JP2014138457A - Power supply device, ac adapter, electronic apparatus and power supply system - Google Patents

Power supply device, ac adapter, electronic apparatus and power supply system Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply device that can control an output voltage value and an available output current capacity (MAX value), an AC adapter, an electronic apparatus and a power supply system.SOLUTION: A power supply device 4A includes: a DC/DC converter 13 arranged between an input and an output; a primary side controller 30 for controlling an input current to the DC/DC converter 13; and a secondary side controller 16 AC-coupled to the output to feed power information about the output back to the primary side controller 30. The primary side controller 30 controls the input current on the basis of the power information fed back from the secondary side controller 16, so that an output voltage value and an available output current capacity of the DC/DC converter 13 are variable. An AC adapter, an electronic apparatus and a power supply system are mounted with the power supply device 4A.

Description

本発明は、電力供給装置、ACアダプタ、電子機器および電力供給システムに関し、特に、出力電圧値および出力可能電流容量(MAX値)可変機能を有する電力供給装置、ACアダプタ、電子機器および電力供給システムに関する。   The present invention relates to a power supply device, an AC adapter, an electronic device, and a power supply system, and in particular, a power supply device, an AC adapter, an electronic device, and a power supply system having variable output voltage value and outputable current capacity (MAX value) functions. About.

従来、電力供給を伴う通信規格に対応した端末装置と電力線搬送通信ネットワークとの間で相互通信可能な直流コンセントが提供されている(例えば、特許文献1参照。)。   2. Description of the Related Art Conventionally, DC outlets that can communicate with each other between a terminal device and a power line carrier communication network that support a communication standard involving power supply have been provided (see, for example, Patent Document 1).

データ線を用いた電力供給技術には、パワーオーバーイーサネット(PoE:Power Over Ethernet)技術やユニバーサルシリアルバス(USB:Universal Serial Bus)技術がある(例えば、非特許文献1参照。)。   Power supply technologies using data lines include power over Ethernet (PoE) technology and universal serial bus (USB) technology (see, for example, Non-Patent Document 1).

USB技術には、供給電力レベルに応じて、最大2.5WのUSB2.0、最大4.5WのUSB3.0、最大7.5Wのバッテリー充電規格BCS1.2がある。   USB technologies include USB 2.0 with a maximum of 2.5 W, USB 3.0 with a maximum of 4.5 W, and battery charging standard BCS 1.2 with a maximum of 7.5 W, depending on the power supply level.

また、USBパワーデリバリー仕様1.0は、従来のケーブルやコネクタとも互換性を備え、USB2.0やUSB3.0、USBバッテリー充電規格BCS1.2とも共存する独立した規格である。この規格では、電圧5V〜12V〜20V、電流1.5A〜2A〜3A〜5Aの範囲内で、充電電流・電圧を選択可能であり、10W・18W・36W・65W・最大100WまでUSB充電・給電可能である。   The USB power delivery specification 1.0 is an independent standard that is compatible with conventional cables and connectors and coexists with the USB 2.0, USB 3.0, and USB battery charging standards BCS1.2. In this standard, the charging current and voltage can be selected within the range of 5V to 12V to 20V, current 1.5A to 2A to 3A to 5A, and USB charging up to 10W, 18W, 36W, 65W, and 100W at maximum. Power can be supplied.

このような電力供給を実施する電源として、DC/DCコンバータがある。DC/DCコンバータには、ダイオード整流方式と同期整流方式がある。   There is a DC / DC converter as a power source for performing such power supply. The DC / DC converter includes a diode rectification method and a synchronous rectification method.

特開2011−82802号公報JP 2011-82802 A

“特集 データ線で電力供給”、日経エレクトロニクス、2012年10月9日、pp.23−40“Special feature: Power supply with data line”, Nikkei Electronics, October 9, 2012, pp. 23-40

本発明の目的は、出力電圧値および出力可能電流容量(MAX値)を制御可能な電力給装置、ACアダプタ、電子機器および電力供給システムを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a power supply device, an AC adapter, an electronic device, and a power supply system that can control an output voltage value and a current capacity (MAX value) that can be output.

本発明の一態様によれば、入力と出力との間に配置されたDC/DCコンバータと、前記DC/DCコンバータの入力電流を制御する1次側コントローラと、前記出力の電力情報を前記1次側コントローラにフィードバックする2次側コントローラとを備え、前記1次側コントローラは、前記2次側コントローラからフィードバックされた前記電力情報に基づいて、前記入力電流を制御することによって、前記DC/DCコンバータの出力電圧値および出力可能電流容量を可変にした電力供給装置が提供される。   According to one aspect of the present invention, a DC / DC converter disposed between an input and an output, a primary-side controller that controls an input current of the DC / DC converter, and power information of the output as the 1 A secondary-side controller that feeds back to the secondary-side controller, and the primary-side controller controls the input current based on the power information fed back from the secondary-side controller, whereby the DC / DC Provided is a power supply device in which the output voltage value of the converter and the output current capacity are variable.

本発明の他の態様によれば、上記の電力供給装置を搭載したACアダプタが提供される。   According to the other aspect of this invention, the AC adapter carrying said electric power supply apparatus is provided.

本発明の他の態様によれば、上記の電力供給装置を搭載した電子機器が提供される。   According to another aspect of the present invention, an electronic device equipped with the above power supply device is provided.

本発明の他の態様によれば、上記の電力供給装置を搭載した電力供給システムが提供される。   According to another aspect of the present invention, a power supply system including the above power supply device is provided.

本発明によれば、出力電圧値および出力可能電流容量(MAX値)を制御可能な電力供給装置、ACアダプタ、電子機器および電力供給システムを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a power supply device, an AC adapter, an electronic device, and a power supply system that can control the output voltage value and the outputable current capacity (MAX value).

基本技術に係る第1の電力供給装置の模式的回路ブロック構成図。The typical circuit block block diagram of the 1st electric power supply apparatus which concerns on a basic technique. 基本技術に係る第2の電力供給装置の模式的回路ブロック構成図。The typical circuit block block diagram of the 2nd electric power supply apparatus which concerns on basic technology. 基本技術に係る第2の電力供給装置を用いて得られる出力電圧と出力電流との関係を示す模式図であって、(a)CVCCを表す矩形形状の例、(b)逆台形の「フ」の字形状の例、(c)逆三角形の「フ」の字形状の例、(d)台形形状の例、(e)五角形形状の例。It is a schematic diagram which shows the relationship between the output voltage and output current which are obtained using the 2nd electric power supply apparatus which concerns on basic technology, Comprising: (a) The example of the rectangular shape showing CVCC, (b) The reverse trapezoid "F" (C) an example of a letter “F” shape of an inverted triangle, (d) an example of a trapezoidal shape, and (e) an example of a pentagon shape. 基本技術に係る第3の電力供給装置の模式的回路ブロック構成図。The typical circuit block block diagram of the 3rd electric power supply apparatus which concerns on basic technology. 基本技術に係る第4の電力供給装置の模式的回路ブロック構成図。The typical circuit block block diagram of the 4th electric power supply apparatus which concerns on basic technology. 第1の実施の形態に係る電力供給装置の模式的回路ブロック構成図。The typical circuit block block diagram of the electric power supply apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施の形態に係る電力供給装置の模式的回路ブロック構成図。The typical circuit block block diagram of the electric power supply apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施の形態に係る電力供給装置の模式的回路ブロック構成図。The typical circuit block block diagram of the electric power supply apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施の形態に係る電力供給装置の模式的回路ブロック構成図。The typical circuit block block diagram of the electric power supply apparatus which concerns on 4th Embodiment. 第5の実施の形態に係る電力供給装置の模式的回路ブロック構成図。The typical circuit block block diagram of the electric power supply apparatus which concerns on 5th Embodiment. 第5の実施の形態に係る電力供給装置において、絶縁双方向回路の構成例。The structural example of an insulated bidirectional circuit in the electric power supply apparatus which concerns on 5th Embodiment. 第6の実施の形態に係る電力供給装置の模式的回路ブロック構成図。The typical circuit block block diagram of the electric power supply apparatus which concerns on 6th Embodiment. コンセントに接続可能なプラグとACアダプタをケーブルを用いて接続する結線例であって、(a)ACアダプタ内のPDと外部のUSBPDをケーブルを用いて接続する例、(b)ACアダプタ内にUSBPDを内蔵する例、(c)ACアダプタ内に内蔵されたUSBPDと外部のUSBPDをUSBPDケーブルを用いて接続する例。A connection example in which a plug and an AC adapter that can be connected to an outlet are connected using a cable, (a) an example in which a PD in the AC adapter and an external USB PD are connected using a cable, and (b) in the AC adapter. Example in which USBPD is built in, (c) Example in which USBPD built in AC adapter and external USBPD are connected using USBPD cable. コンセントに接続可能なプラグとACアダプタをUSBPDケーブルを用いて接続する結線例であって、(a)ACアダプタ内のPDと外部のUSBPDをケーブルを用いて接続する例、(b)ACアダプタ内にUSBPDを内蔵する例、(c)ACアダプタ内に内蔵されたUSBPDと外部のUSBPDをUSBPDケーブルを用いて接続する例。A connection example in which a plug that can be connected to an outlet and an AC adapter are connected using a USBPD cable, and (a) an example in which a PD in the AC adapter and an external USBPD are connected using a cable, and (b) in an AC adapter. (C) An example in which a USB PD built in the AC adapter and an external USB PD are connected using a USB PD cable. コンセントに接続可能なプラグをACアダプタに内蔵し、プラグとACアダプタをケーブル以外の手段を用いて接続する結線例であって、(a)ACアダプタ内のPDと外部のUSBPDをケーブルを用いて接続する例、(b)ACアダプタ内にUSBPDを内蔵する例、(c)ACアダプタ内に内蔵されたUSBPDと外部のUSBPDをUSBPDケーブルを用いて接続する例。In this connection example, a plug that can be connected to an outlet is built into the AC adapter, and the plug and the AC adapter are connected using means other than a cable. (A) The PD in the AC adapter and the external USB PD are connected using a cable. An example of connection, (b) an example in which a USB PD is built in the AC adapter, and (c) an example in which a USB PD built in the AC adapter and an external USB PD are connected using a USB PD cable. コンセントに接続可能なプラグをACアダプタに内蔵し、プラグとACアダプタをケーブル以外の手段を用いて接続するとともにUSBの口を複数有する例であって、(a)ACアダプタ内の複数のPDと外部の複数のUSBPDをケーブルを用いて接続する例、(b)ACアダプタ内に複数のUSBPDを内蔵する例、(c)ACアダプタ内に内蔵された複数のUSBPDと外部の複数のUSBPDをUSBPDケーブルを用いて接続する例。In this example, a plug that can be connected to an outlet is built in the AC adapter, the plug and the AC adapter are connected using means other than a cable, and a plurality of USB ports are provided. (A) a plurality of PDs in the AC adapter; An example of connecting a plurality of external USB PDs using a cable, (b) An example of incorporating a plurality of USB PDs in an AC adapter, (c) A plurality of USB PDs incorporated in an AC adapter and a plurality of external USB PDs are connected to a USB PD Example of connection using a cable. (a)コンセントに接続可能なプラグと電子機器をケーブルを用いて接続する結線例であって、電子機器内部にUSBPDを内蔵する内部回路を複数備え、USBPDを使用した信号が複数存在する例、(b)コンセントに接続可能なプラグを電子機器に内蔵し、電子機器内部にUSBPDを内蔵する内部回路を複数備え、USBPDを使用した信号が複数存在する例。(A) A connection example in which a plug that can be connected to an outlet and an electronic device are connected using a cable, the electronic device includes a plurality of internal circuits that incorporate a USB PD, and there are a plurality of signals using the USB PD, (B) An example in which a plug that can be connected to an outlet is built in an electronic device, a plurality of internal circuits are built in the electronic device, and there are a plurality of signals using the USB PD. (a)コンセントに接続可能なプラグを電子機器に内蔵し、電子機器内部にUSBPDを内蔵する内部回路を複数備え、USBPDを使用した信号が複数存在する例において、1つの内部回路内に外部に接続されるUSBPDを有する例、(b)コンセントに接続可能なプラグを電子機器に内蔵し、電子機器内部にUSBPDを内蔵する内部回路を複数備え、USBPDを使用した信号が複数存在する例において、1つの内部回路内に外部に接続される複数のUSBPDを有する例。(A) In an example in which a plug that can be connected to an outlet is built in an electronic device, and there are a plurality of internal circuits that incorporate a USB PD inside the electronic device, and there are a plurality of signals that use the USB PD, an external circuit is provided in one internal circuit. In an example having a connected USBPD, (b) In an example in which a plug that can be connected to an outlet is built in an electronic device, a plurality of internal circuits that incorporate a USBPD are provided inside the electronic device, and a plurality of signals using the USBPD exist. An example having a plurality of USB PDs connected to the outside in one internal circuit. (a)接続対象をスマートホンとする場合の本実施の形態に係るUSBPDの保護機能の説明図、(b)接続対象をラップトップPCとする場合の本実施の形態に係るUSBPDの保護機能の説明図。(A) Explanatory drawing of the protection function of the USBPD according to the present embodiment when the connection target is a smart phone, (b) The protection function of the USBPD according to the present embodiment when the connection target is a laptop PC Illustration. 本実施の形態に係るUSBPDに適用可能なプラグの模式的鳥瞰構造例。The typical bird's-eye view structural example of the plug applicable to USBPD which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係るUSBPDに適用可能な別のプラグの模式的鳥瞰構造例。The typical bird's-eye view structural example of another plug applicable to USBPD which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係るUSBPDに適用可能なさらに別のプラグの模式的鳥瞰構造例。The typical bird's-eye view structural example of another plug applicable to USBPD which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係るUSBPDに適用可能なさらに別のプラグの模式的鳥瞰構造例。The typical bird's-eye view structural example of another plug applicable to USBPD which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る電力供給装置を適用可能な電力供給システムにおいて、(a)バッテリーチャージャーシステムとラップトップPCとの間のUSBデータ通信および電力供給を説明する模式的ブロック構成図、(b)スマートホンとラップトップPCとの間のUSBデータ通信および電力供給を説明する模式的ブロック構成図。In the power supply system to which the power supply device according to the present embodiment can be applied, (a) a schematic block configuration diagram explaining USB data communication and power supply between the battery charger system and the laptop PC, (b) The typical block block diagram explaining USB data communication and electric power supply between a smart phone and laptop PC. 本実施の形態に係る電力供給装置を適用可能な電力供給システムにおいて、(a)2つのPC間のUSBデータ通信および電力供給を説明する模式的ブロック構成図、(b)DC電力に片方向のAC情報AC1が重畳した波形の模式図、(c)DC電力に逆方向のAC情報AC2が重畳した波形の模式図。In the power supply system to which the power supply apparatus according to this embodiment can be applied, (a) a schematic block configuration diagram explaining USB data communication and power supply between two PCs, and (b) one-way to DC power A schematic diagram of a waveform in which AC information AC1 is superimposed, and (c) a schematic diagram of a waveform in which AC information AC2 in the reverse direction is superimposed on DC power. 本実施の形態に係る電力供給装置を適用可能な電力供給システムにおいて、(a)2つのユニット間のUSBデータ通信および電力供給を説明する模式的ブロック構成図、(b)DC電力に双方向制御信号が重畳した波形の模式図。In the power supply system to which the power supply apparatus according to this embodiment can be applied, (a) a schematic block configuration diagram for explaining USB data communication and power supply between two units, and (b) bidirectional control on DC power. The schematic diagram of the waveform which the signal superimposed. 本実施の形態に係る電力供給装置を適用可能な電力供給システムにおいて、USBPDを内蔵したACアダプタ・スマートホンからなる模式的ブロック構成図。The typical block block diagram which consists of AC adapter smart phone which incorporated USBPD in the electric power supply system which can apply the electric power supply apparatus which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る電力供給装置を適用可能な電力供給システムにおいて、USBPDを内蔵した2つのユニットからなる模式的ブロック構成図。The typical block block diagram which consists of two units which incorporated USBPD in the power supply system which can apply the power supply apparatus which concerns on this Embodiment. (a)本実施の形態に係る電力供給装置を適用可能な電力供給システムにおいて、別の2つのユニットからなる模式的ブロック構成図、(b)USBPDケーブルを介して伝送されるUSBデータおよび電力の伝送方向を説明する模式図。(A) In the power supply system to which the power supply apparatus according to the present embodiment can be applied, a schematic block configuration diagram composed of two other units, (b) USB data and power transmitted via the USBPD cable The schematic diagram explaining the transmission direction. 本実施の形態に係る電力供給装置を適用可能な電力供給システムの第1の模式的ブロック構成図。The 1st typical block block diagram of the electric power supply system which can apply the electric power supply apparatus which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る電力供給装置を適用可能な電力供給システムの第2の模式的ブロック構成図。The 2nd typical block block diagram of the electric power supply system which can apply the electric power supply apparatus which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る電力供給装置を適用可能な電力供給システムの第3の模式的ブロック構成図。The 3rd typical block block diagram of the electric power supply system which can apply the electric power supply apparatus which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る電力供給装置を適用可能な電力供給システムの第4の模式的ブロック構成図。The 4th typical block block diagram of the electric power supply system which can apply the electric power supply apparatus which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る電力供給装置に適用可能なUSBPD−ICの使用例。The usage example of USBPD-IC applicable to the electric power supply apparatus which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る電力供給装置に適用可能なUSBPD−ICの使用例。The usage example of USBPD-IC applicable to the electric power supply apparatus which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る電力供給装置に適用可能なUSBPD−ICの使用例。The usage example of USBPD-IC applicable to the electric power supply apparatus which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る電力供給装置に適用可能なUSBPD−ICの使用例。The usage example of USBPD-IC applicable to the electric power supply apparatus which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る電力供給装置に適用可能なUSBPD−ICの使用例。The usage example of USBPD-IC applicable to the electric power supply apparatus which concerns on this Embodiment.

