JP2009260407A - 受給電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】受電専用と給電専用とにコネクタを固定することなく、受給電することができる受給電装置を提供する。
【解決手段】ネットワークケーブルと接続するコネクタ１１，１２を備え、判別部１６が、ネットワークケーブルに接続する外部装置の出力内容に基づいて、当該外部装置が給電装置及び受電装置のいずれであるかを判定し、この判定結果に基づいて、セレクタ部１７が受電部１８による受電と給電部１９による給電とを切り替える。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えばパワー・オーバ・イーサネット（登録商標）（ＰｏＥ：Power over Ethernet）等のネットワークケーブルを用いて電力を受給電する受給電装置に関するものである。

ネットワークケーブルを介して電力を受給電する技術として、例えば特許文献１に開示されるものがある。特許文献１に記載の受給電装置は、ネットワークケーブルから電力が受電される受電端子、別個のアダプタ電源から電力が受電される受電端子、及び下位の受電端末へ電力を供給する給電端子を有する。この受給電装置では、２つの受電端子のいずれか一方を選択し、選択した受電端子に供給された電力を自端末用の電力として受電するとともに、他方の受電端子に供給された電力を下位の受電端末に供給する。

特開２００６−２０３７３０号公報

従来の受給電装置は、受電端子に対応する受電専用のコネクタと、給電端子に対応する給電専用のコネクタとを有する。このように受電専用と給電専用のコネクタが別個に存在すると、給電側や受電側の装置と接続する際に、コネクタが誤接続されて装置の故障や誤動作、動作停止が起こる可能性があるという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、自装置に接続された装置が受電側か給電側かを判定することにより、受電専用と給電専用とにコネクタを固定することなく、受給電することができる受給電装置を得ることを目的とする。

この発明に係る受給電装置は、ネットワークケーブルと接続する受給電端子と、前記ネットワークケーブルに接続する給電装置から前記受給電端子を介して供給された電力を受電する受電部と、前記ネットワークケーブルに接続する受電装置へ前記受給電端子を介して電力を給電する給電部と、前記ネットワークケーブルに接続する外部装置の出力内容に基づいて、当該外部装置が給電装置及び受電装置のいずれであるかを判定する判定部と、前記判定の結果に基づく前記判定部からの指示に応じて、前記受電部による受電と前記給電部による給電とを切り替えるセレクタ部とを備えるものである。

この発明によれば、ネットワークケーブルと接続する受給電端子を備え、判別部が、ネットワークケーブルに接続する外部装置の出力内容に基づいて、当該外部装置が給電装置及び受電装置のいずれであるかを判定し、この判定結果に基づいて、セレクタ部が受電部による受電と給電部による給電とを切り替える。このように受給電端子であるコネクタを介してネットワークケーブルに接続する外部装置を確認することで、受電専用コネクタや給電専用コネクタの区別が不要となり、受電装置か給電装置に関わらずケーブルをコネクタに接続することができる。これにより、コネクタの誤接続に起因した装置の故障や誤動作、装置の動作停止の発生を防ぐことができるという効果がある。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による受給電装置の構成を示すブロック図である。図１において、実施の形態１による受給電装置２２は、イーサネット（登録商標）ケーブルを介して電力を受給電するＰｏＥ（Power over Ethernet（登録商標））処理を行う装置であり、コネクタ１１，１２、トランス１３、データ送受信部１４、装置内部処理部１５、判定部１６、セレクタ部１７、受電部１８、給電部１９、ＤＣ／ＤＣ部２０及び装置内電源２１を備える。

コネクタ（受給電端子）１１，１２は、ＰｏＥ対応のＲＪ−４５コネクタであり、それぞれがネットワークに接続してネットワークデータ（電力重畳あり）ｅが伝搬される。また、コネクタ１１，１２において、ケーブル内のネットワークデータ（電力重畳なし）ｆが伝送される信号線に接続する端子にはトランス１３が接続し、電力が伝搬される信号線（ＰｏＥに使用されるペア）に接続する端子には判定部１６及びセレクタ部１７がそれぞれ接続する。

