JP2009106127A

JP2009106127A - ＰｏＥ受電装置

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Publication number: JP2009106127A
Application number: JP2007277203A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Yasuda; 靖安田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2007-10-25
Filing date: 2007-10-25
Publication date: 2009-05-14

Abstract

【課題】給電装置に接続された後に下流装置が接続されることにより電力クラスを変更する必要が生じた場合に、適切な電力クラスを給電装置に通知することができるＰｏＥ受電装置を提供する。
【解決手段】本発明に係るＰｏＥ受電装置は、下流装置が一つも接続されていない状態で自己の最大消費電力に対応する電力クラスを給電装置に通知した（Ｓ１０）後に、ＰｏＥ電力クラス分け機能対応の下流装置が一つ接続された（Ｓ２０のＹＥＳ）場合に、前記ＰｏＥ電力クラス分け機能対応の下流装置の電力クラスを決定し（Ｓ３０）、自己の最大消費電力と前記ＰｏＥ電力クラス分け機能対応の下流装置の電力クラスの上限値との和が、自己の最大消費電力に対応する電力クラスの上限値を超えていれば（Ｓ４０のＹＥＳ）、より上限値の大きい電力クラスを前記給電装置に通知する（Ｓ６０）。
【選択図】図３

Description

本発明は、ＰｏＥ（Power over Ethernet（登録商標））において用いられるＰｏＥ受電装置に関する。

ＰｏＥは、基本的に、イーサネット（登録商標）ケーブルを介して電力を受け取る受電装置（ＰＤ：Powered Device）とイーサネットケーブルを介して電力を供給する給電装置（ＰＳＥ：Power Sourcing Equipment）という２つの要素によって構成される。そして、上記受電装置として、例えば、ＰｏＥ接続を介して、給電装置から受け取った電力の一部を、更に別の給電ネットワークを用いて下流装置に供給するＰｏＥ受電装置が提案されている（特許文献１参照）。

ＰｏＥは、ＩＥＥＥ８０２．３ａｆで規格化され、給電装置が電力管理を行えるよう、受電装置に電力供給を開始するまでに、給電装置が受電装置にどの程度の電力を供給するかの電力クラス分けを行う機能をオプションとして有している。電力クラス分けにおいて、給電装置は給電用ポートに１５．５Ｖ〜２０．５Ｖの電圧をかけ、それにより受電装置の受電用ポートに１４．５Ｖ〜２０．５Ｖの電圧が印加されると、受電装置は内蔵している定電流源を受電用ポートに接続し、給電装置は受電装置の定電流源を流れる電流の電流値を測定し、その測定結果に基づいて受電装置を４つの電力クラスに分類する。４つの電力クラスとは、クラス１が０．４４Ｗ〜３．８４Ｗ、クラス２が３．８４Ｗ〜６．４９Ｗ、クラス３が６．４９Ｗ〜１２．９５Ｗ、及びクラス０が０．４４Ｗ〜１２．９５Ｗの消費電力である。なお、クラス０は、電力クラス分けに対応していない受電装置に適用される。

特許文献１で提案されているＰｏＥ受電装置は、受電装置自身及び下流装置で必要とされる電力量を給電装置に通知する事により、給電装置から受け取った電力の一部を、下流装置に供給する事を可能にしている。

特開２００５−２６９８９０号公報

しかしながら、電力クラス分けは、給電装置が電源ＯＮ状態を維持している場合には、給電装置と受電装置とが接続された直後にのみ行われるので、給電装置と受電装置との接続前には受電装置に接続されていなかった下流装置が給電装置と受電装置との接続後に受電装置に接続された場合や、給電装置と受電装置との接続前には受電装置に接続されていた下流装置が給電装置と受電装置との接続後に受電装置との接続を切られた場合に問題が生じる可能性があった。

電力クラス分けの際に受電装置と下流装置とが接続されていない場合、電力クラスにおいて下流装置の消費電力は確保されていないので、その後、下流装置が受電装置に接続された場合に下流装置に電力供給できない可能性がある。

また、例えば、受電装置自体の消費電力が１Ｗで下流装置の消費電力が３Ｗの場合、合計４Ｗとなるので、給電装置と受電装置との接続前に受電装置と下流装置とが接続されていれば、給電装置はクラス２の電力供給に対応する必要があるが、給電装置と受電装置との接続後に受電装置と下流装置との接続が切られると、消費電力は１Ｗになるので、給電装置はクラス１の電力供給に対応していれば充分である。クラス２の電力供給をクラス１の電力に変更すれば、余裕がでた電力を他の受電機器への給電に用いることができるが、給電装置と受電装置との接続時にクラス２の電力供給を確保した場合、給電装置と受電装置との接続後に受電装置と下流装置との接続が切られてもクラス２の電力供給を確保し続けるため、限られた供給電力を有効に利用できない。

