JP2013085329A - Power source device for catv system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、CATVシステムにおいて停電時に増幅器などの負荷に電力を供給するCATVシステム用電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply apparatus for a CATV system that supplies power to a load such as an amplifier during a power failure in a CATV system.
同軸ケーブルを伝送路として使用するCATVシステムでは、商用電源を60Vに降圧して同軸ケーブルを介して幹線増幅器などの負荷に電力が供給される。ここで、商用電源が停電した場合でも電力が供給できるように、UPS(無停電電源装置)が設けられている。従来のUPSの構成の一例を図5に示す。図5のように、従来のUPSは、AC100Vの商用電源に接続し、AC60Vに降圧して出力するトランス1と、同じく商用電源に接続された充電器2と、充電器2によって充電される蓄電池3と、蓄電池3からの直流電力をAC60Vの交流電力に変換して出力するインバータ4と、トランス1側からの電力を出力するかインバータ4側からの電力を出力するかを切り換えるスイッチ5と、によって構成されている。商用電源が供給されている場合には、AC100Vの交流電力がトランス1によってAC60Vに降圧されて出力され、同軸ケーブルに重畳されるとともに、AC100Vの交流電力の一部が充電器2に入力され、蓄電池3を充電する。一方、商用電源が停電した場合には、蓄電池3からの直流電力がインバータ4によってAC60Vの交流電力に変換されて同軸ケーブルに重畳される。
In a CATV system that uses a coaxial cable as a transmission line, power is supplied to a load such as a trunk amplifier via a coaxial cable with a commercial power supply lowered to 60V. Here, a UPS (uninterruptible power supply) is provided so that power can be supplied even when the commercial power supply fails. An example of a conventional UPS configuration is shown in FIG. As shown in FIG. 5, the conventional UPS is connected to a commercial power supply of AC 100 V, and is stepped down to AC 60 V and output, a
他にも特許文献1、2のCATVシステム用UPSが知られている。特許文献1には、商用電源により充電するのではなく、太陽電池と電圧安定化装置を有し、太陽電池によって発電した電力を電圧安定化装置によって充電に適した電圧に変換し、その電圧安定化装置からの電力によって蓄電池を充電するCATVシステム用UPSが示されている。これにより、電力使用量が削減でき、発熱量が少ないので蓄電池の劣化を抑制することができると記載されている。
In addition, the UPS for the CATV system disclosed in
特許文献2には、図5に示す従来のUPSに温度検知部と加熱部とをさらに設け、蓄電池の温度を制御することによって、蓄電池の容量の温度依存性を抑制したCATVシステム用UPSが示されている。これにより、蓄電池の定格動作が確保され、温度低下に備えて大型の蓄電池を使用する必要がないためUPSを小型化、低コスト化することができ、また効率的に蓄電池を加熱することができると記載されている。
従来のUPSや特許文献1、2に記載のCATVシステム用UPSでは、1台で複数の負荷に電力を供給しており、この1台のUPSで200世帯ほどのエリアをカバーしている。その結果、UPSに不具合があり停電時に電力を供給できなくなってしまった場合、広いエリアで停波してCATVシステムによるサービスを利用できなくなってしまう。このように、従来のUPSや特許文献1、2のCATVシステム用UPSは故障によるリスクが非常に大きかった。
In the conventional UPS and the UPS for the CATV system described in
また、複数の負荷に電力を供給する都合、UPSからある負荷までの伝送距離が長くなり、電気伝送路での損失により効率が悪化してしまう。 Moreover, the convenience of supplying electric power to a plurality of loads, the transmission distance from the UPS to a certain load becomes long, and the efficiency deteriorates due to the loss in the electric transmission path.
また、複数の負荷に電力を供給するため蓄電池が大型であり、そのためUPSも大型となる。そのため、UPSを設置する場所が限られ、専用の設備を用いて設置する必要があり、コストがかかるという問題があった。 Further, the storage battery is large in order to supply electric power to a plurality of loads, and therefore the UPS is also large. For this reason, there is a problem that the place where the UPS is installed is limited, and it is necessary to install the UPS using dedicated equipment, which is costly.
そこで本発明の目的は、信頼性が高く、低コストで高効率なCATVシステム用電源装置を実現すること、およびそのCATVシステム用電源装置を用いたCATVシステムを実現することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to realize a CATV system power supply apparatus that is highly reliable, low in cost, and high in efficiency, and to realize a CATV system using the CATV system power supply apparatus.