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the planar dimensions, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from the actual ones. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.

又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。   Further, the embodiments described below exemplify apparatuses and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the embodiments of the present invention include the material, shape, structure, The layout is not specified as follows. Various modifications can be made to the embodiment of the present invention within the scope of the claims.

[基本技術]
基本技術に係る第1の電力供給装置4は、図1に示すように、入力・出力間に配置され、トランス15・ダイオードD1・キャパシタC1およびトランス15の1次側インダクタンスL1に接地電位との間に直列接続されるMOSトランジスタQ1および抵抗RSから構成されるDC/DCコンバータ13と、MOSトランジスタQ1を制御する1次側コントローラ30と、入力と1次側コントローラ30間に接続され、1次側コントローラ30に電源を供給する電源供給回路10と、出力に接続される誤差補償用のエラーアンプ21と、エラーアンプ21に接続され、出力情報を1次側コントローラ30にフィードバックするための絶縁回路20とを備える。
[Basic technology]
As shown in FIG. 1, the first power supply device 4 according to the basic technology is disposed between the input and the output, and the transformer 15, the diode D 1, the capacitor C 1, and the primary side inductance L 1 of the transformer 15 are connected to the ground potential. A DC / DC converter 13 composed of a MOS transistor Q1 and a resistor RS connected in series between them, a primary controller 30 for controlling the MOS transistor Q1, and an input connected to the primary controller 30 between the primary Power supply circuit 10 for supplying power to the side controller 30, an error amplifier 21 for error compensation connected to the output, and an isolation circuit connected to the error amplifier 21 for feeding back output information to the primary controller 30 20.

基本技術に係る第1の電力供給装置4においては、出力から電圧をフィードバックしている。すなわち、出力(2次)側から入力(1次)側に電力情報をフィードバックし、1次側コントローラ30によりMOSトランジスタQ1のON/OFFを制御し、出力電圧を安定化させている。電流センス用の抵抗RSにより、トランス15の1次側インダクタンスL1に導通する電流量を検出し、1次側コントローラ30において、1次側過電流などの電流量を制御している。   In the first power supply device 4 according to the basic technology, the voltage is fed back from the output. That is, power information is fed back from the output (secondary) side to the input (primary) side, and the ON / OFF of the MOS transistor Q1 is controlled by the primary-side controller 30 to stabilize the output voltage. The amount of current conducted to the primary side inductance L1 of the transformer 15 is detected by the current sensing resistor RS, and the primary side controller 30 controls the amount of current such as the primary side overcurrent.

基本技術に係る第2の電力供給装置4は、図2に示すように、トランス15の2次側インダクタンスL2に接地電位との間に直列接続される電流センス用の抵抗RLと、抵抗RLの両端に接続された増幅器19とを備える。増幅器19は、抵抗RLにおいて検出されるAC電流情報をエラーアンプ21に伝達する。その他の構成は、図1に示された第1の電力供給装置4と同様である。   As shown in FIG. 2, the second power supply device 4 according to the basic technique includes a current sensing resistor RL connected in series between the secondary inductance L2 of the transformer 15 and the ground potential, and a resistance RL. And an amplifier 19 connected to both ends. The amplifier 19 transmits AC current information detected at the resistor RL to the error amplifier 21. Other configurations are the same as those of the first power supply device 4 shown in FIG.

基本技術に係る第2の電力供給装置4においては、トランス15の2次側インダクタンスL2に電流センス回路(RL)を配置することで、2次側の電流量を検出し、エラーアンプ21・絶縁回路20を介して1次側コントローラ30にフィードバックしている。基本技術に係る第2の電力供給装置4においても出力(2次)側から入力(1次)側に電力情報をフィードバックし、1次側コントローラ30によりMOSトランジスタQ1のON/OFFを制御し、出力電圧を安定化させている。   In the second power supply device 4 according to the basic technology, the current sense circuit (RL) is arranged in the secondary side inductance L2 of the transformer 15 to detect the secondary current amount, and the error amplifier 21 / insulation Feedback is provided to the primary controller 30 via the circuit 20. Also in the second power supply device 4 according to the basic technology, power information is fed back from the output (secondary) side to the input (primary) side, and the primary-side controller 30 controls the ON / OFF of the MOS transistor Q1, The output voltage is stabilized.

基本技術に係る第2の電力供給装置4においては、2次側の電流量を制御可能である。このため、出力に接続される負荷(例えば、スマートホン、ラップトップPC、タブレットPCなど)に応じて、さまざまな出力電圧Voと出力電流Ioとの関係を選択可能である。 In the second power supply device 4 according to the basic technology, the amount of current on the secondary side can be controlled. For this reason, various relationships between the output voltage V o and the output current I o can be selected in accordance with a load connected to the output (for example, a smart phone, a laptop PC, or a tablet PC).

基本技術に係る第2の電力供給装置4を用いて得られる出力電圧Voと出力電流Ioとの関係は、図3(a)に示すような矩形形状、図3(b)に示すような逆台形の「フ」の字形状、図3(c)に示すような逆三角形の「フ」の字形状、図3(d)に示すような台形形状、図3(e)に示すような五角形形状など、さまざまな形状を採用可能である。例えば、図3(a)に示す矩形形状は、CVCC(Constant Voltage Constant Current)の例である。 The relationship between the output voltage V o obtained using the second power supply device 4 according to the basic technology and the output current I o is a rectangular shape as shown in FIG. 3 (a), as shown in FIG. 3 (b). An inverted trapezoidal “F” shape, an inverted triangular “F” shape as shown in FIG. 3C, a trapezoidal shape as shown in FIG. 3D, as shown in FIG. Various shapes such as a pentagonal shape can be adopted. For example, the rectangular shape shown in FIG. 3A is an example of CVCC (Constant Voltage Constant Current).

基本技術に係る第3の電力供給装置4は、図4に示すように、DC/DCコンバータ13を構成するダイオードD1と出力との間に直列接続される電流センス用の抵抗RLと、抵抗RLの両端に接続された増幅器19とを備える。増幅器19は、DC電流情報をエラーアンプ21に伝達することができる。その他の構成は、図1に示された第1の電力供給装置4と同様である。   As shown in FIG. 4, the third power supply device 4 according to the basic technique includes a current sensing resistor RL and a resistor RL connected in series between the diode D1 constituting the DC / DC converter 13 and the output. And an amplifier 19 connected to both ends. The amplifier 19 can transmit DC current information to the error amplifier 21. Other configurations are the same as those of the first power supply device 4 shown in FIG.

基本技術に係る第3の電力供給装置4においても、2次側の電流量を制御可能である。このため、図3(a)〜図3(e)に示すように、出力に接続される負荷(例えば、スマートホン、ラップトップPC、タブレットPCなど)に応じて、さまざまな出力電圧Voと出力電流Ioとの関係を選択可能である。 Also in the third power supply device 4 according to the basic technology, the amount of current on the secondary side can be controlled. For this reason, as shown in FIG. 3A to FIG. 3E, various output voltages V o can be obtained depending on the load connected to the output (for example, smart phone, laptop PC, tablet PC, etc.). The relationship with the output current Io can be selected.

基本技術に係る第4の電力供給装置4は、図5に示すように、トランス15の1次側の補助巻き線により構成された補助インダクタンスL11と、補助インダクタンスL11に並列接続されたフィードバック用の抵抗Rf1・Rf2とを備える。フィードバック用の抵抗Rf1・Rf2において検出された検出電圧を1次側に配置されたエラーアンプ21を介して1次側コントローラ30にフィードバックしている。その他の構成は、図1に示された第1の電力供給装置4と同様である。   As shown in FIG. 5, the fourth power supply device 4 according to the basic technology includes an auxiliary inductance L11 configured by an auxiliary winding on the primary side of the transformer 15, and a feedback connection connected in parallel to the auxiliary inductance L11. Resistors Rf1 and Rf2 are provided. The detection voltage detected by the feedback resistors Rf1 and Rf2 is fed back to the primary controller 30 via the error amplifier 21 arranged on the primary side. Other configurations are the same as those of the first power supply device 4 shown in FIG.

基本技術に係る第2の電力供給装置4においては、トランス15の1次側インダクタンスL1に接続された補助インダクタンスL11と、フィードバック用の抵抗Rf1・Rf2により、1次側で電力量を認識して、1次側コントローラ30にフィードバックして、1次側コントローラ30によりMOSトランジスタQ1のON/OFFを制御し、出力電圧を安定化させている。   In the second power supply device 4 according to the basic technology, the amount of power is recognized on the primary side by the auxiliary inductance L11 connected to the primary side inductance L1 of the transformer 15 and the feedback resistors Rf1 and Rf2. Feedback is made to the primary controller 30 and the ON / OFF of the MOS transistor Q1 is controlled by the primary controller 30 to stabilize the output voltage.

基本技術に係る第2の電力供給装置4は、例えば約10W程度で動作可能な携帯電話、タブレットPCなどに適用可能である。   The second power supply device 4 according to the basic technology can be applied to, for example, a mobile phone or a tablet PC that can operate at about 10 W.

[第1の実施の形態]
第1の実施の形態に係る電力供給装置4Aは、図6に示すように、入力・出力間に配置され、トランス15・ダイオードD1・キャパシタC1およびトランス15の1次側インダクタンスL1と接地電位との間に直列接続されるMOSトランジスタQ1および抵抗RSから構成されるDC/DCコンバータ13と、MOSトランジスタQ1を制御する1次側コントローラ30と、入力と1次側コントローラ30間に接続され、1次側コントローラ30に電源を供給する電源供給回路10と、キャパシタC2を介して出力に接続され、出力電圧Voと出力電流Ioを制御可能な2次側コントローラ(PD CHIP)16と、DC/DCコンバータ13の出力と2次側コントローラ16に接続され、誤差補償用のエラーアンプ18と、エラーアンプ18に接続され、出力情報を1次側コントローラ30にフィードバックする絶縁回路20とを備える。
[First embodiment]
As shown in FIG. 6, the power supply device 4A according to the first embodiment is arranged between the input and the output, and includes the transformer 15, the diode D1, the capacitor C1, the primary side inductance L1 of the transformer 15, and the ground potential. Are connected between a DC / DC converter 13 composed of a MOS transistor Q1 and a resistor RS connected in series, a primary controller 30 for controlling the MOS transistor Q1, and an input and the primary controller 30. A power supply circuit 10 for supplying power to the secondary controller 30, a secondary controller (PD CHIP) 16 connected to the output via the capacitor C2 and capable of controlling the output voltage V o and the output current I o , DC The output of the DC / DC converter 13 is connected to the secondary controller 16, and an error amplifier 18 for error compensation, an error amplifier It is connected to the 18 to feed back the output information to the primary side controller 30 and an isolation circuit 20.

インダクタンスL3は分離用のインダクタンスである。すなわち、インダクタンスL3とキャパシタCFにより構成されるフィルタ回路によって、出力から制御信号がDC/DCコンバータに入力されるのを分離している。   The inductance L3 is a separation inductance. That is, the filter circuit constituted by the inductance L3 and the capacitor CF separates the control signal from the output from being input to the DC / DC converter.

絶縁回路20には、キャパシタ、フォトカプラ、トランスなどを適用可能である。また、用途に応じて、絶縁ドライバ付き双方向トランス、双方向素子などを適用しても良い。   A capacitor, a photocoupler, a transformer, or the like can be applied to the insulating circuit 20. Further, a bidirectional transformer with an insulating driver, a bidirectional element, or the like may be applied depending on the application.

第1の実施の形態に係る電力供給装置4Aにおいては、出力から電圧をフィードバックしている。また、第1の実施の形態に係る電力供給装置4Aは、出力電圧可変機能を有する。   In the power supply device 4A according to the first embodiment, the voltage is fed back from the output. The power supply device 4A according to the first embodiment has an output voltage variable function.

第1の実施の形態に係る電力供給装置4Aにおいては、出力端子に外部からAC信号が重畳されて入力される。   In the power supply device 4A according to the first embodiment, an AC signal is superimposed on the output terminal and input from the outside.

第1の実施の形態に係る電力供給装置4Aにおいては、出力からキャパシタC2を介して制御信号が2次側コントローラ16に入力され、出力側の電力情報は、エラーアンプ18および絶縁回路20を介して、1次側コントローラ30にフィードバックされる。1次側コントローラ30は、MOSトランジスタQ1のON/OFFを制御し、出力電圧を安定化させる。   In the power supply device 4A according to the first embodiment, a control signal is input from the output to the secondary controller 16 via the capacitor C2, and the power information on the output side passes through the error amplifier 18 and the insulation circuit 20. And fed back to the primary controller 30. The primary controller 30 controls ON / OFF of the MOS transistor Q1 and stabilizes the output voltage.

また、第1の実施の形態に係る電力供給装置4Aにおいては、電流センス用の抵抗RSにより、1次側インダクタンスL1に導通する電流量を検出し、1次側コントローラ30において、1次側過電流などの電流量を制御している。   Further, in the power supply device 4A according to the first embodiment, the amount of current conducted to the primary side inductance L1 is detected by the current sensing resistor RS, and the primary side controller 30 detects the primary side excess. The amount of current such as current is controlled.

結果として、第1の実施の形態に係る電力供給装置4Aにおいては、出力電圧値および出力電流値MAX可変機能を有する。   As a result, the power supply device 4A according to the first embodiment has an output voltage value and output current value MAX variable function.

第1の実施の形態に係る電力供給装置4Aにおいては、2次側コントローラ16から絶縁回路20を介して1次側コントローラ30に制御情報が伝達され、出力電圧と出力可能電流容量(MAX値)を可変にすることができる。   In the power supply device 4A according to the first embodiment, the control information is transmitted from the secondary controller 16 to the primary controller 30 via the insulation circuit 20, and the output voltage and the output current capacity (MAX value). Can be made variable.

