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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024164351
(43)【公開日】2024-11-27
(54)【発明の名称】電源システム
(51)【国際特許分類】
H02M 3/00 20060101AFI20241120BHJP
【ＦＩ】
H02M3/00 U
【審査請求】有
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023079764
(22)【出願日】2023-05-15
(71)【出願人】
【識別番号】000006895
【氏名又は名称】矢崎総業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001771
【氏名又は名称】弁理士法人虎ノ門知的財産事務所
(72)【発明者】
【氏名】山口 隼人
(72)【発明者】
【氏名】奥田 定治
【テーマコード（参考）】
5H730
【Ｆターム（参考）】
5H730AS05
5H730BB13
5H730BB81
5H730BB86
5H730BB88
5H730DD04
5H730EE57
5H730EE59
5H730FD01
5H730FD11
5H730FG12
(57)【要約】
【課題】電力を適正に供給することができる電源システムを提供する。
【解決手段】電源システム１において、電圧モニタ４１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０から出力される出力電力の電圧を検出する。降圧部４２は、出力電力の電圧を降圧して負荷部ＬＤに供給する。分配器制御部４３は、電圧モニタ４１により検出された電圧に基づいて降圧部４２を制御する。上記構成において、分配器制御部４３は、電圧モニタ４１により検出された電圧が予め定められた閾値電圧以上である電力充足状態の場合、降圧部４２を制御し、出力電力の電圧を降圧して負荷部ＬＤに供給する。一方で、分配器制御部４３は、電圧モニタ４１により検出された電圧が閾値電圧未満である電力不足状態の場合、降圧部４２を制御し、出力電力の電圧を降圧せずに負荷部ＬＤに供給する。
【選択図】図１
【解決手段】電源システム１において、電圧モニタ４１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０から出力される出力電力の電圧を検出する。降圧部４２は、出力電力の電圧を降圧して負荷部ＬＤに供給する。分配器制御部４３は、電圧モニタ４１により検出された電圧に基づいて降圧部４２を制御する。上記構成において、分配器制御部４３は、電圧モニタ４１により検出された電圧が予め定められた閾値電圧以上である電力充足状態の場合、降圧部４２を制御し、出力電力の電圧を降圧して負荷部ＬＤに供給する。一方で、分配器制御部４３は、電圧モニタ４１により検出された電圧が閾値電圧未満である電力不足状態の場合、降圧部４２を制御し、出力電力の電圧を降圧せずに負荷部ＬＤに供給する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
直流電力の電圧を変圧可能なＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータから出力される直流電力である出力電力を負荷部に分配する電源分配器と、を備え、
前記電源分配器は、前記出力電力の電圧を検出する電圧検出部と、
前記出力電力の電圧を降圧して負荷部に供給可能な降圧部と、
前記電圧検出部により検出された電圧に基づいて前記降圧部を制御する分配器制御部と、を含んで構成され、
前記分配器制御部は、前記電圧検出部により検出された電圧が予め定められた閾値電圧以上である電力充足状態の場合、前記降圧部を制御し、前記出力電力の電圧を降圧して前記負荷部に供給し、
前記電圧検出部により検出された電圧が前記閾値電圧未満である電力不足状態の場合、前記降圧部を制御し、前記出力電力の電圧を降圧せずに前記負荷部に供給する電源システム。
前記ＤＣ／ＤＣコンバータから出力される直流電力である出力電力を負荷部に分配する電源分配器と、を備え、
前記電源分配器は、前記出力電力の電圧を検出する電圧検出部と、
前記出力電力の電圧を降圧して負荷部に供給可能な降圧部と、
前記電圧検出部により検出された電圧に基づいて前記降圧部を制御する分配器制御部と、を含んで構成され、
前記分配器制御部は、前記電圧検出部により検出された電圧が予め定められた閾値電圧以上である電力充足状態の場合、前記降圧部を制御し、前記出力電力の電圧を降圧して前記負荷部に供給し、
前記電圧検出部により検出された電圧が前記閾値電圧未満である電力不足状態の場合、前記降圧部を制御し、前記出力電力の電圧を降圧せずに前記負荷部に供給する電源システム。
【請求項2】
前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するコンバータ制御部をさらに備え、