本発明は、上記の状況に鑑み、給電装置に接続された後に下流装置が接続されることにより電力クラスを変更する必要が生じた場合に、適切な電力クラスを給電装置に通知することができるＰｏＥ受電装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明に係るＰｏＥ受電装置は、ＰｏＥにより給電装置から供給される電力を受電するＰｏＥ受電装置であって、ＰｏＥに対応している下流装置が一つも接続されていない状態で前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラスを前記給電装置に通知した後に、ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置が一つ接続された場合に、前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置からの通知に基づいて前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置の電力クラスを決定し、前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力と前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置の電力クラスの上限値との和が、前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラスの上限値を超えていれば、一時的に前記ＰｏＥ受電装置と前記給電装置との接続を擬似的に切断して、前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラスよりも上限値の大きい電力クラスを前記給電装置に通知するようにしている。

これにより、給電装置に接続された後に下流装置が接続されることにより電力クラスを変更する必要が生じた場合に、適切な電力クラスを給電装置に通知することができる。

また、上記構成の本発明に係るＰｏＥ受電装置において、前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置と前記ＰｏＥ受電装置との接続が切断され、前記ＰｏＥ受電装置に接続されているＰｏＥに対応している下流装置がなくなった場合に、前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力が、前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置と前記ＰｏＥ受電装置との接続が切断される直近に前記給電装置に通知した電力クラスの下限値よりも小さければ、一時的に前記ＰｏＥ受電装置と前記給電装置との接続を擬似的に切断して、前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置と前記ＰｏＥ受電装置との接続が切断される直近に前記給電装置に通知した電力クラスよりも上限値の小さい電力クラスを前記給電装置に通知するようにしてもよい。

これにより、給電装置の給電能力に関して、ＰｏＥ受電装置への電力供給に対する過剰な割り当てを減らすことができるので、他の機器への電力給電等に対する割り当てを増やすことができる。したがって、給電装置の電力供給能力を有効利用することができる。

また、上記各構成の本発明に係るＰｏＥ受電装置において、ＰｏＥに対応している下流装置が一つも接続されていない状態で前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラスを前記給電装置に通知した後に、ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置が一つ接続された場合に、前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置からの通知に基づいて前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置の電力クラスを決定し、前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力と前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置の電力クラスの上限値との和が、前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラスの上限値を超えていれば、一時的に前記ＰｏＥ受電装置と前記給電装置との接続を擬似的に切断して、前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラスよりも上限値の大きい電力クラスを前記給電装置に通知する第１の動作モードと、ＰｏＥに対応している下流装置が一つも接続されていない状態で前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラスを前記給電装置に通知した後に、ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置が一つ接続された場合に、前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置からの通知に基づいて前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置の電力クラスを決定し、前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力と前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置の電力クラスの上限値との和が、前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラスの上限値を超えていれば、前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラスよりも上限値の大きい電力クラスを前記給電装置に通知することなく、前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置に電力を供給しない第２の動作モードとを有し、前記第１の動作モード及び前記第２の動作モードのいずれかを択一的に選択して設定する動作モード設定手段を備えるようにしてもよい。

また、上記各構成の本発明に係るＰｏＥ受電装置において、一時的に前記ＰｏＥ受電装置と前記給電装置との接続を擬似的に切断して、前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラスよりも上限値の大きい電力クラスを前記給電装置に通知したにもかかわらず、その通知に対応する電力クラスの変更を前記給電装置が行わなかった場合に、以下に示す処理１〜処理４のいずれかを行うようにしてもよい。

処理１は、少なくとも前記ＰｏＥ受電装置だけは動作できるようにするために、前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置に電力を供給しない処理である。

処理２は、少なくとも前記ＰｏＥ受電装置だけは動作できるようにし、さらに、場合によっては前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置の最低動作或いは通常動作を可能にするために、前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラス内で前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置に電力を供給する処理である。

処理３は、前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置の最低動作或いは通常動作が可能になる確率を処理２よりも高くするために、通常動作状態よりも消費電力の少ない省電力モードになった上で、前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラス内で前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置に電力を供給する処理である。

処理４は、前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置からの通知に基づいて前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置の電力クラスを決定し、前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力と前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置の電力クラスの上限値との和が、前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラスの上限値を超えていれば、一時的に前記ＰｏＥ受電装置と前記給電装置との接続を擬似的に切断して、前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラスよりも上限値の大きい電力クラスを前記給電装置に通知することを、前記給電装置が前記変更を行うまで定期的に繰り返す処理である。前記給電装置と他の機器との接続が切断され前記給電装置の給電能力に余裕が出た場合に、前記変更が可能になる場合があり、処理４はかかる場合に対応することができる。

本発明に係るＰｏＥ受電装置によると、ＰｏＥに対応している下流装置が一つも接続されていない状態で前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラスを前記給電装置に通知した後に、ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置が一つ接続された場合に、前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置からの通知に基づいて前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置の電力クラスを決定し、前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力と前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置の電力クラスの上限値との和が、前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラスの上限値を超えていれば、一時的に前記ＰｏＥ受電装置と前記給電装置との接続を擬似的に切断して、前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラスよりも上限値の大きい電力クラスを前記給電装置に通知するので、給電装置に接続された後に下流装置が接続されることにより電力クラスを変更する必要が生じた場合に、適切な電力クラスを給電装置に通知することができる。