2次側コントローラ(PD CHIP)16には、出力電圧Voと出力電流Ioを制御するための電圧・電流制御回路が内蔵される。 The secondary controller (PD CHIP) 16 incorporates a voltage / current control circuit for controlling the output voltage V o and the output current I o .

第1の実施の形態に係る電力供給装置4Aにおいては、2次側コントローラ(PD CHIP)16から1次側コントローラ30へのフィードバック制御によって、降圧型DC/DCコンバータ13の出力電圧値および出力可能電流容量(MAX値)可変機能を有する。このため、出力に接続される負荷(例えば、スマートホン、ラップトップPC、タブレットPCなど)に応じて、出力電圧Voと出力電流Ioとの関係に可変機能を有する。 In the power supply device 4A according to the first embodiment, the output voltage value of the step-down DC / DC converter 13 and output are possible by feedback control from the secondary controller (PD CHIP) 16 to the primary controller 30. It has a current capacity (MAX value) variable function. Therefore, the load connected to the output (e.g., smart phones, laptop PC, tablet PC, etc.) in accordance with, a variable function of the relationship between the output voltage V o and the output current I o.

第1の実施の形態に係る電力供給装置4Aを用いて得られる出力電圧Voと出力電流Ioとの関係は、図3(a)に示すような矩形形状、図3(b)に示すような逆台形形状、図3(c)に示すような逆三角形形状、図3(d)に示すような台形形状、図3(e)に示すような五角形形状など、さまざまな形状を採用可能である。 The relationship between the output voltage V o obtained using the power supply device 4A according to the first embodiment and the output current I o is a rectangular shape as shown in FIG. 3A and shown in FIG. 3B. Various shapes such as the inverted trapezoidal shape, the inverted triangular shape as shown in FIG. 3C, the trapezoidal shape as shown in FIG. 3D, and the pentagonal shape as shown in FIG. It is.

第1の実施の形態によれば、2次側コントローラ(PD CHIP)16から1次側コントローラ30へのフィードバック制御によって、ダイオード整流方式・降圧型DC/DCコンバータ13の出力電圧値および出力可能電流容量(MAX値)可変機能を有する電力供給装置を提供することができる。   According to the first embodiment, the output voltage value and the output possible current of the diode rectification type step-down DC / DC converter 13 are controlled by feedback control from the secondary side controller (PD CHIP) 16 to the primary side controller 30. A power supply device having a capacity (MAX value) variable function can be provided.

第1の実施の形態に係る電力供給装置4Aにおいては、2次側コントローラ(PD CHIP)16がUSB接続可能であることから、USB電力供給装置(USBPD)と呼ぶことができる。   In the power supply device 4A according to the first embodiment, since the secondary controller (PD CHIP) 16 can be connected to the USB, it can be called a USB power supply device (USBPD).

[第2の実施の形態]
第2の実施の形態に係る電力供給装置4Aは、図7に示すように、入力・出力間に配置され、トランス15・ダイオードD1・キャパシタC1およびトランス15の1次側インダクタンスL1と接地電位との間に直列接続されるMOSトランジスタQ1および抵抗RSから構成されるDC/DCコンバータ13と、MOSトランジスタQ1を制御する1次側コントローラ30と、1次側コントローラ30に電源を供給する電源供給回路10と、DC/DCコンバータ13の出力と接続され、かつキャパシタC2を介して出力に接続されたエラーアンプ18と、エラーアンプ18に接続され、出力情報を1次側コントローラ30にフィードバックする絶縁回路20とを備える。その他の構成は、第1の実施の形態と同様である。
[Second Embodiment]
As shown in FIG. 7, the power supply device 4A according to the second embodiment is arranged between the input and the output, and includes the transformer 15, the diode D1, the capacitor C1, the primary side inductance L1 of the transformer 15, the ground potential, A DC / DC converter 13 composed of a MOS transistor Q1 and a resistor RS connected in series between each other, a primary controller 30 for controlling the MOS transistor Q1, and a power supply circuit for supplying power to the primary controller 30 10, an error amplifier 18 connected to the output of the DC / DC converter 13 and connected to the output via the capacitor C2, and an isolation circuit connected to the error amplifier 18 to feed back output information to the primary-side controller 30. 20. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

第2の実施の形態に係る電力供給装置4Aにおいては、出力端子に外部からAC信号が重畳されて入力される。   In the power supply device 4A according to the second embodiment, an AC signal is superimposed on the output terminal and input from the outside.

第2の実施の形態に係る電力供給装置4Aにおいては、第1の実施の形態に比較して、2次側コントローラ16が無い。   In the power supply device 4A according to the second embodiment, there is no secondary-side controller 16 as compared to the first embodiment.

第2の実施の形態に係る電力供給装置4Aにおいては、出力からキャパシタC2を介して制御信号が直接的に、エラーアンプ18および絶縁回路20に入力され、出力側の電力情報は、エラーアンプ18および絶縁回路20を介して1次側コントローラ30にフィードバックされる。1次側コントローラ30は、MOSトランジスタQ1のON/OFFを制御し、出力電圧を安定化させる。   In the power supply device 4A according to the second embodiment, the control signal is directly input from the output to the error amplifier 18 and the insulating circuit 20 via the capacitor C2, and the power information on the output side is the error amplifier 18 And is fed back to the primary side controller 30 via the insulation circuit 20. The primary controller 30 controls ON / OFF of the MOS transistor Q1 and stabilizes the output voltage.

第2の実施の形態に係る電力供給装置4Aにおいては、電流センス用の抵抗RSにより、1次側インダクタンスL1に導通する電流量を検出し、1次側コントローラ30において、1次側過電流などの電流量を制御している。   In the power supply device 4A according to the second embodiment, the amount of current conducted to the primary side inductance L1 is detected by the current sensing resistor RS, and the primary side controller 30 detects the primary side overcurrent, etc. The amount of current is controlled.

結果として、第2の実施の形態に係る電力供給装置4Aにおいては、出力電圧値および出力電流値MAX可変機能を有する。   As a result, the power supply device 4A according to the second embodiment has an output voltage value and output current value MAX variable function.

第2の実施の形態に係る電力供給装置4Aにおいては、出力からキャパシタC2・絶縁回路20を介して1次側コントローラ30に制御情報が伝達され、出力電圧と出力可能電流容量(MAX値)を可変にすることができる。   In the power supply device 4A according to the second embodiment, control information is transmitted from the output to the primary-side controller 30 via the capacitor C2 and the insulating circuit 20, and the output voltage and the output current capacity (MAX value) are obtained. Can be variable.

第2の実施の形態によれば、出力からキャパシタC2・絶縁回路20を介する1次側コントローラ30へのフィードバック制御によって、降圧型DC/DCコンバータ13の出力電圧値および出力可能電流容量(MAX値)可変機能を有する。このため、出力に接続される負荷(例えば、スマートホン、ラップトップPC、タブレットPCなど)に応じて、出力電圧Voと出力電流Ioとの関係に可変機能を有する。 According to the second embodiment, the output voltage value and output possible current capacity (MAX value) of the step-down DC / DC converter 13 are controlled by feedback control from the output to the primary-side controller 30 via the capacitor C2 / insulation circuit 20. ) Has variable function. Therefore, the load connected to the output (e.g., smart phones, laptop PC, tablet PC, etc.) in accordance with, a variable function of the relationship between the output voltage V o and the output current I o.

第2の実施の形態に係る電力供給装置4Aを用いて得られる出力電圧Voと出力電流Ioとの関係は、図3(a)に示すような矩形形状、図3(b)に示すような逆台形形状、図3(c)に示すような逆三角形形状、図3(d)に示すような台形形状、図3(e)に示すような五角形形状など、さまざまな形状を採用可能である。 The relationship between the output voltage V o and the output current I o obtained by using the power supply device 4A according to the second embodiment is a rectangular shape as shown in FIG. 3A, and shown in FIG. Various shapes such as the inverted trapezoidal shape, the inverted triangular shape as shown in FIG. 3C, the trapezoidal shape as shown in FIG. 3D, and the pentagonal shape as shown in FIG. It is.

第2の実施の形態によれば、出力からキャパシタC2・絶縁回路20を介する1次側コントローラ30へのフィードバック制御によって、ダイオード整流方式・降圧型DC/DCコンバータ13の出力電圧値および出力可能電流容量(MAX値)可変機能を有する電力供給装置を提供することができる。   According to the second embodiment, the output voltage value and the output possible current of the diode rectification type step-down DC / DC converter 13 are controlled by feedback control from the output to the primary controller 30 via the capacitor C2 and the insulation circuit 20. A power supply device having a capacity (MAX value) variable function can be provided.

第2の実施の形態に係る電力供給装置4Aにおいては、2次側コントローラ(PD CHIP)16を省略可能であることから、単に電力供給装置(PD)と呼ぶことができる。   In the power supply apparatus 4A according to the second embodiment, since the secondary controller (PD CHIP) 16 can be omitted, it can be simply referred to as a power supply apparatus (PD).

[第3の実施の形態]
第3の実施の形態に係る電力供給装置4Aは、図8に示すように、第1の実施の形態における電源供給回路10の代わりに、AC入力に接続され、ヒューズ11・チョークコイル12・ダイオード整流ブリッジ14・キャパシタC5・C6・C3などから構成されるAC/DCコンバータを備える。
[Third embodiment]
As shown in FIG. 8, the power supply device 4A according to the third embodiment is connected to an AC input, instead of the power supply circuit 10 in the first embodiment, and includes a fuse 11, a choke coil 12, and a diode. An AC / DC converter including a rectifier bridge 14, capacitors C5, C6, and C3 is provided.

また、トランス15の1次側の補助巻き線により構成された補助インダクタンスL4と、補助インダクタンスL4に並列接続されたダイオードD2・キャパシタC4とを備え、キャパシタC4から1次側コントローラ30に直流電圧VCCが供給される。   Further, the transformer 15 includes an auxiliary inductance L4 constituted by an auxiliary winding on the primary side of the transformer 15, and a diode D2 and a capacitor C4 connected in parallel to the auxiliary inductance L4. The DC voltage VCC is supplied from the capacitor C4 to the primary side controller 30. Is supplied.

さらに、第3の実施の形態に係る電力供給装置4Aは、図8に示すように、AC/DCコンバータ出力・出力間に配置され、トランス15・ダイオードD1・キャパシタC1およびトランス15の1次側インダクタンスL1と接地電位との間に直列接続されるMOSトランジスタQ1および抵抗RSから構成されるDC/DCコンバータ13と、MOSトランジスタQ1を制御する1次側コントローラ30と、キャパシタC2を介して出力に接続され、出力電圧Voと出力電流Ioを制御可能な2次側コントローラ(PD CHIP)16と、DC/DCコンバータ13の出力と2次側コントローラ16に接続されるエラーアンプ18と、エラーアンプ18に接続され、出力情報を1次側コントローラ30にフィードバックする絶縁回路20とを備える。その他の構成は、第1の実施の形態と同様である。 Further, as shown in FIG. 8, the power supply device 4A according to the third embodiment is arranged between the output and the output of the AC / DC converter, and is the primary side of the transformer 15, the diode D1, the capacitor C1, and the transformer 15. A DC / DC converter 13 including a MOS transistor Q1 and a resistor RS connected in series between the inductance L1 and the ground potential, a primary-side controller 30 that controls the MOS transistor Q1, and an output via a capacitor C2. A secondary side controller (PD CHIP) 16 which is connected and can control the output voltage V o and the output current I o , an output of the DC / DC converter 13 and an error amplifier 18 connected to the secondary side controller 16, an error An isolation circuit 20 connected to the amplifier 18 for feeding back output information to the primary controller 30; Provided. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

第3の実施の形態に係る電力供給装置4Aにおいては、2次側コントローラ(PD CHIP)16から1次側コントローラ30へのフィードバック制御によって、降圧型DC/DCコンバータ13の出力電圧値および出力可能電流容量(MAX値)可変機能を有する。このため、出力に接続される負荷(例えば、スマートホン、ラップトップPC、タブレットPCなど)に応じて、出力電圧Voと出力電流Ioとの関係に可変機能を有する。 In the power supply device 4A according to the third embodiment, the output voltage value of the step-down DC / DC converter 13 and output are possible by feedback control from the secondary side controller (PD CHIP) 16 to the primary side controller 30. It has a current capacity (MAX value) variable function. Therefore, the load connected to the output (e.g., smart phones, laptop PC, tablet PC, etc.) in accordance with, a variable function of the relationship between the output voltage V o and the output current I o.

第3の実施の形態に係る電力供給装置4Aを用いて得られる出力電圧Voと出力電流Ioとの関係は、図3(a)に示すような矩形形状、図3(b)に示すような逆台形形状、図3(c)に示すような逆三角形形状、図3(d)に示すような台形形状、図3(e)に示すような五角形形状など、さまざまな形状を採用可能である。 The relationship between the output voltage V o obtained using the power supply device 4A according to the third embodiment and the output current I o is a rectangular shape as shown in FIG. 3A and shown in FIG. 3B. Various shapes such as the inverted trapezoidal shape, the inverted triangular shape as shown in FIG. 3C, the trapezoidal shape as shown in FIG. 3D, and the pentagonal shape as shown in FIG. It is.

第3の実施の形態によれば、2次側コントローラ(PD CHIP)16から1次側コントローラ30へのフィードバック制御によって、ダイオード整流方式・降圧型DC/DCコンバータ13の出力電圧値および出力可能電流容量(MAX値)可変機能を有する電力供給装置を提供することができる。   According to the third embodiment, the output voltage value and the output possible current of the diode rectification type step-down DC / DC converter 13 are controlled by feedback control from the secondary side controller (PD CHIP) 16 to the primary side controller 30. A power supply device having a capacity (MAX value) variable function can be provided.

第3の実施の形態に係る電力供給装置4Aにおいては、2次側コントローラ(PD CHIP)16がUSB接続可能であることから、AC/DCコンバータ機能付のUSB電力供給装置(AC/DC+USBPD)と呼ぶことができる。   In the power supply device 4A according to the third embodiment, since the secondary controller (PD CHIP) 16 can be connected by USB, a USB power supply device (AC / DC + USBPD) with an AC / DC converter function is provided. Can be called.

[第4の実施の形態]
第4の実施の形態に係る電力供給装置4Aは、図9に示すように、第1の実施の形態における電源供給回路10の代わりに、AC入力に接続され、ヒューズ11・チョークコイル12・ダイオード整流ブリッジ14・キャパシタC5・C6・C3などから構成されるAC/DCコンバータを備える点は、第3の実施の形態と同様である。
[Fourth embodiment]
As shown in FIG. 9, the power supply device 4A according to the fourth embodiment is connected to an AC input, instead of the power supply circuit 10 in the first embodiment, and includes a fuse 11, a choke coil 12, and a diode. The point provided with the AC / DC converter comprised from the rectification bridge 14, capacitor C5, C6, C3 etc. is the same as that of 3rd Embodiment.

第4の実施の形態に係る電力供給装置4Aにおいては、図9に示すように、降圧型DC/DCコンバータ13の出力に接続され、2次側コントローラ(PD CHIP)16を内蔵する独立のDC/DCコンバータ24を備える。   In the power supply device 4A according to the fourth embodiment, as shown in FIG. 9, an independent DC that is connected to the output of the step-down DC / DC converter 13 and incorporates a secondary-side controller (PD CHIP) 16 is provided. A DC converter 24 is provided.

MOSトランジスタQ2・インダクタンスL7・2次側コントローラ(PD CHIP)16によって、同期整流方式のDC/DCコンバータ24が構成されている。MOSトランジスタQ2のゲートに2次側コントローラ(PD CHIP)16が接続され、2次側コントローラ(PD CHIP)16がMOSトランジスタQ2のON/OFFを制御する。インダクタンスL7は、DC/DCコンバータ24用のインダクタンスである。   A synchronous rectification DC / DC converter 24 is configured by the MOS transistor Q2, the inductance L7, and the secondary side controller (PD CHIP) 16. The secondary side controller (PD CHIP) 16 is connected to the gate of the MOS transistor Q2, and the secondary side controller (PD CHIP) 16 controls ON / OFF of the MOS transistor Q2. The inductance L7 is an inductance for the DC / DC converter 24.