前記コンバータ制御部は、前記電力不足状態の場合、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、前記出力電力の電圧を、前記電力充足状態で前記ＤＣ／ＤＣコンバータから出力される前記出力電力の電圧以上の電圧に昇圧し、
前記分配器制御部は、前記降圧部を制御し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータにより昇圧された前記出力電力の電圧を降圧せずに前記負荷部に供給する請求項１に記載の電源システム。
前記コンバータ制御部は、前記電力不足状態の場合、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、前記出力電力の電圧を、前記電力充足状態で前記ＤＣ／ＤＣコンバータから出力される前記出力電力の電圧以上の電圧に昇圧し、
前記分配器制御部は、前記降圧部を制御し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータにより昇圧された前記出力電力の電圧を降圧せずに前記負荷部に供給する請求項１に記載の電源システム。
【請求項3】
前記電源分配器は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータに接続される第１電源分配器、及び、前記第１電源分配器に接続される第２電源分配器を含んで構成され、
前記第１電源分配器は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータから出力され当該第１電源分配器に入力された前記出力電力の電圧を検出する第１電圧検出部と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータから出力され当該第１電源分配器に入力された前記出力電力の電圧を降圧して第１負荷部に供給可能な第１降圧部と、
前記第１電圧検出部により検出された電圧に基づいて前記第１降圧部を制御する第１分配器制御部と、を含んで構成され、
前記第２電源分配器は、前記第１電源分配器から出力され当該第２電源分配器に入力された前記出力電力の電圧を検出する第２電圧検出部と、
前記第１電源分配器から出力され当該第２電源分配器に入力された前記出力電力の電圧を降圧して第２負荷部に供給可能な第２降圧部と、
前記第２電圧検出部により検出された電圧に基づいて前記第２降圧部を制御する第２分配器制御部と、を含んで構成され、
前記コンバータ制御部は、前記第１電源分配器が前記電力充足状態であり且つ前記第２電源分配器が前記電力不足状態である場合、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、前記出力電力の電圧を、前記電力充足状態で前記ＤＣ／ＤＣコンバータから出力される前記出力電力の電圧以上である第１電圧に昇圧し、
前記第１分配器制御部は、前記第１降圧部を制御し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータにより前記第１電圧に昇圧された前記出力電力の電圧を降圧して前記第１負荷部に供給し、
前記第２分配器制御部は、前記第２降圧部を制御し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータにより前記第１電圧に昇圧された前記出力電力の電圧を降圧せずに前記第２負荷部に供給し、
さらに、前記コンバータ制御部は、前記第１電源分配器及び前記第２電源分配器が前記電力不足状態である場合、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、前記出力電力の電圧を前記第１電圧以上である第２電圧に昇圧し、
前記第１分配器制御部は、前記第１降圧部を制御し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータにより前記第２電圧に昇圧された前記出力電力の電圧を降圧せずに前記第１負荷部に供給し、
前記第２分配器制御部は、前記第２降圧部を制御し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータにより前記第２電圧に昇圧された前記出力電力の電圧を降圧せずに前記第２負荷部に供給する請求項２に記載の電源システム。
前記第１電源分配器は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータから出力され当該第１電源分配器に入力された前記出力電力の電圧を検出する第１電圧検出部と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータから出力され当該第１電源分配器に入力された前記出力電力の電圧を降圧して第１負荷部に供給可能な第１降圧部と、
前記第１電圧検出部により検出された電圧に基づいて前記第１降圧部を制御する第１分配器制御部と、を含んで構成され、
