CN107408891B - 电力供给装置、ac适配器、ac充电器、电子设备和电力供给系统 - Google Patents

电力供给装置、ac适配器、ac充电器、电子设备和电力供给系统 Download PDF

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Abstract

电力供给装置(4)包括:在配置在输入和VBUS输出之间的DC/DC转换器(13);控制DC/DC转换器的输入电流的初级侧控制器(30);与控制输入耦合,实施信号转换/切换的信号转换/切换电路(25);连接在VBUS输出和信号转换/切换电路之间的输出电容器CO;以及与信号转换/切换电路耦合的、接收实施了信号转换/切换的控制输入信号,并反馈到初级侧控制器的次级侧控制器(16),初级侧控制器基于从次级侧控制器反馈的控制输入信号,通过控制输入电流,使DC/DC转换器的输出电压值和可输出电流量(MAX值)可变。提供对于多个设备可切换、并且可控制输出电压值和可输出电流量的电力供给装置。

Description

电力供给装置、AC适配器、AC充电器、电子设备和电力供给 系统
技术领域
本发明涉及电力供给装置、AC适配器、AC充电器、电子设备和电力供给系统。
背景技术
以往,提供在对应于伴随电力供给的通信标准的终端装置和电力线载波通信网络之间可相互通信的直流插座。
在使用了数据线的电力供给技术中,有以太网供电(PoE:Power Over Ethernet;以太网供电)技术和通用串行总线(USB:Universal Serial Bus;通用串行总线)技术。
在USB技术中,根据供给功率电平,有最大2.5W的USB2.0、最大4.5W的USB3.1、最大7.5W的电池充电标准BC1.2。
此外,USB供电规范是与以往的电缆和连接器都具备兼容性,并与USB2.0和USB3.1、USB电池充电标准BC1.2共存的独立的标准。在该标准中,在电压5V~12V~20V、电流1.5A~2A~3A~5A的范围内,可选择充电电流、电压,可进行10W、18W、36W、65W、最大至100W的USB充电、供电。
作为实施这样的电力供给的电源,有DC/DC转换器。在DC/DC转换器中,有二极管整流方式和同步整流方式。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-82802号公报
非专利文献
非专利文献1:ボブ、ダンスタン(Bob Dunstan)編,“USB Power DeliverySpecification Revision 1.0”,2012年7月5日リリース,http://www.usb.org/developers/docs/
发明内容
发明要解决的问题
本发明提供对于多个设备可切换、并且可控制输出电压值和可输出电流量(MAX值)的电力供给装置、AC适配器、AC充电器、电子设备和电力供给系统。
解决问题的方案
根据本发明的一方式,提供电力供给装置,包括:DC/DC转换器,配置在输入和VBUS输出之间;初级侧控制器,控制所述DC/DC转换器的输入电流;信号转换/切换电路,与控制输入耦合,实施所述控制输入的控制输入信号的信号转换/切换;输出电容器,连接在所述VBUS输出和所述信号转换/切换电路之间;以及次级侧控制器,与所述信号转换/切换电路耦合的、接收在所述信号转换/切换电路中实施了信号转换/切换的所述控制输入信号,并反馈到所述初级侧控制器,所述初级侧控制器基于从所述次级侧控制器反馈的所述控制输入信号,通过控制所述输入电流,使所述DC/DC转换器的输出电压值和可输出电流量可变。
根据本发明的另一方式,提供电力供给装置,包括:DC/DC转换器,配置在输入和VBUS输出之间;初级侧控制器,控制所述DC/DC转换器的输入电流;信号转换/切换电路,与控制输入耦合,实施所述控制输入的控制输入信号的信号转换/切换;以及次级侧控制器,与所述信号转换/切换电路耦合,接收在所述信号转换/切换电路实施了信号转换/切换的所述控制输入信号,并反馈到所述初级侧控制器,所述初级侧控制器基于从所述次级侧控制器反馈的所述控制输入信号,通过控制所述输入电流,使所述DC/DC转换器的输出电压值和可输出电流量可变。
根据本发明的另一方式,提供电力供给装置,包括:DC/DC转换器,配置在输入和VBUS输出之间;初级侧控制器,控制所述DC/DC转换器的输入电流;耦合电容器,与控制输入耦合;输出电容器,与所述VBUS输出和所述控制输入之间耦合;以及次级侧控制器,通过所述耦合电容器与所述控制输入耦合,接收所述VBUS输出和所述控制输入的控制输入信号,反馈到所述初级侧控制器,所述初级侧控制器基于从所述次级侧控制器反馈的所述控制输入信号,通过控制所述输入电流,使所述DC/DC转换器的输出电压值和可输出电流量可变。
根据本发明的另一方式,提供电力供给装置,包括:DC/DC转换器,配置在输入和VBUS输出之间;初级侧控制器,控制所述DC/DC转换器的输入电流;信号转换/切换电路,与多个控制输入耦合,切换所述多个控制输入的控制输入信号;绝缘电路,与所述信号转换/切换电路耦合,接收在所述信号转换/切换电路中切换后的所述控制输入信号,反馈到所述初级侧控制器;以及输出电容器,连接在所述VBUS输出和所述信号转换/切换电路之间,所述初级侧控制器基于从所述绝缘电路反馈的所述控制输入信号,通过控制所述输入电流,使所述DC/DC转换器的输出电压值和可输出电流量可变。
根据本发明的另一方式,提供搭载了上述电力供给装置的AC适配器。
根据本发明的另一方式,提供搭载了上述电力供给装置的电子设备。
根据本发明的另一方式,提供搭载了上述电力供给装置的电力供给系统。
发明的效果
根据本发明,可以提供对于多个设备可切换、并且可控制输出电压值和可输出电流量(MAX值)的电力供给装置、AC适配器、AC充电器、电子设备和电力供给系统。
附图说明
图1是基础技术的电力供给装置的示意性的电路块结构图。
图2是第1实施方式的电力供给装置的示意性的电路块结构图。
图3是可适用于第1实施方式的电力供给装置的电源输出电路(power outputcircuit)的示意性的块结构图。
图4是表示用第1实施方式的电力供给装置得到的输出电压和输出电流之间的关系的示意图,(a)是表示CVCC的矩形形状的例子,(b)是表示倒梯形的“フ”字形状的例子,(c)是表示倒三角形的“フ”字形状的例子,(d)是表示梯形形状的例子,(e)是表示五边形形状的例子。
图5是可适用于第1实施方式的电力供给装置的次级侧控制器和信号转换/切换电路的示意性的块结构图。
图6是还包含了与输出(VBUS)线路之间的连接关系的次级侧控制器和信号转换/切换电路的示意性的块结构图。
图7是可适用于第1实施方式的电力供给装置的信号转换/切换电路的示意性的块结构图(结构例子1)。
图8是可适用于第1实施方式的电力供给装置的信号转换/切换电路的示意性的块结构图(结构例子2)。
图9是可适用于第1实施方式的电力供给装置的信号转换/切换电路的示意性的块结构图(结构例子3)。
图10是可适用于第1实施方式的电力供给装置的信号转换/切换电路的示意性的块结构图(结构例子4)。
图11是可适用于第1实施方式的电力供给装置的信号转换/切换电路的示意性的块结构图(结构例子5)。
图12是可适用于第1实施方式的电力供给装置的信号转换/切换电路的示意性的块结构图(结构例子6)。
图13是可适用于第1实施方式的电力供给装置的信号转换/切换电路的示意性的块结构图(结构例子7)。
图14是可适用于第1实施方式的电力供给装置的信号转换/切换电路的示意性的块结构图(结构例子8)。
图15是可适用于第1实施方式的电力供给装置的信号转换/切换电路的示意性的块结构图(结构例子9)。
图16的(a)是图15所示的端口选择器的结构例子,(b)是图15所示的端口选择器的另一结构例子。
图17是可适用于第1实施方式的电力供给装置的信号转换/切换电路的示意性的块结构图(结构例子10)。
图18是将第1实施方式的电力供给装置间通过插座连接的示意性结构图。
图19是可适用于第1实施方式的电力供给装置的插座内部的示意性结构图。
图20是将第1实施方式的电力供给装置间通过插座和插头连接的示意性结构图。
图21的(a)是表示将第1实施方式的电力供给装置间通过插座、插头电缆连接的示意性结构图,(b)是表示2个插座间的连接关系的图。
图22的(a)是说明可适用于第1实施方式的电力供给装置的电源输出电路和电源输入电路的连接关系的示意性的块结构图,(b)是对应于图22(a)的示意性电路结构图。
图23的(a)是表示图22(b)所示的电源输出电路的具体的电路结构例子,(b)是表示可适用于图23(a)的双向开关的结构图。
图24是可适用于第1实施方式的电力供给装置的电源输出电路的示意性电路结构图(结构例子1)。
图25是可适用于第1实施方式的电力供给装置的电源输出电路的示意性电路结构图(结构例子2)。
图26是可适用于第1实施方式的电力供给装置的电源输出电路的示意性电路结构图(结构例子3)。
图27是可适用于第1实施方式的电力供给装置的电源输出电路的示意性电路结构图(结构例子4)。
图28的(a)是适用于第1实施方式的电力供给装置的次级侧控制器的示意性的电路块结构图,(b)是适用于第1实施方式的电力供给装置的次级侧控制器的另一示意性的电路块结构图。
图29是第1实施方式的变形例1的电力供给装置的示意性的电路块结构图。
图30是第1实施方式的变形例2的电力供给装置的示意性的电路块结构图。
图31是第1实施方式的变形例3的电力供给装置的示意性的电路块结构图。
图32是第1实施方式的变形例4的电力供给装置的示意性的电路块结构图。
图33是第1实施方式的变形例5的电力供给装置的示意性的电路块结构图。
图34是第1实施方式的变形例6的电力供给装置的示意性的电路块结构图。
图35是第2实施方式的电力供给装置的示意性的电路块结构图。
图36是第3实施方式的电力供给装置的示意性的电路块结构图。
图37是第4实施方式的电力供给装置的示意性的电路块结构图。
图38是第5实施方式的电力供给装置的示意性的电路块结构图。
图39是第6实施方式的电力供给装置的示意性的电路块结构图。
图40是第7实施方式的电力供给装置的示意性的电路块结构图。
图41的(a)是第8实施方式的电力供给装置的示意性的电路块结构图,(b)是第8实施方式的变形例的电力供给装置的示意性的电路块结构图。
图42是适用于实施方式的电力供给装置的MOS开关的示意性的电路块结构图。
图43是将可连接到插座的插头和AC适配器/AC充电器用电缆连接的连接例子,(a)是将AC适配器/AC充电器内的USBPD和实施方式的电力供给装置(PD)与外部的插头连接的例子,(b)是将AC适配器/AC充电器内的USBPD和实施方式的电力供给装置(PD)与外部的插头连接的另一例子。
图44是将可连接到插座的插头内置在AC适配器/AC充电器中的例子,(a)是在AC适配器/AC充电器内中包括USBPD和实施方式的电力供给装置(PD)的例子,(b)是连接在AC适配器/AC充电器中内置的插座和外部的插头的例子。
图45是将可连接到插座的插头和AC适配器/AC充电器用电缆连接的连接例子,(a)是连接AC适配器/AC充电器内的PD和外部的插头的例子,(b)是在AC适配器/AC充电器中包括插座的例子,(c)是连接在AC适配器/AC充电器中内置的插头和外部的插头的例子。
图46是将可连接到插座的插头和AC适配器/AC充电器用USBPD电缆连接的连接例子,(a)是连接AC适配器/AC充电器内的PD和外部的插头的例子,(b)是在AC适配器/AC充电器中包括插座的例子,(c)是连接AC适配器/AC充电器中内置的插头和外部的插头的例子。
图47是将可连接到插座的插头内置在AC适配器/AC充电器中的例子,(a)是连接AC适配器/AC充电器内的PD和外部的插头的例子,(b)是在AC适配器/AC充电器中包括插座的例子,(c)是连接AC适配器/AC充电器中内置的插头和外部的插头的例子。
图48是将可连接到插座的插头内置在AC适配器/AC充电器中的例子,(a)是连接AC适配器/AC充电器内的多个PD和外部的多个插头的例子,(b)是在AC适配器/AC充电器中包括多个插座的例子,(c)是连接AC适配器/AC充电器内中内置的多个插头和外部的多个插头的例子。
图49的(a)是将可连接到插座的插头和电子设备用电缆连接的连接例子,包括多个在电子设备内部内置USBPD的内部电路,存在多个使用了USBPD的信号的例子,(b)是将可连接到插座的插头内置在电子设备中,在电子设备内部包括多个内置USBPD的内部电路,存在多个使用了USBPD的信号的例子。
图50的(a)是在将可连接到插座的插头内置在电子设备中,在电子设备内部包括多个内置USBPD的内部电路,存在多个使用了USBPD的例子中,在1个内部电路内有连接到外部的USBPD的例子,(b)是在将可连接到插座的插头内置在电子设备中,在电子设备内部包括多个内置USBPD的内部电路,存在多个使用了USBPD的信号的例子中,在1个内部电路内有连接到外部的多个USBPD的例子。
图51的(a)是将连接对象设为智能手机的情况下的实施方式的USBPD的保护功能的说明图、(b)是将连接对象设为膝上PC的情况下的实施方式的USBPD的保护功能的说明图。
图52是可适用于搭载了插座的AC适配器、AC充电器、电子设备的实施方式的电力供给装置的示意性俯视构造例子。
图53是可适用于搭载了插座的AC适配器、AC充电器、电子设备的实施方式的电力供给装置的示意性俯视构造例子。
图54是可适用于搭载了多个插座的AC适配器、AC充电器、电子设备的实施方式的电力供给装置的示意性俯视构造例子。
图55是可适用于搭载了插头的AC适配器、AC充电器、电子设备的实施方式的电力供给装置的示意性俯视构造例子。
图56是在实施方式的电力供给装置中,通过多个插座与多个连接对象连接的示意性的电路块结构图。
图57是可适用于搭载了多个插座和开关的AC适配器、AC充电器、电子设备的实施方式的电力供给装置的示意性俯视构造例子。
图58的(a)是说明在多个实施方式的电力供给装置间,将控制输入输出信号在USBPB通信中使用的例子的示意性的电路块结构图,(b)是表示图58(a)中,控制输入输出信号通过信号转换/切换电路内的情况下示意性的电路块结构图。
图59是说明在可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统中,2个PC间的数据通信和电力供给的示意性的块结构图。
图60的(a)是说明在可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统中,2个组件间的数据通信和电力供给的示意性的块结构图,(b)是由内置了实施方式的电力供给装置的AC适配器、智能手机构成的电力供给系统的示意性的块结构图。