本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。本発明に係るＰｏＥ受電装置を備える通信システムの概略構成例を図１に示す。

本発明に係るＰｏＥ受電装置である通信装置３は、ＩＰアドレスを有しており、イーサネットケーブルを用いてなる通信電力線２を介し、ＰｏＥによって給電装置である通信中継装置（ルータやハブ）１から電力供給を受けて作動する。また、通信中継装置１は、ＬＡＮ、ＷＡＮ、インターネット等のネットワーク７を介して中央装置６と接続される。このような構成により、中央装置６は、通信装置３との間でデータ通信が可能になり、中央装置６による通信装置３の遠隔操作や通信装置３から中央装置６への情報伝達が可能となる。さらに、通信装置３は、センサ、カメラ、無線アクセスポイント等の下流装置５が接続可能な構成になっており、下流装置５は通信装置３からイーサネットケーブルを用いてなる通信電力線４を介して電力供給を受けて作動する。なお、下流装置５もＰｏＥ受電装置であって、電力クラス分け機能に対応している。

次に、本発明に係るＰｏＥ受電装置である通信装置３の概略構成例について図２を参照して説明する。図２は、本発明に係るＰｏＥ受電装置である通信装置３、給電装置である通信中継装置（ルータやハブ）１、及びセンサ、カメラ、無線アクセスポイント等の下流装置５の概略構成例を示すブロック図である。

まず、通信装置３の構成について説明する。通信装置３は、ＲＪ４５コネクタを用いてなるコネクタ部３０と、コネクタ部３０に接続されているイーサネット通信部３１と、スイッチ３２を介してコネクタ部３０に接続されている受電回路３３と、ＲＪ４５コネクタを用いてなるコネクタ部３４と、コネクタ部３４に接続されているイーサネット通信部３５と、コネクタ部３４に接続されている給電回路３６と、通信装置３全体を制御する制御部３７とを備えている。コネクタ３０部には通信電力線２の一端が接続され、コネクタ３４部には通信電力線４の一端が接続される。

イーサネット通信部３１は、制御部３７からの情報等をイーサネット信号に変換して、コネクタ部３０に接続されている通信電力線２を介し、通信中継装置１に対する送信を行う。また、イーサネット通信部３１は、通信電力線２を介して受信したイーサネット信号を制御部３７で処理可能な情報等に変換して、制御部３７に出力する。これにより、通信中継装置１との通信が可能となる。

イーサネット通信部３５は、制御部３７からの情報等をイーサネット信号に変換して、コネクタ部３４に接続されている通信電力線４を介し、下流装置５に対する送信を行う。また、イーサネット通信部３５は、通信電力線４を介して受信したイーサネット信号を制御部３７で処理可能な情報等に変換して、制御部３７に出力する。これにより、下流装置５との通信が可能となる。

受電回路３３は、通信電力線２の空き線又はデータ線を介して通信中継装置１から供給される電力を受電し、通信装置３内の各部に必要な電力を供給して通信装置３を作動させる。また、受電回路３３は、通信中継装置１から供給される電力の一部を、必要に応じて下流機器５に給電回路３６を介して供給する。

次に、通信中継装置１の構成について説明する。通信中継装置１は、ＲＪ４５コネクタを用いてなるコネクタ部１０と、コネクタ部１０に接続されているイーサネット通信部１１と、コネクタ部１０に接続されている給電回路１２と、通信中継装置１全体を制御する制御部１３とを備えている。コネクタ１０部には通信電力線２の他端が接続される。また、通信中継装置１は電源回路（不図示）を備え、前記電源回路は外部電源（例えば、商用交流電源）から供給される電力を受電し、通信中継装置１内の各部に必要な電力を供給して通信中継装置１を作動させる。

イーサネット通信部１１は、制御部１３からの情報等をイーサネット信号に変換して、コネクタ部１０に接続されている通信電力線２を介し、通信装置３に対する送信を行う。また、イーサネット通信部１１は、通信電力線２を介して受信したイーサネット信号を制御部１３で処理可能な情報等に変換して、制御部１３に出力する。これにより、通信装置３との通信が可能となる。

給電回路１２は、通信電力線２の空き線又はデータ線を介して通信装置３に電力を供給する。ＰｏＥでは、受電装置の最大消費電力によって次の４つの電力クラスにクラス分けが行なわれる。クラス１が０．４４Ｗ〜３．８４Ｗ、クラス２が３．８４Ｗ〜６．４９Ｗ、クラス３が６．４９Ｗ〜１２．９５Ｗ、及びクラス０が０．４４Ｗ〜１２．９５Ｗである。給電回路１２は、通信電力線２を介して通信装置３が接続された時や通信中継装置１の電源がＯＦＦからＯＮに切り替わった時に、通信装置３から電力クラス情報を受け取り、通信装置３の電力クラス分けを行い、通信装置３に必要な電力を通信電力線２を介して通信装置３に供給する。

最後に、下流装置５の構成について説明する。下流装置５は、ＲＪ４５コネクタを用いてなるコネクタ部５０と、コネクタ部５０に接続されているイーサネット通信部５１と、コネクタ部５０に接続されている受電回路５２と、下流装置５全体を制御する制御部５３とを備えている。コネクタ５０部には通信電力線４の他端が接続される。