前記第２電源分配器は、前記第１電源分配器から出力され当該第２電源分配器に入力された前記出力電力の電圧を検出する第２電圧検出部と、
前記第１電源分配器から出力され当該第２電源分配器に入力された前記出力電力の電圧を降圧して第２負荷部に供給可能な第２降圧部と、
前記第２電圧検出部により検出された電圧に基づいて前記第２降圧部を制御する第２分配器制御部と、を含んで構成され、
前記コンバータ制御部は、前記第１電源分配器が前記電力充足状態であり且つ前記第２電源分配器が前記電力不足状態である場合、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、前記出力電力の電圧を、前記電力充足状態で前記ＤＣ／ＤＣコンバータから出力される前記出力電力の電圧以上である第１電圧に昇圧し、
前記第１分配器制御部は、前記第１降圧部を制御し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータにより前記第１電圧に昇圧された前記出力電力の電圧を降圧して前記第１負荷部に供給し、
前記第２分配器制御部は、前記第２降圧部を制御し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータにより前記第１電圧に昇圧された前記出力電力の電圧を降圧せずに前記第２負荷部に供給し、
さらに、前記コンバータ制御部は、前記第１電源分配器及び前記第２電源分配器が前記電力不足状態である場合、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、前記出力電力の電圧を前記第１電圧以上である第２電圧に昇圧し、
前記第１分配器制御部は、前記第１降圧部を制御し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータにより前記第２電圧に昇圧された前記出力電力の電圧を降圧せずに前記第１負荷部に供給し、
前記第２分配器制御部は、前記第２降圧部を制御し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータにより前記第２電圧に昇圧された前記出力電力の電圧を降圧せずに前記第２負荷部に供給する請求項２に記載の電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電源システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、電源システムとして、例えば、特許文献１には、電源から供給される電力を分配して複数の車載負荷に供給する電力車載システムが記載されている。この電力車載システムは、例えば、電力の電圧を降圧するＤＣ／ＤＣコンバータと、ＤＣ／ＤＣコンバータに接続される主電源分配箱と、主電源分配箱に接続される電気配線箱とを備える。主電源分配箱は、ＤＣ／ＤＣコンバータにより降圧された電力を電気配線箱に供給し、電気配線箱は、主電源分配箱から供給された電力を車載負荷に供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２２－０５７５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、上述の特許文献１に記載の電力車載システムは、例えば、車載負荷による電力消費によって電力が逼迫した際に、ＤＣ／ＤＣコンバータにより電力の電圧を昇圧することが考えられるが、この場合に、電力が足りている車載負荷に対しても、昇圧された電力が供給され、これにより電力の供給過剰になる車載負荷が生じるおそれがある。
【0005】
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電力を適正に供給することができる電源システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る電源システムは、直流電力の電圧を変圧可能なＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータから出力される直流電力である出力電力を負荷部に分配する電源分配器と、を備え、前記電源分配器は、前記出力電力の電圧を検出する電圧検出部と、前記出力電力の電圧を降圧して負荷部に供給可能な降圧部と、前記電圧検出部により検出された電圧に基づいて前記降圧部を制御する分配器制御部と、を含んで構成され、前記分配器制御部は、前記電圧検出部により検出された電圧が予め定められた閾値電圧以上である電力充足状態の場合、前記降圧部を制御し、前記出力電力の電圧を降圧して前記負荷部に供給し、前記電圧検出部により検出された電圧が前記閾値電圧未満である電力不足状態の場合、前記降圧部を制御し、前記出力電力の電圧を降圧せずに前記負荷部に供給する。
【発明の効果】
【0007】