图61是由内置了实施方式的电力供给装置的2个组件构成的电力供给系统的示意性的块结构图。
图62是在可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统中,由另外的2个组件构成的示意性的块结构图。
图63是可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统的第1示意性的块结构图。
图64是可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统的第2示意性的块结构图。
图65是可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统的第3示意性的块结构图。
图66是可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统的第4示意性的块结构图。
图67是在可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统中,在CPU接口内内置了控制器和信号转换/切换电路的结构的示意性的块结构图。
具体实施方式
接着,参照附图,说明本实施方式。在以下的附图的记载中,对同一或类似的部分附加同一或类似的标号。但是,应该注意的是附图是示意性的,厚度和平面尺寸之间的关系、各层的厚度的比率等与现实的情况是不同的。因此,具体的厚度和尺寸应该考虑以下的说明来判断。或者,在附图相互间当然也包含彼此的尺寸的关系和比率不同的部分。
此外,以下所示的实施方式,是例示用于将技术的思想具体化的装置和方法的实施方式,没有将结构部件的材质、形状、构造、配置等特定于下述的情况。该实施方式,在权利要求的范围中,可以添加各种变更。
[基本技术]
如图1所示,基础技术的电力供给装置4A包括:DC/DC转换器13,配置在输入、输出间,由变压器15、二极管D1、电容器C1以及在变压器15的初级侧电感器L1上与接地电位之间串联连接的MOS晶体管Q1和电阻RS构成的;控制MOS晶体管Q1的初级侧控制器30;连接在输入和初级侧控制器30间,对初级侧控制器30供给电源的电源供给电路10;连接到输出,可控制输出电压Vo和输出电流Io的次级侧控制器16;连接到DC/DC转换器13的输出和次级侧控制器16的误差补偿用的误差放大器21;以及连接到误差放大器21,将输出信息反馈到初级侧控制器30的绝缘电路20。
此外,次级侧控制器16也可以通过AC耦合电容器连接到输出(VBUS)。
此外,如图1所示,基础技术的电力供给装置4A包括:将DC/DC转换器13的输出和电力线输出(VBUS)断开的开关SW;以及在开关SW和电力线输出(VBUS)之间配置的滤波器电路(LF、CF)。该开关SW通过次级侧控制器16可控制导通/截止(ON/OFF)。
在基础技术的电力供给装置4A中,AC信号从外部重叠输入到电力线输出(VBUS)上。
在基础技术的电力供给装置4A中,控制输入信号从电力线输出(VBUS)被输入到次级侧控制器16,输出侧的电力信息通过误差放大器21和绝缘电路20,被反馈到初级侧控制器30。初级侧控制器30控制MOS晶体管Q1的导通/截止,使输出电压稳定。
此外,在基础技术的电力供给装置4A中,通过电流检测用电阻RS,检测初级侧电感器L1中导通的电流量,在初级侧控制器30中,控制初级侧过电流等的电流量。作为结果,基础技术的电力供给装置4A中,具有输出电压值和输出电流值MAX的可变功能。
在基础技术的电力供给装置4A中,通过从次级侧控制器16向初级侧控制器30的反馈控制,具有降压型DC/DC转换器13的输出电压值和可输出电流量(MAX值)的可变功能。因此,具有根据输出上连接的负载(例如,智能手机、膝上PC、平板PC等),使输出电压Vo和输出电流Io之间的关系可变的功能。
由输出侧的滤波器线圈形成的电感器LF是分离用的电感器。即,通过由电感器LF和电容器CF构成的滤波器电路,从输出分离控制输入信号被输入到DC/DC转换器13。
[第1实施方式]
如图2所示,第1实施方式的电力供给装置4包括:配置在输入和VBUS输出之间的DC/DC转换器13;控制DC/DC转换器13的输入电流的初级侧控制器30;与控制输入耦合,实施控制输入的控制输入信号的信号转换/切换的信号转换/切换电路25;连接在VBUS输出和信号转换/切换电路25之间的输出电容器CO;以及与信号转换/切换电路25耦合,接收在信号转换/切换电路25中实施了信号转换/切换的控制输入信号,反馈到初级侧控制器30的次级侧控制器16。这里,初级侧控制器30基于从次级侧控制器16反馈的控制输入信号,通过控制输入电流,使DC/DC转换器13的输出电压值和可输出电流量(MAX值)可变。
此外,如图2所示,第1实施方式的电力供给装置4也可以包括将次级侧控制器16和信号转换/切换电路25进行耦合的耦合电容器CC
此外,图示虽省略,但也可以包括将信号转换/切换电路25和控制输入进行耦合的AC耦合电容器(省略图示)。
此外,信号转换/切换电路25还可实施VBUS输出的AC信号分量的信号转换/切换。VBUS输出的AC信号分量,通过连接在VBUS输出和信号转换/切换电路25之间的输出电容器CO,与信号转换/切换电路25耦合。
此外,在第1实施方式的电力供给装置4中,如图2所示,信号转换/切换电路25也可以与多个控制输入耦合,实施多个控制输入信号的信号转换/切换。
此外,如图2所示,第1实施方式的电力供给装置4也可以包括电源输出电路130,其连接到初级侧控制器30,对与多个控制输入成对配置的多个VBUS电源输出供给输出电压。
可适用于第1实施方式的电力供给装置4的电源输出电路130的示意性的块结构,如图3所示那样表示。图3所示,可适用于第1实施方式的电力供给装置4的电源输出电路130也可以包括多个DC/DC转换器131、132、…、13n
信号转换/切换电路25中切换后的控制输入信号被输入到次级侧控制器16的通信引脚(pin)COM中。
此外,如图2所示,第1实施方式的电力供给装置4包括多个控制端子CT1、CT2、…、CTn,多个控制输入也可以与多个控制端子CT1、CT2、…、CTn耦合。此外,通过多个控制端子CT1、CT2、…、CTn,对外部设备,可输出第1实施方式的电力供给装置4的控制输出信号。
此外,如图2所示,第1实施方式的电力供给装置4包括多个VBUS电源输出端子PT1、PT2、…、PTn,电源输出电路130通过多个VBUS电源输出端子PT1、PT2、…、PTn可供给输出电压。
此外,第1实施方式的电力供给装置4包括与多个控制输入耦合的AC耦合电容器(省略图示),信号转换/切换电路25也可以通过AC耦合电容器与多个控制输入耦合。
此外,多个控制输入也可以被直接连接到信号转换/切换电路25。即,如图2所示,也可以将多个控制输入的控制输入信号不通过AC耦合电容器而直接输入到信号转换/切换电路25。
此外,第1实施方式的电力供给装置4也可以包括将次级侧控制器16和信号转换/切换电路25进行耦合的耦合电容器CC。此外,次级侧控制器16和信号转换/切换电路25之间也可以不通过耦合电容器CC而直接连接。
此外,在第1实施方式的电力供给装置4中,信号转换/切换电路25例如可执行变频、直流电平转换、振幅电平转换的任一个。
此外,在第1实施方式的电力供给装置4中,信号转换/切换电路25也可以由次级侧控制器16控制。
此外,如图2所示,第1实施方式的电力供给装置4也可以包括连接到次级侧控制器16的、将控制输入信号反馈到初级侧控制器30的绝缘电路20。在绝缘电路20中,可适用电容器、光电耦合器、变压器等。此外,按照用途,也可以适用附带绝缘驱动的双向变压器、双向元件等。
此外,如图2所示,第1实施方式的电力供给装置4也可以包括连接到次级侧控制器16、将控制输入信号反馈到绝缘电路20的误差补偿用的误差放大器21。误差放大器21由次级侧控制器16控制,可实施对反馈到绝缘电路20的控制输入信号的误差补偿。
此外,如图2所示,第1实施方式的电力供给装置4也可以包括连接到DC/DC转换器13的输出、将DC/DC转换器13的输出电压断路的开关SW。通过该开关,可以将DC/DC转换器13的输出和电力线输出(VBUS)断开。该开关SW通过次级侧控制器16,可控制导通/截止。开关SW也可以包括绝缘栅型场效应晶体管(MOSFET:Metal Oxide Semiconductor FieldEffect Transistor)。
此外,如图2所示,第1实施方式的电力供给装置4也可以包括连接在DC/DC转换器13的输入和初级侧控制器30之间、对初级侧控制器30供给电源的电源供给电路10。
在第1实施方式的电力供给装置4中,AC信号从外部重叠输入到电力线输出(VBUS)上。即,与电力线输出(VBUS)同时包括多个控制输入。因此,需要分离用的电感器LF。通过由电感器LF和电容器CF构成的滤波器电路,可以从输出分离控制输入信号被输入到DC/DC转换器13。
在第1实施方式的电力供给装置4中,从多个控制输入被输入控制输入信号,进而在信号转换/切换电路25中切换后的控制输入信号被输入到次级侧控制器16,通过该控制输入信号,包含输出侧的电力信息的控制信息通过误差放大器18和绝缘电路20,被反馈到初级侧控制器30。初级侧控制器30控制MOS晶体管Q1的导通/截止,使输出电压稳定。
在第1实施方式的电力供给装置4中,通过从次级侧控制器16向初级侧控制器30的反馈控制,具有降压型DC/DC转换器13的输出电压值和可输出电流量(MAX值)的可变功能。因此,根据输出上所连接的负载(例如,智能手机、膝上PC、平板PC等),在输出电压Vo和输出电流Io之间的关系上具有可变功能。
用第1实施方式的电力供给装置4得到的输出电压Vo和输出电流Io之间的关系,可采用图4(a)所示的矩形形状、图4(b)所示的倒梯形的“フ”字形状、图4(c)所示的倒三角形的“フ”字形状、图4(d)所示的梯形形状、图4(e)所示的五边形形状等各种各样的形状。例如,图4(a)所示的矩形形状是CVCC(Constant Voltage Constant Current;恒定电压恒定电流)的例子。
可适用于第1实施方式的电力供给装置的次级侧控制器16和信号转换/切换电路25的示意性的块结构,如图5所示那样表示。此外,还包含了与输出(VBUS)线路的连接关系的次级侧控制器16和信号转换/切换电路25的示意性的块结构,如图6所示那样表示。
在第1实施方式的电力供给装置中,如图5所示,信号转换/切换电路25也可以包括与次级侧控制器16连接的、实施变频的协议转换单元25P,以及配置在协议转换单元25P和控制输入之间的、实施码转换的通信电路25C。
此外,在第1实施方式的电力供给装置中,如图6所示,输出电容器CO也可以连接在协议转换单元25P和VBUS输出之间。
信号转换/切换电路25可由次级侧控制器16控制。
在第1实施方式的电力供给装置中,多个控制端子CT1、CT2、…、CTn中的控制输入在通信电路25C中被编码调制,并且在协议转换单元25P中,例如变频为频率f1→f2,并被输入到次级侧控制器16。
此外,通过多个控制端子CT1、CT2、…、CTn,对外部设备,可输出第1实施方式的电力供给装置4的控制输出信号。即,来自次级侧控制器16的控制信号,在协议转换单元25P中,例如也变频为频率f2→f1,并且在通信电路25C中被编码调制,可输出到多个控制端子CT1、CT2、…、CTn。
此外,VBUS输出中重叠的AC信号分量,通过输出电容器C0,在协议转换单元25P中,例如被变频为频率f1→f2,并且在通信电路25C中被编码调制,并被输入到次级侧控制器16。此外,来自次级侧控制器16的控制信号,在协议转换单元25P中,例如也被变频为频率f2→f1,并且在通信电路25C中被编码调制,通过输出电容器C0,可输出到VBUS输出。这样,通过VBUS输出,对外部设备,也可输出第1实施方式的电力供给装置4的控制输出信号。
(信号转换/切换电路的结构)
(结构例子1)
可适用于第1实施方式的电力供给装置的信号转换/切换电路的示意性的块结构例子1,如图7所示那样表示。
在第1实施方式的电力供给装置中,图7所示,信号转换/切换电路25S也可以包括由次级侧控制器16控制的、在输出电容器CO和输入到控制端子CT的控制输入之间进行切换的切换开关(S1、T0、T1)。
(结构例子2)
可适用于第1实施方式的电力供给装置的信号转换/切换电路的示意性的块结构例子2,如图8所示那样表示。
在第1实施方式的电力供给装置中,图8所示,信号转换/切换电路25S也可以包括连接到输出电容器CO的发送接收器26、和由次级侧控制器16控制的、在输入到发送接收器26和控制端子CT的控制输入之间进行切换的切换开关(S1、T0、T1)。
(结构例子3)
可适用于第1实施方式的电力供给装置的信号转换/切换电路的示意性的块结构例子3,如图9所示那样表示。
在第1实施方式的电力供给装置中,如图9所示,信号转换/切换电路25S也可以包括由次级侧控制器16控制的、在输入到输出电容器CO和控制端子CT的控制输入之间进行切换的发送接收器26。这里,发送接收器26在输入到输出电容器CO和控制端子CT的控制输入之间可实施发送接收信号转换/切换。
(结构例子4)
可适用于第1实施方式的电力供给装置的信号转换/切换电路的示意性的块结构例子4,如图10所示那样表示。
在第1实施方式的电力供给装置中,如图10所示,信号转换/切换电路25S也可以包括连接到输出电容器CO的第1发送接收器260、连接到输入到控制端子CT的控制输入的第2发送接收器261、以及由次级侧控制器16控制的、在第1发送接收器和第2发送接收器261之间进行切换的切换开关(S1、T0、T1)。这里,第1发送接收器260和第2发送接收器261具备同一结构。
(结构例子5)
可适用于第1实施方式的电力供给装置的信号转换/切换电路的示意性的块结构例子5,如图11所示那样表示。
在第1实施方式的电力供给装置中,如图11所示,信号转换/切换电路25S也可以包括连接到输出电容器CO的第1发送接收器260、连接到输入到控制端子CT的控制输入的第2发送接收器261、以及由次级侧控制器16控制的、在第1发送接收器和第2发送接收器261之间进行切换的切换开关(S1、T0、T1)。这里,第1发送接收器260和第2发送接收器261包括彼此不同的结构。
(结构例子6)
可适用于第1实施方式的电力供给装置的信号转换/切换电路的示意性的块结构例子6,如图12所示那样表示。