イーサネット通信部５１は、制御部５３からの情報等をイーサネット信号に変換して、コネクタ部５０に接続されている通信電力線４を介し、通信装置３に対する送信を行う。また、イーサネット通信部５１は、通信電力線４を介して受信したイーサネット信号を制御部５３で処理可能な情報等に変換して、制御部５３に出力する。これにより、通信装置３との通信が可能となる。

受電回路５２は、通信電力線４の空き線又はデータ線を介して通信装置３から供給される電力を受電し、下流装置５内の各部に必要な電力を供給して下流装置５を作動させる。

次に、図２に示す構成の通信装置３の制御部３７が実行するＰｏＥに関する処理の手順について図３及び図４に示すフローチャートを参照して説明する。

通信中継装置１の給電回路１２は、通信中継装置１に通信装置３が接続されていない場合、所定の周期で低電圧（２．８〜１０Ｖ）をコネクタ部１０の給電用ポートに印加する。また、通信中継装置１の給電回路１２は、通信中継装置１の電源がＯＦＦからＯＮに切り替わった時に低電圧（２．８〜１０Ｖ）をコネクタ部１０の給電用ポートに印加する。

したがって、通信中継装置１と通信装置３とが通信電力線２によって接続されており、通信中継装置１の電源がＯＮになっている状態においては、まず、コネクタ部３０の受電用ポートに低電圧（２．７〜１０．１Ｖ）がかかる。スイッチ３２は前記低電圧（２．７〜１０．１Ｖ）を用いてＯＮ状態になる。そして、受電回路３３内の検出用抵抗の両端に前記低電圧（２．７〜１０．１Ｖ）がかかり、前記検出用抵抗を流れる電流を検出することで、通信中継装置１は通信装置３がＰｏＥ受電装置であることを認識する。

通信中継装置１は、通信装置３がＰｏＥ受電装置であることを認識すると、１５．５Ｖ〜２０．５Ｖの電圧をコネクタ部１０の給電用ポートに印加する。これにより、コネクタ部３０の受電用ポートに１４．５Ｖ〜２０．５Ｖの電圧が印加される。スイッチ３２は前記１４．５Ｖ〜２０．５Ｖの電圧を用いてＯＮ状態を維持する。

受電回路３３は、前記１４．５Ｖ〜２０．５Ｖの電圧を利用して制御部３７に動作電圧を供給する。これにより、図３に示すフローチャートの処理が開始される。

制御部３７は、コネクタ部３０の受電用ポートに印加されている電圧が前記１４．５Ｖ〜２０．５Ｖの電圧であることを認識し、受電回路３３内の定電流源の両端に前記１４．５Ｖ〜２０．５Ｖの電圧がかかるように受電回路３３を制御することにより、通信装置３の電力クラスを通信中継装置１に通知する（ステップＳ１０）。通信中継装置１は、前記定電流源を流れる電流を測定し、その測定値に応じて電力クラスを決定し、その決定した電力クラスに応じた電力を通信装置３に供給する。また、制御部３７は、スイッチ３２のＯＮ状態を維持する。

続くステップＳ２０において、制御部３７は、給電回路３６が所定の周期で低電圧（２．８〜１０Ｖ）をコネクタ部３４の給電用ポートに印加するように、給電回路３６を制御する。通信装置３と下流装置５とが通信電力線４によって接続されている状態においては、まず、コネクタ部５０の受電用ポートに低電圧（２．７〜１０．１Ｖ）がかかる。そして、受電回路５２内の検出用抵抗の両端に前記低電圧（２．７〜１０．１Ｖ）がかかり、給電回路３６が受電回路５２内の検出用抵抗を流れる電流を検出する。したがって、制御部３７は、給電回路３６からの信号に基づいて、下流装置５が接続されたか否かを判断する。

下級装置５が接続されていれば（ステップＳ２０のＹＥＳ）、制御部３７は、給電回路３６が１５．５Ｖ〜２０．５Ｖの電圧をコネクタ部３４の給電用ポートに印加するように給電回路３６を制御する。これにより、コネクタ部５０の受電用ポートに１４．５Ｖ〜２０．５Ｖの電圧が印加される。受電回路５２は、前記１４．５Ｖ〜２０．５Ｖの電圧を利用して制御部５３に動作電圧を供給する。制御部５３は、コネクタ部５０の受電用ポートに印加されている電圧が前記１４．５Ｖ〜２０．５Ｖの電圧であることを認識し、受電回路５２内の定電流源の両端に前記１４．５Ｖ〜２０．５Ｖの電圧がかかるように受電回路５２を制御することにより、下流装置５の電力クラスを通信装置３に通知する。通信装置３は、受電回路５２内の定電流源を流れる電流を測定し、その測定値に応じて下流装置５の電力クラスを決定する（ステップＳ３０）。

続くステップＳ４０において、制御部３７は、下流装置５の電力クラスの上限値Ｗｄと通信装置３自体の最大消費電力Ｗｍの和が、通信中継装置１に通知している電力クラスの上限値Ｗｃｕよりも大きいか否かを判定する。なお、制御部３７は、通信装置３自体の最大消費電力Ｗｍの値を予め記憶している。