本発明に係る電源システムは、電源分配器側で負荷部に供給する直流電力の電圧を制御するので、ＤＣ／ＤＣコンバータ側で直流電力の電圧を制御する場合と比較して、複数の負荷部に対して個別に電圧を制御することができ、この結果、電力を負荷部に適正に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。更に、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【0010】
図面を参照しながら実施形態に係る電源システム１について説明する。電源システム１は、車両に搭載され、当該車両の負荷部ＬＤに電力を供給するものである。電源システム１は、図１に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０と、コンバータ制御部２０と、１２Ｖバッテリ３０と、複数の電源分配器４０（４０Ａ～４０Ｄ）とを備える。なお、図１では、電源分配器４０Ｃ、４０Ｄは、電源分配器４０Ｂと同様の構成であり、簡略化して図示している。
【0011】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、直流電力の電圧を変圧可能な変換器である。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、例えば、外部の電源（図示省略）に接続され、コンバータ制御部２０の制御に応じて、電源から供給される直流電力の電圧を変圧（昇圧又は降圧）し、変圧後の直流電力である出力電力を電源分配器４０Ａに出力する。
【0012】
コンバータ制御部２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を制御するものである。コンバータ制御部２０は、ＣＰＵ、記憶部を構成するＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路を含んで構成される。コンバータ制御部２０は、例えば、電源分配器４０が電力充足状態の場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を制御し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０から出力される出力電力の電圧を、電力充足状態でＤＣ／ＤＣコンバータ１０から出力される出力電力の電圧（通常電圧：例えば、１３Ｖ）に変圧する。一方で、コンバータ制御部２０は、電源分配器４０が電力不足状態の場合、すなわち電力が逼迫している場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を制御し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０から出力される出力電力の電圧を、電力充足状態でＤＣ／ＤＣコンバータ１０から出力される出力電力の電圧（１３Ｖ）以上の電圧（例えば、１４Ｖ～１５Ｖ）に昇圧する。
【0013】
１２Ｖバッテリ３０は、電力を充放電する蓄電部である。１２Ｖバッテリ３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０に接続され、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ１０から供給される電力を充電すると共に、充電した電力を複数の電源分配器４０に供給する。
【0014】
複数の電源分配器４０は、電力を負荷部ＬＤに分配するものである。複数の電源分配器４０は、例えば、電源分配器４０Ａ～４０Ｄを含んで構成される。電源分配器４０Ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０に接続され、電源分配器４０Ｂ～４０Ｃは、電源分配器４０Ａに接続される。すなわち、複数の電源分配器４０は、電源分配器４０Ａが上層側に設けられ、電源分配器４０Ｂ～４０Ｃが電源分配器４０Ａの下層側に設けられ、２階層に構成されている。
【0015】
電源分配器４０Ａは、電圧検出部としての電圧モニタ４１ａと、降圧部４２ａと、分配器制御部４３ａとを含んで構成される。電圧モニタ４１ａ、降圧部４２ａ、及び、分配器制御部４３ａは、相互に通信可能に接続されている。
【0016】
電圧モニタ４１ａは、直流電力の電圧を検出するものである。電圧モニタ４１ａは、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０に接続され、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ１０から出力される直流電力である出力電力の電圧を検出する。電圧モニタ４１ａは、検出した電圧を分配器制御部４３ａに出力する。
【0017】
降圧部４２ａは、直流電力の電圧を降圧して負荷部ＬＤに供給するものである。降圧部４２ａは、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０に接続され、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ１０から出力される出力電力の電圧を降圧して負荷部ＬＤに供給する。降圧部４２ａは、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０から出力される出力電力の電圧（１３Ｖ）を予め定められた電圧（例えば、１１Ｖ）に降圧して負荷部ＬＤに供給する。ここで、降圧部４２ａは、図２に示すように、小電流出力回路Ｐ１と、中電流出力回路Ｐ２と、ＥＣＵ４２１とを含んで構成される。
