスタマーにとって、設置された複数の照明デバイス等の電気コンシューマを駆動するのに適切な電源ユニット、特に電源ユニットの適切な個数を選択することは容易ではない。電源ユニットの所定の電力限界を超過する場合、現在のEMerge規格によればDC配電システム全体がシャットダウンされる。この問題を解決するために、過負荷条件が発生したとき、DC配電システムが再び動作可能になるまで電気コンシューマが単純にDC配電システムから取り外され得るトライアルアンドエラー法が用いられ得る。この問題の他の解決策は、過負荷条件が発生し得なくなるよう、DC配電システムが提供する給電をオーバースペック化することであり得る。しかし、このようなオーバースペック化は既知のDC配電システムのDC給電効率を低下させる。例えば、電気コンシューマが最大輝度レベルの10%の輝度レベルまで減光される照明デバイスである場合、各照明デバイスが100%の輝度レベルを提供する場合でも十分な電力が供給されるよう電源ユニットを選択しなければならない。これは、照明デバイスが例えば最大輝度レベルの10%の輝度レベルに減光される場合、供給される電力の比較的小さい割合しか必要とされず、これによりDC配電システムを非常に低い効率で動作させることを意味する。
【0056】
DC配電システムにおける給電効率を高めるために、DC配電システムは好ましくは、提供される電力消費情報によって示される1つ又は複数の電気コンシューマの要求電力に従って給電を行うと共に、電源ユニットが最大変換効率で駆動されるよう適合される。したがって、電力消費情報提供システム及び給電制御システムは、好ましくは少なくとも2つの条件、すなわち、電気コンシューマの要求電力に従って電気コンシューマに給電する、つまり電気コンシューマが実際に要求する電力を少なくとも供給することと、電源ユニットが可能な限り各自の最大変換効率の近くで駆動されるよう電源ユニットを駆動することとを満たすべく電源ユニットが制御されるよう適合される。給電制御システムは電源ユニットがその最大効率で動作していない場合、電源ユニットの代替的動作モードを決定し、これに従って電源ユニットを制御するよう適合され得る。電源ユニットが可能な限り最大効率の近くで動作する電源ユニットの制御は、登録された給電制御として考えることができる。
【0057】
電力消費情報提供システム及び給電制御システムは、DC配電システムに付加することができる単一の処理ユニットに統合されてもよい。この処理ユニットは要求電力消費情報、すなわち電源ユニットがDC配電システムに供給しなければならない要求電力に関する情報を提供することができ、この提供される電力消費情報に応じて電源ユニットを制御することができる。特に、処理ユニットは各電源ユニットの最適設定を決定するよう構成され、例えば、特定の設定では、1つの電源ユニットだけが電気コンシューマに電力を供給して、他の電源ユニットはオフに又はスタンバイモードにされてもよい。処理ユニットはDC配電システムの他のパラメータを検出して、これらの他のパラメータにも基づいて各電源ユニットの最適設定を決定するよう適合されてもよい。これらの他のパラメータは例えば、電源の個数、それらの特性、照明などの電気コンシューマの個数等である。例えば、電源ユニット及び電気コンシューマは、処理ユニットに、対応する電源ユニット又は電気コンシューマ、並びに対応する電源ユニットによって供給可能な最大電力又は対応する電気コンシューマが要求する電力等の特性を示す信号を送信するよう適合されてもよい。また、処理ユニットに送信される信号は対応する電源ユニット又は対応する電気コンシューマのみを示してもよく、及び/又はそれらのモードを示してもよく、処理ユニットは、受信される識別信号と、信号によって示される対応する電源ユニットの供給可能電力又は信号によって示される電気コンシューマの要求電力等の特性との間の割り当てを含み得る。信号によって直接又は間接的に示される電気コンシューマの要求電力は、電力消費情報を提供するために使用され得る。
【0058】
DC配電システムの様々なユニット及びシステムは何らかのインテリジェンスを有し、例えば給電制御システム又は電力消費情報提供システムは好ましくはインテリジェンスを提供するための対応するハードウェア及び/又はソフトウェアを備える。具体的には、ユニット及びシステムは各機能を提供するためのマイクロコントローラ又は他の回路を備え得る。
【0059】