第1の発明は、商用電力が降圧されて電気伝送路を介して負荷に供給されるCATVシステムに用いられ、商用電力の停電時に負荷に電力を供給するCATVシステム用電源装置において、電気伝送路を介して商用電力が供給されている場合に、その商用電力の一部が入力される充電器と、充電器による制御によって蓄電され、直流電力を出力する蓄電池と、蓄電池からの直流電力を交流電力に変換して出力するインバータと、電気伝送路を介して商用電力が供給されている場合には、電気伝送路と充電器の入力側とを接続し、商用電力が停電している場合には、電気伝送路とインバータの出力側とを接続するように切り換えるスイッチと、を有していることを特徴とするCATVシステム用電源装置である。 A first aspect of the present invention is a CATV system power supply apparatus that is used in a CATV system in which commercial power is stepped down and supplied to a load via an electric transmission line, and that supplies power to the load when a commercial power failure occurs. When commercial power is supplied via a charger, a charger into which a part of the commercial power is input, a storage battery that is stored under the control of the charger and outputs DC power, and DC power from the storage battery is AC When commercial power is supplied via an inverter that converts power into electric power and an electric transmission line, the electric transmission line is connected to the input side of the charger, and the commercial power is out of power. Is a power supply apparatus for a CATV system, characterized by having a switch for switching between the electric transmission line and the output side of the inverter.
第2の発明は、商用電力が降圧されて電気伝送路に伝送されるCATVシステムに用いられ、負荷に電力を供給するCATVシステム用電源装置において、電気伝送路を介して商用電力が供給されている場合に、商用電力の一部を直流電力に変換する整流器と、電気電気伝送路を介して商用電力が供給されている場合に、商用電力の一部が入力される充電器と、充電器による制御によって蓄電され、直流電力を出力する蓄電池と、電気伝送路を介して商用電力が供給されている場合には、整流器の出力側と負荷とを接続して負荷に直流電力を供給し、商用電力が停電している場合には、蓄電池の出力側と負荷とを接続して負荷に直流電力を供給するように切り換えるスイッチと、を有していることを特徴とするCATVシステム用電源装置である。 The second invention is used in a CATV system in which commercial power is stepped down and transmitted to an electric transmission line. In a CATV system power supply device that supplies electric power to a load, the commercial power is supplied via the electric transmission line. A rectifier that converts a part of the commercial power into DC power, a charger that receives a part of the commercial power when the commercial power is supplied via an electrical and electrical transmission line, and a charger In the case where commercial power is supplied via a storage battery that is stored by the control of and outputs direct current power and an electric transmission line, the output side of the rectifier and the load are connected to supply direct current power to the load, A switch for connecting the output side of the storage battery to the load and switching so as to supply DC power to the load when the commercial power is interrupted; so That.
第3の発明は、商用電力が降圧されて電気伝送路を介して負荷に供給されるCATVシステムに用いられ、商用電力の停電時に負荷に電力を供給するCATVシステム用電源装置において、光によって発電し直流電力を出力する太陽電池と、太陽電池からの直流電力が入力される充電器と、充電器による制御によって蓄電され、直流電力を出力する蓄電池と、蓄電池からの直流電力を交流電力に変換して電気伝送路に出力するインバータと、を有していることを特徴とするCATVシステム用電源装置である。 A third invention is used in a CATV system in which commercial power is stepped down and supplied to a load via an electric transmission line. In a CATV system power supply apparatus that supplies power to a load when a commercial power failure occurs, power is generated by light. A solar battery that outputs DC power, a charger that receives DC power from the solar battery, a storage battery that is stored under the control of the charger and outputs DC power, and converts the DC power from the storage battery into AC power And an inverter that outputs to the electric transmission line.
第1〜3の発明において、負荷とは、たとえば双方向幹線増幅器、双方向幹線分岐増幅器、双方向幹線分配増幅器、双方向増幅器、双方向分岐増幅器や、HFC方式やFTTC方式のCATVシステムで用いる光ノードなどである。 In the first to third aspects of the invention, the load is used in, for example, a bidirectional trunk amplifier, a bidirectional trunk branch amplifier, a bidirectional trunk distribution amplifier, a bidirectional amplifier, a bidirectional branch amplifier, or an HFC or FTTC CATV system. Such as an optical node.
また、本発明のCATVシステムは、電気伝送路(同軸ケーブル)のみを伝送路として用いるもののみならず、光伝送路(光ファイバーケーブル)と電気伝送路とを用いるHFC方式やFTTC方式のCATVシステムにおいても適用することができる。 The CATV system according to the present invention is not limited to the one that uses only an electric transmission line (coaxial cable) as a transmission line, but is also an HFC or FTTC type CATV system that uses an optical transmission line (optical fiber cable) and an electric transmission line. Can also be applied.
また、通常は100Vの商用電力がトランスによって60Vに降圧されて伝送路に供給され伝送される。この伝送路による商用電力の供給範囲は5〜10台程度の負荷に対してである。 Also, normally, commercial power of 100V is stepped down to 60V by a transformer and supplied to the transmission line for transmission. The supply range of commercial power by this transmission line is for loads of about 5 to 10 units.
また、第1〜3の発明のCATVシステム用電源装置は、必ずしも1台の負荷にのみ電力を供給するものである必要はなく、従来のUPSが供給する負荷の台数以下の複数の負荷に電力を供給してもよいが、装置が大型化、高コスト化するため、1台の負荷にのみ電力を供給するよう設置することが望ましい。 In addition, the CATV system power supply apparatus according to the first to third aspects of the invention does not necessarily supply power to only one load, and supplies power to a plurality of loads equal to or less than the number of loads supplied by a conventional UPS. However, in order to increase the size and cost of the apparatus, it is desirable to install so as to supply power to only one load.