在第1实施方式的电力供给装置中,如图12所示,信号转换/切换电路25S也可以包括连接到输出电容器CO的第1发送接收器260、分别连接到输入到多个控制端子CT1、CT2、CT3的控制输入的多个第2发送接收器261、262、263、以及由次级侧控制器16控制的、在第1发送接收器260和多个第2发送接收器261、262、263之间进行切换的切换开关(S1、T0、T1)。这里,也可以多个第2发送接收器261、262、263具备同一结构,第1发送接收器260和第2发送接收器261、262、263具备彼此不同的结构。
(结构例子7)
可适用于第1实施方式的电力供给装置的信号转换/切换电路的示意性的块结构例子7,如图13所示那样表示。
在第1实施方式的电力供给装置中,如图13所示,信号转换/切换电路25S也可以包括由次级侧控制器16控制的、在输出电容器CO和输入到多个控制端子CT1、CT2、CT3、…、CTn的多个控制输入之间进行切换的切换开关(S1、T0、T1、T2、T3、…、Tn)。
(结构例子8)
可适用于第1实施方式的电力供给装置的信号转换/切换电路的示意性的块结构例8,如图14所示那样表示。
如图14所示,第1实施方式的电力供给装置也可以包括连接到初级侧控制器30的、对于与多个控制输入成对配置的多个VBUS输出供给输出电压的电源输出电路130,信号转换/切换电路25S也可以包括切换多个控制输入的切换开关(S1、T0、T1、T2、T3、…、Tn)。
此外,图14所示,多个控制输入与多个控制端子CT1、CT2、…、CTn耦合,通过多个控制端子CT1、CT2、…、CTn,对外部设备,可输出第1实施方式的电力供给装置4的控制输出信号。
此外,如图14所示,电源输出电路130通过多个VBUS电源输出端子PT1、PT2、…、PTn,可供给输出电压。
(结构例子9)
可适用于第1实施方式的电力供给装置的信号转换/切换电路的示意性的块结构例9,如图15所示那样表示。
如图15所示,第1实施方式的电力供给装置也可以包括连接到初级侧控制器30的、对于与多个控制输入成对配置的多个VBUS输出供给输出电压的电源输出电路130,信号转换/切换电路25S也可以包括切换多个控制输入的端口选择器116。
此外,如图15所示,多个控制输入与多个控制端子CT1、CT2、…、CTn耦合,通过多个控制端子CT1、CT2、…、CTn,对外部设备,可输出第1实施方式的电力供给装置4的控制输出信号。
此外,如图15所示,电源输出电路130通过多个VBUS电源输出端子PT1、PT2、…、PTn,可供给输出电压。
此外,端口选择器116的结构例子,如图16(a)所示那样表示,另一结构例子,如图16(b)所示那样表示。
如图16(a)所示,端口选择器116也可以包括CPU125、以及连接到CPU125的、切换多个控制端子CT1、CT2、…、CTn的开关SW。
此外,如图16(b)所示,端口选择器116也可以包括连接到多个控制端子CT1、CT2、…、CTn的CPU125。即,在图16(b)所示的例子中,CPU125本身也可以具有切换多个控制端子CT1、CT2、…、CTn的开关功能。
(结构例子10)
可适用于第1实施方式的电力供给装置的信号转换/切换电路的示意性的块结构例子10,如图17所示那样表示。
在第1实施方式的电力供给装置中,图17所示,信号转换/切换电路25S也可以包括配置在次级侧控制器16的内部、并且多个的端口选择器1161、1162
如图17所示,控制输入端子CT1、CT2连接到端口选择器1161,控制输入端子CT3、CT4连接到端口选择器1162
与图14的结构例子8或图15的结构例子9同样,第1实施方式的电力供给装置也可以包括连接到初级侧控制器30的、对于与多个控制输入成对配置的多个VBUS输出供给输出电压的电源输出电路。
此外,与图16(a)、图16(b)的结构例子9同样,端口选择器1161、1162也可以包括CPU、以及连接到CPU的、将多个控制端子进行切换的开关,此外,也可以包括连接到多个控制端子的CPU。
(通过插座的连接例子)
通过插座41R、42R连接了第1实施方式的电力供给装置间的示意性结构,如图18所示那样表示。
插座41R、42R分别具有VBUS端子、CC1端子、CC2端子、D-端子、D+端子、GND端子,分别连接第1实施方式的电力供给装置间。
VBUS端子连接到用于装置之间进行双向通信的电力线路POL。一个端子连接到负载(LOAD),另一端子连接到例如约5V~约20V(MAX)的可变电源。这里,可变电源相当于第1实施方式的电力供给装置的输出电压。GND端子是接地端子。
CC1端子、CC2端子是连接到用于装置之间进行双向通信的通信专用线路COL的通信端子。在CC1端子中,被设定得通过电源VDD、阻抗电路Z1、Z2,可供给固定电压,从一个CC1端子,例如被供给数据(BMC),在另一个CC1端子中,通过比较器接收。CC1端子也可以连接到恒流源,取代供给固定电压。这里,阻抗电路Z1、Z2例如分别可由电流源和电阻的并联电路构成,可以选择电流源或电阻的任一个。此外,也可以在一个CC2端子中,连接电压控制调节器(VCON),在另一个CC2端子中,连接负载(LOAD)。
D-端子、D+端子是实现触发(フリッピング)功能的串行数据接口端子。
(插座内部的结构例子)
可适用于第1实施方式的电力供给装置的插座41R(42R)内部的示意性结构,如图19所示那样表示。这里,插座41R(42R)的内部结构中,VBUS、CC1、CC2、D-、D+、GND端子配置在端子配置基板的两面。因此,无里外的区别。
(通过插座和插头的连接例)
通过插座41R(42R)和插头41P(42P)连接了第1实施方式的电力供给装置间的示意性结构,如图20所示那样表示。如图20所示,在插座41R(42R)中,插入插头41P(42P)而通过电力线路POL可电力供给,通过通信专用线路COL,可数据通信。
通过插座41R、42R、插头2、电缆(POL/COL)连接了第1实施方式的电力供给装置间的示意性结构,如图21(a)所示那样表示。这里,插头2对应于图20所示的插头41P(42P)。
插头2对应于图19所示的插座41R、42R的形状,在单面包括电极,具有VBUS、CC1、CC2、D-、D+、GND端子。而且,插头2在背面侧也包括电极,具有GND、D+、D-、CC2、CC1、VBUS端子。插头2可以称为改进型USB插头,插座41R(42R)可以称为改进型USB插座。
2个插座41R、42R间的连接关系,如图21(b)所示那样表示。2个插座41R、42R间的连接关系,如图21(b)所示,插座41R、42R在插头41P、42P之间,可有正常连接N、正常连接N的关系、正常连接N、反向连接R的关系、反向连接R、正常连接N的关系、反向连接R、反向连接R的关系的4组连接关系。
(电源电路间的连接关系)
说明可适用于第1实施方式的电力供给装置的电源输出电路130和负载电路134的连接关系的示意性的块结构,如图22(a)所示那样表示,对应于图22(a)的示意性电路结构,如图22(b)所示那样表示。
可以假定为负载电路134通过插座41R、42R间的连接而被配置在外部连接的外部装置内。
在图22(a)所示的例子中,在电源输出电路130中,存在多个VBUS输出,分别通过电力线路POL1、POL2、PLO3,连接到负载电路134。如图22(b)所示,电源输出电路130包括多个开关(SWP、P1、P2、P3),负载电路134包括连接到电力线路POL1、POL2、PLO3的多个开关(SWP、P1、P2、P3),连接到负载1、负载2、负载3。电源输出电路130、负载电路134间,可双向连接。
图22(b)所示的电源输出电路130的具体的电路结构,如图23(a)所示那样表示。如图23(a)所示,电源输出电路130包括:连接到初级侧控制器30的缓冲器136;以及连接到缓冲器136的输出的多个开关(SWP1、SWP2、SWP3)。这里,例如,如图23(b)所示,多个开关(SWP1、SWP2、SWP3)可由双向开关构成。
(电源输出电路的结构)
(结构例子1)
可适用于第1实施方式的电力供给装置的电源输出电路130的示意性的电路结构例子1,如图24所示那样表示。
可适用于第1实施方式的电力供给装置的电源输出电路130的示意性的电路结构例子1,如图24所示,包括从二极管整流型DC/DC转换器13的变压器15的次级侧电感器L2分支的结构。即,从二极管D11、电容器C11的输出通过开关SW1、滤波器电路LF1、CF1得到VBUS输出VBUS1,从二极管D12、电容器C12的输出通过开关SW2、滤波器电路LF2、CF2得到VBUS输出VBUS2,从二极管D13、电容器C13的输出通过开关SW3、滤波器电路LF3、CF3得到VBUS输出VBUS3。
(结构例子2)
可适用于第1实施方式的电力供给装置的电源输出电路的示意性的电路结构例子2,如图25所示那样表示。
可适用于第1实施方式的电力供给装置的电源输出电路130的示意性的电路结构例子2,如图25所示,包括多个DC/DC转换器131、132、…、13n。即,从DC/DC转换器131的输出通过开关SW1、滤波器电路LF1、CF1得到VBUS输出VBUS1,从DC/DC转换器132的输出通过开关SW2、滤波器电路LF2、CF2得到VBUS输出VBUS2,…,从DC/DC转换器13n的输出通过开关SWn、滤波器电路LFn、CFn得到VBUS输出VBUSn。
(结构例子3)
可适用于第1实施方式的电力供给装置的电源输出电路的示意性的电路结构例子3,如图26所示那样表示。
可适用于第1实施方式的电力供给装置的电源输出电路130的示意性的电路结构例子3,如图26所示,包括:二极管整流型DC/DC转换器13;以及连接到二极管整流型DC/DC转换器13的输出的多个DC/DC转换器1131、1132、…、113n。即,从DC/DC转换器1131的输出通过开关SW1、滤波器电路LF1、CF1得到VBUS输出VBUS1,从DC/DC转换器1132的输出通过开关SW2、滤波器电路LF2、CF2得到VBUS输出VBUS2,…,从DC/DC转换器113n的输出通过开关SWn、滤波器电路LFn、CFn得到VBUS输出VBUSn。
(结构例子4)
可适用于第1实施方式的电力供给装置的电源输出电路的示意性的电路结构例子4,如图27所示那样表示。
可适用于第1实施方式的电力供给装置的电源输出电路130的示意性的电路结构例子4,如图27所示,包括:二极管整流型DC/DC转换器13;以及连接到DC/DC转换器13的输出,通过次级侧控制器16可控制导通状态的多个MOS开关MS11、MS12、MS21、MS22、MS31、MS32。即,从多个MOS开关MS11、MS12、MS21、MS22、MS31、MS32的输出得到VBUS输出VBUS1、VBUS2、VBUS输出VBUS3。
在第1实施方式的电力供给装置中,如图28(a)所示,次级侧控制器16也可以包括基于控制输入信号进行电压电流判定,并且控制输出电压Vo和输出电流Io的电压电流控制电路17。此外,该控制输入信号也可以包括基于半双工通信方式的信号。例如,也可以将频率按150kHz(300kbps)固定,将“1”为导通、“0”为截止的脉冲宽度进行调制。
此外,适用于第1实施方式的电力供给装置的次级侧控制器16,如图28(b)所示,也可以还将变频电路(FSK)161和发送器164、接收器165内置。这里,通过变频电路161、发送器164、接收器165,例如,可实现从约23.2MHz至约500kHz的变频。
此外,在第1实施方式的电力供给装置中,取代次级侧控制器16,信号转换/切换电路25也可以包括基于控制输入信号进行电压电流判定,并且控制输出电压Vo和输出电流Io的电压电流控制电路17。
再者,在第1实施方式的电力供给装置4中,也可以将用于提取电力线输出(VBUS)中从外部重叠输入的AC信号的输出电容器CO连接在信号转换/切换电路25和电力线输出(VBUS)间。这种情况下,需要分离用的电感器LF。即,需要从电力线输出(VBUS)分离输入到DC/DC转换器13的控制输入信号,所以需要由电感器LF和电容器CF构成的滤波器电路。这样,在第1实施方式的电力供给装置4中,也可以将电力线输出(VBUS)、AC重叠模式与电力线输出(VBUS)、AC分离模式一并使用。
(变形例1)
图29所示,第1实施方式的变形例1的电力供给装置4包括:配置在输入和VBUS输出之间的DC/DC转换器13;控制DC/DC转换器13的输入电流的初级侧控制器30;与控制输入耦合,实施控制输入的控制输入信号的信号转换/切换的信号转换/切换电路25S;以及与信号转换/切换电路25S耦合,接收在信号转换/切换电路25S中实施了信号转换/切换的控制输入信号,并反馈到初级侧控制器30的次级侧控制器16。这里,初级侧控制器30基于从次级侧控制器16反馈的控制输入信号,通过控制输入电流,使DC/DC转换器13的输出电压值和可输出电流量可变。
如图29所示,信号转换/切换电路25S包括在VBUS输出和控制输入之间进行切换的切换开关(SW0、SW1)。这些开关以自动/手动任一方式都可切换。
此外,在第1实施方式的变形例1的电力供给装置4中,切换开关(SW0、SW1)也可以由次级侧控制器16控制。
DC/DC转换器13是二极管整流型。
DC/DC转换器13包括:变压器15;在变压器15的初级侧电感器L1和接地电位之间串联连接的第1MOS晶体管Q1和电流检测用电阻RS;连接在变压器15的次级侧电感器L2和输出之间的二极管D1;以及连接在输出和接地电位之间的第1电容器C1。
DC/DC转换器13也可以是同步整流型。其他结构与第1实施方式是同样的。
(变形例2)
如图30所示,第1实施方式的变形例2的电力供给装置4包括:配置在输入和VBUS输出之间的DC/DC转换器13;控制DC/DC转换器13的输入电流的初级侧控制器30;与多个控制输入耦合,实施多个控制输入的控制输入信号的信号转换/切换的信号转换/切换电路25S;以及与信号转换/切换电路25S耦合,接收在信号转换/切换电路25S中实施了信号转换/切换的控制输入信号,并反馈到初级侧控制器30的次级侧控制器16。这里,初级侧控制器30基于从次级侧控制器16反馈的控制输入信号,通过控制输入电流,使DC/DC转换器13的输出电压值和可输出电流量可变。
如图30所示,信号转换/切换电路25S包括在VBUS输出和控制输入之间进行切换的多个开关SW0、SW1、SW2、…、SWn。这些开关SW0、SW1、SW2、…、SWn以自动/手动任一方式都可切换。
此外,在第1实施方式的变形例2的电力供给装置4中,多个开关SW0、SW1、SW2、…、SWn也可以由次级侧控制器16控制。