例えば、下流機器５の電力クラスがクラス１で、通信装置３自体の最大消費電力が１Ｗで、通信中継装置１に通知している電力クラスがクラス１の場合、下流装置５の電力クラスの上限値Ｗｄと通信装置３自体の最大消費電力Ｗｍの和は４．８４Ｗ（＝３．８４Ｗ＋１Ｗ）となり、クラス１の上限値３．８４Ｗを上回る。このように、下流装置５の電力クラスの上限値Ｗｄと通信装置３自体の最大消費電力Ｗｍの和が、通信中継装置１に通知している電力クラスの上限値Ｗｃｕよりも大きい場合（ステップＳ４０のＹＥＳ）、ステップＳ５０に移行する。

一方、下流装置５の電力クラスの上限値Ｗｄと通信装置３自体の最大消費電力Ｗｍの和が、通信中継装置１に通知している電力クラスの上限値Ｗｃｕよりも大きくなければ（ステップＳ４０のＮＯ）、給電回路３６が下流装置５の電力クラスに応じた電力を下流装置５に供給するように給電回路３６を制御し（ステップＳ１００）、その後ステップＳ１１０に移行する。

ステップＳ５０において、制御部３７は、再電力クラス分けを行う設定になっているか否かを判定する。当該設定は、通信装置３に設けられる操作部に対するユーザ操作により変更可能であって、制御部３７内のメモリに記憶されている。再電力クラス分けを行う設定になっていなければ（ステップＳ５０のＮＯ）、下流機器５への電力供給は行わずにステップＳ１１０に移行する。

一方、再電力クラス分けを行う設定になっていれば（ステップＳ５０のＹＥＳ）、給電装置である通信中継装置１に上位電力クラスを要求する（ステップＳ６０）。具体的には以下のような処理を行う。

制御部３７は、スイッチ３２を一時的にＯＦＦ状態にして一時的に通信装置３と通信中継装置１との接続を擬似的に切断する。スイッチ３２がＯＦＦ状態になると、通信中継装置１の制御部１３は、通信中継装置１に通信装置３が接続されていないと判断し、給電回路１２に通信装置３への電力供給を停止させ、さらに、給電回路１２が所定の周期で低電圧（２．８〜１０Ｖ）をコネクタ部１０の給電用ポートに印加するように給電回路１２を制御する。これにより、コネクタ部３０の受電用ポートに低電圧（２．７〜１０．１Ｖ）がかかる。スイッチ３２は前記低電圧（２．７〜１０．１Ｖ）を用いてＯＮ状態に復帰する。そして、受電回路３３内の検出用抵抗の両端に前記低電圧（２．７〜１０．１Ｖ）がかかり、前記検出用抵抗を流れる電流を検出することで、通信中継装置１は通信装置３がＰｏＥ受電装置であることを認識する。

受電回路３３は、前記１４．５Ｖ〜２０．５Ｖの電圧を利用して制御部３７に動作電圧を供給する。

制御部３７は、コネクタ部３０の受電用ポートに印加されている電圧が前記１４．５Ｖ〜２０．５Ｖの電圧であることを認識し、受電回路３３内の各上位電力クラスに対応する複数の上位電力クラス要求用定電流源の中からステップＳ４０で求めた（Ｗｄ＋Ｗｍ）に適応する上位電力クラス要求用定電流源を選択し、その選択した上位電力クラス要求用定電流源の両端に前記１４．５Ｖ〜２０．５Ｖの電圧がかかるように受電回路３３を制御することにより、上位電力クラスを通信中継装置１に通知する。このような動作により、下流装置５の最大消費電力が大きいために、下流装置５の電力クラスの上限値Ｗｄと通信装置３自体の最大消費電力Ｗｍの和が通信中継装置１に通知している電力クラスの上限値Ｗｃｕを越えている場合でも、通信中継装置１が上位電力クラスへの変更を許可すれば、下流装置５への電力供給が可能となる。上述した例の場合（下流機器５の電力クラスがクラス１で、通信装置３自体の最大消費電力が１Ｗで、通信中継装置１に通知している電力クラスがクラス１の場合）、通信中継装置１に通知する上位電力クラスはクラス２になる。

続くステップＳ７０において、制御部３７は、上位電力クラスへの変更が許可されたか否かを判断する。

ステップＳ６０での通知後一定時間内に通信中継装置１からの電力供給が開始されれば、制御部３７は、上位電力クラスへの変更が許可されたと判断し（ステップＳ７０のＹＥＳ）、給電回路３６が下流装置５の電力クラスに応じた電力を下流装置５に供給するように給電回路３６を制御し（ステップＳ１００）、その後ステップＳ１１０に移行する。

一方、通信中継装置１が他の機器への電力給電等で給電能力がいっぱいであって、ステップＳ６０での通知後一定時間が経過しても通信中継装置１からの電力供給が開始されない場合、制御部３７は、上位電力クラスへの変更が許可されなかったと判断し（ステップＳ７０のＮＯ）、再電力クラス分け前の電力クラスに戻す処理を行う（ステップＳ８０）。具体的には以下のような処理を行う。