【0018】
小電流出力回路Ｐ１は、中電流出力回路Ｐ２よりも小さい電流を出力する回路であり、スイッチ回路ＳＷ１と、コイルＬ１と、ダイオードＤ１と、コンデンサＣ１とを有する。スイッチ回路ＳＷ１は、一端がＤＣ／ＤＣコンバータ１０に接続され、他端が負荷部ＬＤに接続されている。コイルＬ１は、スイッチ回路ＳＷ１と負荷部ＬＤとの間の電力線上に設けられている。ダイオードＤ１は、カソード端子がスイッチ回路ＳＷ１とコイルＬ１との間の電力線に接続され、アノード端子がグランドに接続されている。コンデンサＣ１は、一端がコイルＬ１と負荷部ＬＤとの間の電力線に接続され、他端がグランドに接続されている。小電流出力回路Ｐ１は、小電流が流れる場合に使用され、ＥＣＵ４２１によりスイッチ回路ＳＷ１をＰＷＭ制御することでＤＣ／ＤＣコンバータ１０から出力される出力電力の電圧を降圧する。
【0019】
中電流出力回路Ｐ２は、小電流出力回路Ｐ１よりも大きい電流を出力する回路であり、スイッチ回路ＳＷ２、ＳＷ３と、ダイオードＤ２と、コイルＬ２と、コンデンサＣ２とを有する。スイッチ回路ＳＷ２は、一端がＤＣ／ＤＣコンバータ１０に接続され、他端が負荷部ＬＤに接続されている。スイッチ回路ＳＷ３は、一端がスイッチ回路ＳＷ２と負荷部ＬＤとの間の電力線に接続され、他端がグランドに接続されている。コイルＬ２は、スイッチ回路ＳＷ２と負荷部ＬＤとの間の電力線上に設けられている。ダイオードＤ２は、カソード端子がスイッチ回路ＳＷ２、ＳＷ３とコイルＬ２との間の電力線に接続され、アノード端子がグランドに接続されている。コンデンサＣ２は、一端がコイルＬ２と負荷部ＬＤとの間の電力線に接続され、他端がグランドに接続されている。中電流出力回路Ｐ２は、中電流が流れる場合に使用され、ＥＣＵ４２１によりスイッチ回路ＳＷ２、ＳＷ３をＰＷＭ制御することでＤＣ／ＤＣコンバータ１０から出力される出力電力の電圧を降圧する。
【0020】
図１に示す分配器制御部４３ａは、電圧モニタ４１ａにより検出された電圧に基づいて降圧部４２ａを制御するものである。分配器制御部４３ａは、ＣＰＵ、記憶部を構成するＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路を含んで構成される。分配器制御部４３ａは、電圧モニタ４１ａにより検出された電圧が予め定められた閾値電圧以上である電力充足状態の場合、降圧部４２ａを制御し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０から出力される出力電力の電圧（例えば、１３Ｖ）を予め定められた電圧（例えば、１１Ｖ）に降圧して負荷部ＬＤに供給する。一方で、分配器制御部４３ａは、電圧モニタ４１ａにより検出された電圧が閾値電圧未満である電力不足状態の場合、降圧部４２ａを制御し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０から出力される出力電力の電圧（例えば、１４Ｖ～１５Ｖ）を降圧せずに負荷部ＬＤに供給する。
【0021】
次に、上述の電源分配器４０Ａの下層側に設けられる電源分配器４０Ｂについて説明する。電源分配器４０Ｂは、電圧検出部としての電圧モニタ４１ｂと、複数の降圧部４２ｂと、分配器制御部４３ｂとを含んで構成される。電圧モニタ４１ｂ、降圧部４２ｂ、及び、分配器制御部４３ｂは、相互に通信可能に接続されている。
【0022】
電圧モニタ４１ｂは、直流電力の電圧を検出するものである。電圧モニタ４１ｂは、例えば、電源分配器４０Ａに接続され、当該電源分配器４０Ａから出力される出力電力の電圧を検出する。電圧モニタ４１ｂは、検出した電圧を分配器制御部４３ｂに出力する。
【0023】
降圧部４２ｂは、直流電力の電圧を降圧して負荷部ＬＤに供給するものである。降圧部４２ｂは、例えば、電源分配器４０Ａに接続され、当該電源分配器４０Ａから出力される出力電力の電圧を降圧して負荷部ＬＤに供給する。降圧部４２ｂは、例えば、電源分配器４０Ａから出力される出力電力の電圧（例えば、１３Ｖ）を予め定められた電圧（例えば、１１Ｖ）に降圧して負荷部ＬＤに供給する。なお、降圧部４２ｂは、例えば、図２に示すように、小電流出力回路Ｐ１と、中電流出力回路Ｐ２と、ＥＣＵ４２１とを含んで構成される。
【0024】