此外,信号转换/切换电路25还可实施VBUS输出的AC信号分量的信号转换/切换。VBUS输出的AC信号分量通过在VBUS输出和信号转换/切换电路25之间连接的输出电容器CO,与信号转换/切换电路25耦合。
此外,如图2所示,第1实施方式的变形例2的电力供给装置4也可以包括连接到初级侧控制器30、对于与多个控制输入成对配置的多个VBUS电源输出供给输出电压的电源输出电路130。
可适用于第1实施方式的变形例2的电力供给装置4的电源输出电路130的示意性的块结构,如图3所示那样表示。如图3所示,可适用于第1实施方式的变形例2的电力供给装置4的电源输出电路130也可以包括多个DC/DC转换器131、132、…、13n
信号转换/切换电路25中切换后的控制输入信号被输入到次级侧控制器16的通信引脚COM。
此外,如图30所示,包括多个控制端子CT1、CT2、…、CTn的、多个控制输入也可以与多个控制端子CT1、CT2、…、CTn耦合。此外,通过多个控制端子CT1、CT2、…、CTn,对外部设备中,可输出第1实施方式的变形例2的电力供给装置4的控制输出信号。
此外,如图30所示,包括多个VBUS电源输出端子PT1、PT2、…、PTn,电源输出电路130可通过多个VBUS电源输出端子PT1、PT2、…、PTn供给输出电压。其他结构,与第1实施方式的变形例1是同样的。
(变形例3)
如图31所示,第1实施方式的变形例3的电力供给装置4包括:配置在输入和VBUS输出之间的DC/DC转换器13;控制DC/DC转换器13的输入电流的初级侧控制器30;与控制输入耦合的耦合电容器CC;在VBUS输出和控制输入之间耦合的输出电容器CO;以及对控制输入通过耦合电容器CC耦合,接收VBUS输出和控制输入的控制输入信号,并反馈到初级侧控制器30的次级侧控制器16。这里,初级侧控制器30基于从次级侧控制器16反馈的控制输入信号,通过DC/DC转换器13的控制输入电流,使DC/DC转换器13的输出电压值和可输出电流量可变。
如图31所示,第1实施方式的变形例3的电力供给装置4也可以包括控制端子CT,控制输入也可以与控制端子CT耦合。
此外,在第1实施方式的变形例3的电力供给装置4中,如图31所示,VBUS输出中重叠的AC信号分量通过输出电容器CO和耦合电容器CC,可输入到次级侧控制器16。同样地,还通过VBUS输出,对外部设备,可输出第1实施方式的变形例3的电力供给装置4的控制输出信号。这样,第1实施方式的变形例3的电力供给装置4可分支为将控制信号重叠在VBUS输出的电源线路中的系统、和从控制端子CT原样取出的系统。其他结构,与第1实施方式的变形例1是同样的。
(变形例4)
如图32所示,第1实施方式的变形例4的电力供给装置4也可以包括内置了误差放大器21的次级侧控制器16E。即,如图32所示,次级侧控制器16E、误差放大器21也可以一体形成。这种情况下,信号转换/切换电路25也可以由次级侧控制器16E控制。
此外,在第1实施方式的变形例4的电力供给装置4中,也可以省略信号转换/切换电路25,采用与图31所示的变形例3的电力供给装置4同样的结构。其他结构与第1实施方式是同样的。
(变形例5)
此外,如图33所示,第1实施方式的变形例5的电力供给装置4也可以包括内置了误差放大器21和绝缘电路20的次级侧控制器16I。即,如图33所示,次级侧控制器16I、误差放大器21、绝缘电路20也可以一体形成。这种情况下,信号转换/切换电路25也可以由次级侧控制器16I控制。
此外,在第1实施方式的变形例5的电力供给装置4中,也可以省略信号转换/切换电路25,采用与图31所示的变形例3的电力供给装置4同样的结构。其他结构与第1实施方式是同样的。
(变形例6)
此外,如图34所示,第1实施方式的变形例6的电力供给装置4也可以包括内置了误差放大器21、绝缘电路20和初级侧控制器30的次级侧控制器16P。即,如图34所示,次级侧控制器16、误差放大器21、绝缘电路20、初级侧控制器30也可以一体形成。这种情况下,信号转换/切换电路25也可以由次级侧控制器16P控制。
此外,在第1实施方式的变形例6的电力供给装置4中,也可以省略信号转换/切换电路25,采用与图31所示的变形例3的电力供给装置4同样的结构。其他结构与第1实施方式是同样的。
根据第1实施方式和其变形例,可以提供对于多个设备可切换、并且可控制输出电压值和可输出电流量(MAX值)的电力供给装置。
[第2实施方式]
如图35所示,第2实施方式的电力供给装置4包括:配置在输入和VBUS输出之间的DC/DC转换器13;控制DC/DC转换器13的输入电流的初级侧控制器30;与多个控制输入耦合,实施多个控制输入的控制输入信号的信号转换/切换的信号转换/切换电路25;连接在VBUS输出和信号转换/切换电路25之间的输出电容器CO;以及与信号转换/切换电路25耦合,接收在信号转换/切换电路25中实施了信号转换/切换的控制输入信号,并反馈到初级侧控制器30的次级侧控制器16。这里,初级侧控制器30基于从次级侧控制器16反馈的控制输入信号,通过控制输入电流,使DC/DC转换器13的输出电压值和可输出电流量(MAX值)可变。
此外,信号转换/切换电路25可实施VBUS输出的AC信号分量的信号转换/切换。VBUS输出的AC信号分量通过连接在VBUS输出和信号转换/切换电路25之间的输出电容器CO,与信号转换/切换电路25耦合。
此外,如图35所示,第2实施方式的电力供给装置4也可以包括连接到初级侧控制器30、对于与多个控制输入成对配置的多个VBUS电源输出供给输出电压的电源输出电路130。
信号转换/切换电路25中切换后的控制输入信号被输入到次级侧控制器16的通信引脚COM。
此外,如图35所示,第2实施方式的电力供给装置4也可以包括多个控制端子CT1、CT2、…、CTn,多个控制输入与多个控制端子CT1、CT2、…、CTn耦合。此外,通过多个控制端子CT1、CT2、…、CTn,对外部设备,可输出第2实施方式的电力供给装置4的控制输出信号。
此外,如图35所示,第2实施方式的电力供给装置4包括多个VBUS电源输出端子PT1、PT2、…、PTn,电源输出电路130通过多个VBUS电源输出端子PT1、PT2、…、PTn,可供给输出电压。
此外,第2实施方式的电力供给装置4也可以包括与多个控制输入耦合的AC耦合电容器(省略图示),信号转换/切换电路25通过AC耦合电容器与多个控制输入耦合。
在第2实施方式的电力供给装置4中,DC/DC转换器13是二极管整流型。即,DC/DC转换器13包括:变压器15;在变压器15的初级侧电感器L1和接地电位之间串联连接的第1MOS晶体管Q1和电流检测用电阻RS;在变压器15的次级侧电感器L2和输出之间连接的二极管D1;以及在输出和接地电位之间连接的第1电容器C1。
此外,第2实施方式的电力供给装置4也可以包括将次级侧控制器16和信号转换/切换电路25进行耦合的耦合电容器CC。此外,次级侧控制器16、信号转换/切换电路25间,也可以不通过耦合电容器CC而直接连接。
此外,在第2实施方式的电力供给装置4中,信号转换/切换电路25例如可执行变频、直流电平转换、振幅电平转换的任一个。
此外,在第2实施方式的电力供给装置4中,信号转换/切换电路25也可以由次级侧控制器16控制。
此外,如图35所示,第2实施方式的电力供给装置4也可以包括连接到DC/DC转换器13的输出、将DC/DC转换器13的输出电压断路的MOS开关QSW。通过该MOS开关QSW,可以将DC/DC转换器13的输出和电力线输出(VBUS)断路。该MOS开关QSW通过次级侧控制器16,可控制导通/截止。其他结构与第1实施方式是同样的。
根据第2实施方式,可以提供对于多个设备可切换、并且可控制输出电压值和可输出电流量(MAX值)的电力供给装置。
[第3实施方式]
图36所示,第3实施方式的电力供给装置4包括:配置在输入和VBUS输出之间的DC/DC转换器13;控制DC/DC转换器13的输入电流的初级侧控制器30;与多个控制输入耦合,实施多个控制输入的控制输入信号的信号转换/切换的信号转换/切换电路25;连接在VBUS输出和信号转换/切换电路25之间的输出电容器CO;以及与信号转换/切换电路25耦合,接收在信号转换/切换电路25中实施了信号转换/切换的控制输入信号,并反馈到初级侧控制器30的次级侧控制器16。这里,初级侧控制器30基于从次级侧控制器16反馈的控制输入信号,通过控制输入电流,使DC/DC转换器13的输出电压值和可输出电流量(MAX值)可变。
此外,信号转换/切换电路25可实施VBUS输出的AC信号分量的信号转换/切换。VBUS输出的AC信号分量通过连接在VBUS输出和信号转换/切换电路25之间的输出电容器CO,与信号转换/切换电路25耦合。
此外,如图36所示,第3实施方式的电力供给装置4也可以包括连接到初级侧控制器30、对于与多个控制输入成对配置的多个VBUS电源输出供给输出电压的电源输出电路130。
信号转换/切换电路25中切换后的控制输入信号被输入到次级侧控制器16的通信引脚COM。
此外,如图36所示,第3实施方式的电力供给装置4也可以包括多个控制端子CT1、CT2、…、CTn,多个控制输入与多个控制端子CT1、CT2、…、CTn耦合。此外,通过多个控制端子CT1、CT2、…、CTn,对外部设备,可输出第3实施方式的电力供给装置4的控制输出信号。
此外,如图36所示,第3实施方式的电力供给装置4包括多个VBUS电源输出端子PT1、PT2、…、PTn,电源输出电路130通过多个VBUS电源输出端子PT1、PT2、…、PTn,可供给输出电压。
此外,第3实施方式的电力供给装置4也可以包括与多个控制输入耦合的AC耦合电容器(省略图示),信号转换/切换电路25通过AC耦合电容器与多个控制输入耦合。
在第3实施方式的电力供给装置4中,DC/DC转换器13为同步整流型。即,DC/DC转换器13包括:变压器15;在变压器15的初级侧电感器L1和接地电位之间串联连接的第1MOS晶体管Q1和电流检测用电阻RS;在变压器15的次级侧电感器L2和输出之间连接的第2MOS晶体管M1;以及连接在输出和接地电位之间的第1电容器C1。
此外,在第3实施方式的电力供给装置4中,信号转换/切换电路25例如可执行变频、直流电平转换、振幅电平转换的任一个。
此外,在第3实施方式的电力供给装置4中,信号转换/切换电路25也可以由次级侧控制器16控制。
第3实施方式的电力供给装置4在DC/DC转换器中采用同步整流方式取代二极管整流方式,所以与具有二极管整流方式的第2实施方式相比,可以增大DC/DC电力转换效率。其他结构与第1实施方式是同样的。
根据第3实施方式,可以提供对于多个设备可切换、并且可控制输出电压值和可输出电流量(MAX值)的电力供给装置。
[第4实施方式]
如图37所示,第4实施方式的电力供给装置4包括连接到AC输入的、由保险丝11、扼流线圈12、二极管整流桥14、电容器C5、C6、C3等构成的AC/DC转换器,取代第1实施方式中的电源供给电路10。
此外,包括由变压器15的初级侧的辅助绕组构成的辅助电感器L4、以及并联连接到辅助电感器L4的二极管D2、电容器C4,从电容器C4对初级侧控制器30供给直流电压VCC。
如图37所示,第4实施方式的电力供给装置4包括:在输入(AC/DC转换器的DC输出)和VBUS输出之间配置的DC/DC转换器13;控制DC/DC转换器13的输入电流的初级侧控制器30;与多个控制输入耦合,实施多个控制输入的控制输入信号的信号转换/切换的信号转换/切换电路25;连接在VBUS输出和信号转换/切换电路25之间的输出电容器CO;以及与信号转换/切换电路25耦合,接收在信号转换/切换电路25中实施了信号转换/切换的控制输入信号,并反馈到初级侧控制器30的次级侧控制器16。这里,初级侧控制器30基于从次级侧控制器16反馈的控制输入信号,通过控制输入电流,使DC/DC转换器13的输出电压值和可输出电流量(MAX值)可变。
信号转换/切换电路25中切换后的控制输入信号被输入到次级侧控制器16的通信引脚COM。
此外,如图37所示,第4实施方式的电力供给装置4也可以包括连接到初级侧控制器30、对于与多个控制输入成对配置的多个VBUS输出供给输出电压的电源输出电路130。这里,与图3同样,电源输出电路130也可以包括多个DC/DC转换器。
此外,如图37所示,也可以包括多个控制端子CT1、CT2、…、CTn,多个控制输入与多个控制端子CT1、CT2、…、CTn耦合。此外,通过多个控制端子CT1、CT2、…、CTn,对外部设备,可输出第4实施方式的电力供给装置4的控制输出信号。
在次级侧控制器16中,记载了来自USB插座的PDDET1、PDDET2,但也可以没有它们。
在第4实施方式的电力供给装置4中,DC/DC转换器13是二极管整流型。即,DC/DC转换器13包括:变压器15;在变压器15的初级侧电感器L1和接地电位之间串联连接的第1MOS晶体管Q1和电流检测用电阻RS;在变压器15的次级侧电感器L2和输出之间连接的二极管D1;以及连接在输出和接地电位之间的第1电容器C1。
此外,第4实施方式的电力供给装置4也可以包括将次级侧控制器16和信号转换/切换电路25进行耦合的耦合电容器CC。此外,次级侧控制器16、信号转换/切换电路25间,也可以不通过耦合电容器CC而直接连接。
此外,第4实施方式的电力供给装置4中,信号转换/切换电路25例如可执行变频、直流电平转换、振幅电平转换的任一个。
此外,在第4实施方式的电力供给装置4中,信号转换/切换电路25也可以由次级侧控制器16控制。
根据第4实施方式,可以提供对于多个设备可切换、并且可控制输出电压值和可输出电流量(MAX值)的电力供给装置。
[第5实施方式]
如图38所示,第5实施方式的电力供给装置4包括连接到AC输入的、由保险丝11、扼流线圈12、二极管整流桥14、电容器C5、C6、C3等构成的AC/DC转换器,取代第1实施方式中的电源供给电路10。
此外,包括由变压器15的初级侧的辅助绕组构成的辅助电感器L4、以及并联连接到辅助电感器L4的二极管D2、电容器C4,从电容器C4对初级侧控制器30供给直流电压VCC。
如图38所示,第5实施方式的电力供给装置4包括:在输入(AC/DC转换器的DC输出)和VBUS输出之间配置的DC/DC转换器13;控制DC/DC转换器13的输入电流的初级侧控制器30;与多个控制输入耦合,实施多个控制输入的控制输入信号的信号转换/切换的信号转换/切换电路25;连接在VBUS输出和信号转换/切换电路25之间的输出电容器CO;以及与信号转换/切换电路25耦合,接收在信号转换/切换电路25中实施了信号转换/切换的控制输入信号,并反馈到初级侧控制器30的次级侧控制器16。这里,初级侧控制器30基于从次级侧控制器16反馈的控制输入信号,通过控制输入电流,使DC/DC转换器13的输出电压值和可输出电流量(MAX值)可变。