制御部３７は、コネクタ部３０の受電用ポートに印加されている電圧が前記１４．５Ｖ〜２０．５Ｖの電圧であることを認識し、受電回路３３内の定電流源の両端に前記１４．５Ｖ〜２０．５Ｖの電圧がかかるように受電回路３３を制御することにより、通信装置３の電力クラスを通信中継装置１に通知する。通信中継装置１は、前記定電流源を流れる電流を測定し、その測定値に応じて電力クラスを決定し、その決定した電力クラスに応じた電力を通信装置３に供給する。また、制御部３７は、スイッチ３２のＯＮ状態を維持する。

ステップＳ８０に続くステップＳ９０において、処理１、処理２、処理３、及び処理４のうちのいずれかの一つの処理が選択されて実行され、その後ステップＳ１１０に移行する。当該選択に関する設定は、通信装置に設けられる操作部に対するユーザ操作により変更可能であって、制御部３７内のメモリに記憶されている。

処理１では、制御部３７の制御により、下流装置５に電力供給を行わず下流装置５との接続が擬似的に切断される（図４のステップＳ９１）。例えば、給電回路３６とコネクタ部３４との間にスイッチを設けた構成とし、制御部３７がそのスイッチをＯＦＦ状態にするとよい。処理１は、少なくとも通信装置３だけは動作できるようにする処理である。

処理２では、制御部３７の制御により、通信装置３が通信中継装置１に現在通知している電力クラスの範囲で下流装置５に供給可能な電力のみを給電回路３６が下流装置５に供給する（図４のステップＳ９２）。上述した例の場合（下流機器５の電力クラスがクラス１で、通信装置３自体の最大消費電力が１Ｗで、通信中継装置１に通知している電力クラスがクラス１の場合）では、たとえ下流機器５の消費電力が２．８４Ｗよりも大きくても、２．８４Ｗ（＝Ｗｃｕ−Ｗｍ）のみを下流装置５に供給する。処理２は、少なくとも通信装置３だけは動作できるようにし、さらに、場合によっては下流装置５の最低動作或いは通常動作を可能にする処理である。

処理３では、制御部３７の制御により、通信装置３自体が省電力モードになり下流装置５に供給可能な電力を増やし（図４のステップＳ９３）、その後、下流装置５に供給可能な電力のみを給電回路３６が下流装置５に供給する（図４のステップＳ９４）。例えば、通信装置３の省電力モードでの消費電力Ｗｍｓが０．１Ｗであれば、下流装置５に対しては３．７４Ｗ（＝Ｗｃｕ−Ｗｍｓ）の電力供給が可能となる。処理３は、処理２と比較して、下流装置５の最低動作或いは通常動作が実現できる可能性が高い処理である。

処理４では、制御部３７がタイマーを設定し、タイマーがタイムアップした時に、ステップＳ２０に移行する（図４のステップＳ９５）。通信中継装置１と他の機器との接続が切断され通信中継装置１の給電能力に余裕が出た場合に、上位電力クラスへのクラス替えが可能になる場合があり、処理４はかかる場合に対応することができる。

ステップＳ１１０において、制御部３７は、給電回路３６からの信号に基づいて、下流装置５との接続が切り離されたか否かを判断する。下流装置５の入力電流値（ＤＣ電流値）が所定値（１０ｍＡ）未満になったこと、又は、下流装置５の入力インピーダンス（ＡＣインピーダンス）が所定値（２６．２５ｋΩ）を越えたことを給電回路３６が検出すると、制御部３７は、給電回路３６からの信号に基づいて、下流装置５との接続が切り離されたと判断する。

下流装置５との接続が切り離されたと判断された場合（ステップＳ１１０のＹＥＳ）、制御部３７は、現在の電力クラスが通信装置３自体の最大消費電力に対して過剰になっているか否か、すなわち、通信装置３自体の最大消費電力Ｗｍが通信装置３の現在の電力クラスの下限値Ｗｃｌよりも小さいか否かを判断する（ステップＳ１２０）。

現在の電力クラスが通信装置３自体の最大消費電力に対して過剰になっていない場合、すなわち、通信装置３自体の最大消費電力Ｗｍが通信装置３の現在の電力クラスの下限値Ｗｃｌよりも小さくない場合（ステップＳ１２０のＮＯ）、直接ステップＳ２０に戻る。

一方、現在の電力クラスが通信装置３自体の最大消費電力に対して過剰になっている場合、すなわち、通信装置３自体の最大消費電力Ｗｍが通信装置３の現在の電力クラスの下限値Ｗｃｌよりも小さい場合（ステップＳ１２０のＹＥＳ）、下位電力クラスに電力クラスを変更し（ステップＳ１３０）、その後ステップＳ２０に戻る。なお、ステップＳ１３０では、ステップＳ８０と同様の処理を行う。このような動作により、給電装置である通信中継装置１の給電能力に関して、通信装置３への電力供給に対する過剰な割り当てを減らすことができるので、他の機器への電力給電等に対する割り当てを増やすことができる。したがって、給電装置である通信中継装置１の電力供給能力を有効利用することができる。