インダクタンスL8はPD分離用のインダクタンスである。すなわち、インダクタンスL8とキャパシタC5により構成されるフィルタ回路によって、出力側から制御信号がDC/DCコンバータ24に入力されるのを分離している。   An inductance L8 is an inductance for PD separation. In other words, the filter circuit constituted by the inductance L8 and the capacitor C5 separates the input of the control signal from the output side to the DC / DC converter 24.

さらに、第4の実施の形態に係る電力供給装置4Aは、図9に示すように、AC/DCコンバータ出力・DC/DCコンバータ出力(DC/DCコンバータ24の入力)間に配置され、トランス15・ダイオードD1・キャパシタC1およひトランス15の1次側インダクタンスL1と接地電位との間に直列接続されるMOSトランジスタQ1および抵抗RSから構成されるDC/DCコンバータ13と、MOSトランジスタQ1を制御する1次側コントローラ30と、キャパシタC2を介して出力に接続され、出力電圧Voと出力電流Ioを制御可能な2次側コントローラ(PD CHIP)16と、DC/DCコンバータ13の出力に接続されるエラーアンプ44と、エラーアンプ44に接続され、出力情報を1次側コントローラ30にフィードバックする絶縁回路20とを備える。さらに、第3の実施の形態と同様に2次側コントローラ(PD CHIP)16とエラーアンプ44とを接続しても良い。その他の構成は、第3の実施の形態と同様である。 Furthermore, the power supply device 4A according to the fourth embodiment is arranged between the AC / DC converter output and the DC / DC converter output (input of the DC / DC converter 24) as shown in FIG. DC / DC converter 13 including MOS transistor Q1 and resistor RS connected in series between primary side inductance L1 of diode D1, capacitor C1 and transformer 15, and ground potential, and MOS transistor Q1 are controlled. To the output via the capacitor C2, the secondary controller (PD CHIP) 16 connected to the output via the capacitor C2 and capable of controlling the output voltage V o and the output current I o , and the output of the DC / DC converter 13 The connected error amplifier 44 is connected to the error amplifier 44, and the output information is sent to the primary controller 30. And a readback insulating circuit 20. Further, the secondary side controller (PD CHIP) 16 and the error amplifier 44 may be connected as in the third embodiment. Other configurations are the same as those of the third embodiment.

第4の実施の形態に係る電力供給装置4Aにおいては、DC/DCコンバータ13の出力から電圧をフィードバックしている。すなわち、DC/DCコンバータ13の出力(2次)側から入力(1次)側に電力情報をフィードバックし、1次側コントローラ30によりMOSトランジスタQ1のON/OFFを制御し、出力電圧を安定化させている。電流センス用の抵抗RSにより、トランス15の1次側インダクタンスL1に導通する電流量を検出し、1次側コントローラ30において、1次側過電流などの電流量を制御している。   In the power supply device 4A according to the fourth embodiment, the voltage is fed back from the output of the DC / DC converter 13. That is, power information is fed back from the output (secondary) side of the DC / DC converter 13 to the input (primary) side, and the ON / OFF of the MOS transistor Q1 is controlled by the primary-side controller 30 to stabilize the output voltage. I am letting. The amount of current conducted to the primary side inductance L1 of the transformer 15 is detected by the current sensing resistor RS, and the primary side controller 30 controls the amount of current such as the primary side overcurrent.

また、第4の実施の形態に係る電力供給装置4Aにおいては、同期整流型DC/DCコンバータ24に内蔵された2次側コントローラ(PD CHIP)16によって、同期整流型DC/DCコンバータ24の出力電圧値および出力可能電流容量(MAX値)可変機能を有する。このため、出力に接続される負荷(例えば、スマートホン、ラップトップPC、タブレットPCなど)に応じて、出力電圧Voと出力電流Ioとの関係に可変機能を有する。 In the power supply device 4A according to the fourth embodiment, the output of the synchronous rectification DC / DC converter 24 is output by the secondary controller (PD CHIP) 16 incorporated in the synchronous rectification DC / DC converter 24. It has a voltage value and outputable current capacity (MAX value) variable function. Therefore, the load connected to the output (e.g., smart phones, laptop PC, tablet PC, etc.) in accordance with, a variable function of the relationship between the output voltage V o and the output current I o.

第4の実施の形態に係る電力供給装置4Aを用いて得られる出力電圧Voと出力電流Ioとの関係は、図3(a)に示すような矩形形状、図3(b)に示すような逆台形形状、図3(c)に示すような逆三角形形状、図3(d)に示すような台形形状、図3(e)に示すような五角形形状など、さまざまな形状を採用可能である。 The relationship between the output voltage V o obtained using the power supply device 4A according to the fourth embodiment and the output current I o is a rectangular shape as shown in FIG. 3A and shown in FIG. 3B. Various shapes such as the inverted trapezoidal shape, the inverted triangular shape as shown in FIG. 3C, the trapezoidal shape as shown in FIG. 3D, and the pentagonal shape as shown in FIG. It is.

第4の実施の形態によれば、降圧型DC/DCコンバータ出力から1次側コントローラ30へのフィードバック制御によって、ダイオード整流方式・降圧型DC/DCコンバータ13の出力電圧を安定化させるとともに、同期整流型DC/DCコンバータ24に内蔵された2次側コントローラ(PD CHIP)16によって、DC/DCコンバータ13に接続された同期整流型DC/DCコンバータ24の出力電圧値および出力可能電流容量(MAX値)可変機能を有する。   According to the fourth embodiment, the feedback control from the step-down DC / DC converter output to the primary-side controller 30 stabilizes the output voltage of the diode rectification step-down DC / DC converter 13 and synchronizes the output voltage. The output voltage value and the output possible current capacity (MAX) of the synchronous rectification type DC / DC converter 24 connected to the DC / DC converter 13 by the secondary side controller (PD CHIP) 16 built in the rectification type DC / DC converter 24. Value) Variable function.

結果として、第4の実施の形態によれば、ダイオード整流方式・降圧型DC/DCコンバータ13の出力電圧値および出力可能電流容量(MAX値)可変機能を有する電力供給装置を提供することができる。   As a result, according to the fourth embodiment, it is possible to provide a power supply device having a function of varying the output voltage value and the outputtable current capacity (MAX value) of the diode rectification type step-down DC / DC converter 13. .

第4の実施の形態に係る電力供給装置4Aにおいては、2次側コントローラ(PD CHIP)16がUSB接続可能であることから、AC/DCコンバータ機能付のUSB電力供給装置(AC/DC+USBPD)と呼ぶことができる。   In the power supply device 4A according to the fourth embodiment, since the secondary-side controller (PD CHIP) 16 can be connected by USB, a USB power supply device with an AC / DC converter function (AC / DC + USBPD) and Can be called.

[第5の実施の形態]
第5の実施の形態に係る電力供給装置4Aは、図10に示すように、入力・出力間に配置され、トランス15・ダイオードD1・キャパシタC1およびトランス15の1次側インダクタンスL1と接地電位との間に直列接続されるMOSトランジスタQ1および抵抗RSから構成されるDC/DCコンバータと、MOSトランジスタQ1を制御する1次側コントローラ30と、入力と1次側コントローラ30間に接続され、1次側コントローラ30に電源を供給する電源供給回路10と、DC/DCコンバータ13の出力に接続され、かつキャパシタC2を介して出力端子に接続された絶縁双方向回路28と、絶縁双方向回路28に接続され、出力側の電力情報を1次側コントローラ30にフィードバックするDC/AC成分分離回路26とを備える。
[Fifth embodiment]
As shown in FIG. 10, the power supply device 4A according to the fifth embodiment is arranged between the input and the output, and includes the transformer 15, the diode D1, the capacitor C1, the primary side inductance L1 of the transformer 15 and the ground potential. A DC / DC converter composed of a MOS transistor Q1 and a resistor RS connected in series, a primary side controller 30 for controlling the MOS transistor Q1, and an input connected to the primary side controller 30. A power supply circuit 10 for supplying power to the side controller 30, an insulated bidirectional circuit 28 connected to the output of the DC / DC converter 13 and connected to the output terminal via the capacitor C2, and an insulated bidirectional circuit 28 A DC / AC component separation circuit 26 that is connected and feeds back power information on the output side to the primary-side controller 30; Provided.

第5の実施の形態に係る電力供給装置4Aにおいて、DC/AC成分分離回路26は、ローパスフィルタ(LPF)29とDC成分除去回路27とを備える。   In the power supply device 4A according to the fifth embodiment, the DC / AC component separation circuit 26 includes a low-pass filter (LPF) 29 and a DC component removal circuit 27.

DC/DCコンバータ出力のDC情報は、絶縁双方向回路28を介して、DC/AC成分分離回路26内のDC成分除去回路27およびLPF29に入力される。出力端子の入力AC情報も、出力端子からキャパシタC2・絶縁双方向回路28を介してDC/AC成分分離回路26内のDC成分除去回路27およびLPF29に入力される。   The DC information of the DC / DC converter output is input to the DC component removal circuit 27 and the LPF 29 in the DC / AC component separation circuit 26 via the insulated bidirectional circuit 28. Input AC information of the output terminal is also input from the output terminal to the DC component removal circuit 27 and the LPF 29 in the DC / AC component separation circuit 26 via the capacitor C2 and the insulating bidirectional circuit 28.

LPF29のDC出力は、直接的にDC情報として、1次側コントローラ30にフィードバックされる(FBD)。DC成分除去回路27においてDC/DCコンバータ出力のDC情報(DC成分)が除去されて、入力AC情報のみが1次側コントローラ30にフィードバックされる(FBA1)。この入力AC情報には、出力端子の外部より入力制御信号が、AC重畳されている。   The DC output of the LPF 29 is fed back directly to the primary controller 30 as DC information (FBD). The DC component removal circuit 27 removes DC information (DC component) from the DC / DC converter output, and only the input AC information is fed back to the primary controller 30 (FBA1). An input control signal is superimposed on the input AC information from the outside of the output terminal.

さらに、1次側コントローラ30からは、出力AC情報(FBA2)が、絶縁双方向回路28・キャパシタC2を介して出力端子にフィードバックされる。ここで、1次側コントローラ30から出力端子にフィードバックされる出力AC情報(FBA2)には、出力AC情報に出力制御信号が重畳されている。   Further, output AC information (FBA2) is fed back from the primary-side controller 30 to the output terminal via the insulated bidirectional circuit 28 and the capacitor C2. Here, in the output AC information (FBA2) fed back from the primary controller 30 to the output terminal, the output control signal is superimposed on the output AC information.

第5の実施の形態に係る電力供給装置4Aは、1次側コントローラ30内に、入力AC情報に含まれる入力制御信号を復元する回路と、1次側コントローラ30から出力AC情報に出力制御信号を載せて出力で重畳する回路とを内蔵している。   The power supply device 4A according to the fifth embodiment includes a circuit for restoring an input control signal included in the input AC information in the primary side controller 30, and an output control signal from the primary side controller 30 to the output AC information. And a circuit that superimposes the output.

第5の実施の形態に係る電力供給装置4Aにおいては、出力端子に外部から入力AC情報に入力制御信号が重畳されて入力される。すなわち、出力からキャパシタC2を介して入力制御信号が絶縁双方向回路28に入力され、絶縁双方向回路28からDC/AC成分分離回路26を介して電力情報を1次側コントローラ30にフィードバックし、1次側コントローラ30によりMOSトランジスタQ1のON/OFFを制御し、出力電圧を安定化させている。   In the power supply device 4A according to the fifth embodiment, the input control signal is superimposed on the input AC information and input from the outside to the output terminal. That is, an input control signal is input from the output to the isolated bidirectional circuit 28 via the capacitor C2, and power information is fed back from the isolated bidirectional circuit 28 to the primary controller 30 via the DC / AC component separation circuit 26. The primary side controller 30 controls the ON / OFF of the MOS transistor Q1 to stabilize the output voltage.

また、電流センス用の抵抗RSにより、1次側インダクタンスL1に導通する電流量を検出し、1次側コントローラ30において、1次側過電流などの電流量を制御している。 Further, the amount of current conducted to the primary side inductance L1 is detected by the current sensing resistor RS, and the primary side controller 30 controls the amount of current such as the primary side overcurrent.

絶縁双方向回路28は、DC情報とともに入出力AC情報を双方向伝送可能である。   The insulated bidirectional circuit 28 can bidirectionally transmit input / output AC information together with DC information.

絶縁双方向回路28には、絶縁ドライバ付き双方向トランス、双方向素子などを適用可能である。また、絶縁双方向回路28は、単方向回路や単方向素子を複数組み合わせて構成しても良い。   As the insulating bidirectional circuit 28, a bidirectional transformer with an insulating driver, a bidirectional element, or the like can be applied. The insulated bidirectional circuit 28 may be configured by combining a plurality of unidirectional circuits and unidirectional elements.

例えば、絶縁双方向回路28は、図11に示すように、複数の絶縁単方向回路31・32を備えていても良い。ここで、絶縁単方向回路31は、DC情報および2次側から1次側への入力AC情報の伝送が可能であり、絶縁単方向回路32は1次側から2次側への出y録AC情報の伝送が可能である。複数の絶縁単方向回路31・32を組み合わせることによって、結果として、絶縁双方向回路28を構成可能である。   For example, the insulated bidirectional circuit 28 may include a plurality of insulated unidirectional circuits 31 and 32 as shown in FIG. Here, the insulated unidirectional circuit 31 can transmit DC information and input AC information from the secondary side to the primary side, and the insulated unidirectional circuit 32 outputs data from the primary side to the secondary side. Transmission of AC information is possible. As a result, the insulated bidirectional circuit 28 can be configured by combining a plurality of insulated unidirectional circuits 31 and 32.

第5の実施の形態に係る電力供給装置4Aにおいては、絶縁双方向回路28からDC/AC成分分離回路26を介して1次側コントローラ30に制御情報が伝達され、出力電圧と出力可能電流容量(MAX値)を可変にすることができる。   In the power supply device 4A according to the fifth embodiment, control information is transmitted from the insulated bidirectional circuit 28 to the primary controller 30 via the DC / AC component separation circuit 26, and the output voltage and the output current capacity (MAX value) can be made variable.

第5の実施の形態に係る電力供給装置4Aにおいては、絶縁双方向回路28から1次側コントローラ30へのフィードバック制御によって、降圧型DC/DCコンバータ13の出力電圧値および出力可能電流容量(MAX値)可変機能を有する。このため、出力に接続される負荷(例えば、スマートホン、ラップトップPC、タブレットPCなど)に応じて、出力電圧Voと出力電流Ioとの関係に可変機能を有する。 In the power supply device 4A according to the fifth embodiment, the output voltage value and the output possible current capacity (MAX) of the step-down DC / DC converter 13 are controlled by feedback control from the insulated bidirectional circuit 28 to the primary controller 30. Value) Variable function. Therefore, the load connected to the output (e.g., smart phones, laptop PC, tablet PC, etc.) in accordance with, a variable function of the relationship between the output voltage V o and the output current I o.

第5の実施の形態に係る電力供給装置4Aを用いて得られる出力電圧Voと出力電流Ioとの関係は、図3(a)に示すような矩形形状、図3(b)に示すような逆台形形状、図3(c)に示すような逆三角形形状、図3(d)に示すような台形形状、図3(e)に示すような五角形形状など、さまざまな形状を採用可能である。 The relationship between the output voltage V o obtained using the power supply device 4A according to the fifth embodiment and the output current I o is a rectangular shape as shown in FIG. 3A, and shown in FIG. Various shapes such as the inverted trapezoidal shape, the inverted triangular shape as shown in FIG. 3C, the trapezoidal shape as shown in FIG. 3D, and the pentagonal shape as shown in FIG. It is.