これにより、イーサネットケーブルを介して伝搬されてきたネットワークデータｅは、コネクタ１１，１２においてネットワークデータｆと電力とが分離され、ネットワークデータｆがトランス１３へ入力され、電力が判定部１６及びセレクタ部１７へ入力される。

トランス１３では、ネットワークデータｆを一次側と二次側に電気的に分離するパルストランスであり、ネットワークデータｆの送受信装置間での絶縁を行う。データ送受信部１４は、イーサネットケーブルを介してデータを送受信するイーサネット（登録商標）部であり、トランス１３を介してネットワークデータｆを送受信する。装置内部処理部１５は、データ送受信部１４を経由して入力したネットワークデータｆを処理するとともに、処理で生じたデータをネットワークデータｆとしてデータ送受信部１４へ出力する。

判定部１６は、ＰｏＥ処理の判定を行う構成要素であり、ＰｏＥ情報共有データｄに基づいて自装置２２がコネクタ１１，１２のいずれかから受電しているか否かを判定するとともに、コネクタ１１，１２を介して接続する機器が受電側装置か給電側装置かを判定する。例えば、コネクタ１１に接続する判定部１６と、コネクタ１２に接続する判定部１６は、互いに自己の受給電情報をＰｏＥ情報共有データｄとして記憶しておき、互いのＰｏＥ情報共有データｄを定期的に送受することにより、コネクタ１１又はコネクタ１２を介して他の機器から受電している（他の機器から給電されている）か否かを判定する。

コネクタ１１に接続する判定部１６と、コネクタ１２に接続する判定部１６との双方から内容の読み込みが可能なデュアルポートメモリにＰｏＥ情報共有データｄを保存して定期的に判定するようにしてもよい。また、コネクタ１１に接続する判定部１６と、コネクタ１２に接続する判定部１６が、自己の状態に変化（自己が接続するコネクタを介したＰｏＥ受電）があった旨を互いに通知して判定するようにしても構わない。

セレクタ部１７は、判定部１６からのセレクタ選択信号ｃによる指示に従って、受電部１８及び給電部１９のいずれか一方を稼働させる。受電部１８は、ＰｏＥ受電を行う構成要素であり、コネクタ１１，１２のいずれかに接続した外部機器がＰｏＥで電力を給電してくる給電装置である場合に、セレクタ部１７によって稼働され、当該外部機器から受電したＰｏＥ受電電源電圧ｂをＤＣ／ＤＣ部２０へ出力する。

給電部１９は、ＰｏＥ給電を行う構成要素であり、コネクタ１１，１２のいずれかに接続した外部機器がＰｏＥで電力を受電する受電装置（ＰｏＥ対応機器）か、ネットワークケーブルを介して電力の受給をしないＰｏＥ非対応機器である場合に、セレクタ部１７によって稼働され、ＤＣ／ＤＣ部２０からのＰｏＥ給電用電源電圧ａを用いて、電力を給電する。

ＤＣ／ＤＣ部２０は、受電部１８からのＰｏＥ受電電源電圧ｂを装置２２内の各構成で使用する電圧に変換して装置内電源２１へ出力するとともに、コネクタ１１，１２のいずれか一方から供給されている電力をＰｏＥ給電用電源電圧ａに変換して給電部１９へ出力する。装置内電源２１は、ＤＣ／ＤＣ部２０でＰｏＥ受電電源電圧ｂから変換された電圧を装置２２内の各構成へ分配する。

次に動作について説明する。
図２は、図１中の受給電装置による動作の流れを示すフローチャートであり、この図に沿って処理の詳細を説明する。
先ず、イーサネットケーブルがコネクタ１１，１２のいずれかに接続される前の段階で、コネクタ１１に接続する判定部１６とコネクタ１２に接続する判定部１６は、コネクタを介した自己の受給電情報（ＰｏＥでの受給電の有無）をＰｏＥ情報共有データｄとして互いに記憶しておき、互いのＰｏＥ情報共有データｄを定期的に送受する。

各判定部１６は、ＰｏＥ情報共有データｄに基づいて、コネクタ１１又はコネクタ１２を介してＰｏＥで外部機器から自装置２２が受電している（他コネクタを介して外部機器から給電されている）か否かを判定する（ステップＳＴ１１）。なお、ＰｏＥによる受電をしているか否かは、コネクタを介して給電用電圧が検出されたか否かで判断する。