上述した例の場合（下流機器５の電力クラスがクラス１で、通信装置３自体の最大消費電力が１Ｗで、通信中継装置１に通知している電力クラスがクラス１の場合）において、通信装置３に下流機器５が接続される事により電力クラスがクラス１からクラス２に変更されている場合（ステップＳ７０のＹＥＳを経由した場合）、通信装置自体の最大消費電力１Ｗに対して、クラス２の下限値３．８４Ｗは過剰であるので、クラス１（０．４４〜３．８４Ｗ）に電力クラスを変更する。

なお、上述した実施形態では、通信中継装置１から通信装置３に電力が供給されていない期間においてスイッチ３２をＯＮ状態にする必要があるときには、通信装置３のコネクタ部３０の受電用ポートに印加される低電圧（２．７〜１０．１Ｖ）を用いたが、受電回路３３に小電力量のバックアップ電源機能を持たせ、通信中継装置１から通信装置３に電力が供給されていない期間においてスイッチ３２をＯＮ状態にする必要があるときには、そのバックアップ電源機能を用いてもよい。

また、上述した実施形態では、コネクタ部３０と受電回路３３との間にスイッチ３２を設け、そのスイッチ３２を一時的にＯＦＦ状態にすることによって、一時的に通信装置３と通信中継装置１との接続を擬似的に切断することを実現しているが、通信装置３の入力電流値（ＤＣ電流値）が所定値（１０ｍＡ）未満になるか、又は、通信装置３の入力インピーダンス（ＡＣインピーダンス）が所定値（２６．２５ｋΩ）を越えれば、通信装置３と通信中継装置１との接続を擬似的に切断したことになるので、例えば、通信装置３の入力電流値（ＤＣ電流値）が所定値（１０ｍＡ）未満になるように、又は、通信装置３の入力インピーダンス（ＡＣインピーダンス）が所定値（２６．２５ｋΩ）を越えるように、受電回路３３内の一部の負荷（抵抗やコンデンサ等）とコネクタ部３０との接続を切断することによって、通信装置３と通信中継装置１との接続を擬似的に切断してもよい。

また、ステップＳ６０において、下流装置５の電力クラスの上限値Ｗｄと通信装置３自体の最大消費電力Ｗｍの和がクラス３の上限値１２．９５Ｗを越えているかを判断し、下流装置５の電力クラスの上限値Ｗｄと通信装置３自体の最大消費電力Ｗｍの和がクラス３の上限値１２．９５Ｗを越えている場合は、給電装置である通信中継装置１に要求する電力クラスをクラス３とする処理を追加するようにしてもよい。かかる追加を行った場合には、ステップ６０で、下流装置５の電力クラスの上限値Ｗｄと通信装置３自体の最大消費電力Ｗｍの和がクラス３の上限値１２．９５Ｗを越えていて、給電装置である通信中継装置１に要求する電力クラスをクラス３とした上で、上位電力クラスが許可されると（ステップＳ７０のＹＥＳ）、ステップＳ１００の処理を実行する代わりに、図４に示す処理１、処理２、処理３のいずれかを選択して実行するようにするとよい。

また、上述した実施形態では、通信装置３は下流装置を１つしか接続できない構成であったが、本発明に係るＰｏＥ受電装置は複数の下流装置を接続することができる構成であっても構わない。複数の下流装置を接続することができる本発明に係るＰｏＥ受電装置に一つの下流装置が接続される場合、又は、複数の下流装置を接続することができる本発明に係るＰｏＥ受電装置と一つの下流装置との接続が切断されて本発明に係るＰｏＥ受電装置に下流装置が接続されていない状態になる場合は、図３に示すフローチャートと同様の動作を行う。これに対して、複数の下流装置を接続することができる本発明に係るＰｏＥ受電装置に他の下流装置が既に接続されている状態で更に一つの下流装置が接続される場合、又は、複数の下流装置を接続することができる本発明に係るＰｏＥ受電装置と一つの下流装置との接続が切断されて本発明に係るＰｏＥ受電装置に他の下流装置が接続されている状態になる場合は、例えば、図３に示すフローチャートのステップＳ４０、ステップＳ９０、及びステップＳ１２０において、「通信装置３自体の最大消費電力Ｗｍ」を「複数の下流装置を接続することができる本発明に係るＰｏＥ受電装置自体の最大消費電力と他の下流装置の電力クラスの上限値との和」に置き換え、ステップＳ９０において、「通信装置３の省電力モードでの消費電力Ｗｍｓ」を「複数の下流装置を接続することができる本発明に係るＰｏＥ受電装置自体の省電力モードでの消費電力と他の下流装置の電力クラスの上限値との和」に置き換えた上で図３に示すフローチャートと同様の動作を行うとよい。

は、本発明に係るＰｏＥ受電装置を備える通信システムの概略構成例を示す図である。は、本発明に係るＰｏＥ受電装置である通信装置、給電装置である通信中継装置、及び下流装置の概略構成例を示すブロック図である。は、通信装置の制御部が実行するＰｏＥに関する処理の全体手順を示すフローチャートである。は、通信装置の制御部が実行するＰｏＥに関する処理の一部を示すフローチャートである。