信号转换/切换电路25中切换后的控制输入信号被输入到次级侧控制器16的通信引脚COM。
此外,如图38所示,第5实施方式的电力供给装置4也可以包括连接到初级侧控制器30、对于与多个控制输入成对配置的多个VBUS输出供给输出电压的电源输出电路130。这里,与图3同样,电源输出电路130也可以包括多个DC/DC转换器。
此外,如图38所示,也可以包括多个控制端子CT1、CT2、…、CTn,多个控制输入与多个控制端子CT1、CT2、…、CTn耦合。此外,通过多个控制端子CT1、CT2、…、CTn,对外部设备,可输出第5实施方式的电力供给装置4的控制输出信号。
在次级侧控制器16中,记载了来自USB插座的PDDET1、PDDET2,但也可以没有它们。
在第5实施方式的电力供给装置4中,DC/DC转换器13是二极管整流型。即,DC/DC转换器13包括:变压器15;在变压器15的初级侧电感器L1和接地电位之间串联连接的第1MOS晶体管Q1和电流检测用电阻RS;在变压器15的次级侧电感器L2和输出之间连接的二极管D1;以及连接在输出和接地电位之间的第1电容器C1。
此外,如图38所示,第5实施方式的电力供给装置4也可以包括连接到次级侧控制器16、将控制输入信号反馈到初级侧控制器30的绝缘电路20。
此外,如图38所示,第5实施方式的电力供给装置4也可以包括连接到次级侧控制器16、将控制输入信号反馈到绝缘电路20的误差补偿用的误差放大器21。这里,如图38所示,误差放大器21由放大器44、二极管D3、电阻R5、R6等分立部件构成。
此外,第5实施方式的电力供给装置4也可以包括将次级侧控制器16和信号转换/切换电路25进行耦合的耦合电容器CC。此外,次级侧控制器16、信号转换/切换电路25间,也可以不通过耦合电容器CC而直接连接。
此外,在第5实施方式的电力供给装置4中,信号转换/切换电路25例如可执行变频、直流电平转换、振幅电平转换的任一个。
此外,在第5实施方式的电力供给装置4中,信号转换/切换电路25也可以由次级侧控制器16控制。
此外,如图38所示,第5实施方式的电力供给装置4也可以包括连接到DC/DC转换器13的输出、将DC/DC转换器13的输出电压断路的MOS开关QSW。通过该MOS开关QSW,可以将DC/DC转换器13的输出和电力线输出(VBUS)断路。该MOS开关QSW通过次级侧控制器16,可控制导通/截止。其他结构,与第2实施方式是同样的。
根据第5实施方式,可以提供对于多个设备可切换、并且可控制输出电压值和可输出电流量(MAX值)的电力供给装置。
[第6实施方式]
如图39所示,第6实施方式的电力供给装置4包括连接到AC输入的、由保险丝11、扼流线圈12、二极管整流桥14、电容器C5、C6、C3等构成的AC/DC转换器,取代第3实施方式中的电源供给电路10。
此外,包括由变压器15的初级侧的辅助绕组构成的辅助电感器L4、以及并联连接到辅助电感器L4的二极管D2、电容器C4,从电容器C4对初级侧控制器30供给直流电压VCC。
如图39所示,第6实施方式的电力供给装置4包括:在输入(AC/DC转换器的DC输出)和VBUS输出之间配置的DC/DC转换器13;控制DC/DC转换器13的输入电流的初级侧控制器30;与多个控制输入耦合,实施多个控制输入的控制输入信号的信号转换/切换的信号转换/切换电路25;连接在VBUS输出和信号转换/切换电路25之间的输出电容器CO;以及与信号转换/切换电路25耦合,接收在信号转换/切换电路25中实施了信号转换/切换的控制输入信号,并反馈到初级侧控制器30的次级侧控制器16。这里,初级侧控制器30基于从次级侧控制器16反馈的控制输入信号,通过控制输入电流,使DC/DC转换器13的输出电压值和可输出电流量(MAX值)可变。
信号转换/切换电路25中切换后的控制输入信号被输入到次级侧控制器16的通信引脚COM。
此外,如图39所示,第6实施方式的电力供给装置4也可以包括连接到初级侧控制器30、对于与多个控制输入成对配置的多个VBUS输出供给输出电压的电源输出电路130。这里,与图3同样,电源输出电路130也可以包括多个DC/DC转换器。
此外,如图39所示,也可以包括多个控制端子CT1、CT2、…、CTn,多个控制输入与多个控制端子CT1、CT2、…、CTn耦合。此外,通过多个制控制端子CT1、CT2、…、CTn,对外部设备,可输出第6实施方式的电力供给装置4的控制输出信号。
在次级侧控制器16中,记载了来自USB插座的PDDET1、PDDET2,但也可以没有它们。
在第6实施方式的电力供给装置4中,DC/DC转换器13为同步整流型。即,DC/DC转换器13包括:变压器15;在变压器15的初级侧电感器L1和接地电位之间串联连接的第1MOS晶体管Q1和电流检测用电阻RS;在变压器15的次级侧电感器L2和输出之间连接的第2MOS晶体管M1;以及在输出和接地电位之间连接的第1电容器C1。
此外,第6实施方式的电力供给装置4也可以包括将次级侧控制器16和信号转换/切换电路25进行耦合的耦合电容器CC。此外,次级侧控制器16、信号转换/切换电路25间,也可以不通过耦合电容器CC而直接连接。
此外,在第6实施方式的电力供给装置4中,信号转换/切换电路25例如可执行变频、直流电平转换、振幅电平转换的任一个。
此外,在第6实施方式的电力供给装置4中,信号转换/切换电路25也可以由次级侧控制器16控制。
第6实施方式的电力供给装置4在DC/DC转换器中采用同步整流方式取代二极管整流方式,所以与具有二极管整流方式的第2、第4、第5实施方式相比,可以增大DC/DC电力转换效率。其他结构,与第3实施方式是同样的。
根据第6实施方式,可以提供对于多个设备可切换、并且可控制输出电压值和可输出电流量(MAX值)的电力供给装置。
[第7实施方式]
如图40所示,第7实施方式的电力供给装置4在包括连接到AC输入的、由保险丝11、扼流线圈12、二极管整流桥14、电容器C5、C6、C3等构成的AC/DC转换器,取代第3实施方式中的电源供给电路10方面,与第6实施方式是同样的。
此外,包括由变压器15的初级侧的辅助绕组构成的辅助电感器L4、以及并联连接到辅助电感器L4的二极管D2、电容器C4,从电容器C4对初级侧控制器30供给直流电压VCC。
如图40所示,第7实施方式的电力供给装置4包括:在输入(AC/DC转换器的DC输出)和VBUS输出之间配置的DC/DC转换器13;控制DC/DC转换器13的输入电流的初级侧控制器30;与多个控制输入耦合,实施多个控制输入的控制输入信号的信号转换/切换的信号转换/切换电路25;连接在VBUS输出和信号转换/切换电路25之间的输出电容器CO;以及与信号转换/切换电路25耦合,接收在信号转换/切换电路25中实施了信号转换/切换的控制输入信号,并反馈到初级侧控制器30的次级侧控制器16。这里,初级侧控制器30基于从次级侧控制器16反馈的控制输入信号,通过控制输入电流,使DC/DC转换器13的输出电压值和可输出电流量(MAX值)可变。
信号转换/切换电路25中切换后的控制输入信号被输入到次级侧控制器16的通信引脚COM。
此外,如图40所示,第7实施方式的电力供给装置4也可以包括连接到初级侧控制器30、对于与多个控制输入成对配置的多个VBUS输出供给输出电压的电源输出电路130。这里,与图3同样,电源输出电路130也可以包括多个DC/DC转换器。
此外,如图40所示,也可以包括多个控制端子CT1、CT2、…、CTn,多个控制输入与多个控制端子CT1、CT2、…、CTn耦合。此外,通过多个控制端子CT1、CT2、…、CTn,对外部设备,可输出第7实施方式的电力供给装置4的控制输出信号。
在次级侧控制器16中,记载了PDDET1、PDDET2,但也可以没有它们。
在第7实施方式的电力供给装置4中,DC/DC转换器13为同步整流型。即,DC/DC转换器13包括:变压器15;在变压器15的初级侧电感器L1和接地电位之间串联连接的第1MOS晶体管Q1和电流检测用电阻RS;在变压器15的次级侧电感器L2和输出之间连接的第2MOS晶体管M1;以及在输出和接地电位之间连接的第1电容器C1。
此外,如图40所示,第7实施方式的电力供给装置4也可以包括连接到次级侧控制器16、将控制输入信号反馈到初级侧控制器30的绝缘电路20。
此外,如图40所示,第7实施方式的电力供给装置4也可以包括连接到次级侧控制器16、将控制输入信号反馈到绝缘电路20的误差补偿用的误差放大器21。这里,如图40所示,误差放大器21由放大器44、二极管D3、电阻R5、R6等分立部件构成。
此外,第7实施方式的电力供给装置4也可以包括将次级侧控制器16和信号转换/切换电路25进行耦合的耦合电容器CC。此外,次级侧控制器16、信号转换/切换电路25间,也可以不通过耦合电容器CC而直接连接。
此外,在第7实施方式的电力供给装置4中,信号转换/切换电路25例如可执行变频、直流电平转换、振幅电平转换的任一个。
此外,在第7实施方式的电力供给装置4中,信号转换/切换电路25也可以由次级侧控制器16控制。
第7实施方式的电力供给装置4,在DC/DC转换器中采用同步整流方式取代二极管整流方式,所以与具有二极管整流方式的第2、第4、第5实施方式相比,可以增大DC/DC电力转换效率。
此外,如图40所示,第7实施方式的电力供给装置4也可以包括连接到DC/DC转换器13的输出、将DC/DC转换器13的输出电压断路的MOS开关QSW。通过该MOS开关QSW,可以将DC/DC转换器13的输出和电力线输出(VBUS)断路。该MOS开关QSW通过次级侧控制器16,可控制导通/截止。其他结构,与第6实施方式是同样的。
根据第7实施方式,可以提供对于多个设备可切换、并且可控制输出电压值和可输出电流量(MAX值)的电力供给装置。
[第8实施方式]
如图41(a)所示,第8实施方式的电力供给装置4包括:配置在输入和VBUS输出之间的DC/DC转换器13;控制DC/DC转换器13的输入电流的初级侧控制器30;与多个控制输入耦合,实施多个控制输入的控制输入信号的信号转换/切换的信号转换/切换电路25;连接在VBUS输出和信号转换/切换电路25之间的输出电容器CO;以及与信号转换/切换电路25耦合,接收在信号转换/切换电路25中实施了信号转换/切换的控制输入信号,并反馈到初级侧控制器30的绝缘电路20M。这里,初级侧控制器30基于从绝缘电路20M反馈的控制输入信号,通过控制输入电流,使DC/DC转换器13的输出电压值和可输出电流量(MAX值)可变。
这里,信号转换/切换电路25中切换后的控制输入信号被输入到绝缘电路20M的通信引脚COM。
控制输入也可以被直接连接到信号转换/切换电路25。
此外,信号转换/切换电路25可由绝缘电路20M控制。
此外,如图41(a)所示,第8实施方式的电力供给装置4也可以包括连接到初级侧控制器30、对于与多个控制输入成对配置的多个VBUS输出供给输出电压的电源输出电路130。这里,与图3同样,电源输出电路130也可以包括多个DC/DC转换器。
此外,如图41(a)所示,也可以包括多个控制端子CT1、CT2、…、CTn,多个控制输入与多个控制端子CT1、CT2、…、CTn耦合。此外,通过多个控制端子CT1、CT2、…、CTn,对外部设备,可输出第8实施方式的电力供给装置4的控制输出信号。
此外,如图41(a)所示,在第8实施方式的电力供给装置4中,次级侧控制器和误差放大器被除外。
此外,第8实施方式的电力供给装置4也可以包括将绝缘电路20M和信号转换/切换电路25进行耦合的耦合电容器CC。此外,绝缘电路20M、信号转换/切换电路25间,也可以不通过耦合电容器CC而直接连接。在绝缘电路20M中,可适用电容器、光电耦合器、变压器等。此外,按照用途,也可以适用附带绝缘驱动的双向变压器、双向元件等。
此外,在第8实施方式的电力供给装置4中,信号转换/切换电路25例如可执行变频、直流电平转换、振幅电平转换的任一个。
此外,在第8实施方式的电力供给装置4中,信号转换/切换电路25也可以由绝缘电路20或初级侧控制器30控制。其他结构与第1实施方式是同样的。
(变形例)
如图41(b)所示,第8实施方式的变形例的电力供给装置4包括:配置在输入和VBUS输出之间的DC/DC转换器13;控制DC/DC转换器13的输入电流的初级侧控制器30;与多个控制输入耦合,实施多个控制输入的控制输入信号的信号转换/切换的信号转换/切换电路25;连接在VBUS输出和信号转换/切换电路25之间的输出电容器CO;以及与信号转换/切换电路25耦合,接收在信号转换/切换电路25中实施了信号转换/切换的控制输入信号,反馈到初级侧控制器30的绝缘电路20M。这里,初级侧控制器30基于从绝缘电路20M反馈的控制输入信号,通过控制输入电流,使DC/DC转换器13的输出电压值和可输出电流量(MAX值)可变。
这里,信号转换/切换电路25中切换后的控制输入信号被输入到绝缘电路20C的通信引脚COM。
此外,如图41(b)所示,也可以包括多个控制端子CT1、CT2、…、CTn,多个控制输入与多个控制端子CT1、CT2、…、CTn耦合。此外,通过多个控制端子CT1、CT2、…、CTn,对外部设备,可输出第8实施方式的变形例的电力供给装置4的控制输出信号。
此外,在第8实施方式的变形例的电力供给装置4中,如图41(b)所示,次级侧控制器和误差放大器被除外。
此外,在第8实施方式的变形例的电力供给装置4中,如图41(b)所示,绝缘电路20C和信号转换/切换电路25进行耦合的耦合电容器CC被内置在绝缘电路20C中。其他结构,与第8实施方式是同样的。
根据第8实施方式和其变形例,可以提供对于多个设备可切换、并且可控制输出电压值和可输出电流量(MAX值)的电力供给装置。
(MOS开关)
可适用于第1、第8实施方式的电力供给装置4的开关SW、或可适用于第2、3、5、7的实施方式的电力供给装置4的MOS开关QSW的示意性的电路块结构例,如图42所示,包括2个串联连接的n沟道MOSFETQn1、Qn2、以及连接到该串联连接的n沟道MOSFETQn1、Qn2的两端的放电用MOSFETQD1、QD2
在第1~第7实施方式的电力供给装置4中,2个串联连接的n沟道MOSFETQn1、Qn2的栅极连接到次级侧控制器16,通过次级侧控制器16,被导通/截止控制。在次级侧控制器16中,内置电压电流控制电路17,控制输入信号被输入到次级侧控制器16的通信引脚COM。此外,在第8实施方式的电力供给装置4中,2个串联连接的n沟道MOSFETQn1、Qn2的栅极通过绝缘电路20M、20C或初级侧控制器30而可控制。
(AC适配器/AC充电器)
如图43~图48所示,第1~第8实施方式的电力供给装置4可内置在AC适配器/AC充电器3中。