分配器制御部４３ｂは、電圧モニタ４１ｂにより検出された電圧に基づいて降圧部４２ｂを制御するものである。分配器制御部４３ｂは、ＣＰＵ、記憶部を構成するＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路を含んで構成される。分配器制御部４３ｂは、電圧モニタ４１ｂにより検出された電圧が予め定められた閾値電圧以上である電力充足状態の場合、降圧部４２ｂを制御し、電源分配器４０Ａから出力される出力電力の電圧（例えば、１３Ｖ）を予め定められた電圧（例えば、１１Ｖ）に降圧して負荷部ＬＤに供給する。一方で、分配器制御部４３ｂは、電圧モニタ４１ｂにより検出された電圧が閾値電圧未満である電力不足状態の場合、降圧部４２ｂを制御し、電源分配器４０Ａから出力される出力電力の電圧（例えば、１４Ｖ～１５Ｖ）を降圧せずに負荷部ＬＤに供給する。なお、電源分配器４０Ｃ、４０Ｄについては、電源分配器４０Ｂと同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
【0025】
次に、電源システム１の動作パターンについて説明する。図３は、実施形態に係る電源システム１の動作パターン例を示す図である。
【0026】
電源システム１は、図１、図３に示すように、電源分配器４０Ａ～４０Ｄにおいて、それぞれ検出される電圧Ｖ１～Ｖ４が通常電圧（例えば、１３Ｖ）である場合（パターン１）、電源分配器４０Ａ～４０Ｄが電力充足状態であると判定する。この場合、コンバータ制御部２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を制御し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０から出力される出力電力の電圧を、電力充足状態でＤＣ／ＤＣコンバータ１０から出力される出力電力の電圧（例えば、１３Ｖ）とする。電源分配器４０Ａの分配器制御部４３ａは、降圧部４２ａを制御し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０から出力される出力電力の電圧を降圧して負荷部ＬＤに供給する。電源分配器４０Ｂの分配器制御部４３ｂは、全ての降圧部４２ｂを制御し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０から出力される出力電力の電圧を降圧して負荷部ＬＤに供給する。なお、電源分配器４０Ｃ、４０Ｄは、電源分配器４０Ａ、４０Ｂと同様に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０にから出力される出力電力の電圧を降圧して負荷部ＬＤに供給する。
【0027】
電源システム１は、電源分配器４０Ａ、４０Ｃ、４０Ｄにおいて、それぞれ検出される電圧Ｖ１、Ｖ３、Ｖ４が閾値電圧以上（通常電圧）であり、かつ、電源分配器４０Ｂで検出される電圧Ｖ２が閾値電圧未満（低電圧）である場合（パターン２）、電源分配器４０Ｂが電力不足状態であると判定する。この場合、コンバータ制御部２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を制御し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０から出力される出力電力の電圧を、電力充足状態でＤＣ／ＤＣコンバータ１０から出力される出力電力の電圧（例えば、１３Ｖ）以上である第１電圧（例えば、１４Ｖ）に昇圧する。電源分配器４０Ａの分配器制御部４３ａは、降圧部４２ａを制御し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０により第１電圧に昇圧された出力電力の電圧を降圧して負荷部ＬＤに供給する。電源分配器４０Ｂの分配器制御部４３ｂは、全ての降圧部４２ｂを制御し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０により第１電圧に昇圧された出力電力の電圧を降圧せずに負荷部ＬＤに供給する（変換ＯＦＦ）。なお、電源分配器４０Ｃ、４０Ｄは、電源分配器４０Ａと同様に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０により第１電圧に昇圧された出力電力の電圧を降圧して負荷部ＬＤに供給する。
【0028】
電源システム１は、電源分配器４０Ａ～４０Ｄにおいて、それぞれ検出される電圧Ｖ１～Ｖ４が閾値電圧未満（低電圧）である場合（パターン３）、全ての電源分配器４０Ａ～４０Ｄが電力不足状態であると判定する。この場合、コンバータ制御部２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を制御し、出力電力の電圧を第１電圧（例えば、１４Ｖ）以上である第２電圧（例えば、１５Ｖ）に昇圧する。電源分配器４０Ａの分配器制御部４３ａは、降圧部４２ａを制御し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０により第２電圧に昇圧された出力電力の電圧を降圧せずに負荷部ＬＤに供給する（変換ＯＦＦ）。電源分配器４０Ｂの分配器制御部４３ｂは、全ての降圧部４２ｂを制御し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０により第２電圧に昇圧された出力電力の電圧を降圧せずに負荷部ＬＤに供給する（変換ＯＦＦ）。なお、電源分配器４０Ｃ、４０Ｄは、電源分配器４０Ｂと同様に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０により第２電圧に昇圧された出力電力の電圧を降圧せずに負荷部ＬＤに供給する（変換ＯＦＦ）。