また、第1〜3の発明のCATVシステム用電源装置は、従来のUPS(無停電電源装置)と併用してもよい。従来のUPSを設けることで設置コスト等が増大する反面、停電時の負荷の駆動時間を延ばすことができ、CATVシステムの信頼性をより高めることが可能である。 The CATV system power supply apparatus according to the first to third aspects of the invention may be used in combination with a conventional UPS (uninterruptible power supply apparatus). Although the installation cost and the like increase by providing the conventional UPS, it is possible to extend the drive time of the load at the time of a power failure, and it is possible to further improve the reliability of the CATV system.
第4の発明は、第1の発明から第3の発明において、蓄電池は、リチウムイオン二次電池、またはニッケル水素電池であることを特徴とするCATVシステム用電源装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects of the invention, the storage battery is a lithium ion secondary battery or a nickel metal hydride battery.
第5の発明は、第1の発明から第4の発明のCATVシステム用電源装置が、1台の負荷ごとに設置されていることを特徴とするCATVシステムである。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a CATV system characterized in that the CATV system power supply device according to the first to fourth aspects of the present invention is installed for each load.
第1の発明によると、個々の負荷に隣接して設置することができるため、電気伝送路による伝送損失が少なく、停電時に効率的に負荷へ電力を供給することができる。また、従来の無停電電源装置では、複数の負荷へ電力を供給するため無停電電源装置が不具合等により給電できなくなった場合に広いエリアが停波してしまうが、第1の発明では個々の負荷に電力を供給することができるため、不具合等により給電できなくなったとしても停波するエリアは限定的であり、リスクを分散させることができる。また、第1の発明では個々の負荷に電力を供給することができるため、蓄電池の容量を従来よりも低減することができ、小型のものを使用することができる。そのため、装置の小型化を図ることができ、設置可能箇所の自由度が高くなり、設置コストの低減を図ることができる。 According to 1st invention, since it can install adjacent to each load, there is little transmission loss by an electric transmission path, and it can supply electric power to a load efficiently at the time of a power failure. Moreover, in the conventional uninterruptible power supply, a large area stops when the uninterruptible power supply cannot supply power due to a malfunction or the like because electric power is supplied to a plurality of loads. Since power can be supplied to the load, the area where the wave stops is limited even if power cannot be supplied due to a malfunction or the like, and the risk can be dispersed. Moreover, in 1st invention, since electric power can be supplied to each load, the capacity | capacitance of a storage battery can be reduced compared with the past, and a small thing can be used. Therefore, it is possible to reduce the size of the apparatus, increase the degree of freedom of places where installation is possible, and reduce installation costs.
また、第2の発明では、第1の発明と同様の効果を得られるとともに、直流電力を直接負荷に伝送するため、停電時により効率的に負荷へ電力を供給することができる。また、負荷側に交流電力を直流電力に変換する電源装置を設けなくてもよいため、負荷の低コスト化を図ることができる。 Further, in the second invention, the same effect as that of the first invention can be obtained, and the direct-current power is directly transmitted to the load, so that the power can be efficiently supplied to the load at the time of a power failure. Moreover, since it is not necessary to provide the power supply device which converts alternating current power into direct current power on the load side, the cost of the load can be reduced.
また、第3の発明では、第1の発明と同様の効果を得られるとともに、商用電力の一部を用いて蓄電池を充電するのではなく、太陽電池により蓄電池を充電するため、商用電力の消費量を削減することができる。 In the third invention, the same effect as that of the first invention can be obtained, and the storage battery is charged by the solar battery rather than charging the storage battery by using a part of the commercial power. The amount can be reduced.
また、第1〜3の発明のCATVシステム用電源装置は、トランスと切り離されているため、電気伝送路上の任意の位置に設置することができる。そのためCATVシステム用電源装置の設置コストを低減することができる。 Moreover, since the power supply apparatus for CATV systems of the first to third inventions is separated from the transformer, it can be installed at an arbitrary position on the electric transmission path. Therefore, the installation cost of the power supply device for CATV system can be reduced.
また、第4の発明のように、本発明のCATVシステム用電源装置では多数の負荷に電力を供給するものではないため、蓄電池の容量が比較的小さなものを用いることができ、従来のUPSに用いられてきた鉛蓄電池に替えてリチウムイオン二次電池またはニッケル水素電池を用いることができる。そのため、CATVシステム用電源装置の軽量化、小型化を図ることができ、CATVシステム用電源装置の設置箇所の自由度が高まり、設置コストの低減を図ることができる。 Further, as in the fourth invention, the CATV system power supply device of the present invention does not supply power to a large number of loads, so that a storage battery having a relatively small capacity can be used. A lithium ion secondary battery or a nickel metal hydride battery can be used instead of the lead storage battery that has been used. Therefore, the CATV system power supply device can be reduced in weight and size, the degree of freedom of the installation location of the CATV system power supply device can be increased, and the installation cost can be reduced.