第5の実施の形態によれば、絶縁双方向回路28から1次側コントローラ30へのフィードバック制御によって、ダイオード整流方式・降圧型DC/DCコンバータ13の出力電圧値および出力可能電流容量(MAX値)可変機能を有する電力供給装置を提供することができる。   According to the fifth embodiment, the output voltage value and the output possible current capacity (MAX value) of the diode rectifier / step-down DC / DC converter 13 are controlled by feedback control from the insulated bidirectional circuit 28 to the primary side controller 30. ) A power supply apparatus having a variable function can be provided.

第5の実施の形態に係る電力供給装置4Aにおいては、2次側コントローラ(PD CHIP)を省略可能であることから、単に電力供給装置(PD)と呼ぶことができる。   In the power supply device 4A according to the fifth embodiment, since the secondary controller (PD CHIP) can be omitted, it can be simply referred to as a power supply device (PD).

[第6の実施の形態]
第6の実施の形態に係る電力供給装置4Aは、図12に示すように、入力・出力間に配置され、トランス15・MOSトランジスタQ3・キャパシタC1およびトランス15の1次側インダクタンスL1と接地電位との間に直列接続されるMOSトランジスタQ1および抵抗RSから構成される同期整流型のDC/DCコンバータ13と、MOSトランジスタQ1を制御する1次側コントローラ30と、入力と1次側コントローラ30間に接続され、1次側コントローラ30に電源を供給する電源供給回路10と、キャパシタC2を介して出力に接続され、出力電圧Voと出力電流Ioを制御可能な2次側コントローラ(PD CHIP)16と、2次側コントローラ(PD CHIP)16に接続され、出力情報を1次側コントローラ30にフィードバックするための絶縁回路20とを備える。2次側コントローラ(PD CHIP)16と絶縁回路20との間には、図6のように、誤差補償用のエラーアンプ18を配置しても良い。
[Sixth embodiment]
As shown in FIG. 12, the power supply device 4A according to the sixth embodiment is arranged between the input and the output, and includes the transformer 15, the MOS transistor Q3, the capacitor C1, the primary inductance L1 of the transformer 15, and the ground potential. A synchronous rectification type DC / DC converter 13 composed of a MOS transistor Q1 and a resistor RS connected in series between the input and the primary side controller 30 for controlling the MOS transistor Q1, and between the input and the primary side controller 30 Is connected to the power supply circuit 10 for supplying power to the primary side controller 30, and the secondary side controller (PD CHIP) connected to the output via the capacitor C2 and capable of controlling the output voltage V o and the output current I o. ) 16 and the secondary side controller (PD CHIP) 16, and outputs the output information to the primary side controller 30. And an isolation circuit 20 for readback. An error amplifier 18 for error compensation may be disposed between the secondary controller (PD CHIP) 16 and the insulation circuit 20 as shown in FIG.

第6の実施の形態に係る電力供給装置4Aは、DC/DCコンバータにダイオード整流方式に代えて同期整流方式を採用しているため、ダイオード整流方式を有する第1〜第5の実施の形態に比べて、DC/DC電力変換効率を増大することができる。その他の構成は、第1の実施の形態と同様である。   Since the power supply device 4A according to the sixth embodiment employs a synchronous rectification method instead of the diode rectification method for the DC / DC converter, the first to fifth embodiments having the diode rectification method are employed. In comparison, the DC / DC power conversion efficiency can be increased. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

2次側コントローラ(PD CHIP)16には、出力電圧Voと出力電流Ioを制御するための電圧・電流制御回路が内蔵される。 The secondary controller (PD CHIP) 16 incorporates a voltage / current control circuit for controlling the output voltage V o and the output current I o .

第6の実施の形態に係る電力供給装置4Aにおいては、2次側コントローラ(PD CHIP)16から1次側コントローラ30へのフィードバック制御によって、同期整流型のDC/DCコンバータ13の出力電圧値および出力可能電流容量(MAX値)可変機能を有する。このため、出力に接続される負荷(例えば、スマートホン、ラップトップPC、タブレットPCなど)に応じて、出力電圧Voと出力電流Ioとの関係に可変機能を有する。 In the power supply device 4A according to the sixth embodiment, the output voltage value of the synchronous rectification type DC / DC converter 13 and the feedback control from the secondary side controller (PD CHIP) 16 to the primary side controller 30 It has a variable output current capacity (MAX value) variable function. Therefore, the load connected to the output (e.g., smart phones, laptop PC, tablet PC, etc.) in accordance with, a variable function of the relationship between the output voltage V o and the output current I o.

第6の実施の形態に係る電力供給装置4Aを用いて得られる出力電圧Voと出力電流Ioとの関係は、図3(a)に示すような矩形形状、図3(b)に示すような逆台形形状、図3(c)に示すような逆三角形形状、図3(d)に示すような台形形状、図3(e)に示すような五角形形状など、さまざまな形状を採用可能である。 The relationship between the output voltage V o obtained using the power supply device 4A according to the sixth embodiment and the output current I o is a rectangular shape as shown in FIG. 3A and shown in FIG. 3B. Various shapes such as the inverted trapezoidal shape, the inverted triangular shape as shown in FIG. 3C, the trapezoidal shape as shown in FIG. 3D, and the pentagonal shape as shown in FIG. It is.

第6の実施の形態によれば、2次側コントローラ(PD CHIP)16から1次側コントローラ30へのフィードバック制御によって、同期整流型DC/DCコンバータの出力電圧値および出力可能電流容量(MAX値)可変機能を有する電力供給装置を提供することができる。   According to the sixth embodiment, the output voltage value and the output possible current capacity (MAX value) of the synchronous rectification type DC / DC converter are controlled by feedback control from the secondary side controller (PD CHIP) 16 to the primary side controller 30. ) A power supply apparatus having a variable function can be provided.

第6の実施の形態に係る電力供給装置4Aにおいては、2次側コントローラ(PD CHIP)16がUSB接続可能であることから、USB電力供給装置(USBPD)と呼ぶことができる。   In the power supply device 4A according to the sixth embodiment, since the secondary controller (PD CHIP) 16 can be connected by USB, it can be called a USB power supply device (USBPD).

(ACアダプタ)
第1〜第6の実施の形態に係る電力供給装置4Aは、図13(a)〜図13(c)および図14(a)〜図14(c)に示すように、ACアダプタ3に内蔵可能である。また、外部に配置された本実施の形態に係る電力供給装置(USBPD)5とケーブル若しくはUSBPDケーブル6を用いて接続可能である。
(AC adapter)
The power supply device 4A according to the first to sixth embodiments is built in the AC adapter 3 as shown in FIGS. 13 (a) to 13 (c) and FIGS. 14 (a) to 14 (c). Is possible. Further, it can be connected to the power supply device (USBPD) 5 according to the present embodiment arranged outside using a cable or a USBPD cable 6.

本実施の形態に係る電力供給装置(PD)4Aを内蔵したACアダプタ3は、図13(a)に示すように、コンセント1に接続可能なプラグ2および外部に配置された電力供給装置(USBPD)5とケーブルを用いて接続可能である。   As shown in FIG. 13A, an AC adapter 3 incorporating a power supply device (PD) 4A according to the present embodiment includes a plug 2 that can be connected to an outlet 1 and a power supply device (USBPD) arranged outside. ) 5 and a cable can be used for connection.

また、本実施の形態に係る電力供給装置(USBPD)4Aを内蔵したACアダプタ3は、図13(b)に示すように、コンセント1に接続可能なプラグ2とケーブルを用いて接続可能である。   Moreover, the AC adapter 3 incorporating the power supply device (USBPD) 4A according to the present embodiment can be connected using a plug 2 and a cable that can be connected to the outlet 1, as shown in FIG. 13B. .

また、本実施の形態に係る電力供給装置(USBPD)4Aを内蔵したACアダプタ3は、図13(c)に示すように、コンセント1に接続可能なプラグ2および外部に配置された電力供給装置(USBPD)5とUSBPDケーブル6を用いて接続可能である。   Further, the AC adapter 3 having the built-in power supply device (USBPD) 4A according to the present embodiment includes a plug 2 that can be connected to an outlet 1 and a power supply device arranged outside as shown in FIG. (USBPD) 5 and USBPD cable 6 can be used for connection.

また、本実施の形態に係る電力供給装置(PD)4Aを内蔵したACアダプタ3は、図14(a)に示すように、コンセント1に接続可能なプラグ2とUSBPDケーブル6を用いて接続され、外部に配置された電力供給装置(USBPD)5とケーブルを用いて接続可能である。   In addition, the AC adapter 3 incorporating the power supply device (PD) 4A according to the present embodiment is connected using a plug 2 that can be connected to an outlet 1 and a USB PD cable 6 as shown in FIG. It can be connected to a power supply device (USBPD) 5 arranged outside using a cable.

また、本実施の形態に係る電力供給装置(USBPD)4Aを内蔵したACアダプタ3は、図14(b)に示すように、コンセント1に接続可能なプラグ2とUSBPDケーブル6を用いて接続可能である。   In addition, the AC adapter 3 incorporating the power supply device (USBPD) 4A according to the present embodiment can be connected using the plug 2 that can be connected to the outlet 1 and the USBPD cable 6 as shown in FIG. It is.

また、本実施の形態に係る電力供給装置(USBPD)4Aを内蔵したACアダプタ3は、図14(c)に示すように、コンセント1に接続可能なプラグ2とUSBPDケーブル6を用いて接続され、外部に配置された電力供給装置(USBPD)5とUSBPDケーブル6を用いて接続可能である。   In addition, the AC adapter 3 incorporating the power supply device (USBPD) 4A according to the present embodiment is connected using a plug 2 that can be connected to an outlet 1 and a USBPD cable 6 as shown in FIG. The external power supply device (USBPD) 5 and the USBPD cable 6 can be used for connection.

また、コンセント1に接続可能なプラグ2は、図15(a)〜図15(c)に示すように、第1〜第6の実施の形態に係る電力供給装置4Aを内蔵したACアダプタ3に内蔵されていても良い。   Further, as shown in FIGS. 15A to 15C, the plug 2 that can be connected to the outlet 1 is connected to the AC adapter 3 incorporating the power supply device 4A according to the first to sixth embodiments. It may be built in.

本実施の形態に係る電力供給装置(PD)4Aおよびコンセント1に接続可能なプラグ2を内蔵したACアダプタ3は、図15(a)に示すように、外部に配置された電力供給装置(USBPD)5とケーブルを用いて接続可能である。   As shown in FIG. 15A, an AC adapter 3 incorporating a power supply device (PD) 4A and a plug 2 connectable to an outlet 1 according to the present embodiment includes an external power supply device (USBPD). ) 5 and a cable can be used for connection.

また、本実施の形態に係る電力供給装置(USBPD)4Aおよびコンセント1に接続可能なプラグ2を内蔵したACアダプタ3は、図15(b)に示すように表される。   Further, the AC adapter 3 incorporating the power supply device (USBPD) 4A and the plug 2 connectable to the outlet 1 according to the present embodiment is represented as shown in FIG.

また、本実施の形態に係る電力供給装置(USBPD)4Aおよびコンセント1に接続可能なプラグ2を内蔵したACアダプタ3は、図15(c)に示すように、外部に配置された電力供給装置(USBPD)5とUSBPDケーブル6を用いて接続可能である。   In addition, the AC adapter 3 incorporating the power supply device (USBPD) 4A and the plug 2 that can be connected to the outlet 1 according to the present embodiment includes the power supply device arranged outside as shown in FIG. (USBPD) 5 and USBPD cable 6 can be used for connection.

第1〜第6の実施の形態に係る電力供給装置4Aは、図16(a)〜図16(c)に示すように、ACアダプタ3に複数個内蔵可能である。また、外部に配置された本実施の形態に係る複数の電力供給装置(USBPD)51・52とケーブル若しくはUSBPDケーブル61.62を用いて接続可能である。   A plurality of power supply apparatuses 4A according to the first to sixth embodiments can be built in the AC adapter 3 as shown in FIGS. Moreover, it can connect with the some power supply apparatus (USBPD) 51 * 52 which concerns on this Embodiment arrange | positioned outside using a cable or the USBPD cable 61.62.

本実施の形態に係る電力供給装置(PD)41・42およびコンセント1に接続可能なプラグ2を内蔵したACアダプタ3は、図16(a)に示すように、外部に配置された複数の電力供給装置(USBPD)51・52とケーブルを用いて接続可能である。   As shown in FIG. 16 (a), the AC adapter 3 incorporating the plug 2 that can be connected to the power supply devices (PD) 41 and 42 and the outlet 1 according to the present embodiment has a plurality of electric power arranged outside. It can be connected to the supply device (USBPD) 51 and 52 using a cable.

また、本実施の形態に係る電力供給装置(USBPD)41A・42Aおよびコンセント1に接続可能なプラグ2を内蔵したACアダプタ3は、図15(b)に示すように表される。   Further, the AC adapter 3 incorporating the power supply device (USBPD) 41A / 42A and the plug 2 connectable to the outlet 1 according to the present embodiment is represented as shown in FIG.

また、本実施の形態に係る電力供給装置(USBPD)41A・42Aおよびコンセント1に接続可能なプラグ2を内蔵したACアダプタ3は、図15(c)に示すように、外部に配置された複数の電力供給装置(USBPD)51・52とUSBPDケーブル61・62を用いて接続可能である。   Further, as shown in FIG. 15 (c), the AC adapter 3 incorporating the power supply devices (USBPD) 41A and 42A and the plug 2 that can be connected to the outlet 1 according to the present embodiment includes a plurality of externally arranged AC adapters. Can be connected using the USB PD cables 61 and 62 and the power supply devices (USBPD) 51 and 52 of the above.

(電子機器)
第1〜第6の実施の形態に係る電力供給装置41A・42Aは、図17(a)〜図17(b)および図18(a)〜図18(b)に示すように、電子機器7に内蔵可能である。電子機器としては、例えば、スマートホン、ラップトップPC、タブレットPC、モニタ若しくはTV、外部ハードディスクドライブ、セットトップボックス、掃除機、冷蔵庫、洗濯機、電話器、ファクシミリ、プリンタ、レーザディスプレイなどさまざまな機器を適用可能である。
(Electronics)
As shown in FIGS. 17 (a) to 17 (b) and FIGS. 18 (a) to 18 (b), the power supply devices 41A and 42A according to the first to sixth embodiments can Can be built in. Examples of electronic devices include various devices such as smart phones, laptop PCs, tablet PCs, monitors or TVs, external hard disk drives, set top boxes, vacuum cleaners, refrigerators, washing machines, telephones, facsimiles, printers, and laser displays. Is applicable.

本実施の形態に係る電力供給装置41A・42Aを内蔵した電子機器7は、図17(a)に示すように、コンセント1に接続可能なプラグ2とケーブルを用いて接続される。   As shown in FIG. 17A, the electronic device 7 incorporating the power supply devices 41 </ b> A and 42 </ b> A according to the present embodiment is connected using a plug 2 that can be connected to the outlet 1 and a cable.

また、電子機器7は、図17(b)に示すように、コンセント1に接続可能なプラグ2を電子機器7に内蔵していても良い。   In addition, as shown in FIG. 17B, the electronic device 7 may include a plug 2 that can be connected to the outlet 1 in the electronic device 7.

図17(a)および図17(b)に示すように、電子機器7は、本実施の形態に係る電力供給装置(USBPD)41A・42Aを内蔵する複数の内部回路71・72を備え、電力供給装置(USBPD)41A・42A間は、USBPDケーブル6を用いて接続される。電子機器7は、電力供給装置(USBPD)41A・42Aを内蔵する複数の内部回路71・72を備えるため、電子機器7内では、USBPD41A・42Aを使用した信号が複数存在する。   As shown in FIGS. 17 (a) and 17 (b), the electronic device 7 includes a plurality of internal circuits 71 and 72 including the power supply devices (USBPD) 41A and 42A according to the present embodiment, The supply devices (USBPD) 41 </ b> A and 42 </ b> A are connected using a USBPD cable 6. Since the electronic device 7 includes a plurality of internal circuits 71 and 72 having built-in power supply devices (USBPD) 41A and 42A, a plurality of signals using the USBPD 41A and 42A exist in the electronic device 7.