作为将插座1中可连接的插头2和AC适配器/AC充电器3用电缆连接的连接例子,将AC适配器/AC充电器3内的信号转换/切换电路25与外部的插头2A、2B连接的例子,如图43(a)所示那样表示,另一个例子,如图43(b)所示那样表示。
在图43(a)中,通过信号转换/切换电路25,可实施USBPD4U、实施方式的电力供给装置(PD)4的控制输入信号的切换。信号转换/切换电路25可内置在电力供给装置(PD)4中。
在图43(a)中,信号转换/切换电路25、插头2A间通过电力线路POL连接,信号转换/切换电路25、插头2B间通过电力线路POL、通信专用线路COL连接。
如图43(a)所示,USBPD4U、电力供给装置(PD)4与信号转换/切换电路25可分别双向地连接。在图43(b)中,通过多个信号转换/切换电路251、252,可实施USBPD4U、实施方式的电力供给装置(PD)4的控制输入信号的切换。信号转换/切换电路251、252可内置在USBPD4U、电力供给装置(PD)4中。
在图43(b)中,信号转换/切换电路251、插头2A间通过电力线路POL连接,信号转换/切换电路252、插头2B间连接电力线路POL、通信专用线路COL。
如图43(b)所示,USBPD4U、电力供给装置(PD)4与信号转换/切换电路251、252可分别双向地连接。
信号转换/切换电路25在AC适配器/AC充电器3中可内置1个或多个。通过这样的信号转换/切换电路动作,在同时包括USBPD4U和电力供给装置(PD)4的AC适配器/AC充电器3中,可各种各样地选择输出的取出个数。例如,也可以将USBPD4U和电力供给装置(PD)4的取出个数比设为1:N、1:1、N:1。这里,N为2以上的整数。
作为将插座1中可连接的插头2内置在AC适配器/AC充电器3中的例子,在AC适配器/AC充电器3内包括USBPD4U和实施方式的电力供给装置(PD)4的例子,如图44(a)所示那样表示,连接内置在AC适配器/AC充电器3中插座41UR、41R和外部的插头2A、2B的例子,如图44(b)所示那样表示。
在图44(a)中,通过信号转换/切换电路251、252,可实施USBPD4U、电力供给装置(PD)4的控制输入信号的切换。信号转换/切换电路251、252可内置在USBPD4U、电力供给装置(PD)4中。
如图44(a)所示,USBPD4U、电力供给装置(PD)4与信号转换/切换电路251、252可分别双向地连接。
在图44(b)中,通过多个信号转换/切换电路251、252,可实施USBPD4U用的插座41UR、电力供给装置(PD)4用的插座41R的控制输入信号的切换。
插座41UR、插头2A间通过电力线路POL连接。插座41R、插头2B间连接电力线路POL、通信专用线路COL。
如图44(b)所示,信号转换/切换电路251、252与插座41UR、41R可分别双向地连接。
如图45(a)所示,内置了实施方式的电力供给装置(PD)4的AC适配器/AC充电器3可用插座1中可连接的插头2和电缆连接,此外可与配置在外部的插头5连接。信号转换/切换电路25、插头5间通过电力线路POL、通信专用线路COL连接。在图45(a)中,通过信号转换/切换电路25,可实施电力供给装置(PD)4的控制输入信号的切换。信号转换/切换电路25可内置在电力供给装置(PD)4中。
此外,如图45(b)所示,内置了实施方式的电力供给装置的AC适配器/AC充电器3可用插座1中可连接的插头2和电缆连接,此外也可以包括电力供给装置(PD)4用的插座41R、信号转换/切换电路25。在图45(b)中,通过信号转换/切换电路25,可实施电力供给装置(PD)4用的插座41R的控制输入信号的切换。
此外,如图45(c)所示,内置了实施方式的电力供给装置的AC适配器/AC充电器3可用插座1中可连接的插头2和电缆连接,此外也可以包括插头41P。插头41P可与配置在外部的插头5连接。插头41P、插头5间通过电力线路POL、通信专用线路COL连接。在图45(c)中,通过信号转换/切换电路25,可实施电力供给装置(PD)4用的插头41P的控制输入信号的切换。
此外,如图46(a)所示,内置了实施方式的电力供给装置(PD)4的AC适配器/AC充电器3用插座1中可连接的插头2和USBPD电缆6连接,此外可与配置在外部的插头5连接。信号转换/切换电路25、插头5间通过电力线路POL、通信专用线路COL连接。在图46(a)中,通过信号转换/切换电路25,可实施电力供给装置(PD)4的控制输入信号的切换。信号转换/切换电路25可内置在电力供给装置(PD)4中。
此外,如图46(b)所示,内置了实施方式的电力供给装置的AC适配器/AC充电器3可用插座1中可连接的插头2和USBPD电缆6连接,此外也可以包括插座41R。在图46(b)中,通过信号转换/切换电路25,可实施电力供给装置(PD)4用的插座41R的控制输入信号的切换。
此外,如图46(c)所示,内置了实施方式的电力供给装置的AC适配器/AC充电器3也可以用插座1中可连接的插头2和USBPD电缆6连接,此外也可以包括插头41P。插头41P可与配置在外部的插头5连接。插头41P、插头5间通过电力线路POL、通信专用线路COL连接。在图46(c)中,通过信号转换/切换电路25,可实施电力供给装置(PD)4用的插头41P的控制输入信号的切换。
此外,如图47(a)~图47(c)所示,插座1中可连接的插头2也可以内置在内置了实施方式的电力供给装置的AC适配器/AC充电器3中。
如图47(a)所示,实施方式的电力供给装置(PD)4和内置了插头2的AC适配器/AC充电器3可与配置在外部的插头5连接。信号转换/切换电路25、插头5间通过电力线路POL、通信专用线路COL连接。在图47(a)中,通过信号转换/切换电路25,可实施电力供给装置(PD)4的控制输入信号的切换。信号转换/切换电路25可内置在电力供给装置(PD)4中。
此外,如图47(b)所示,实施方式的电力供给装置和内置了插头2的AC适配器/AC充电器3也可以包括插座41R。在图47(b)中,通过信号转换/切换电路25,可实施电力供给装置(PD)4用的插座41R的控制输入信号的切换。
此外,如图47(c)所示,实施方式的电力供给装置和内置了插头2的AC适配器/AC充电器3也可以包括插头41P。插头41P可与配置在外部的插头5连接。插头41P、插头5间通过电力线路POL、通信专用线路COL连接。在图47(c)中,通过信号转换/切换电路25,可实施电力供给装置(PD)4用的插头41P的控制输入信号的切换。
如图48(a)~图48(c)所示,实施方式的电力供给装置在AC适配器/AC充电器3中可内置多个。此外,内置可连接到插座1的插头2。
图48(a)所示,多个实施方式的电力供给装置(PD)41、42和内置了插头2的AC适配器/AC充电器3可与配置在外部的多个插头51、52连接。信号转换/切换电路25和插头51、52间通过电力线路POL、通信专用线路COL连接。在图48(a)中,通过信号转换/切换电路25,可实施电力供给装置(PD)41、42的控制输入信号的切换。信号转换/切换电路25可内置在电力供给装置(PD)41、42中。
此外,如图48(b)所示,多个实施方式的电力供给装置(PD)41、42和内置了插头2的AC适配器/AC充电器3,也可以包括插座41R、42R。在图48(b)中,通过信号转换/切换电路25,可实施电力供给装置(PD)41、42用的插座41R、42R的控制输入信号的切换。
此外,如图48(c)所示,多个实施方式的电力供给装置(PD)41、42和内置了插头2的AC适配器/AC充电器3,也可以包括插头41P、42P。插头41P、42P可与配置在外部的插头51、52连接。插头41P、42P和插头51、52间通过电力线路POL、通信专用线路COL连接。在图48(c)中,通过信号转换/切换电路25,可实施电力供给装置(PD)41、42用的插头41P、42P的控制输入信号的切换。
(电子设备)
第1~第8实施方式的电力供给装置,如图49~图50所示,可内置在电子设备7中。作为电子设备,例如,可适用监视器、外部硬盘驱动器、机顶盒、膝上PC、平板PC、智能手机、电池充电器系统、个人计算机、坞站、显示器、打印机、吸尘器、冰箱、传真机、电话、汽车导航仪、车载电脑、电视机、眼镜、头戴式显示器、风扇、空调、激光显示器或墙壁插座等各种各样的设备。
作为将插座1中可连接的插头2和电子设备7用电缆连接的连接例子,在电子设备7内部包括电力供给装置41、42和内置插座41R、42R的内部电路71、72的例子,如图49(a)所示那样表示。
此外,在将插座1中可连接的插头2内置在电子设备7中,在电子设备7内部包括电力供给装置41、42和内置插座41R、42R的内部电路71、72的例子,如图49(b)所示那样表示。
在图49(a)、图49(b)中,插座41R、42R间,通过电力线路POL、通信专用线路COL而可连接。在图49(a)、图49(b)中,通过信号转换/切换电路25,可实施电力供给装置(PD)41、42用的插座41R、42R的控制输入信号的切换。
在将插座1中可连接的插头2内置在电子设备7中,在电子设备7内部包括电力供给装置41、42和内置插座41R、42R的内部电路71、72的例子中,在1个内部电路72内具有连接到外部的插座43R的例子,如图50(a)所示那样表示。
此外,在将插座1中可连接的插头2内置在电子设备7中,在电子设备7内部包括电力供给装置41、42以及内置插座41R、42R的内部电路71、72的例子中,在1个内部电路72内具有连接到外部的多个插座43R、44R的例子,如图50(b)所示那样表示。
在图50(a)、图50(b)中,插座41R、42R间,通过电力线路POL、通信专用线路COL也可连接。此外,在图50(a)、图50(b)中,通过信号转换/切换电路25,可实施电力供给装置(PD)41、42用的插座41R、42R的控制输入信号的切换。
(保护功能)
将连接对象设为智能手机160的情况下的实施方式的电力供给装置4的保护功能的说明图,如图51(a)所示那样表示,将连接对象设为膝上PC140的情况下的实施方式的电力供给装置4的保护功能的说明图,如图51(b)所示那样表示。
如图51(a)、图51(b)所示,实施方式的电力供给装置4也可以包括初级侧过电力保护电路(OPP1)81、83、以及与初级侧过电力保护电路(OPP1)81、83连接的次级侧过电力保护电路(OPP2)82、84。初级侧过电力保护电路(OPP1)81、83连接到初级侧控制器(省略图示)。此外,初级侧过电力保护电路(OPP1)81、83也可以被内置在初级侧控制器中。次级侧过电力保护电路(OPP2)82、84连接到次级侧控制器16。
此外,如图51(a)、图51(b)所示,插座41R、连接对象(智能手机160、膝上PC140)间通过电力线路POL、通信专用线路COL连接。次级侧控制器16和插座41R间,连接信号转换/切换电路25,通过信号转换/切换电路25,可实施电力供给装置(PD)41、42用的插座41R的控制输入信号的切换。
根据插座41R上连接的目标设备(装置),插座41R中的电力信息、通信控制信息从次级侧控制器16被传输到次级侧过电力保护电路(OPP2)82、84,进而次级侧过电力保护电路(OPP2)82、84将该电力信息、通信控制信息传输到初级侧过电力保护电路(OPP1)81、83。其结果,根据插座41R上连接的目标设备(装置),变更过流检测设定值,可实施DC/DC转换器13的电力切换。
插座41R中的电力信息、通信控制信息是否超过了过流检测设定值的判断,也可以由初级侧过电力保护电路(OPP1)81、次级侧过电力保护电路(OPP2)82的其中一个实施。
在判断为插座41R中的电力信息、通信控制信息超过了过流(过电力)检测设定值的情况下,初级侧过电力保护电路(OPP1)81、83对初级侧控制器(省略图示)发送过流(过电力)保护控制信号,可实施用于DC/DC转换器13的电力抑制的切换。
在实施方式的电力供给装置4中,可适用过流保护(OCP:Over CurrentProtection)、过电力保护(OPP:Over Power Protection)、过压(OVP:Over VoltageProtection)保护、过载保护(OLP:Over Load Protection)、过温保护(TSD:Thermal ShutDown)等的各种功能。
在实施方式的电力供给装置4中,例如,也可以具备在初级侧控制器(省略图示)中连接某个传感器元件,根据该传感器元件的特性而实施保护的传感器(SENSOR)保护功能。
在实施方式的电力供给装置4中,在变更过流(过电力)检测设定值的情况下,如上述,将插座41R中的电力信息、通信控制信息通过次级侧控制器16、次级侧过电力保护电路(OPP2)82、84传输到初级侧过电力保护电路(OPP1)81、83,根据连接到插座41R的目标设备(装置(set)),变更过流检测设定值,可实施DC/DC转换器13的电力切换。
此外,在实施方式的电力供给装置4中,变更过流(过电力)检测设定值的情况下,也可以将插座41R中的电力信息、通信控制信息从次级侧控制器16直接传输到初级侧过电力保护电路(OPP1)81、83,在初级侧过电力保护电路(OPP1)81、83中,直接变更设定值。
此外,也可以从实施方式的电力供给装置4的外部直接传输到初级侧过电力保护电路(OPP1)81、83。
这样,在实施方式的电力供给装置4中,在初级侧过电力保护电路(OPP1)81、83中,根据连接到插座41R的目标设备(装置),可变更供给电力电平(level)。其结果,可防止异常状态中的目标设备(装置)的损坏。
在将连接对象设为智能手机160的情况下,对于智能手机160(电力量5V、1A=5W),若从次级侧控制器16对次级侧过电力保护电路(OPP2)82例如传输7W的电力信息、通信控制信息,则从次级侧过电力保护电路(OPP2)82对初级侧过电力保护电路(OPP1)81传输该7W的电力信息、通信控制信息,在初级侧过电力保护电路(OPP1)81中,进行从7W向例如10W的过流(过电力)检测设定值UP的切换(SW)。其结果,在实施方式的电力供给装置4的DC/DC转换器中,可进行直至10W的电力传输。
在将连接对象设为膝上PC140的情况下,对于膝上PC140(电力量20V、3A=60W),从次级侧控制器16对次级侧过电力保护电路(OPP2)84,例如若传输80W的电力信息、通信控制信息,则从次级侧过电力保护电路(OPP2)84对初级侧过电力保护电路(OPP1)83传输该80W的电力信息、通信控制信息,在初级侧过电力保护电路(OPP1)83中,进行从80W向例如100W的过流(过电力)检测设定值UP的切换(SW)。其结果,在实施方式的电力供给装置4的DC/DC转换器中,可进行直至100W的电力传输。