また、第5の発明によれば、CATVシステムの信頼性をより高めることができ、より低コストに運用することができる。 In addition, according to the fifth aspect, the reliability of the CATV system can be further increased, and the CATV system can be operated at a lower cost.
以下、本発明の具体的な実施例について図を参照に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, specific examples of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the examples.
図1は、実施例1のCATVシステム用電源装置100である。実施例1のCATVシステム用電源装置100は、充電器10と、蓄電池11と、インバータ12と、スイッチ13と、同軸ケーブル端子14A、Bとを有している。
FIG. 1 shows a
同軸ケーブル端子14A、Bは、それぞれ同軸ケーブルに接続する。これにより、CATVシステム用電源装置100は、同軸ケーブルに挿入される形となる。同軸ケーブルには、商用電源からの100Vの商用電力をトランスによって60Vに降圧された交流電力が重畳されて伝送されている。また、同軸ケーブル端子14A、B間にはコンデンサ15が設けられ、同軸ケーブル端子14Aとコンデンサ15間の一点aと、同軸ケーブル端子14Bとコンデンサ15間の一点bとの間にインダクタ16、17が接続されている。また、インダクタ16とインダクタ17との間の一点cとスイッチ13とが接続されている。この構成により、同軸ケーブルからの電力の一部がスイッチ13へと伝送される。
The
充電器10は、スイッチ13に接続されている。充電池10は、同軸ケーブルからの交流電力の一部を直流電力に変換し、その直流電力を蓄電池11に供給して充電するよう動作する。
The
蓄電池11は、たとえば鉛蓄電池、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンポリマー二次電池、ニッケル水素電池などである。それらの中でも特に鉛蓄電池以外のものを用いるとよい。実施例1のCATVシステム用電源装置100は、個々の負荷ごとに設置されるため、大きな容量の蓄電池11を用いる必要はないからである。その結果、蓄電池20の小型化、軽量化を図ることができ、ひいてはCATVシステム用電源装置100自体の小型化、軽量化を図ることができる。また、鉛蓄電池を用いる場合でも、従来のUPSに用いていた鉛蓄電池の1/4程度の容量のものを用いることができる。これらの理由により、蓄電池20の小型化、軽量化を図ることができ、ひいてはCATVシステム用電源装置100自体の小型化、軽量化を図ることができる。その結果、CATVシステム用電源装置100の設置可能箇所の自由度が高くなり、設置コストを低減することができる。
The
インバータ12は、蓄電池11に接続されている。インバータ12は、蓄電池11からの直流電力を交流電力に変換してスイッチ13へ出力する。
The
スイッチ13は、インダクタ16とインダクタ17との間の一点cと充電器10との間の接続と、一点cとインバータ12との間の接続とを切り換えるものである。この切換の制御は、商用電源から商用電力が供給され、同軸ケーブルを交流電力が伝送している場合には、一点cと充電器10との間を接続し、商用電源が停電して同軸ケーブルを交流電力が伝送していない場合には、一点cとインバータ12との間を接続するように制御する。このような制御は、たとえば、同軸ケーブル端子14Aと同軸ケーブル端子14Bとの間の交流電力の伝送の有無によって可能である。すなわち、同軸ケーブル端子14Aと同軸ケーブル端子14Bとの間を交流電力が伝送している場合には、その情報をスイッチ13へとフィードバックして一点cと充電器10との間を接続するように制御し、同軸ケーブル端子14Aと同軸ケーブル端子14Bとの間を交流電力が伝送していない場合には、その情報をスイッチ13へとフィードバックして一点cとインバータ12との間を接続するように制御する。
The
また、上記スイッチ13のスイッチング制御において、CATVシステム用電源装置100からの電力で他のCATVシステム用電源装置100を充電してしまわないようなスイッチング制御の工夫が必要となる。つまり、上記構成では、CATVシステム用電源装置100が直列に複数繋がれている場合に、下流側のCATVシステム用電源装置100は、電力が商用電源から供給されているのか、上流側のCATVシステム用電源装置100から供給されているかの区別をしてスイッチング制御する必要がある。このような区別をしないと、上流側のCATVシステム用電源装置100の電力で他のCATVシステム用電源装置100を充電するというような無駄な状態が生じ、CATVシステム用電源装置100が正常に動作しないことになる。
Further, in the switching control of the
そのスイッチング制御の方法の1つとして、インバータ12において商用電源の周波数と異なる周波数(たとえば55Hz)に変えるという方法がある。この方法によれば、50Hzまたは60Hzである商用電源からの電力と、55HzであるCATVシステム用電源装置100からの電力との区別をつけることができる。周波数の測定は、たとえば周波数カウンタ、FFTアナライザ、周波数ブリッジ、などによって行うことができ、その測定値を元にしてスイッチ13のスイッチング制御を行えばよい。
As one of the switching control methods, there is a method of changing to a frequency (for example, 55 Hz) different from the frequency of the commercial power source in the
周波数カウンタは、交流電力を矩形波やパルス波に波形整形し、単位時間あたりの波数をカウントすることで周波数を測定するものである。他に、矩形波あるいはパルス波の立ち上がりまたは立ち下がりの周期を測定し、その周期から周波数を求めるものであってもよい。FFTアナライザは、所定のサンプリング周波数で電圧値をサンプリングし、フーリエ変換して周波数スペクトルを求め、そのスペクトルを解析することにより周波数を求める方法である。所定のサンプリング周波数で電圧値をサンプリングし、そのサンプリング値から電圧の時間波形を推定し、電圧の時間波形を解析することで周波数を求める方法でもよい。周波数ブリッジは、ウィーンブリッジなどのブリッジ回路の平衡条件から周波数を求める方法である。周波数ブリッジの場合、たとえば、平衡条件を満たす周波数を55Hzとし、平衡条件からずれた時の電圧差を増幅器により増幅して検出できるようにすることで、インバータ12からの出力である55Hzの電力と、商用電源の出力である50Hzないし60Hzの電力とを識別することができ、これによりスイッチ13の制御が可能である。これらの周波数測定方法のうち、測定時間、測定の容易さ、測定精度から、周波数カウンタを用いることが望ましい。