本実施の形態に係る電力供給装置41A・42Aを内蔵した電子機器7は、図18(a)に示すように、1つの内部回路72内に、電子機器7の外部に配置される他の電子機器などと接続可能なUSBPD41を備えていても良い。   As shown in FIG. 18A, the electronic device 7 incorporating the power supply devices 41 </ b> A and 42 </ b> A according to the present embodiment has other electronic devices arranged outside the electronic device 7 in one internal circuit 72. A USB PD 41 that can be connected to a device or the like may be provided.

また、本実施の形態に係る電力供給装置41A・42Aを内蔵した電子機器7は、図18(b)に示すように、1つの内部回路72内に、電子機器7の外部に配置される他の複数の電子機器などと接続可能な複数のUSBPD43A・44Aを備えていても良い。   In addition, the electronic device 7 incorporating the power supply devices 41A and 42A according to the present embodiment is arranged outside the electronic device 7 in one internal circuit 72 as shown in FIG. A plurality of USB PDs 43A and 44A that can be connected to a plurality of electronic devices may be provided.

(保護機能)
本実施の形態に係る電力供給装置4Aは、図19(a)に示すように、1次側過電力保護回路(OPP1)81と、1次側過電力保護回路(OPP1)81と接続された2次側過電力保護回路(OPP2)82とを備えていても良い。
(Protection function)
As shown in FIG. 19A, the power supply device 4A according to the present embodiment is connected to the primary-side overpower protection circuit (OPP1) 81 and the primary-side overpower protection circuit (OPP1) 81. A secondary side overpower protection circuit (OPP2) 82 may be provided.

1次側過電力保護回路(OPP1)81は、1次側コントローラ30に接続される。また、1次側過電力保護回路(OPP1)81は、1次側コントローラ30に内蔵されていても良い。   The primary side overpower protection circuit (OPP1) 81 is connected to the primary side controller 30. Further, the primary-side overpower protection circuit (OPP1) 81 may be incorporated in the primary-side controller 30.

2次側過電力保護回路(OPP2)82は、2次側コントローラ(PD CHIP)16に接続される。   The secondary overpower protection circuit (OPP2) 82 is connected to the secondary controller (PD CHIP) 16.

図19(a)においては、AC/DCコンバータ・DC/DCコンバータ13などは、図示を省略しているが、図6〜図12に示されたような第1〜第6の実施の形態に係る電力供給装置4Aの構成を適用可能である。   In FIG. 19A, the AC / DC converter / DC / DC converter 13 and the like are not shown, but the first to sixth embodiments as shown in FIGS. The configuration of the power supply device 4A can be applied.

USB端子に接続される対象機器(セット)に応じて、USB端子における電力情報が2次側コントローラ(PD CHIP)16から2次側過電力保護回路(OPP2)82に伝送され、更に2次側過電力保護回路(OPP2)82は、この出力端子における電力情報を1次側過電力保護回路(OPP1)81に通信する。   Depending on the target device (set) connected to the USB terminal, power information at the USB terminal is transmitted from the secondary-side controller (PD CHIP) 16 to the secondary-side overpower protection circuit (OPP2) 82 and further to the secondary side. The overpower protection circuit (OPP2) 82 communicates the power information at this output terminal to the primary side overpower protection circuit (OPP1) 81.

この結果、USB端子に接続される対象機器(セット)に応じて、過電流検出設定値を変更し、DC/DCコンバータ13の電力切り替えを実施可能である。   As a result, the overcurrent detection setting value can be changed according to the target device (set) connected to the USB terminal, and the power switching of the DC / DC converter 13 can be performed.

USB端子における電力情報が過電流検出設定値を超えたか否かの判断は、1次側過電力保護回路(OPP1)81・2次側過電力保護回路(OPP2)82のいずれで実施しても良い。   Whether the power information at the USB terminal has exceeded the overcurrent detection set value can be determined by either the primary side overpower protection circuit (OPP1) 81 or the secondary side overpower protection circuit (OPP2) 82. good.

1次側過電力保護回路(OPP1)81・2次側過電力保護回路(OPP2)82のいずれかにおいて、USB端子における電力情報が過電流(過電力)検出設定値を超えたと判断された場合には、1次側過電力保護回路(OPP1)81は、1次側コントローラ30に過電流(過電力)保護制御信号を送信して、DC/DCコンバータ13の電力抑制のための切り替えを実施可能である。   When either the primary overpower protection circuit (OPP1) 81 or the secondary overpower protection circuit (OPP2) 82 determines that the power information at the USB terminal has exceeded the overcurrent (overpower) detection set value The primary overpower protection circuit (OPP1) 81 transmits an overcurrent (overpower) protection control signal to the primary side controller 30 to perform switching for suppressing power of the DC / DC converter 13. Is possible.

本実施の形態に係る電力供給装置4Aには、過電流保護(OCP:Over Current Protection)、過電力保護(OPP:Over Power Protection)、過電圧(OVP:Over Voltage Protection)保護、過負荷保護(OLP:Over Load Protection)、過温度保護(TSD:Thermal Shut Down)などの諸機能を適用可能である。   The power supply device 4A according to the present embodiment includes overcurrent protection (OCP), overpower protection (OPP), overvoltage protection (OPP) protection, and overload protection (OLP). : Over Load Protection) and over temperature protection (TSD: Thermal Shut Down) are applicable.

本実施の形態に係る電力供給装置4Aには、例えば、1次側コントローラ30に何らかのセンサ素子を接続し、このセンサ素子の特性に応じて保護を実施するセンサ(SENSOR)保護機能を備えていても良い。   The power supply device 4A according to the present embodiment has a sensor (SENSOR) protection function that connects some sensor element to the primary-side controller 30 and performs protection according to the characteristics of the sensor element, for example. Also good.

本実施の形態に係る電力供給装置4Aにおいて、過電流(過電力)検出設定値を変更する場合は、上記のように、USB端子における電力情報を2次側コントローラ(PD CHIP)16・2次側過電力保護回路(OPP2)82を介して1次側過電力保護回路(OPP1)81に伝送し、USB端子に接続される対象機器(セット)に応じて、過電流検出設定値を変更し、DC/DCコンバータ13の電力切り替えを実施可能である。   In the power supply device 4A according to the present embodiment, when the overcurrent (overpower) detection set value is changed, as described above, the power information at the USB terminal is changed to the secondary controller (PD CHIP) 16 · secondary. Is transmitted to the primary overpower protection circuit (OPP1) 81 via the side overpower protection circuit (OPP2) 82, and the overcurrent detection set value is changed according to the target device (set) connected to the USB terminal. The power switching of the DC / DC converter 13 can be performed.

また、本実施の形態に係る電力供給装置4Aにおいて、過電流(過電力)検出設定値を変更する場合は、USB端子における電力情報を2次側コントローラ(PD CHIP)16から直接1次側過電力保護回路(OPP1)81に伝送して、1次側過電力保護回路(OPP1)81において、直接設定値を変更するようにしても良い。   Further, in the power supply device 4A according to the present embodiment, when the overcurrent (overpower) detection set value is changed, the power information in the USB terminal is directly transmitted from the secondary side controller (PD CHIP) 16 to the primary side overload. The set value may be directly changed in the primary overpower protection circuit (OPP1) 81 after being transmitted to the power protection circuit (OPP1) 81.

また、本実施の形態に係る電力供給装置4Aの外部に配置された電力供給装置から直接1次側過電力保護回路(OPP1)81に伝送するようにしても良い。   In addition, the power may be transmitted directly from the power supply device arranged outside the power supply device 4A according to the present embodiment to the primary overpower protection circuit (OPP1) 81.

このように、本実施の形態に係る電力供給装置4Aにおいては、1次側過電力保護回路(OPP1)81において、USB端子に接続される対象機器(セット)に応じて、供給電力レベルを変更可能である。この結果、異常状態における対象機器(セット)の破壊を防止可能である。   Thus, in the power supply device 4A according to the present embodiment, the supply power level is changed in the primary overpower protection circuit (OPP1) 81 according to the target device (set) connected to the USB terminal. Is possible. As a result, destruction of the target device (set) in an abnormal state can be prevented.

接続対象をスマートホン160とする場合、スマートホン160(電力量5V・1A=5W)に対して、2次側コントローラ(PD CHIP)16から2次側過電力保護回路(OPP2)82に、例えば、7Wの電力情報が伝送されると、2次側過電力保護回路(OPP2)82から1次側過電力保護回路(OPP1)81にこの7Wの電力情報が伝送され、1次側過電力保護回路(OPP1)81において、7Wから例えば10Wへの過電流(過電力)検出設定値UPの切り替え(SW)を行う。この結果、本実施の形態に係る電力供給装置4AのDC/DCコンバータでは、10Wまでの電力伝送可能になる。   When the connection target is the smart phone 160, the secondary side controller (PD CHIP) 16 to the secondary side overpower protection circuit (OPP2) 82 with respect to the smart phone 160 (power amount 5V · 1A = 5W), for example, When the 7W power information is transmitted, the 7W power information is transmitted from the secondary overpower protection circuit (OPP2) 82 to the primary overpower protection circuit (OPP1) 81, and the primary overpower protection is performed. In the circuit (OPP1) 81, the overcurrent (overpower) detection set value UP is switched (SW) from 7 W to, for example, 10 W. As a result, the DC / DC converter of the power supply device 4A according to the present embodiment can transmit power up to 10W.

接続対象をラップトップPC140とする場合、ラップトップPC140(電力量20V・3A=60W)に対して、2次側コントローラ(PD CHIP)16から2次側過電力保護回路(OPP2)82に、例えば、80Wの電力情報が伝送されると、2次側過電力保護回路(OPP2)82から1次側過電力保護回路(OPP1)81にこの80Wの電力情報が伝送され、1次側過電力保護回路(OPP1)81において、80Wから例えば100Wへの過電流(過電力)検出設定値UPの切り替え(SW)を行う。この結果、本実施の形態に係る電力供給装置4AのDC/DCコンバータでは、100Wまでの電力伝送可能になる。   When the connection target is the laptop PC 140, the secondary side controller (PD CHIP) 16 to the secondary side overpower protection circuit (OPP2) 82 for the laptop PC 140 (power amount 20V · 3A = 60 W), for example, When the 80 W power information is transmitted, the 80 W power information is transmitted from the secondary overpower protection circuit (OPP2) 82 to the primary overpower protection circuit (OPP1) 81, and the primary overpower protection is performed. In the circuit (OPP1) 81, the overcurrent (overpower) detection set value UP is switched (SW) from 80 W to, for example, 100 W. As a result, the DC / DC converter of the power supply device 4A according to the present embodiment can transmit power up to 100W.

(プラグ)
本実施の形態に係る電力供給装置(PD・USBPD)を搭載したアダプタ・電子機器に適用可能なプラグ85は、図20に示すように、例えばAC電源100V〜115Vを有するコンセントに接続可能であり、かつUSB接続可能である。
(plug)
The plug 85 applicable to the adapter / electronic device equipped with the power supply device (PD / USBPD) according to the present embodiment can be connected to, for example, an outlet having an AC power supply of 100V to 115V as shown in FIG. USB connection is possible.

また、本実施の形態に係る電力供給装置(PD・USBPD)を搭載したアダプタ・電子機器に適用可能なプラグ86は、図21に示すように、例えばAC電源230Vを有するコンセントに接続可能であり、かつUSB接続可能である。   Further, the plug 86 applicable to the adapter / electronic device equipped with the power supply device (PD / USBPD) according to the present embodiment can be connected to, for example, an outlet having an AC power supply 230V as shown in FIG. USB connection is possible.

また、本実施の形態に係る電力供給装置(PD・USBPD)を搭載したアダプタ・電子機器に適用可能なプラグ87は、図22に示すように、例えばAC電源100V〜115Vを有するコンセントに接続可能であり、かつ複数のUSB接続可能である。   Further, the plug 87 applicable to the adapter / electronic device equipped with the power supply device (PD / USBPD) according to the present embodiment can be connected to an outlet having, for example, an AC power supply 100V to 115V as shown in FIG. In addition, a plurality of USB connections are possible.

また、本実施の形態に係る電力供給装置(PD・USBPD)を搭載したアダプタ・電子機器に適用可能なプラグ88は、図23に示すように、例えばAC電源100V〜115Vを有するコンセントに接続可能であり、かつUSBPDケーブル接続可能である。   Further, the plug 88 applicable to an adapter / electronic device equipped with the power supply device (PD / USBPD) according to the present embodiment can be connected to an outlet having, for example, an AC power supply 100V to 115V as shown in FIG. And a USB PD cable can be connected.

(電力供給システム)
本実施の形態に係る電力供給装置を適用可能な電力供給システムにおいては、ケーブルの方向を変えることなく、電力のソースを切り替えることができる。例えば、外部機器からラップトップPCのバッテリーの充電と、ラップトップPCのバッテリーから外部機器(ディスプレイなど)の給電をケーブルの差し替えなしで実現可能である。
(Power supply system)
In the power supply system to which the power supply device according to the present embodiment can be applied, the power source can be switched without changing the direction of the cable. For example, it is possible to charge a battery of a laptop PC from an external device and to supply power from the battery of the laptop PC to an external device (display, etc.) without replacing the cable.

また、USBPDケーブルを介して、2つのユニット間で、AC重畳による半二重データ通信を実現可能である。   Further, half-duplex data communication by AC superimposition can be realized between the two units via the USBPD cable.

本実施の形態に係る電力供給装置を適用可能な電力供給システムにおいて、バッテリーチャージャーシステム(BCS)46とラップトップPC140との間では、図24(a)に示すように、DC電力供給(DC出力VBUS)とUSBデータ通信(D+、D-、IDなど)をUSBPDケーブル6を用いて伝送可能である。ここで、バッテリーチャージャーシステム(BCS)46・ラップトップPC140には、本実施の形態に係る電力供給装置が搭載されているが、図示は省略している。 In the power supply system to which the power supply device according to the present embodiment can be applied, a DC power supply (DC output) is provided between the battery charger system (BCS) 46 and the laptop PC 140 as shown in FIG. V BUS ) and USB data communication (D + , D , ID, etc.) can be transmitted using the USB PD cable 6. Here, the battery charger system (BCS) 46 and the laptop PC 140 are equipped with the power supply apparatus according to the present embodiment, but the illustration is omitted.

本実施の形態に係る電力供給装置を適用可能な電力供給システムにおいて、スマートホン160とラップトップPC140との間においても、図24(a)と同様に、USBPDケーブル6を用いて、DC電力供給(DC出力VBUS)、USBデータ通信(D+、D-、IDなど)を伝送可能である。さらに、図24(b)に示すように、スマートホン160には、USBデータ通信用の送信器(TX)50Tと受信器(RX)50Rが搭載され、ラップトップPC140には、USBデータ通信用の送信器(TX)52Tと受信器(RX)52Rが搭載されている。ここで、スマートホン160・ラップトップPC140には、本実施の形態に係る電力供給装置が搭載されているが、図示は省略している。USBデータ通信用の送信器(TX)50T・52T・受信器(RX)50R・52Rは、それぞれの2次側コントローラ(PD CHIP)16に内蔵されている。 In the power supply system to which the power supply device according to the present embodiment can be applied, DC power supply is performed between the smart phone 160 and the laptop PC 140 using the USB PD cable 6 as in FIG. (DC output V BUS ) and USB data communication (D + , D , ID, etc.) can be transmitted. Furthermore, as shown in FIG. 24B, the smart phone 160 is equipped with a transmitter (T X ) 50T and a receiver (R X ) 50R for USB data communication, and the laptop PC 140 has USB data. A transmitter (T X ) 52T for communication and a receiver (R X ) 52R are mounted. Here, the smart phone 160 and the laptop PC 140 are equipped with the power supply apparatus according to the present embodiment, but the illustration is omitted. Transmitters (T X ) 50T and 52T for USB data communication and receivers (R X ) 50R and 52R are built in the respective secondary controllers (PD CHIP) 16.