(插座/插头)
可适用于搭载了插座的AC适配器、AC充电器、电子设备、坞站的实施方式的电力供给装置85,如图52所示,例如可连接到具有AC电源100V~115V的插座,并且可插入连接到电力线路POL、通信专用线路COL的插头。图21(a)或图55中示出插头构造的例子。
电力线路POL可连接到插座的上侧电力端子PU、下侧电力端子PD的任一个,通信专用线路COL可连接到插座的上侧通信端子CU、下侧通信端子CD的任一个。
电力线路POL中可传输电力信息,通信专用线路COL中可传输通信控制信息。可适用于搭载了实施方式的电力供给装置的AC适配器、AC充电器、电子设备的电力供给装置85,如图52所示,可连接到电力端子PU、PD、通信端子CU、CD的任一个,不需要选择对应的插头的上下(内外),使用方便。这里,插座的上侧电力端子PU、下侧电力端子PD对应于图18、图19中所示的插座41R(42R)的上侧VBUS端子、下侧VBUS端子。此外,插座的上侧通信端子CU、下侧通信端子CD对应于图18、图19中所示的插座41R(42R)的上侧通信端子CC1(CC2)、下侧通信端子CC1(CC2)。再者,对于其他端子,省略图示,简化表示。
此外,可适用于搭载了插座的AC适配器、AC充电器、电子设备、坞站的实施方式的电力供给装置86,如图53所示,例如可连接到具有AC电源230V的插座,并且可插入连接到电力线路POL、通信专用线路COL的插头。图21(a)或图55中示出插头构造的例子。
此外,可适用于搭载了插座的AC适配器、AC充电器、电子设备的实施方式的电力供给装置87,如图54所示,例如可连接到具有AC电源100V~115V的插座,并且可插入连接到电力线路POL、通信专用线路COL的多个插头。图21(a)或图55中示出插头构造的例子。
在AC适配器、AC充电器、电子设备、坞站中可内置1个或多个信号转换/切换电路。通过这样的信号转换/切换电路动作,可各种各样地选择电力供给装置85、86、87的输出的取出个数。例如,也可以将取出个数比设为1:N、1:1、N:1。这里,N为2以上的整数。此外,也可以与USBPD插座同时使用。
此外,可适用于搭载了插头2的AC适配器、AC充电器、电子设备的实施方式的电力供给装置88,如图55所示,例如可连接到具有AC电源100V~115V的插座、具有AC电源230V的插座。插头2与图43(a)、图43(b)、图44(b)、图45(a)、图45(c)、图46(a)、图46(c)、图47(a)、图47(c)、图48(a)、图48(c)的形式相同。此外,插头2也可以适用于USB-PD。
(多个连接对象)
在实施方式的电力供给装置中,通过多个插座与多个连接对象连接的示意性的电路块结构如图56所示那样表示。在图56中,与次级侧控制器(省略图示)连接的信号转换/切换电路25通过插座41R1、41R2、41R3,连接到各个连接对象即智能手机160、膝上PC140、平板PC150。插座41R1、41R2、41R3和智能手机160、膝上PC140、平板PC150间,连接电力线路POL、通信专用线路COL。电力线路POL通过可由信号转换/切换电路25控制的开关SWC被开关控制,连接到电力线输出(VBUS)。在通信专用线路COL上,可传输从智能手机160、膝上PC140、平板PC150向电力供给装置4的控制输入信号和从实施方式的电力供给装置向智能手机160、膝上PC140、平板PC150的控制输出信号。
可适用于搭载了多个插座41R1、41R2、41R3、41R4的AC适配器、AC充电器、电子设备、坞站的实施方式的电力供给装置89的示意性俯视构造例子,如图57所示那样表示。在图57的例子中,可连接4个插座41R1、41R2、41R3、41R4,通过开关89S,可以手动切换。图56所示的插座41R1、41R2、41R3与图57的插座41R1、41R2、41R3对应。此外,在图57的例子中,示出4个插座41R1、41R2、41R3、41R4的例子,但也可对应例如2个、或6个等任意的个数。
(USBPD通信)
在多个实施方式的电力供给装置间,说明将控制输入输出信号在USBPD通信中使用的例子的示意性的电路块结构,如图58(a)所示那样表示,在图58(a)中,表示控制输入输出信号在信号转换/切换电路内通过的情况的示意性的电路块结构,如图58(b)所示那样表示。
在第1电力供给装置中,如图58(a)所示,次级侧控制器161通过耦合电容器CC连接到信号转换/切换电路251,信号转换/切换电路251连接到控制端子CT1。省略图示其他结构。
在第2电力供给装置中,如图58(a)所示,次级侧控制器162通过耦合电容器CC连接到信号转换/切换电路252,信号转换/切换电路252连接到控制端子CT2。省略图示其他结构。再者,信号转换/切换电路251、252也可以通过AC耦合电容器连接到控制端子CT1、CT2。此外,在电力线路POL(VBUS输出)和信号转换/切换电路251、252之间,连接输出电容器CO(省略图示)。
在USBPD通信中,控制端子CT1、CT2间,用电力线路POL连接。
在第1电力供给装置、第2电力供给装置间,将控制输入输出信号使用在USBPD通信中的情况下,如图58(b)所示,构成为使得控制输入输出信号在信号转换/切换电路251内通过即可。
(电力供给系统)
在可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统中,可以不改变电缆的方向而切换电力的来源。例如,在不更换电缆下可实现从外部设备对膝上PC的电池的充电、从膝上PC的电池或内部电力供给装置对外部设备(显示器等)的供电。
此外,通过电力线路POL、通信专用线路COL,在2个组件间,可实现电力传输、半双工数据通信。
在可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统中,在电池充电器系统和膝上PC之间,用电力线路POL、通信专用线路COL可传输DC电力供给(DC输出VBUS)和数据通信。这里,在电池充电器系统、膝上PC中,搭载实施方式的电力供给装置。
在可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统中,在智能手机和膝上PC之间,也用电力线路POL、通信专用线路COL,可传输DC电力供给(DC输出VBUS)、数据通信。这里,在智能手机、膝上PC中,搭载实施方式的电力供给装置。
在可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统中,说明2个个人计算机PCA、PCB间的数据通信和电力供给的示意性的块结构,如图59所示那样表示。在图59中,DC/DC转换器省略图示,表示次级侧控制器16A、16B、信号转换/切换电路25A、25B。在个人计算机PCA、PCB中,搭载实施方式的电力供给装置。再者,次级侧控制器16A、16B和信号转换/切换电路25A、25B间,被直接连接。此外,次级侧控制器16A、16B和信号转换/切换电路25A、25B间,也可以通过耦合电容器CC连接。此外,在电力线路POL(VBUS输出)和信号转换/切换电路25A、25B之间,连接输出电容器CO(省略图示)。
个人计算机PCA、PCB间,通过电力线路POL和通信专用线路COL连接。通信专用线路COL连接在控制端子CT1、CT2间。
如图59所示,控制端子CT1通过信号转换/切换电路25A,连接到控制器16A,控制端子CT2通过信号转换/切换电路25B,连接到控制器16B。此外,信号转换/切换电路25A、25B和控制端子CT1、CT2间,也可以通过AC耦合电容器连接。此外,在个人计算机PCA中,搭载电池E和电池E所连接的电池充电器IC(CHG)53,在个人计算机PCB中,搭载电源管理IC(PMIC:Power Management IC)54。
在可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统中,例如,在不更换电缆下可实现从个人计算机PCB对个人计算机PCA的电池E的充电、从个人计算机PCA的电池E对个人计算机PCB的供电。
此外,在通信专用线路COL中,通过信号转换/切换电路25A、25B连接次级侧控制器16A、16B,在个人计算机PCA、PCB间,例如,实现半双工数据通信。这里,载波频率例如为约23.2MHz,FSK调制解调频率例如为约300kbps。这里,也可以内置误码率(BER:Bit ErrorRate)例如为约1×10-6、内建自测试(BIST:built-in self test)用的LSI。
在可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统中,说明2个组件56、58间的数据通信和电力供给的示意性的块结构,如图60(a)所示那样表示。
在2个组件56、58间,通过电力线路POL和通信专用线路COL连接。电力线路POL和通信专用线路COL插头连接到2个组件56、58中所内置的插座41R、42R上。
2个组件56、58是任意的电子设备,搭载实施方式的电力供给装置。在图60(a)中,省略图示DC/DC转换器,示出次级侧控制器16A、16B、信号转换/切换电路25A、25B。此外,在次级侧控制器16A、16B和信号转换/切换电路25A、25B间,被直接连接。此外,在次级侧控制器16A、16B和信号转换/切换电路25A、25B间,也可以通过耦合电容器CC连接。此外,在电力线路POL(VBUS输出)和信号转换/切换电路25A、25B之间,连接输出电容器CO(省略图示)。
内置了实施方式的电力供给装置的AC适配器/AC充电器3、智能手机160组成的电力供给系统的示意性的块结构,如图60(b)所示那样表示。
AC适配器/AC充电器3、智能手机160间,通过电力线路POL和通信专用线路COL连接。电力线路POL和通信专用线路COL被插头连接到内置在AC适配器3、智能手机160中的插座41R、42R上。
在AC适配器/AC充电器3、智能手机160中,搭载实施方式的电力供给装置。在图60(b)中,省略图示DC/DC转换器,示出次级侧控制器16A、16B、信号转换/切换电路25A、25B。
AC适配器/AC充电器3包括AC/DC转换器60、次级侧控制器16A、信号转换/切换电路25A。智能手机160包括次级侧控制器16B、信号转换/切换电路25B、嵌入式控制器(EMBC)64、CPU68、PMIC54、电池66、电池充电器IC(CHG)62。在次级侧控制器16A、16B和信号转换/切换电路25A、25B间,也可以包括耦合电容器CC。此外,在电力线路POL(VBUS输出)和信号转换/切换电路25A、25B之间,连接输出电容器CO(省略图示)。此外,信号转换/切换电路25A、25B和插座41R、42R间,也可以包括AC耦合电容器。
在可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统中,例如,在不更换电缆下可实现从AC适配器/AC充电器3对智能手机160的电池66的充电、从智能手机160的电池66对外部设备的供电。
由内置了实施方式的电力供给装置的2个组件56、58组成的电力供给系统的示意性的块结构,如图61所示那样表示。
2个组件56、58间,通过电力线路POL和通信专用线路COL连接。电力线路POL和通信专用线路COL被插头连接到内置在2个组件56、58中的插座41R、42R上。
在2个组件56、58中,搭载实施方式的电力供给装置。在图61中,省略图示DC/DC转换器,示出次级侧控制器16A、16B、信号转换/切换电路25A、25B。此外,在电力线路POL(VBUS输出)和信号转换/切换电路25A、25B之间,连接输出电容器CO(省略图示)。
组件56包括AC/DC转换器60、次级侧控制器16A、信号转换/切换电路25A,组件58包括次级侧控制器16B、信号转换/切换电路25B、负载70。这里,负载70可由CPU、电池BAT、控制器CTR等构成。在次级侧控制器16A、16B和信号转换/切换电路25A、25B间,也可以包括耦合电容器。此外,在信号转换/切换电路25A、25B和插座41R、42R间,也可以包括AC耦合电容器。
在可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统中,例如,在不更换电缆下可实现从组件56对组件58的供电、从组件58对外部设备的供电。
此外,在通信专用线路COL中,通过信号转换/切换电路25A、25B连接次级侧控制器16A、16B,在组件56、58间,例如,也实现半双工数据通信。
在可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统中,由与图61的结构不同的2个组件56、58组成的示意性的块结构,如图62所示那样表示。
组件56包括电池E、CPU68A、次级侧控制器16A、信号转换/切换电路25A,组件58包括CPU68B、次级侧控制器16B、信号转换/切换电路25B、负载CL。
2个组件56、58间,通过电力线路POL和通信专用线路COL连接。电力线路POL和通信专用线路COL插头连接在2个组件56、58中所内置的插座41R、42R中(省略图示)。电力线路POL连接在电池E、负载CL间,通信专用线路COL连接在次级侧控制器16A、16B间。此外,在电力线路POL(VBUS输出)和信号转换/切换电路25A、25B之间,连接输出电容器CO(省略图示)。在次级侧控制器16A、16B和信号转换/切换电路25A、25B间,也可以包括耦合电容器。此外,在信号转换/切换电路25A、25B和通信专用线路COL间,也可以包括AC耦合电容器。
在可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统中,例如,在不更换电缆下可实现从组件58对组件56的电池E的充电、从组件56的电池E对组件58的供电。此外,例如,在组件56、58间,实现半双工数据通信。
可全球地适用实施方式的电力供给装置的第1电力供给系统100,如图63所示,包括:通过插头在插座上连接的监视器110、用USBPD电缆连接到监视器110的外部硬盘驱动器120、机顶盒180、膝上PC140、平板PC150、智能手机160。这里,监视器110另外也可以是TV和坞站。