電源ユニット及び電気コンシューマは導電体に別々に着脱可能な別個のユニットでもよく、又は導電体に一緒に取り付けることができる結合された電源ユニット及び電気コンシューマを形成するよう結合されてもよい。分離した電源ユニット及び電気コンシューマと、電源ユニット及び電気コンシューマの結合である結合ユニットとの混合が導電体に取り付けられてもよい。
【0060】
給電制御システムは、その出力設定電圧が実際のレール電圧より低い限り電源ユニットが完全にオフに切り替えられる又はスタンバイモードにあるよう電源ユニットを制御するよう適合されてもよい。例えば、電源ユニットは出力設定電圧と共に給電制御システムに伝達され得るレール電圧、すなわち導電体のDCレール上の電圧を検出するためのレール電圧検出器を含み、給電制御システムは、その出力設定電圧が実際のレール電圧より低い限り完全にオフに切り替えられるか又はスタンバイモードにあるよう電源ユニットを制御することができる。これはDC配電システムにおいて比較的広い範囲の電力レベルにわたって電源ユニットを効率的に使用することを可能にし得る。
【0061】
図12はDC配電システムの他の実施形態を概略的かつ例示的に示す。DC配電システム401は複数の電源ユニット403から複数の電気コンシューマ4にDC電力を導くための導電体2を含む。導電体2及び電気コンシューマ4は、例えば
図1を参照して上記した対応する要素と同様である。電源ユニット403は導電体2を介してDC電力を電気コンシューマ4に供給するよう適合され、電気コンシューマ4は供給されたDC電力を導電体2を介して複数の電源ユニット403から受け取るよう適合される。DC配電システム401は更に、電気コンシューマ4によって消費される電力を示す電力消費情報を提供するための電力消費提供システムと、提供された電力消費情報に応じて電源ユニット403を制御するための給電制御システムとを含む(
図12では不図示)。また、DC配電システム401は電気コンシューマ4を制御するための電気コンシューマ制御ユニット8を含む。
【0062】
図13は電源ユニット403のうちの1つをより詳細に概略的かつ例示的に示す。電源ユニット403はAC電源ユニット21から受け取ることができるAC電力をDC電力に変換するための電力コンバータ20を含む。また、電源ユニット403は送受信ユニット6を含み、各電源ユニット403によって供給される電力を示し及び各電源ユニットによって供給可能な追加電力を示すコマンドを送信し、かつ当該コマンドを受信するよう適合される。
【0063】
各電源ユニット403は更に、各電源ユニット403が受信したコマンドに基づいて電力消費情報を決定するよう適合された電力消費情報提供サブユニット407を含む。したがって、本実施形態では、電力消費情報提供システムは電源ユニット403の電力消費情報提供サブユニット407によって形成される分散システムである。更に、本実施形態では、各電源ユニットは、受信されたコマンドに基づいて他の電源ユニット403によって供給可能な追加電力を決定し、各電力消費情報提供サブユニット407によって決定された電力消費情報及び他の電源ユニット403によって供給可能な追加電力に応じて各電源ユニット403を制御するよう適合された給電制御サブユニット410を含む。
【0064】
特に、電源ユニット403は自身が供給する負荷、すなわち供給される電力を定期的に送信し、並行して他の電源ユニット403から対応するメッセージ、すなわちコマンドを収集するよう適合されてもよく、メッセージは絶対負荷情報、すなわち各電源ユニット403によって供給される電力と、各電源ユニット403によって供給可能な追加電力に関する情報とを含み得る。これらのメッセージ内に含まれる情報及びこれらのメッセージを受信する電源ユニット403によって実際に供給される電力に基づき、電力消費情報提供サブユニット407は導電体2上の実際の総負荷を求めることができ、そしてこの求められた現在の総負荷と他の電源ユニット403によって供給可能な追加電力とに基づき、電源ユニット403の給電制御サブユニット410は、電源ユニット403が供給する電力が低下する場合、他の電源ユニット403が依然として残りの総負荷、すなわち電源ユニット403によって担われない負荷を担うことができるか否かを決定し得る。担うことができる場合、電源ユニット403の給電制御サブユニット410はこれに従って電源ユニット403の設定電圧を下げることができる。設定電圧は好ましくは徐々に下げられ、設定電圧の低下は、負荷をより高い設定電圧を有する電源ユニット403にシフトさせる。電源ユニット403が一切の負荷を担わないよう電源ユニット403の設定電圧が給電制御サブユニット410によって制御される場合、設定電圧の最低許容値に達することなく、給電制御サブユニット410はスタンバイモードに入るよう電源ユニット403を制御してもよい。各電源ユニット403のこの制御は、一度に1つだけの電源ユニット403がこのように制御されるよう調整されてもよく、このように制御される電源ユニット403を指定するシーケンスは、例えば所定のシーケンス又はランダムなシーケンスであり得る。この制御を調整するために、電源ユニット403は導電体2を介して又はZigbee(登録商標)等の無線データ接続を介して対応する信号を交換してもよい。