本実施の形態に係る電力供給装置を適用可能な電力供給システムにおいて、2つのパーソナルコンピュータPCA・PCB間のUSBデータ通信および電力供給を説明する模式的ブロック構成は、図25(a)に示すように表され、DC電力に片方向のAC情報AC1が重畳した波形は、図25(b)に示すように模式的に表され、DC電力に逆方向のAC情報AC2が重畳した波形は、図25(b)に示すように模式的に表される。ここで、パーソナルコンピュータPCA・PCB間は、USBPDケーブル6を介して接続される。また、パーソナルコンピュータPCA・PCBには、本実施の形態に係る電力供給装置が搭載されている。図25(a)において、DC/DCコンバータは図示を省略し、2次側コントローラ(PD CHIP)16A・16Bが示されている。図25(a)に示すように、パーソナルコンピュータPCAには、バッテリーEとバッテリーEに接続されるバッテリーチャージャーIC(CHG)53が搭載され、パーソナルコンピュータPCAには、パワーマネージメントIC(PMIC:Power Management IC)54が搭載されている。   In the power supply system to which the power supply apparatus according to this embodiment can be applied, a schematic block configuration for explaining USB data communication and power supply between two personal computers PCA and PCB is as shown in FIG. A waveform in which AC information AC1 in one direction is superimposed on DC power is schematically represented as shown in FIG. 25B, and a waveform in which AC information AC2 in the reverse direction is superimposed on DC power is shown in FIG. It is schematically represented as shown in 25 (b). Here, the personal computers PCA and PCB are connected via the USBPD cable 6. Further, the personal computer PCA / PCB is equipped with the power supply apparatus according to the present embodiment. In FIG. 25A, illustration of the DC / DC converter is omitted, and secondary controllers (PD CHIP) 16A and 16B are shown. As shown in FIG. 25A, the personal computer PCA includes a battery E and a battery charger IC (CHG) 53 connected to the battery E. The personal computer PCA includes a power management IC (PMIC: Power Management). IC) 54 is mounted.

本実施の形態に係る電力供給装置を適用可能な電力供給システムにおいては、例えば、パーソナルコンピュータPCBからパーソナルコンピュータPCAのバッテリーEの充電と、パーソナルコンピュータPCAのバッテリーEからパーソナルコンピュータPCBの給電をケーブルの差し替えなしで実現可能である。   In the power supply system to which the power supply device according to the present embodiment can be applied, for example, charging of the battery E of the personal computer PCA from the personal computer PCB and feeding of the personal computer PCB from the battery E of the personal computer PCA are performed using a cable. It can be realized without replacement.

また、DC出力VBUSに対してキャパシタを介したAC結合により2次側コントローラ(PD CHIP)16A・16Bが接続されていて、パーソナルコンピュータPCA・PCB間において、AC重畳による半二重データ通信を実現している。ここで、キャリア周波数は、例えば、約23.2MHzであり、FSK変復調周波数は、例えば、約300kbpsである。ここで、符号誤り率(BER:Bit Error Rate)は、例えば、約1×10-6であり、ビスト(BIST:built-in self test)用のLSIを内蔵していても良い。 Also, the secondary controller (PD CHIP) 16A and 16B is connected to the DC output V BUS by AC coupling via a capacitor, and half-duplex data communication by AC superposition is performed between the personal computers PCA and PCB. Realized. Here, the carrier frequency is, for example, about 23.2 MHz, and the FSK modulation / demodulation frequency is, for example, about 300 kbps. Here, the bit error rate (BER) is about 1 × 10 −6 , for example, and an LSI for BIST (built-in self test) may be incorporated.

本実施の形態に係る電力供給装置を適用可能な電力供給システムにおいて、2つのユニット56・58間のUSBデータ通信および電力供給を説明する模式的ブロック構成は、図26(a)に示すように表され、DC電力に双方向に伝送可能な制御信号SG12・SG21が重畳した波形は、図26(b)に示すように模式的に表される。2つのユニット56・58は、USBPDケーブル6を介して接続される。2つのユニット56・58は、任意の電子機器であり、本実施の形態に係る電力供給装置が搭載されている。図26(a)において、DC/DCコンバータは図示を省略し、2次側コントローラ(PD CHIP)16A・16Bが示されている。 In the power supply system to which the power supply apparatus according to this embodiment can be applied, a schematic block configuration for explaining USB data communication and power supply between the two units 56 and 58 is as shown in FIG. The waveform represented by superimposing the control signals SG 12 and SG 21 that can be transmitted bidirectionally on the DC power is schematically represented as shown in FIG. The two units 56 and 58 are connected via the USB PD cable 6. The two units 56 and 58 are arbitrary electronic devices, and are mounted with the power supply device according to the present embodiment. In FIG. 26A, the DC / DC converter is not shown, and secondary side controllers (PD CHIP) 16A and 16B are shown.

本実施の形態に係る電力供給装置を適用可能な電力供給システムにおいて、USBPDケーブル6を介してACアダプタ3とスマートホン160を接続した模式的ブロック構成は、図27に示すように表される。   In the power supply system to which the power supply apparatus according to the present embodiment can be applied, a schematic block configuration in which the AC adapter 3 and the smart phone 160 are connected via the USBPD cable 6 is expressed as shown in FIG.

ACアダプタ3は、AC/DCコンバータ60・USBPD4Aを備える。スマートホン160は、USBPD5・2次側コントローラ(PD CHIP)16・組込み型コントローラ(EMBC)64・CPU68・PMIC54・バッテリー66・CHG62を備える。   The AC adapter 3 includes an AC / DC converter 60 and a USB PD 4A. The smart phone 160 includes a USB PD 5, a secondary side controller (PD CHIP) 16, an embedded controller (EMBC) 64, a CPU 68, a PMIC 54, a battery 66, and a CHG 62.

本実施の形態に係る電力供給装置を適用可能な電力供給システムにおいては、例えば、ACアダプタ3からスマートホン160のバッテリー66の充電と、スマートホン160のバッテリー66から外部機器の給電をケーブルの差し替えなしで実現可能である。   In the power supply system to which the power supply device according to the present embodiment can be applied, for example, the AC adapter 3 is used to replace the cable for charging the battery 66 of the smartphone 160 and the power supply for the external device from the battery 66 of the smartphone 160. It is feasible without.

本実施の形態に係る電力供給装置を適用可能な電力供給システムにおいて、USBPDケーブル6を介してユニット56とユニット58を接続した模式的ブロック構成は、図28に示すように表される。   In the power supply system to which the power supply apparatus according to the present embodiment can be applied, a schematic block configuration in which the unit 56 and the unit 58 are connected via the USBPD cable 6 is expressed as shown in FIG.

ユニット56は、AC/DCコンバータ60・USBPD4A・2次側コントローラ(PD CHIP)16Aを備え、ユニット58は、USBPD5・2次側コントローラ(PD CHIP)16B・負荷70を備える。ここで、負荷70は、CPU、バッテリーBAT、コントローラCTRなどで構成可能である。   The unit 56 includes an AC / DC converter 60, a USB PD 4A, and a secondary side controller (PD CHIP) 16A, and the unit 58 includes a USB PD 5 and a secondary side controller (PD CHIP) 16B and a load 70. Here, the load 70 can be configured by a CPU, a battery BAT, a controller CTR, and the like.

さらに、図28に示すように、2次側コントローラ(PD CHIP)16Aには、USBデータ通信用の送信器(TX)56Tと受信器(RX)560Rが搭載され、2次側コントローラ(PD CHIP)16Bには、USBデータ通信用の送信器(TX)56Tと受信器(RX)56Rが搭載されている。 Further, as shown in FIG. 28, the secondary controller (PD CHIP) 16A is equipped with a transmitter (T X ) 56T and a receiver (R X ) 560R for USB data communication, and the secondary controller ( The PD CHIP) 16B includes a USB data communication transmitter (T X ) 56T and a receiver (R X ) 56R.

本実施の形態に係る電力供給装置を適用可能な電力供給システムにおいては、例えば、ユニット56からユニット58の給電と、ユニット58から外部機器の給電をケーブルの差し替えなしで実現可能である。   In the power supply system to which the power supply device according to the present embodiment can be applied, for example, the power supply from the unit 56 to the unit 58 and the power supply from the unit 58 to the external device can be realized without replacing the cable.

また、ユニット56・58間においても、USBPDケーブル6を介して、AC重畳による半二重データ通信を実現している。   In addition, half-duplex data communication by AC superposition is realized between the units 56 and 58 via the USBPD cable 6.

本実施の形態に係る電力供給装置を適用可能な電力供給システムにおいて、図28の構成とは異なる2つのユニット56・58からなる模式的ブロック構成は、図29(a)に示すように表され、USBPDケーブル6を介して伝送されるUSBデータおよび電力の伝送方向を説明する模式図は、図29(b)に示すように表される。   In the power supply system to which the power supply apparatus according to the present embodiment can be applied, a schematic block configuration including two units 56 and 58 different from the configuration in FIG. 28 is expressed as shown in FIG. A schematic diagram for explaining the transmission direction of USB data and power transmitted through the USB PD cable 6 is represented as shown in FIG.

ユニット56は、バッテリーE・CPU68A・2次側コントローラ(PD CHIP)16Aを備え、ユニット58は、2次側コントローラ(PD CHIP)16B・負荷CLを備える。   The unit 56 includes a battery E, a CPU 68A, and a secondary controller (PD CHIP) 16A, and the unit 58 includes a secondary controller (PD CHIP) 16B and a load CL.

本実施の形態に係る電力供給装置を適用可能な電力供給システムにおいては、例えば、ユニット58からユニット56のバッテリーEの充電と、ユニット56のバッテリーEからユニット58の給電をケーブルの差し替えなしで実現可能である。   In the power supply system to which the power supply device according to the present embodiment can be applied, for example, charging of the battery E from the unit 58 to the unit 56 and power feeding from the battery E of the unit 56 to the unit 58 are realized without replacing the cable. Is possible.

また、ユニット56・58間においても、USBPDケーブル6を介して、AC重畳による半二重データ通信を実現している。   In addition, half-duplex data communication by AC superposition is realized between the units 56 and 58 via the USBPD cable 6.

(電力供給システム)
本実施の形態に係る電力供給装置(PD・USBPD)を適用可能な第1の電力供給システム100は、図30に示すように、プラグを介してコンセントに接続されるモニタ110と、USBPDケーブルを用いてモニタ110に接続された外部ハードディスクドライブ120・セットトップボックス130・ラップトップPC140・タブレットPC150・スマートホン160とを備える。
(Power supply system)
As shown in FIG. 30, the first power supply system 100 to which the power supply device (PD / USBPD) according to the present embodiment can be applied includes a monitor 110 connected to an outlet via a plug and a USBPD cable. An external hard disk drive 120, a set top box 130, a laptop PC 140, a tablet PC 150, and a smart phone 160 connected to the monitor 110 using the same are provided.

各構成要素には、本実施の形態に係る電力供給装置(PD・USBPD)4Aが搭載されているが、図30では、DC/DCコンバータは図示を省略し、2次側コントローラ(PD CHIP)16が示されている。   In each component, the power supply device (PD / USBPD) 4A according to the present embodiment is mounted. However, in FIG. 30, the DC / DC converter is not shown, and the secondary controller (PD CHIP) 16 is shown.

モニタ110と外部ハードディスクドライブ120・セットトップボックス130・ラップトップPC140・タブレットPC150・スマートホン160との間では、USBPDケーブルを用いてUSBDATAおよびDC電力が伝送可能である。   USB DATA and DC power can be transmitted between the monitor 110 and the external hard disk drive 120, the set top box 130, the laptop PC 140, the tablet PC 150, and the smart phone 160 using a USB PD cable.

モニタ110には、AC/DCコンバータ60が搭載され、外部ハードディスクドライブ120には、CPU+インタフェースボード122が搭載され、セットトップボックス130には、CPU+インタフェースボード132が搭載され、ラップトップPC140には、NVDC(Narrow Voltage DC/DC)チャージャー142・CPU148・PCH(Platform Controller Hub)147・EC(Embedded Controller)146が搭載され、タブレットPC150には、ACPU(Application CPU)156・チャージャー158・バッテリー157が搭載され、スマートホン160には、ACPU166・USBチャージャー162・バッテリー172が搭載されている。   The monitor 110 includes an AC / DC converter 60, the external hard disk drive 120 includes a CPU + interface board 122, the set top box 130 includes a CPU + interface board 132, and the laptop PC 140 includes NVDC (Narrow Voltage DC / DC) charger 142, CPU 148, PCH (Platform Controller Hub) 147, EC (Embedded Controller) 146 are installed, and tablet PC 150 is equipped with ACPU (Application CPU) 156, charger 158, and battery 157. The smart phone 160 is equipped with an ACPU 166, a USB charger 162, and a battery 172.

本実施の形態に係る電力供給装置(PD・USBPD)を適用可能な第2の電力供給システム200は、図31に示すように、プラグを介してコンセントに接続されるUSBPDアダプタ230と、USBPDケーブルを用いてUSBPDアダプタ230に接続されたラップトップPC140と、USBPDケーブルを用いてラップトップPC140に接続された外部ハードディスクドライブ120・モニタ110・タブレットPC150・スマートホン160とを備える。   As shown in FIG. 31, the second power supply system 200 to which the power supply device (PD / USBPD) according to the present embodiment is applicable includes a USBPD adapter 230 connected to an outlet via a plug, and a USBPD cable. A laptop PC 140 connected to the USB PD adapter 230 using an external hard disk drive 120, a monitor 110, a tablet PC 150, and a smart phone 160 connected to the laptop PC 140 using a USB PD cable.

各構成要素には、本実施の形態に係る電力供給装置(PD・USBPD)4Aが搭載されているが、図31では、DC/DCコンバータは図示を省略し、2次側コントローラ(PD CHIP)16が示されている。   In each component, the power supply device (PD / USBPD) 4A according to the present embodiment is mounted. However, in FIG. 31, the DC / DC converter is not shown, and the secondary controller (PD CHIP) 16 is shown.

ラップトップPC140と外部ハードディスクドライブ120・モニタ110・タブレットPC150・スマートホン160との間では、USBPDケーブルを用いてUSBDATAおよびDC電力が伝送可能である。   USB DATA and DC power can be transmitted between the laptop PC 140 and the external hard disk drive 120 / monitor 110 / tablet PC 150 / smartphone 160 using a USB PD cable.

ラップトップPC140には、NVDCチャージャー142・CPU148・PCH147・EC146・バッテリー154・DC/DCコンバータ159・PD CHIP161・162が搭載され、モニタ110には、PMIC112が搭載される。その他の構成は、第1の電力供給システム100(図30)と同様である。 The laptop PC 140 includes an NVDC charger 142, a CPU 148, a PCH 147, an EC 146, a battery 154, a DC / DC converter 159, and a PD CHIP 16 1 , 16 2 , and the monitor 110 includes a PMIC 112. Other configurations are the same as those of the first power supply system 100 (FIG. 30).

本実施の形態に係る電力供給装置(PD・USBPD)を適用可能な第3の電力供給システム300は、図32に示すように、プラグを介してコンセントに接続されるUSBPDアダプタ(USBPDチャージャー)310と、USBPDケーブルを用いてUSBPDアダプタ(USBPDチャージャー)310に接続された外部ハードディスクドライブ120・モニタ110・セットトップボックス130・ラップトップPC140・タブレットPC150・スマートホン160とを備える。   As shown in FIG. 32, a third power supply system 300 to which the power supply device (PD / USBPD) according to the present embodiment can be applied is a USBPD adapter (USBPD charger) 310 connected to an outlet via a plug. And an external hard disk drive 120, a monitor 110, a set top box 130, a laptop PC 140, a tablet PC 150, and a smart phone 160 connected to a USB PD adapter (USB PD charger) 310 using a USB PD cable.