ステップＳＴ１１において、判定部１６は、自己が接続しない他方のコネクタを介して外部機器から自装置２２が受電していると判定した場合（Ｙｅｓ）に、自己が接続するコネクタにイーサネットケーブルを介して受電装置を接続し、給電部１９を稼働する旨を指示するセレクタ選択信号ｃをセレクタ部１７へ出力する（ステップＳＴ１３）。このようにして、実施の形態１による受給電装置２２は、既にコネクタ１１，１２の一方を介して外部機器から受電している場合、もう一方のコネクタを介した給電処理へ移行する。

セレクタ部１７は、判定部１６からの指示に従って給電部１９を稼働させる。給電部１９では、ＤＣ／ＤＣ部２０からのＰｏＥ給電用電源電圧ａでコネクタを介した電力の給電を実施する（ステップＳＴ１４）。例えば、上記判定部１６が接続しない他方のコネクタにイーサネットケーブルを介して受電装置を接続し、当該ケーブルを介して上記受電装置からＰｏＥ受電が要求されると、判定部１６は、セレクタ部１７を指示して給電部１９を稼働させて当該ケーブルを介した給電処理を行う。

一方、ステップＳＴ１１で、判定部１６は、自己が接続しない他方のコネクタを介して外部機器（給電装置）から自装置２２が受電していない（外部機器から給電されていない）と判定した場合（Ｎｏ）、自己が接続するコネクタにイーサネットケーブルが接続されると、このケーブルを介して外部機器から給電用の電源電圧が伝搬されたか否かを検出する（ステップＳＴ１２）。

ここで、ケーブルに接続する外部機器が給電装置であり、この外部機器から給電用の電源電圧が伝搬されている場合（Ｙｅｓ）、判定部１６は、受電部１８を稼働する旨を指示するセレクタ選択信号ｃをセレクタ部１７へ出力する（ステップＳＴ１５）。セレクタ部１７は、判定部１６からの指示に従って受電部１８を稼働させる。

受電部１８では、ステップＳＴ１４において検出された外部機器からの給電用の電源電圧をＰｏＥ受電電源電圧ｂとして受電し、ＤＣ／ＤＣ部２０へ出力する。ＤＣ／ＤＣ部２０は、受電部１８からのＰｏＥ受電電源電圧ｂを装置２２内の各構成で使用する電圧に変換し装置内電源２１へ出力する。装置内電源２１は、ＤＣ／ＤＣ部２０でＰｏＥ受電電源電圧ｂから変換された電圧を装置２２内の各構成へ分配する（ステップＳＴ１６）。

また、ステップＳＴ１２において給電用の電源電圧が検出されない場合（Ｎｏ）、本来電源の供給を受けることができないため、以降の処理（ステップＳＴ１３及びステップＳＴ１４）は動作しない。しかしながら、自装置２２がコネクタ１１，１２以外（ＰｏＥ以外で）に別途外部の電源（外部電源）から電力が供給されている場合、上記と同様にしてステップＳＴ１３及びステップＳＴ１４の処理を実施することができる。以降、ＰｏＥでなく（すなわち、コネクタ１１，１２を介さず）、外部電源から給電されている場合の処理を説明する。

ＰｏＥでなく、外部電源から給電されており、かつステップＳＴ１２においてＰｏＥによる給電用の電源電圧が検出されない場合、判定部１６は、給電部１９を稼働する旨を指示するセレクタ選択信号ｃをセレクタ部１７へ出力する（ステップＳＴ１３）。セレクタ部１７は、判定部１６からの指示に従って給電部１９を稼働させる。

給電部１９では、上記外部電源からの電力をＤＣ／ＤＣ部２０によってＰｏＥ給電用電源電圧ａに変換し、このＰｏＥ給電用電源電圧ａで上記他方のコネクタを介した電力の給電を実施する（ステップＳＴ１４）。