The frequency counter measures the frequency by shaping AC power into a rectangular wave or a pulse wave and counting the number of waves per unit time. In addition, the frequency of the rectangular wave or pulse wave may be measured by measuring the rising or falling cycle. The FFT analyzer is a method of obtaining a frequency by sampling a voltage value at a predetermined sampling frequency, obtaining a frequency spectrum by performing Fourier transform, and analyzing the spectrum. A method may be used in which a voltage value is sampled at a predetermined sampling frequency, a time waveform of the voltage is estimated from the sampled value, and the frequency is obtained by analyzing the time waveform of the voltage. The frequency bridge is a method for obtaining a frequency from the equilibrium condition of a bridge circuit such as a Wien bridge. In the case of the frequency bridge, for example, the frequency satisfying the equilibrium condition is 55 Hz, and the voltage difference when deviating from the equilibrium condition is amplified and detected by the amplifier. The power of 50 Hz to 60 Hz, which is the output of the commercial power supply, can be discriminated, whereby the
具体的には、CATVシステム用電源装置100に供給されている電力の周波数を測定し、50Hzないし60Hzの交流電力が供給されている場合には、一点cと充電器10との間を接続するように制御し、55Hzの交流電力が供給されている場合もしくは電力が供給されていない場合には、一点cとインバータ12との間を接続するように制御すればよい。このようにスイッチ13を制御すれば、上流側のCATVシステム用電源装置100の電力で他のCATVシステム用電源装置100を充電するということはなくなり、正常にCATVシステム用電源装置100の動作をさせることができる。
Specifically, the frequency of the electric power supplied to the CATV system
上記のように周波数を変えて商用電源からの電力とCATVシステム用電源装置100からの電力を区別する方法以外にも、電圧値を変える、波形を変える、位相を変える、などの方法によって区別をしてスイッチ13のスイッチング制御を行ってもよい。もちろん、周波数、電圧、波形、位相の少なくとも2つ以上を変化させることで、商用電源からの電力とCATVシステム用電源装置100からの電力を区別するようにしてもよい。
In addition to the method of distinguishing between the power from the commercial power supply and the power from the CATV system
図2は、実施例1のCATVシステム用電源装置100を組み込んだCATVシステムの例を示した図である。CATVシステムは、センター装置101を有し、同軸ケーブル102を介してセンター装置101と加入者宅110との間で放送サービス、インターネット接続サービス、電話サービスなどを運用するシステムである。センター装置101に接続する同軸ケーブル102は、双方向幹線分岐増幅器103によって分岐されている。分岐された同軸ケーブル102は、分岐器104によってさらに分岐され、加入者宅110と接続している。また、双方向幹線分岐増幅器103によって分岐された同軸ケーブル102の所々に双方向増幅器105が挿入されている。また、同軸ケーブル102にはパワーインサータ107が挿入されていて、商用電源からの100Vの交流電力がトランス106によって60Vに降圧されて同軸ケーブル102に重畳されて伝送されている。そして、その同軸ケーブル102に重畳された交流電力は、双方向幹線分岐増幅器103、双方向増幅器105に供給されている。また、双方向幹線分岐増幅器103、双方向増幅器105の近傍の同軸ケーブル102には、それぞれCATVシステム用電源装置100が挿入されている。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a CATV system in which the CATV system
次に、CATVシステム用電源装置100の動作について説明する。
Next, the operation of the CATV system
AC100Vの商用電源が供給されている場合、同軸ケーブル102にはトランス106によって降圧されたAC60Vの交流電力が重畳され、双方向幹線分岐増幅器103や双方向増幅器105にAC60Vの交流電力が供給される。これより、双方向幹線分岐増幅器103や双方向増幅器105は駆動される。このとき、双方向幹線分岐増幅器103、双方向増幅器105の近傍に設置されたCATVシステム用電源装置100では、CATVシステム用電源装置100のスイッチ13が同軸ケーブル側と充電器10側とを接続し、同軸ケーブル102に重畳された交流電力の一部がスイッチ13を介して充電器10に入力される。充電器10はその交流電力を直流電力に変換して蓄電池11を充電するよう制御する。