符号の説明

１通信中継装置
２、４イーサネットケーブル
３通信装置
５下流装置
６中央装置
７ネットワーク
１０、３０、３４、５０コネクタ部
１１、３１、３５、５１イーサネット通信部
３２スイッチ
３３、５２受電回路
１２、３６給電回路
１３、３７、５３制御部

Claims

ＰｏＥ（Power over Ethernet（登録商標））により給電装置から供給される電力を受電するＰｏＥ受電装置であって、
ＰｏＥに対応している下流装置が一つも接続されていない状態で前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラスを前記給電装置に通知した後に、ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置が一つ接続された場合に、
前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置からの通知に基づいて前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置の電力クラスを決定し、
前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力と前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置の電力クラスの上限値との和が、前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラスの上限値を超えていれば、一時的に前記ＰｏＥ受電装置と前記給電装置との接続を擬似的に切断して、前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラスよりも上限値の大きい電力クラスを前記給電装置に通知することを特徴とするＰｏＥ受電装置。
前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置と前記ＰｏＥ受電装置との接続が切断され、前記ＰｏＥ受電装置に接続されているＰｏＥに対応している下流装置がなくなった場合に、
前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力が、前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置と前記ＰｏＥ受電装置との接続が切断される直近に前記給電装置に通知した電力クラスの下限値よりも小さければ、一時的に前記ＰｏＥ受電装置と前記給電装置との接続を擬似的に切断して、前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置と前記ＰｏＥ受電装置との接続が切断される直近に前記給電装置に通知した電力クラスよりも上限値の小さい電力クラスを前記給電装置に通知する請求項１に記載のＰｏＥ受電装置。
ＰｏＥに対応している下流装置が一つも接続されていない状態で前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラスを前記給電装置に通知した後に、ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置が一つ接続された場合に、
前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置からの通知に基づいて前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置の電力クラスを決定し、
前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力と前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置の電力クラスの上限値との和が、前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラスの上限値を超えていれば、一時的に前記ＰｏＥ受電装置と前記給電装置との接続を擬似的に切断して、前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラスよりも上限値の大きい電力クラスを前記給電装置に通知する第１の動作モードと、
ＰｏＥに対応している下流装置が一つも接続されていない状態で前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラスを前記給電装置に通知した後に、ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置が一つ接続された場合に、
前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置からの通知に基づいて前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置の電力クラスを決定し、
前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力と前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置の電力クラスの上限値との和が、前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラスの上限値を超えていれば、前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラスよりも上限値の大きい電力クラスを前記給電装置に通知することなく、前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置に電力を供給しない第２の動作モードとを有し、
前記第１の動作モード及び前記第２の動作モードのいずれかを択一的に選択して設定する動作モード設定手段を備える請求項１又は請求項２に記載のＰｏＥ受電装置。
一時的に前記ＰｏＥ受電装置と前記給電装置との接続を擬似的に切断して、前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラスよりも上限値の大きい電力クラスを前記給電装置に通知したにもかかわらず、その通知に対応する電力クラスの変更を前記給電装置が行わなかった場合に、
前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置に電力を供給しない請求項１〜３にいずれかに記載のＰｏＥ受電装置。
一時的に前記ＰｏＥ受電装置と前記給電装置との接続を擬似的に切断して、前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラスよりも上限値の大きい電力クラスを前記給電装置に通知したにもかかわらず、その通知に対応する電力クラスの変更を前記給電装置が行わなかった場合に、
前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラス内で前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置に電力を供給する請求項１〜３にいずれかに記載のＰｏＥ受電装置。
一時的に前記ＰｏＥ受電装置と前記給電装置との接続を擬似的に切断して、前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラスよりも上限値の大きい電力クラスを前記給電装置に通知したにもかかわらず、その通知に対応する電力クラスの変更を前記給電装置が行わなかった場合に、
通常動作状態よりも消費電力の少ない省電力モードになった上で、前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラス内で前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置に電力を供給する請求項５に記載のＰｏＥ受電装置。
一時的に前記ＰｏＥ受電装置と前記給電装置との接続を擬似的に切断して、前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラスよりも上限値の大きい電力クラスを前記給電装置に通知したにもかかわらず、その通知に対応する電力クラスの変更を前記給電装置が行わなかった場合に、
ＰｏＥに対応している下流装置が一つも接続されていない状態で前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラスを前記給電装置に通知した後に、ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置が一つ接続された場合に、
前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置からの通知に基づいて前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置の電力クラスを決定し、
前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力と前記ＰｏＥの電力クラス分け機能に対応している下流装置の電力クラスの上限値との和が、前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラスの上限値を超えていれば、一時的に前記ＰｏＥ受電装置と前記給電装置との接続を擬似的に切断して、前記ＰｏＥ受電装置の最大消費電力に対応する電力クラスよりも上限値の大きい電力クラスを前記給電装置に通知することを、
前記給電装置が前記変更を行うまで定期的に繰り返す請求項１〜３のいずれかに記載のＰｏＥ受電装置。