【0029】
次に、電源システム１の動作例について説明する。電源分配器４０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０から出力される出力電力の電圧を検出する（ステップＳ１）。電源分配器４０は、検出した出力電力の電圧が閾値電圧以上である電力充足状態の場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、当該出力電力の電圧を降圧して負荷部ＬＤに供給し（ステップＳ３）、処理を終了する。一方で、電源分配器４０は、検出した出力電力の電圧が閾値電圧未満である電力不足状態の場合（ステップＳ２；Ｎｏ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０から出力される出力電力の電圧を昇圧する（ステップＳ４）。そして、電源分配器４０は、昇圧された出力電力の電圧を降圧せずに負荷部ＬＤに供給し（ステップＳ５）、処理を終了する。
【0030】
以上のように、実施形態に係る電源システム１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０と、電源分配器４０とを備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、直流電力の電圧を変圧可能な変換器である。電源分配器４０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０から出力される直流電力である出力電力を負荷部ＬＤに分配する。この電源分配器４０は、電圧モニタ４１と、降圧部４２と、分配器制御部４３とを含んで構成される。電圧モニタ４１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０から出力される出力電力の電圧を検出する。降圧部４２は、出力電力の電圧を降圧して負荷部ＬＤに供給する。分配器制御部４３は、電圧モニタ４１により検出された電圧に基づいて降圧部４２を制御する。上記構成において、分配器制御部４３は、電圧モニタ４１により検出された電圧が予め定められた閾値電圧以上である電力充足状態の場合、降圧部４２を制御し、出力電力の電圧を降圧して負荷部ＬＤに供給する。一方で、分配器制御部４３は、電圧モニタ４１により検出された電圧が閾値電圧未満である電力不足状態の場合、降圧部４２を制御し、出力電力の電圧を降圧せずに負荷部ＬＤに供給する。
【0031】
この構成により、電源システム１は、電源分配器４０側で負荷部ＬＤに供給する直流電力の電圧を制御するので、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０側で直流電力の電圧を制御する場合と比較して、複数の負荷部ＬＤに対して個別に電圧を制御することができ、この結果、電力を負荷部ＬＤに適正に供給することができる。
【0032】
電源システム１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を制御するコンバータ制御部２０をさらに備える。コンバータ制御部２０は、電力不足状態の場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を制御し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０から出力される出力電力の電圧を、電力充足状態でＤＣ／ＤＣコンバータ１０から出力される出力電力の電圧以上の電圧に昇圧する。分配器制御部４３は、降圧部４２を制御し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０により昇圧された出力電力の電圧を降圧せずに負荷部ＬＤに供給する。この構成により、電源システム１は、電源分配器４０の降圧部４２とＤＣ／ＤＣコンバータ１０とを協調制御することにより、電力を負荷部ＬＤに適正に供給することができる。
【0033】
電源システム１において、電源分配器４０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０に接続される電源分配器４０Ａ、及び、電源分配器４０Ａに接続される電源分配器４０Ｂを含んで構成される。電源分配器４０Ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０から出力され当該電源分配器４０Ａに入力された出力電力の電圧を検出する電圧モニタ４１ａと、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０から出力され当該電源分配器４０Ａに入力された出力電力の電圧を降圧して負荷部ＬＤに供給可能な降圧部４２ａと、電圧モニタ４１ａにより検出された電圧に基づいて降圧部４２ａを制御する分配器制御部４３ａとを含んで構成される。