When AC 100 V commercial power is supplied, AC 60 V AC power stepped down by the
商用電源が停電し、同軸ケーブル102に交流電力が伝送されなくなると、CATVシステム用電源装置100のスイッチ13は、同軸ケーブル側とインバータ32の出力側とを接続するよう切り換えられる。そして、蓄電池11から出力される直流電力がインバータ32によってAC60Vの交流電力に変換されて同軸ケーブル102に重畳される。その交流電力は、各CATVシステム用電源装置100の近傍に設置された、それぞれ双方向幹線分岐増幅器103や双方向増幅器105に供給される。ここで、双方向幹線分岐増幅器103や双方向増幅器105は、CATVシステム用電源装置100の近傍に設置されているため、伝送ロスが少なく、効率的に電力を供給することができる。そのため、商用電源が停電している場合でも、双方向幹線分岐増幅器103や双方向増幅器105は駆動され、CATVシステムによるサービスは維持される。
When the commercial power supply fails and AC power is no longer transmitted to the
また、商用電源が停電から復帰し、再び同軸ケーブル102に交流電力が重畳されて伝送されるようになると、CATVシステム用電源装置100のスイッチ13は同軸ケーブル側と充電器10とを接続するよう切り換えられて、再び充電器10によって蓄電池11が充電されるよう動作する。
Further, when the commercial power supply recovers from the power failure and AC power is again superimposed on the
以上のように、実施例1のCATVシステム用電源装置100は、個々の双方向幹線分岐増幅器103や双方向増幅器105に隣接して設置しているため、同軸ケーブル102による伝送損失が少なく、停電時に効率的に双方向幹線分岐増幅器103や双方向増幅器105に電力を供給することができる。また、CATVシステム用電源装置100が万が一不具合等により給電できなくなったとしても、この影響により駆動が停止するのは1台の双方向幹線分岐増幅器103あるいは双方向増幅器105であり、CATVシステムのサービスが停止してしまうエリアを最小限に抑えることができ、リスクを分散させることができる。また、実施例1のCATVシステム用電源装置100は、1台の双方向幹線分岐増幅器103あるいは双方向増幅器105に電力を供給するものであるから蓄電池11の容量が少なくて済み、小型のものを使用することができるため、CATVシステム用電源装置100自体も小型化することができる。また、CATVシステム用電源装置100は、トランス106から切り離されていて、トランス106とは分離して設置することができる。そのため、CATVシステム用電源装置100の設置可能箇所の自由度が高くなり、設置コストを低減することができる。また、CATVシステムに実施例1のCATVシステム用電源装置100を用いる結果として、信頼性が高く、低コストで運用可能なCATVシステムを構築することができる。
As described above, since the CATV system
なお、上記CATVシステムにおいて、トランス106を従来のUPS(たとえば図5に示したもの)に置き換えてもよい。従来のUPSは大型であるため設置コストが高いが、停電時に従来のUPSと実施例1のCATVシステム用電源装置100とによる電力供給により長時間電力を供給することができるというメリットがある。
In the CATV system, the
図3は、実施例2のCATVシステム用電源装置200である。実施例2のCATVシステム用電源装置200は、実施例1のCATVシステム用電源装置100において、一点cに接続する部分の構成が以下のように異なっている。その部分は、充電器20と、蓄電池21と、スイッチ23と、整流器28と、を有している。充電器20と蓄電池21については実施例1のCATVシステム用電源装置100に示したものと同様のものを用いることができる。
FIG. 3 shows a
一点cには、整流器28と、充電器20が接続されていて、充電器20は、同軸ケーブルからの交流電力の一部を直流電力に変換し、その直流電力を蓄電池21に供給して充電するよう動作する。
At one point c, a
整流器28は、単相半波整流回路、単相ブリッジ整流回路などであり、同軸ケーブルからの交流電力の一部を直流電力に変換して出力する。
The
スイッチ23は、整流器28と端子29との接続と、蓄電池21と端子29との接続とを切り換えるものである。この切り換えの制御は、商用電源から商用電力が供給され、同軸ケーブルを交流電力が伝送している場合には、整流器28と端子29との間を接続し、商用電源が停電して同軸ケーブルを交流電力が伝送していない場合には、蓄電池21と端子29との間を接続するように制御する。このような制御は、たとえば、実施例1のCATVシステム用電源装置100のスイッチ13と同様に、同軸ケーブル端子14Aと同軸ケーブル端子14Bとの間を交流電力が伝送しているか否かによって可能である。
The
端子29は、双方向幹線分岐増幅器や幹線分岐増幅器などの負荷に接続されている。それらの負荷には、端子29から直流電力が供給されるため、負荷に交流電力を直流電力に変換する電源装置のないものを使用する。負荷に電源装置が必要ないため負荷のコストを低減することができる。 The terminal 29 is connected to a load such as a bidirectional trunk branch amplifier or a trunk branch amplifier. Since direct current power is supplied from the terminal 29 to those loads, those without a power supply device that converts alternating current power into direct current power are used for the loads. Since no power supply device is required for the load, the cost of the load can be reduced.