なお、受給電装置２２が、外部電源からの給電で稼働している場合、重複した給電がなされないようにするため、判定部１６は、ステップＳＴ１１においてコネクタ１１，１２を介したＰｏＥによる給電がなければそのように判定し、コネクタ１１，１２のいずれか一方からＰｏＥによる給電があれば、ステップＳＴ１３及びステップＳＴ１４の処理を実行してＰｏＥによる給電を実施する。

上述のようなＰｏＥによる受給電の設定情報は、コネクタ１１，１２に接続する各判定部１６間でデータ共有して処理を行うため、ＰｏＥ情報共有データｄとして互いの状態（ＰｏＥによる受給電の状態）を通知する。

以上のように、この実施の形態１によれば、ネットワークケーブルと接続するコネクタ１１，１２を備え、判別部１６が、ネットワークケーブルに接続する外部装置の出力内容に基づいて、当該外部装置が給電装置及び受電装置のいずれであるかを判定し、この判定結果に基づいて、セレクタ部１７が受電部１８による受電と給電部１９による給電とを切り替える。このように構成することにより、ＰｏＥ対応機器を受給電装置２２に接続する場合、コネクタ１１及びコネクタ１２のいずれに接続しても、判定部１６の制御で受電処理や給電処理が実現可能であり、コネクタが受電や給電のいずれかに専用化されることがなく、コネクタの誤接続による装置の故障や誤動作、装置の動作停止などの発生を低減することができる。これにより、受給電装置２２の長寿命化を図ることができる。

実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２による受給電装置の構成を示すブロック図である。図３において、この実施の形態２による受給電装置２２は、上記実施の形態１の図１で示した構成に加えて、電源セレクタ部２３を備え、さらに判定部１６，１６の代わりにコネクタ１１，１２の双方に接続する判定部１６ａを備える。なお、図３において、図１と同様の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。

判定部１６ａは、ＰｏＥ処理の判定を行う構成要素であり、コネクタ１１，１２を独立ではなく、両方のＰｏＥによる給電状態を同時に判定して、判定結果に応じたセレクタ選択信号ｃをセレクタ部１７に出力する。また、判定部１６ａは、コネクタ１１，１２を介したＰｏＥによる給電の断が検出されると、受電部１８からのＰｏＥ受電電源電圧ｂを選択する旨を指示する電源セレクタ制御信号ｇを電源セレクタ部２３に出力する。

電源セレクタ部２３は、判定部１６ａからの電源セレクタ制御信号ｇに基づいて、受電部１８のいずれかからのＰｏＥ受電電源電圧ｂを選択し、ＤＣ／ＤＣ部２０に受電した電力を出力する。なお、各コネクタ１１，１２から供給される電源電圧は、配線や給電元の容量等によって同一の電圧にならない。このため、実施の形態２では、受電部１８の一方からのＰｏＥ受電電源電圧ｂを選択して利用する。

次に動作について説明する。
図４は、図３中の受給電装置による動作の流れを示すフローチャートであり、この図に沿って処理の詳細を説明する。
先ず、判定部１６ａは、コネクタ１１，１２を介した受電要求や給電用電圧の検出の有無に基づいて、コネクタ１１，１２を介して接続する外部機器が、ＰｏＥによる受電装置であるか、給電装置であるかをＰｏＥ種別として把握する。ここでは、説明の簡単のため、コネクタ１１，１２を介して接続した外部機器がいずれも給電装置であった場合を例に挙げて説明する。なお、上記外部機器がいずれも給電装置であった場合、最初に自装置２２に接続された外部機器を優先して電力を受電する。

上述の前提の下、判定部１６ａは、コネクタ１１，１２の一方を介したＰｏＥによる給電状態を監視する（ステップＳＴ２１）。ここで、給電状態が続いていれば（Ｙｅｓ）、つまりＰｏＥによる給電電圧が検出されている場合は監視処理を続行する。

また、給電の断が検出（Ｎｏ）、つまりＰｏＥでの給電電圧が検出されなくなると、判定部１６ａは、もう一方のコネクタでＰｏＥによる受電が可能となるように、当該コネクタ側の受電部１８を稼働する旨を指示するセレクタ選択信号ｃをセレクタ部１７へ出力する（ステップＳＴ２２）。セレクタ部１７は、判定部１６からの指示に従って上記受電部１８を稼働させる。受電部１８では、外部機器からの給電用の電源電圧をＰｏＥ受電電源電圧ｂとして受電する（ステップＳＴ２３）。