【0065】
図14はDC配電システムの他の実施形態を概略的かつ例示的に示す。DC配電システム501は複数の電源ユニット503から複数の電気コンシューマ4にDC電力を導くための導電体2を含む。導電体2及び電気コンシューマ4は、例えば
図1を参照して上記した対応する要素と同様である。電源ユニット503は導電体2を介して電気コンシューマ4にDC電力を供給するよう適合され、電気コンシューマ4は供給されたDC電力を導電体2を介して複数の電源ユニット3から受け取るよう適合される。本実施形態でも、DC配電システムは、電気コンシューマ4によって消費される電力を示す電力消費情報を提供するための電力消費提供システムと、提供された電力消費情報に応じて電源ユニット503を制御するための給電制御システムとを含む(
図14では不図示)。また、DC配電システム501は電気コンシューマ4を制御するために電気コンシューマ4にコマンドを送るための電気コンシューマ制御ユニット8を含む。
【0066】
図15は電源ユニット503のうちの1つをより詳細に概略的かつ例示的に示す。電源ユニット503はAC電源ユニット21から導電体2を介して受け取ることができるAC電力をDC電力に変換するための電力コンバータ20を含む。また、電源ユニット503は各電源ユニット503によって供給される電力に基づき電力消費情報を決定するよう適合された電力情報提供サブユニット507を含む。したがって、本実施形態では、電力消費情報提供システムは電源ユニット503の電力消費情報提供サブユニット507によって形成される分散システムである。各電源ユニット503は更に、各電力消費情報提供サブユニット507によって決定された電力消費情報に応じて各電源ユニット503を制御するよう適合された給電制御サブユニット510を含む。したがって、給電制御システムも分散システムであり、分散給電制御システムは給電制御サブユニット510によって形成される。各給電制御サブユニット510による各電源ユニット503の制御は、各電力コンバータ20を制御することによって提供される。
【0067】
したがって、各電源ユニット503は自身の負荷、すなわち自身の供給電力を時間の経過と共にランダムに見ることができ、各給電制御サブユニット510は、負荷がピーク効率点より低い場合、設定電圧を上げるか又は下げる決定を行い、ピーク効率に向かうためにより多くの負荷を担い始めるか又は電源ユニット503が一切の負荷を担わない状況に向かうためにより少ない負荷を担い始めるよう、電源ユニット503を制御してもよい。各給電制御サブユニット510は、好ましくは更に、各電源ユニット503が既にそのピーク効率点で、すなわち最大給電効率で動作している場合、各電源ユニット503の設定電圧を変更しないよう適合される。この種の制御を用いることにより、全ての電源ユニット503が各自の設定電圧を経時的に調整し、最適負荷分布、すなわち電源ユニットが最大給電効率で動作可能な負荷分布を探し求めることができる。この制御は、電源ユニット503間で分散される分散サーチアルゴリズムによって提供されると考えることができる。各電力消費情報提供サブユニット507によって提供される電力消費情報、すなわち各電源ユニット503によって担われる各負荷は電力消費サブ情報として考えることができ、複数の電力消費情報提供サブユニット507によって提供される電力消費サブ情報は、電源ユニット503間で分散される総電力消費情報を形成する。
【0068】
図12乃至
図15を参照して上記した制御は、分散サーチにおける好ましくはランダムなタイミング、及び設定電圧の小さな変化による負荷電流の小さな変化による、より優れたバランスへの段階的なアプローチに依拠する。
【0069】