次に、CATVシステム用電源装置200の動作について説明する。
Next, the operation of the CATV system
AC100Vの商用電源が供給されている場合、同軸ケーブル102からCATVシステム用電源装置200に交流電力が供給され、整流器28に入力される。そして、整流器28によって直流電力に変換されて出力される。スイッチ23は整流器28と端子29間とを節しており、整流器28からの直流電力は端子29から直流伝送されて負荷に供給される。このように、商用電源が供給されている場合でも、負荷にはCATVシステム用電源装置200を介して直流電力が供給され、駆動される。また、同軸ケーブル102からの交流電力は充電器20にも入力され、充電器20は、蓄電池21を充電するよう制御する。
When AC 100 V commercial power is supplied, AC power is supplied from the
商用電源が停電し、同軸ケーブル102に交流電力が伝送されなくなると、CATVシステム用電源装置100のスイッチ13は、蓄電池21と端子29とを接続するよう切り換えられる。そして、蓄電池21からの直流電力が端子29から直流伝送されて負荷に供給され、駆動される。これにより、商用電源が停電している場合であっても、CATVシステムによるサービスは維持される。
When the commercial power supply fails and AC power is not transmitted to the
以上のように、実施例2のCATVシステム用電源装置200によると、実施例1のCATVシステム用電源装置100と同様の利点があるのに加えて、負荷へ直流電力を直接伝送するため、効率的に負荷へ電力を供給することができる。また、負荷に交流電力を直流電力に変換する電源装置を設けなくてもよいため、負荷の低コスト化を図ることができ、ひいてはCATVシステムの構築にかかるコストを低減することができる。
As described above, according to the CATV system
図4は、実施例3のCATVシステム用電源装置300である。実施例3のCATVシステム用電源装置300は、実施例1のCATVシステム用電源装置100の同軸ケーブル端子14A、Bとコンデンサ15の部分については同様である。他の部分に太陽電池33、充電器30、蓄電池31、インバータ32、インダクタ36を有している。蓄電池31、インバータ32については、実施例1のCATVシステム用電源装置100に示したものと同様のものを用いることができる。
FIG. 4 shows a
太陽電池33は、太陽光などの光を直流電力に変換して出力する。充電器30は太陽電池に接続されていて、太陽電池33からの直流電力を蓄電池31に供給して充電するよう動作する。インバータ32は蓄電池31に接続し、その出力側はインダクタ36を介してコンデンサ15と同軸ケーブル端子14Bとの間の一点dに接続している。インバータ32は、蓄電池31からの直流電力を交流電力に変換して同軸ケーブルへ出力する。
The
次に、CATVシステム用電源装置300の動作について説明する。
Next, the operation of the CATV system
AC100Vの商用電源が供給されている場合、太陽電池33による発電によって直流電力が出力され、充電器30に出力される。そして、充電器30は、蓄電池31を充電するよう制御する。一方、負荷には、同軸ケーブルに重畳されて伝送された交流電力が供給され、負荷が駆動される。
When commercial power of AC 100 V is supplied, direct-current power is output by power generation by the
商用電源が停電し、同軸ケーブル102に交流電力が伝送されなくなると、蓄電池11から出力される直流電力がインバータ32によってAC60Vの交流電力に変換されて同軸ケーブルに重畳される。その交流電力は、各CATVシステム用電源装置300の近傍に設置された負荷に供給され、駆動される。これにより、商用電源が停電している場合であっても、CATVシステムによるサービスは維持される。
When the commercial power supply fails and AC power is no longer transmitted to the
以上のように、実施例3のCATVシステム用電源装置300によると、実施例1のCATVシステム用電源装置100と同様の利点があるのに加えて、太陽電池により蓄電池を充電するため、商用電力の消費量を削減することができる。
As described above, according to the CATV system
なお、実施例では本発明のCATVシステム用電源装置を同軸ケーブルのみを用いて構成されたCATVシステムに適用した例を示したが、本発明のCATVシステム用電源装置は、光ファイバーケーブルと同軸ケーブルの両方を用いるHFC方式やFTTC方式にも適用することができる。 In the embodiment, the CATV system power supply apparatus of the present invention is applied to a CATV system configured using only a coaxial cable. However, the CATV system power supply apparatus of the present invention includes an optical fiber cable and a coaxial cable. The present invention can also be applied to the HFC method and the FTTC method using both.