在各构成要素中,搭载实施方式的电力供给装置4,但在图63中,省略图示DC/DC转换器、耦合电容器CC,示出控制器16、信号转换/切换电路25。此外,在电力线路POL(VBUS输出)和信号转换/切换电路25之间,连接输出电容器CO(省略图示)。此外,在通信专用线路COL中也可以适用AC耦合电容器。此外,在适用USBPD的情况下,控制器16也可以适用USBPD控制器。
在监视器110和外部硬盘驱动器120、机顶盒180、膝上PC140、平板PC150、智能手机160之间,使用电力线路POL和通信专用线路COL,可进行电力传输和通信数据传输。电力线路POL以粗实线表示,通信专用线路COL以虚线表示。此外,在适用USBPD的情况下,也可以取代以虚线表示的通信专用线路COL而使用电力线路POL。此外,通信专用线路COL通过AC耦合电容器(省略图示)连接到信号转换/切换电路25、控制器16。另一方面,也可以不通过AC耦合电容器而直接连接到信号转换/切换电路25、控制器16。
以圆形虚线表示的部分表示电力线路POL用的电缆和通信专用线路COL用的电缆分离的情况。作为电力线路POL用的电缆,可适用USBPD电缆,作为通信专用线路COL用电缆,可适用通信专用电缆(COM)。此外,也可以使用电力线路POL、通信专用线路COL转换内置电缆。
在监视器110中,搭载AC/DC转换器60、控制器16、信号转换/切换电路25,在外部硬盘驱动器120中,搭载CPU+接口板122、控制器16、信号转换/切换电路25,在机顶盒180中,搭载CPU+接口板132、控制器16、信号转换/切换电路25,在膝上PC140中,搭载NVDC(NarrowVoltage DC/DC)充电器142、CPU148、PCH(Platform Control Hub)147、EC(EmbeddedController)146、控制器16、信号转换/切换电路25,在平板PC150中,搭载ACPU(Application CPU)156、电池充电器IC(CHG)158、电池157、控制器16、信号转换/切换电路25,在智能手机160中,搭载ACPU166、USB充电器162、电池172、控制器16、信号转换/切换电路25。
可全球地适用实施方式的电力供给装置的第2电力供给系统200,如图64所示,包括:通过插头在插座上连接的USBPD适配器230、连接到USBPD适配器230的膝上PC140、连接到膝上PC140的外部硬盘驱动器120、监视器110、平板PC150、智能手机160。这里,膝上PC140另外也可以是坞站。
在各构成要素中,搭载实施方式的电力供给装置4,但在图64中,省略图示DC/DC转换器、耦合电容器CC,示出控制器16、信号转换/切换电路25。在电力线路POL(VBUS输出)和信号转换/切换电路25之间,连接输出电容器CO(省略图示)。此外,在通信专用线路COL中也可以适用AC耦合电容器。此外,在适用USBPD的情况下,控制器16也可以适用USBPD控制器。
在膝上PC140和USBPD适配器230、外部硬盘驱动器120、监视器110、平板PC150、智能手机160之间,使用电力线路POL和通信专用线路COL,可进行电力传输和通信数据传输。
在USBPD适配器230中,搭载AC/DC转换器60、控制器16、信号转换/切换电路25。在膝上PC140中,搭载NVDC充电器142、CPU148、PCH147、EC146、电池154、DC/DC转换器159、控制器161、162、信号转换/切换电路251、252,在监视器110中,搭载PMIC112、控制器16、信号转换/切换电路25。其他结构与第1电力供给系统100(图63)是同样的。
如图65所示,可全球地适用实施方式的电力供给装置的第3电力供给系统300包括:通过插头在插座上连接的USBPD适配器/充电器310、连接到USBPD适配器/充电器310的外部硬盘驱动器120、监视器110、机顶盒180、膝上PC140、平板PC150、智能手机160。
在各构成要素中,搭载实施方式的电力供给装置4,但在图65中,省略图示DC/DC转换器、耦合电容器CC,示出控制器16、信号转换/切换电路25。在电力线路POL(VBUS输出)和信号转换/切换电路25之间,连接输出电容器CO(省略图示)。此外,在通信专用线路COL中,也可以适用AC耦合电容器。此外,在适用USBPD的情况下,控制器16也可以适用USBPD控制器。
在USBPD适配器/充电器310和外部硬盘驱动器120、监视器110、机顶盒180、膝上PC140、平板PC150、智能手机160之间,使用电力线路POL和通信专用线路COL,可进行电力传输和通信数据传输。
在USBPD适配器/充电器310中,搭载AC/DC转换器60、控制器16、信号转换/切换电路25。其他结构与第1电力供给系统100(图63)、第2电力供给系统200(图64)是同样的。
如图66所示,可适用实施方式的电力供给装置的第4电力供给系统400包括:通过插头在插座上连接的高性能USBPD适配器/充电器330、连接到高性能USBPD适配器/充电器330的外部硬盘驱动器120、监视器110、机顶盒180、膝上PC140、平板PC150、智能手机160。
在各构成要素中,搭载实施方式的电力供给装置4,但在图66中,省略图示DC/DC转换器、耦合电容器CC,示出控制器16、信号转换/切换电路25。电力线路POL(VBUS输出)和信号转换/切换电路25之间,连接输出电容器CO(省略图示)。此外,在通信专用线路COL中也可以适用AC耦合电容器。此外,在适用USBPD的情况下,控制器16也可以适用USBPD控制器。
在高性能USBPD适配器/充电器330和外部硬盘驱动器120、监视器110、机顶盒180、膝上PC140、平板PC150、智能手机160之间,用电力线路POL和通信专用线路COL,可进行电力传输和通信数据传输。
在高性能USBPD适配器/充电器330中,搭载将同步FET开关转换器内置的AC/DC转换器60A、控制器16、信号转换/切换电路25。其他结构,与第3电力供给系统300(图65)是同样的。
在可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统中,在CPU+接口板122(132)内被内置控制器16的结构的示意性的块结构,如图67所示那样表示。即,在图63~图66所示的电力供给系统100~400中,也可以在CPU+接口板122(132)内被内置控制器16。这种情况下,在CPU+接口板122中用电力线路POL和通信专用线路COL可传输电力和通信数据。在这样的CPU+接口板122(132)内被内置了控制器16的芯片,也可以是作为包含了控制器的CPU、DSP和其他控制器的集成芯片的结构。
如以上说明的,根据本发明,可以提供对于多个设备可切换、并且可控制输出电压值和可输出电流量(MAX值)的电力供给装置、AC适配器、AC充电器、电子设备和电力供给系统。
[其他的实施方式]
如上述,虽通过实施方式进行了记载,但不应该理解为形成本发明的一部分的论述和附图限定这些实施方式。对本领域技术人员从本发明中当然明白各种各样的代替实施方式、实施例和运用技术。
这样,本发明包括这里未记载的各种各样的实施方式等。
工业实用性
本发明的电力供给装置、AC适配器、电子设备和电力供给系统可适用于家电设备、移动设备等。
标号说明
1…插座
2、5、41P、42P、51、52…插头
3…AC适配器/AC充电器
4、4A、41、42、85、86、87、88、89…电力供给装置(PD)
6…USBPD电缆
7…电子设备
10…电源供给电路
11…保险丝
12…扼流线圈
13、131、132、…、13n、1131、1132、…、113n…DC/DC转换器
14…二极管桥
15…变压器
16、16A、16B、16E、16I、16P、161、162…次级侧控制器(控制器)
17…电压电流控制电路
20、20C、20M…绝缘电路
21…误差放大器
25、25S、25A、25B、251、252…信号转换/切换电路
25P…协议转换单元
25C…通信电路
26、260、261、262、263…发送接收器
30…初级侧控制器
41R、42R、43R、44R、…插座
44…放大器
53、62、158…电池充电器IC(CHG)
54、112…电源管理IC(PMIC)
56、58…组件(unit)
60、60A…AC/DC转换器
64…嵌入式控制器(EMBC)
66、154、157、172…电池
68、68A、68B、148…CPU
70…负载
71、72…内部电路
81、83…初级侧OPP电路单元
82、84…次级侧OPP电路单元
110…监视器(TV、坞站(docking station))
116、1161、1162…端口选择器
120…外部硬盘驱动器(HDD)
122、132…CPU+接口板
125…CPU
130…电源输出电路
132…CPU+接口板
134…负载电路
136…缓冲器
140…膝上PC
142…NVDC充电器IC
146…EC
147…PCH
150…平板PC
152、170…USB插座
156、166…ACPU
159…DC/DC转换器
160…智能手机
161…变频电路(FSK)
162…USB电池充电器IC
164…发送器
165…接收器
180…机顶盒
230…USBPD适配器
CT1、CT2、…、CTn…控制端子
PT1、PT2、…、PTn…VBUS电源输出端子
Cc…耦合电容器
Co…输出电容器

Claims (20)

1.一种电力供给装置,其特征在于,包括:
DC/DC转换器,配置在输入和VBUS输出之间;
单一的初级侧控制器,控制所述DC/DC转换器的输入电流;
单一的信号转换/切换电路,与多个控制输入端子耦合,实施从作为电力的供给目的地的多个外部设备分别输入到所述多个控制输入端子的控制输入信号的信号转换/切换;
输出电容器,连接在所述VBUS输出和所述信号转换/切换电路之间;以及
单一的次级侧控制器,与所述信号转换/切换电路耦合,接收在所述信号转换/切换电路中实施了信号转换/切换的所述控制输入信号,并反馈到所述初级侧控制器,
所述单一的初级侧控制器基于从所述单一的次级侧控制器反馈的所述控制输入信号,通过控制所述输入电流,使对于对应的所述外部设备的所述DC/DC转换器的输出电压值和可输出电流量可变。
2.如权利要求1所述的电力供给装置,其特征在于,还包括:
将所述次级侧控制器和所述信号转换/切换电路耦合的耦合电容器。
3.如权利要求1所述的电力供给装置,其特征在于,还包括:
将所述信号转换/切换电路和所述控制输入端子耦合的AC耦合电容器。
4.如权利要求1所述的电力供给装置,其特征在于,
所述信号转换/切换电路还可实施所述VBUS输出的AC信号分量的信号转换/切换。
5.如权利要求1所述的电力供给装置,其特征在于,
所述多个控制输入端子分别包括:无里外区别地可从所述外部设备连接的外侧端子电极和里侧端子电极。
6.如权利要求1所述的电力供给装置,其特征在于,还包括:
电源输出电路,连接到所述初级侧控制器,对于每个对应的所述外部设备对与所述多个所述控制输入端子成对配置的多个VBUS输出供给输出电压。
7.如权利要求6所述的电力供给装置,其特征在于,
所述电源输出电路包括多个DC/DC转换器。
8.如权利要求1所述的电力供给装置,其特征在于,
所述信号转换/切换电路包括:
协议转换单元,与所述次级侧控制器连接,实施变频;以及
通信电路,配置在所述协议转换单元和所述控制输入端子之间,实施码转换。
9.如权利要求8所述的电力供给装置,其特征在于,
所述输出电容器连接在所述协议转换单元和所述VBUS输出之间。
10.如权利要求1所述的电力供给装置,其特征在于,
所述信号转换/切换电路可由所述次级侧控制器控制。
11.如权利要求1所述的电力供给装置,其特征在于,
所述信号转换/切换电路包括:切换开关,由所述次级侧控制器控制,在所述输出电容器和所述控制输入端子之间进行切换。
12.如权利要求1所述的电力供给装置,其特征在于,
所述信号转换/切换电路包括:
第1发送接收器,连接到所述输出电容器;
切换开关,由所述次级侧控制器控制,在所述第1发送接收器和所述控制输入之间进行切换。
13.如权利要求1所述的电力供给装置,其特征在于,
所述信号转换/切换电路包括:第1发送接收器,由所述次级侧控制器控制,在所述输出电容器和所述控制输入端子之间进行切换。
14.如权利要求1所述的电力供给装置,其特征在于,
所述信号转换/切换电路包括:
第1发送接收器,连接到所述输出电容器;
第2发送接收器,连接到所述控制输入端子;以及
切换开关,由所述次级侧控制器控制,在所述第1发送接收器和所述第2发送接收器之间进行切换。
15.一种电力供给装置,其特征在于,包括:
DC/DC转换器,配置在输入和VBUS输出之间;
单一的初级侧控制器,控制所述DC/DC转换器的输入电流;
单一的信号转换/切换电路,与多个控制输入端子耦合,实施从作为电力的供给目的地的多个外部设备分别输入到所述多个控制输入端子的控制输入信号的信号转换/切换;以及
单一的次级侧控制器,与所述信号转换/切换电路耦合,接收在所述信号转换/切换电路实施了信号转换/切换的所述控制输入信号,并反馈到所述初级侧控制器,
所述单一的初级侧控制器基于从所述单一的次级侧控制器反馈的所述控制输入信号,通过控制所述输入电流,使对于对应的所述外部设备的所述DC/DC转换器的输出电压值和可输出电流量可变。
16.如权利要求15所述的电力供给装置,其特征在于,
所述信号转换/切换电路包括在所述VBUS输出和所述控制输入端子之间进行切换的切换开关。
17.一种AC适配器,其特征在于,
搭载了权利要求1所述的电力供给装置。
18.一种AC充电器,其特征在于,
搭载了权利要求1所述的电力供给装置。
19.一种电子设备,其特征在于,
搭载了权利要求1所述的电力供给装置。
20.一种电力供给系统,搭载了电力供给装置,
所述电力供给装置包括:
DC/DC转换器,配置在输入和VBUS输出之间;
单一的初级侧控制器,控制所述DC/DC转换器的输入电流;
单一的信号转换/切换电路,与多个控制输入端子耦合,实施从作为电力的供给目的地的多个外部设备分别输入到所述多个控制输入端子的控制输入信号的信号转换/切换;
输出电容器,连接在所述VBUS输出和所述信号转换/切换电路之间;以及
单一的次级侧控制器,与所述信号转换/切换电路耦合,接收在所述信号转换/切换电路中实施了信号转换/切换的所述控制输入信号,并反馈到所述初级侧控制器,
所述单一的初级侧控制器基于从所述单一的次级侧控制器反馈的所述控制输入信号,通过控制所述输入电流,使对于对应的所述外部设备的所述DC/DC转换器的输出电压值和可输出电流量可变。
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