給電制御システムが、分散ロジックを形成する給電制御サブユニットを異なる電源ユニットが含む分散システムである場合、給電制御サブユニットのうちの1つが、電源ユニット間の通信を調整するマスターであり得る。任意の電源ユニットの給電制御サブユニットが動的にマスターに指定され得る。マスターはランダムに指定されてもよいし、又は予め定められ得る特定のシーケンスに従って指定されてもよい。しかし、電源ユニット間の、特に給電制御サブユニット間の通信はマスターを使用せずに実行され得る。
【0070】
一実施形態では、電源ユニットが負荷を担っていない場合、電源ユニットがスタンバイモードにあるよう給電制御システムが適合されてもよい。
【0071】
電源ユニットは好ましくは、DC配電システムにおいて給電を行うために並列接続され、電力消費情報提供システムは好ましくは、これらの複数の電源ユニットがDC配電システムに供給しなければならない要求電力を決定するよう適合され、給電制御システムは好ましくは、一緒に要求電力を供給するタスクの実行中に各電源ユニットによる給電が最適化されるよう電源ユニットを制御するよう適合される。給電制御システムは好ましくは、可能な限り多くの電源ユニットが各自の電力限界で駆動することによって給電効率が最大化されるよう電源ユニットを最適化する。給電制御システムは、例えば、稼働状態に保たれる電源ユニットが各自の最適電力変換効率点の付近で駆動されるよう、各電源ユニットをシャットダウンするよう適合され得る。
【0072】
電力消費情報提供システムはトラック上、すなわち導電体上の負荷、すなわち電力消費を動的に確認するよう適合され得る。給電制御システムは動作中の、すなわち電力を供給している電源ユニット、特に高電力モードと低電力モードとで動作可能な場合には、高電力を供給している電源ユニットの数を確認するよう適合され得る。給電制御システムは、動作中の電源ユニットのうちの1つが落ちる場合、使用中ではない他の電源ユニットを作動させて電力不足を補い得るよう適合され得る。このようにすることで、DC配電システムの信頼性を著しく向上させることができる。電源ユニットは、給電制御システムが動作中の電源ユニットの数を確認できるよう、給電制御システムに識別情報を送るよう適合され得る。
【0073】
好ましくは、電気コンシューマの少なくとも一部は照明デバイスであり、DC配電システムは、小売り用のトラック照明として用いられ得るレール指向照明システムとして考えることができる。
【0074】
図面、明細書、及び特許請求の範囲を分析することにより、当業者は開示の実施形態の他の変形例を理解及び実施できるであろう。
【0075】
請求項において、「含む(又は備える若しくは有する)」等の用語は他の要素又はステップの存在を除外せず、また要素は複数を除外しない。
【0076】
単一のユニット又はデバイスが、請求項に記載される複数の項目の機能を果たし得る。いくつかの手段が互いに異なる従属請求項内に記載されているからといって、これらの手段の組み合わせを好適に用いることができないとは限らない。
【0077】
1つ又は複数のユニット又はデバイスによって実行される電力消費情報の決定、電源ユニットの設定の決定等のアクションは、任意の他の数のユニット又はデバイスによって実行され得る。DC配電方法に基づくDC配電システムのこれらのアクション及び/又は制御は、コンピュータプログラムのプログラムコード手段及び/又は専用ハードウェアとして実装され得る。
【0078】
コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に又はその一部として供給される光学記憶媒体又はソリッドステート媒体等の適切な媒体上で記憶/供給され得るが、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介して等、他の形態でも供給され得る。
【0079】
特許請求の範囲における如何なる参照符号も特許請求の範囲を限定するものと解されるべきではない。
【0080】
本発明は、好ましくは電力バーである導電体に電気接続される複数の電源ユニット及び照明器具等の電気コンシューマを含むDC配電システム、特にトラック照明システムに関する。消費情報提供システムが電力消費情報を提供し、提供される電力消費情報に応じて給電制御システムが電源ユニットを制御する。これはDC配電を実際の要求電力に適合させることを可能にし、すなわち、DC電力を非効率的な動作条件で供給することなく、複数の電源ユニットを導電体に電気接続することができる。また、設置者は過負荷状態が確実に避けられる数の電源ユニットを導電体に取り付ければよいので、DC配電システムの設置は比較的単純であり、それにも関わらずDC電力を高効率で供給することができる。