また、実施例ではCATVシステムにおける負荷として双方向幹線分岐増幅器103および双方向増幅器105を例として示したが、負荷にはそれら以外にも、双方向幹線分配増幅器、双方向分配増幅器、などを挙げることができる。HFC方式やFTTC方式においては、光ノードも本発明の負荷に含まれる。
In the embodiment, the bidirectional
また、実施例のCATVシステム用電源装置は1台の負荷に電力を供給するものとしたが、必ずしも1台である必要はなく、従来のUPSよりも供給台数が少なければよい。具体的には1〜3台の負荷であり、最も望ましいのは1台の負荷に電力を供給することである。 In addition, although the CATV system power supply apparatus according to the embodiment supplies power to one load, it is not necessarily required to be one, and it is sufficient if the number of supplies is smaller than that of a conventional UPS. Specifically, there are 1 to 3 loads, and the most desirable is to supply power to one load.
本発明のCATVシステム用電源装置はCATVシステムに利用することができる。 The power supply apparatus for CATV system of the present invention can be used for a CATV system.
10、20、30:充電器
11、21、31:蓄電池
12、32:インバータ
13、23:スイッチ
14A、B:同軸ケーブル端子
15:コンデンサ
16、17、36:インダクタ
28:整流器
33:太陽電池
100:CATVシステム用電源装置
101:センター装置
102:同軸ケーブル
103:双方向幹線分岐増幅器
104:分岐器
105:双方向増幅器
106:トランス
107:パワーインサータ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記電気伝送路を介して商用電力が供給されている場合に、その商用電力の一部が入力される充電器と、
前記充電器による制御によって蓄電され、直流電力を出力する蓄電池と、
前記蓄電池からの直流電力を交流電力に変換して出力するインバータと、
前記電気伝送路を介して商用電力が供給されている場合には、前記電気伝送路と前記充電器の入力側とを接続し、商用電力が停電している場合には、前記電気伝送路と前記インバータの出力側とを接続するように切り換えるスイッチと、
を有していることを特徴とするCATVシステム用電源装置。 In a CATV system power supply apparatus that is used in a CATV system in which commercial power is stepped down and supplied to a load via an electric transmission line, and that supplies power to the load during a power failure of the commercial power,
When commercial power is supplied via the electrical transmission path, a charger into which a part of the commercial power is input,
A storage battery that is stored by control by the charger and outputs DC power;
An inverter that converts DC power from the storage battery into AC power and outputs the power;
When commercial power is supplied through the electrical transmission path, the electrical transmission path is connected to the input side of the charger, and when commercial power is out of power, the electrical transmission path and A switch for switching to connect the output side of the inverter;
A power supply device for CATV system, comprising:
前記電気伝送路を介して商用電力が供給されている場合に、商用電力の一部を直流電力に変換する整流器と、
前記電気伝送路を介して商用電力が供給されている場合に、商用電力の一部が入力される充電器と、
前記充電器による制御によって蓄電され、直流電力を出力する蓄電池と、
前記電気伝送路を介して商用電力が供給されている場合には、前記整流器の出力側と前記負荷とを接続して前記負荷に直流電力を供給し、商用電力が停電している場合には、前記蓄電池の出力側と前記負荷とを接続して前記負荷に直流電力を供給するように切り換えるスイッチと、
を有していることを特徴とするCATVシステム用電源装置。 In a CATV system power supply apparatus that is used in a CATV system in which commercial power is stepped down and transmitted to an electric transmission line and supplies power to a load.
A rectifier that converts a portion of the commercial power into DC power when commercial power is supplied via the electrical transmission path;
When commercial power is supplied via the electrical transmission path, a charger into which a part of the commercial power is input,
A storage battery that is stored by control by the charger and outputs DC power;
When commercial power is supplied via the electrical transmission line, the output side of the rectifier and the load are connected to supply DC power to the load, and when commercial power is out of power A switch for connecting the output side of the storage battery and the load to supply DC power to the load;
A power supply device for CATV system, comprising:
光によって発電し直流電力を出力する太陽電池と、
前記太陽電池からの直流電力が入力される充電器と、
前記充電器による制御によって蓄電され、直流電力を出力する蓄電池と、
前記蓄電池からの直流電力を交流電力に変換して前記電気伝送路に出力するインバータと、
を有していることを特徴とするCATVシステム用電源装置。 In a CATV system power supply apparatus that is used in a CATV system in which commercial power is stepped down and supplied to a load via an electric transmission line, and that supplies power to the load during a power failure of the commercial power,
A solar cell that generates light and outputs DC power;
A charger to which DC power from the solar cell is input;
A storage battery that is stored by control by the charger and outputs DC power;
An inverter that converts direct current power from the storage battery into alternating current power and outputs it to the electrical transmission path;
A power supply device for CATV system, comprising:
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- 2011-10-06 JP JP2011221901A patent/JP5886586B2/en active Active
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