電源分配器４０Ｂは、電源分配器４０Ａから出力され当該電源分配器４０Ｂに入力された出力電力の電圧を検出する電圧モニタ４１ｂと、電源分配器４０Ａから出力され当該電源分配器４０Ｂに入力された出力電力の電圧を降圧して負荷部ＬＤに供給可能な降圧部４２ｂと、電圧モニタ４１ｂにより検出された電圧に基づいて降圧部４２ｂを制御する分配器制御部４３ｂとを含んで構成される。コンバータ制御部２０は、電源分配器４０Ａが電力充足状態であり且つ電源分配器４０Ｂが電力不足状態である場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を制御し、出力電力の電圧を、電力充足状態でＤＣ／ＤＣコンバータ１０から出力される出力電力の電圧以上である第１電圧に昇圧する。分配器制御部４３ａは、降圧部４２ａを制御し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０により第１電圧に昇圧された出力電力の電圧を降圧して負荷部ＬＤに供給する。分配器制御部４３ｂは、降圧部４２ｂを制御し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０により第１電圧に昇圧された出力電力の電圧を降圧せずに負荷部ＬＤに供給する。さらに、コンバータ制御部２０は、電源分配器４０Ａ及び電源分配器４０Ｂが電力不足状態である場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を制御し、出力電力の電圧を第１電圧以上である第２電圧に昇圧する。分配器制御部４３ａは、降圧部４２ａを制御し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０により第２電圧に昇圧された出力電力の電圧を降圧せずに負荷部ＬＤに供給する。分配器制御部４３ｂは、降圧部４２ｂを制御し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０により第２電圧に昇圧された出力電力の電圧を降圧せずに負荷部ＬＤに供給する。この構成により、電源システム１は、電源分配器４０の降圧部４２とＤＣ／ＤＣコンバータ１０とを協調制御することにより、電源分配器４０Ａ、４０Ｂのそれぞれの電力供給状態に応じて、電力を負荷部ＬＤに個別に調整して供給することができる。
【0034】
電源システム１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０から出力される出力電力の電圧を１３Ｖ～１５Ｖ程度とし、電源分配器４０が昇圧部を備えずに降圧部４２を備えることで、システム全体を低電圧化して節電効果を図ることができる。
【0035】
なお、上記説明では、電源システム１は、電源分配器４０とＤＣ／ＤＣコンバータ１０とを協調制御する例について説明したが、これに限定されず、例えば、逼迫等の電力供給状況に応じてＤＣ／ＤＣコンバータ１０から出力される出力電力の電圧を変圧せずに、電源分配器４０を単独で制御して負荷部ＬＤに供給される電力を制御してもよい。
【0036】
電源システム１は、電源分配器４０Ａ～４０Ｄが２階層に構成される例について説明したが、これに限定されず、例えば、電源分配器４０Ａだけを備える１階層の構成としてもよいし、また、３階層以上の構成としてもよい。
【0037】
電源システム１は、コンバータ制御部２０及び各分配器制御部４３を統合した統合制御部としてもよいし、また、コンバータ制御部２０の機能を電源分配器４０Ａの分配器制御部４３ａが担うようにしてもよいし、また、コンバータ制御部２０の機能をＤＣ／ＤＣコンバータ１０に内蔵してコンバータ制御部２０の機能をＤＣ／ＤＣコンバータ１０が担うようにしてもよい。
【符号の説明】
【0038】
１ 電源システム
１０ ＤＣ／ＤＣコンバータ
２０ コンバータ制御部
ＬＤ 負荷部
４０ 電源分配器
４０Ａ 電源分配器（第１電源分配器）
４０Ｂ 電源分配器（第２電源分配器）
４１ 電圧モニタ（電圧検出部）
４１ａ 電圧モニタ（第１電圧検出部）
４１ｂ 電圧モニタ（第２電圧検出部）
４２ 降圧部
４２ａ 降圧部（第１降圧部）
４２ｂ 降圧部（第２降圧部）
４３ 分配器制御部
４３ａ 分配器制御部（第１分配器制御部）
４３ｂ 分配器制御部（第２分配器制御部）
１０ ＤＣ／ＤＣコンバータ
２０ コンバータ制御部
ＬＤ 負荷部
４０ 電源分配器
４０Ａ 電源分配器（第１電源分配器）
４０Ｂ 電源分配器（第２電源分配器）
４１ 電圧モニタ（電圧検出部）
４１ａ 電圧モニタ（第１電圧検出部）
４１ｂ 電圧モニタ（第２電圧検出部）
４２ 降圧部
４２ａ 降圧部（第１降圧部）
４２ｂ 降圧部（第２降圧部）
４３ 分配器制御部
４３ａ 分配器制御部（第１分配器制御部）
４３ｂ 分配器制御部（第２分配器制御部）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】