続いて、判定部１６ａは、給電可能な外部機器が接続された上記コネクタ側で受電された電源電圧を選択する旨を指示する電源セレクタ制御信号ｇを電源セレクタ部２３に出力する（ステップＳＴ２４）。これにより、電源セレクタ部２３は、上記受電部１８で受電されたＰｏＥ受電電源電圧ｂを入力し、ＤＣ／ＤＣ部２０へ出力する。

ＤＣ／ＤＣ部２０は、電源セレクタ部２３からのＰｏＥ受電電源電圧ｂを装置２２内の各構成で使用する電圧に変換し装置内電源２１へ出力する。装置内電源２１は、ＤＣ／ＤＣ部２０でＰｏＥ受電電源電圧ｂから変換された電圧を装置２２内の各構成へ分配する。

以上のように、この実施の形態２によれば、判定部１６ａが、コネクタ１１，１２における外部装置の出力内容から受電部１８で受電すべき電力の供給停止を検出すると、電力の供給停止が検出されたコネクタ以外のコネクタに接続する外部装置から電力を受電するように受給電を切り替える。このように構成することにより、ＰｏＥでの給電が可能な外部機器が２つのコネクタ１１，１２に接続された状態において、一方のコネクタを介した給電が何らかの要因で途絶えたとしても、コネクタ１１，１２を介した外部機器との接続状態を変えることなく、もう一方の給電装置から電源を受電することができ、電源の２重化が用意に実施可能である。

また、電源断に伴ったケーブルの差し替えが不要となるので、コネクタへのケーブルの誤接続による装置の故障や誤動作、装置の動作停止という不具合の発生を低減することができる。これにより、受給電装置２２の長寿命化を図ることができる。

この発明の実施の形態１による受給電装置の構成を示すブロック図である。 図１中の受給電装置による動作の流れを示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２による受給電装置の構成を示すブロック図である。 図３中の受給電装置による動作の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１１，１２ コネクタ（受給電端子）、１３ トランス、１４ データ送受信部、１５ 装置内部処理部、１６，１６ａ 判定部、１７ セレクタ部、１８ 受電部、１９ 給電部、２０ ＤＣ／ＤＣ部、２１ 装置内電源、２２ 受給電装置、２３ 電源セレクタ部。

Claims (5)

1. ネットワークケーブルと接続する受給電端子と、
   前記ネットワークケーブルに接続する給電装置から前記受給電端子を介して供給された電力を受電する受電部と、
   前記ネットワークケーブルに接続する受電装置へ前記受給電端子を介して電力を給電する給電部と、
   前記ネットワークケーブルに接続する外部装置の出力内容に基づいて、当該外部装置が給電装置及び受電装置のいずれであるかを判定する判定部と、
   前記判定の結果に基づく前記判定部からの指示に応じて、前記受電部による受電と前記給電部による給電とを切り替えるセレクタ部とを備えた受給電装置。
2. 判定部は、外部装置からの給電用電力の出力有無に基づいて、当該外部装置が給電装置及び受電装置のいずれであるかを判定することを特徴とする請求項１記載の受給電装置。
3. 複数の受給電端子を備え、
   判定部は、前記複数の受給電端子のいずれかを介して受電部が受電している場合、当該受電部が受電に使用する受給電端子以外の受給電端子を介して給電を行うように、セレクタ部による受給電の切り替えを制御することを特徴とする請求項１または請求項２記載の受給電装置。
4. 判定部は、受給電端子における外部装置の出力内容から受電部で受電すべき電力の供給停止を検出すると、電力の供給停止が検出された受給電端子以外の受給電端子に接続する外部装置から電力を受電するように、セレクタ部による受給電の切り替えを制御することを特徴とする請求項３記載の受給電装置。
5. 判定部は、受給電端子を介さず、外部電源から供給される電力で動作することを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の受給電装置。

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