各構成要素には、本実施の形態に係る電力供給装置(PD・USBPD)4Aが搭載されているが、図32では、DC/DCコンバータは図示を省略し、2次側コントローラ(PD CHIP)16が示されている。   In each component, the power supply device (PD / USBPD) 4A according to the present embodiment is mounted. However, in FIG. 32, the DC / DC converter is not shown, and the secondary controller (PD CHIP) 16 is shown.

USBPDアダプタ310(USBPDチャージャー)と外部ハードディスクドライブ120・モニタ110・セットトップボックス130・ラップトップPC140・タブレットPC150・スマートホン160との間では、USBPDケーブルを用いてUSBDATAおよびDC電力が伝送可能である。   USBDATA and DC power can be transmitted between the USBPD adapter 310 (USBPD charger) and the external hard disk drive 120 / monitor 110 / set top box 130 / laptop PC 140 / tablet PC 150 / smartphone 160 using a USB PD cable. .

USBPDアダプタ(USBPDチャージャー)310には、AC/DCコンバータ60が搭載される。その他の構成は、第1の電力供給システム100(図30)・第2の電力供給システム200(図31)と同様である。   An AC / DC converter 60 is mounted on the USBPD adapter (USBPD charger) 310. Other configurations are the same as those of the first power supply system 100 (FIG. 30) and the second power supply system 200 (FIG. 31).

本実施の形態に係る電力供給装置(PD・USBPD)を適用可能な第4の電力供給システム400は、図33に示すように、プラグを介してコンセントに接続される高機能USBPDアダプタ/チャージャー330と、USBPDケーブルを用いて高機能USBPDアダプタ/チャージャー330に接続された外部ハードディスクドライブ120・モニタ110・セットトップボックス130・ラップトップPC140・タブレットPC150・スマートホン160とを備える。   As shown in FIG. 33, a fourth power supply system 400 to which the power supply device (PD / USBPD) according to the present embodiment can be applied is a high-performance USB PD adapter / charger 330 connected to an outlet via a plug. And an external hard disk drive 120, a monitor 110, a set top box 130, a laptop PC 140, a tablet PC 150, and a smart phone 160 connected to a high-performance USB PD adapter / charger 330 using a USB PD cable.

各構成要素には、本実施の形態に係る電力供給装置(PD・USBPD)4Aが搭載されているが、図32では、DC/DCコンバータは図示を省略し、2次側コントローラ(PD CHIP)16が示されている。   In each component, the power supply device (PD / USBPD) 4A according to the present embodiment is mounted. However, in FIG. 32, the DC / DC converter is not shown, and the secondary controller (PD CHIP) 16 is shown.

高機能USBPDアダプタ/チャージャー330と外部ハードディスクドライブ120・モニタ110・セットトップボックス130・ラップトップPC140・タブレットPC150・スマートホン160との間では、USBPDケーブルを用いてUSBDATAおよびDC電力が伝送可能である。   USB DATA and DC power can be transmitted between the high-performance USB PD adapter / charger 330 and the external hard disk drive 120, the monitor 110, the set top box 130, the laptop PC 140, the tablet PC 150, and the smart phone 160 using a USB PD cable. .

高機能USBPDアダプタ/チャージャー330には、同期FETスイッチングコンバータを内蔵したAC/DCコンバータ60Aが搭載される。その他の構成は、第3の電力供給システム300(図32)と同様である。   The high-function USB PD adapter / charger 330 is equipped with an AC / DC converter 60A incorporating a synchronous FET switching converter. Other configurations are the same as those of the third power supply system 300 (FIG. 32).

本実施の形態に係る電力供給装置に適用可能な2次側コントローラ(PD CHIP)の使用例は、図36〜図38に示すように表される。   Examples of usage of the secondary controller (PD CHIP) applicable to the power supply apparatus according to the present embodiment are represented as shown in FIGS.

接続対象(セット)機器から電力供給を受けるコンシューマモードで適用可能なPD CHIP16Cは、図34に示すように、例えば、ACアダプタ230に接続されたラップトップPC140と接続される。ラップトップPC140は、さらにスマートホン160に接続可能であり、スマートホン160は、ACアダプタ230に接続可能である。   The PD CHIP 16C applicable in the consumer mode that receives power supply from the connection target (set) device is connected to, for example, a laptop PC 140 connected to the AC adapter 230, as shown in FIG. The laptop PC 140 can be further connected to a smart phone 160, and the smart phone 160 can be connected to an AC adapter 230.

接続対象(セット)機器に電力供給するプロバイダモードで適用可能なPD CHIP16Pは、図35に示すように、例えば、ラップトップPC140と接続される。ラップトップPC140は、さらにモニタ110およびスマートホン160に接続可能である。   The PD CHIP 16P applicable in the provider mode for supplying power to the connection target (set) device is connected to, for example, a laptop PC 140 as shown in FIG. The laptop PC 140 can be further connected to the monitor 110 and the smart phone 160.

コンシューマモードとプロバイダモードの両方のデュアルロールモードで適用可能なPD CHIP16Dは、図36に示すように、例えば、ACアダプタ230に接続されたラップトップPC140と接続される。ラップトップPC140は、さらにスマートホン160に接続可能である。   The PD CHIP 16D applicable in both the consumer mode and the provider mode dual role mode is connected to, for example, a laptop PC 140 connected to the AC adapter 230, as shown in FIG. The laptop PC 140 can be further connected to the smart phone 160.

デュアルロールモードで適用可能なPD CHIP16Dは、図37に示すように、例えば、ACアダプタ230に接続されたラップトップPC140Aと接続され、さらにスマートホン160に接続されたラップトップPC140Bと接続可能である。   As shown in FIG. 37, the PD CHIP 16D applicable in the dual roll mode can be connected to, for example, a laptop PC 140A connected to the AC adapter 230 and further connected to a laptop PC 140B connected to the smartphone 160. .

接続対象(セット)機器に電力供給するプロバイダモードで適用可能なPD CHIP16Pは、図38に示すように、例えば、ACアダプタ230に接続され、このACアダプタ230がラップトップPC140・スマートホン160に接続されていても良い。   The PD CHIP 16P applicable in the provider mode for supplying power to the connection target (set) device is connected to, for example, an AC adapter 230 as shown in FIG. 38, and this AC adapter 230 is connected to the laptop PC 140 / smartphone 160. May be.

以上説明したように、本発明によれば、出力電圧値および出力可能電流容量(MAX値)を制御可能な電力供給装置、ACアダプタ、電子機器および電力供給システムを提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a power supply device, an AC adapter, an electronic device, and a power supply system that can control the output voltage value and the outputable current capacity (MAX value).

[その他の実施の形態]
上記のように、実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
[Other embodiments]
As described above, the embodiments have been described. However, it should not be understood that the description and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。   As described above, the present invention naturally includes various embodiments not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.

本発明の電力供給装置、ACアダプタ、電子機器および電力供給システムは、家電機器、モバイル機器などに適用可能である。   The power supply device, AC adapter, electronic device, and power supply system of the present invention can be applied to home appliances, mobile devices, and the like.

1…コンセント
2…プラグ
3…ACアダプタ
4、41、42…PD
4A、5、41A、42A、43A、44A、51、52…USBPD
6、61、62…USBPDケーブル
7…電子機器
8…電源回路部
10…電源供給回路
11…ヒューズ
12…絶縁トランス
13、24…DC/DCコンバータ
14…ダイオードブリッジ
15…トランス
16、161、162、16A、16B、16C、16P…PDチップ(USB−PD IC)
18、21…エラーアンプ
19、44…増幅器
20…絶縁回路
26…DC/AC成分分離回路
27…DC成分除去回路
28…絶縁双方向回路
29…ローパスフィルタ
30…1次側コントローラ
31、32…絶縁単方向回路
33…OLP回路
34…フィルタ
35…立ち上がり制御回路
36…ソフトスタート回路
37…AC入力補償回路
38…最大デューティ制御回路
39…発振器
40…OVP回路
46…バッテリーチャージャーシステム
48、52…PC
50R、52R、56R、58R…受信器
50T、52T、56T、58T…送信器
53、62、158…バッテリーチャージャーIC(CHG)
54、112、144、164…パワーマネージメントIC(PMIC)
56、58…ユニット
60…AC/DCコンバータ
64…組込み型コントローラ(EMBC)
66、154、157、172…バッテリー
68、68A、68B、148…CPU
70…負荷
71、72…内部回路
81、83…1次側OPP回路部
82、84…2次側OPP回路部
85、86、87、88…プラグ
110…モニタ(TV)
120…外部ハードディスクドライブ(HDD)
122、132…CPUボード
130…セットトップボックス
140、140A、140B…ラップトップPC
142…NVDCチャージャーIC
146…EC
147…PCH
150…タブレットPC
152、170…USBリセプタクル
156、166…ACPU
159…DC/DCコンバータ
160…スマートホン
162…USBバッテリーチャージャーIC
168…CCPU
230…USBPDアダプタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Outlet 2 ... Plug 3 ... AC adapter 4, 41, 42 ... PD
4A, 5, 41A, 42A, 43A, 44A, 51, 52 ... USBPD
6, 61, 62 ... USBPD cable 7 ... electronic device 8 ... power supply circuit unit 10 ... power supply circuit 11 ... fuse 12 ... insulating transformer 13, 24 ... DC / DC converter 14 ... diode bridge 15 ... transformer 16, 16 1 , 16 2 , 16A, 16B, 16C, 16P ... PD chip (USB-PD IC)
18, 21 ... Error amplifier 19, 44 ... Amplifier 20 ... Insulation circuit 26 ... DC / AC component separation circuit 27 ... DC component removal circuit 28 ... Insulation bidirectional circuit 29 ... Low pass filter 30 ... Primary side controllers 31, 32 ... Insulation Unidirectional circuit 33 ... OLP circuit 34 ... Filter 35 ... Rise control circuit 36 ... Soft start circuit 37 ... AC input compensation circuit 38 ... Maximum duty control circuit 39 ... Oscillator 40 ... OVP circuit 46 ... Battery charger system 48, 52 ... PC
50R, 52R, 56R, 58R ... Receivers 50T, 52T, 56T, 58T ... Transmitters 53, 62, 158 ... Battery charger IC (CHG)
54, 112, 144, 164 ... Power management IC (PMIC)
56, 58 ... Unit 60 ... AC / DC converter 64 ... Embedded controller (EMBC)
66, 154, 157, 172 ... batteries 68, 68A, 68B, 148 ... CPU
70 ... Loads 71, 72 ... Internal circuits 81, 83 ... Primary OPP circuit units 82, 84 ... Secondary OPP circuit units 85, 86, 87, 88 ... Plug 110 ... Monitor (TV)
120 ... External hard disk drive (HDD)
122, 132 ... CPU board 130 ... Set top box 140, 140A, 140B ... Laptop PC
142 ... NVDC charger IC
146 ... EC
147 ... PCH
150 ... Tablet PC
152, 170 ... USB receptacles 156, 166 ... ACPU
159 ... DC / DC converter 160 ... Smartphone 162 ... USB battery charger IC
168 ... CCPU
230 ... USBPD adapter

Claims (30)

入力と出力との間に配置されたDC/DCコンバータと、
前記DC/DCコンバータの入力電流を制御する1次側コントローラと、
前記出力にAC結合され、前記出力の電力情報を前記1次側コントローラにフィードバックする2次側コントローラと
を備え、
前記1次側コントローラは、前記2次側コントローラからフィードバックされた前記電力情報に基づいて、前記入力電流を制御することによって、前記DC/DCコンバータの出力電圧値および出力可能電流容量を可変にしたことを特徴とする電力供給装置。
A DC / DC converter disposed between the input and the output;
A primary controller for controlling an input current of the DC / DC converter;
A secondary side controller that is AC coupled to the output and feeds back power information of the output to the primary side controller;
The primary controller makes the output voltage value and the output possible current capacity of the DC / DC converter variable by controlling the input current based on the power information fed back from the secondary controller. A power supply device characterized by that.
前記2次側コントローラに接続され、前記出力の電力情報を前記1次側コントローラにフィードバックする絶縁回路を備えることを特徴とする請求項1に記載の電力供給装置。   The power supply apparatus according to claim 1, further comprising an insulating circuit connected to the secondary controller and configured to feed back power information of the output to the primary controller. 前記2次側コントローラに接続され、前記出力の電力情報を前記絶縁回路にフィードバックする誤差補償用のエラーアンプを備えることを特徴とする請求項2に記載の電力供給装置。   The power supply apparatus according to claim 2, further comprising an error amplifier for error compensation that is connected to the secondary-side controller and feeds back power information of the output to the isolation circuit. 入力と出力との間に配置されたDC/DCコンバータと、
前記DC/DCコンバータの入力電流を制御する1次側コントローラと、
前記出力に接続されるAC結合キャパシタと、
前記AC結合キャパシタを介して前記出力に接続され、前記出力の電力情報を前記1次側コントローラにフィードバックする絶縁回路と
を備え、
前記1次側コントローラは、前記絶縁回路からフィードバックされた前記電力情報に基づいて、前記入力電流を制御することによって、前記DC/DCコンバータの出力電圧値および出力可能電流容量を可変にしたことを特徴とする電力供給装置。
A DC / DC converter disposed between the input and the output;
A primary controller for controlling an input current of the DC / DC converter;
An AC coupling capacitor connected to the output;
An isolation circuit connected to the output via the AC coupling capacitor and feeding back power information of the output to the primary controller;
The primary controller has made the output voltage value and the output current capacity of the DC / DC converter variable by controlling the input current based on the power information fed back from the isolation circuit. A power supply device.
前記AC結合キャパシタを介して前記出力に接続され、前記出力の電力情報を前記絶縁回路にフィードバックする誤差補償用のエラーアンプを備えることを特徴とする請求項4に記載の電力供給装置。   The power supply apparatus according to claim 4, further comprising an error amplifier for error compensation that is connected to the output via the AC coupling capacitor and feeds back power information of the output to the isolation circuit. 前記電力情報は、
前記出力におけるDC情報と、
前記DC情報にAC重畳され、前記出力に外部入力されるAC情報と
を備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電力供給装置。
The power information is
DC information at the output;
The power supply device according to claim 1, further comprising: AC information superimposed on the DC information and externally input to the output.
前記入力と、前記1次側コントローラとの間に接続され、前記1次側コントローラに電源を供給する電源供給回路を備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の電力供給装置。   The power according to claim 1, further comprising: a power supply circuit that is connected between the input and the primary controller and supplies power to the primary controller. Feeding device. AC入力と、
前記AC入力と前記DC/DCコンバータの入力との間に接続されたAC/DCコンバータと
を備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電力供給装置。
AC input,
The power supply apparatus according to claim 1, further comprising: an AC / DC converter connected between the AC input and an input of the DC / DC converter.
前記DC/DCコンバータは、ダイオード整流型であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の電力供給装置。   The power supply apparatus according to claim 1, wherein the DC / DC converter is a diode rectification type. 前記DC/DCコンバータは、
トランスと、
前記トランスの1次側インダクタンスと接地電位との間に直列接続された第1MOSトランジスタおよび電流センス用の抵抗と、
前記トランスの2次側インダクタンスと前記出力との間に接続されたダイオードと、
前記出力と接地電位との間に接続された第1キャパシタと
を備えることを特徴とする請求項9に記載の電力供給装置。
The DC / DC converter is
A transformer,
A first MOS transistor and a current sensing resistor connected in series between the primary inductance of the transformer and a ground potential;
A diode connected between the secondary inductance of the transformer and the output;
The power supply device according to claim 9, further comprising: a first capacitor connected between the output and a ground potential.
前記DC/DCコンバータは、同期整流型であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の電力供給装置。   The power supply apparatus according to claim 1, wherein the DC / DC converter is a synchronous rectification type. 前記DC/DCコンバータは、
トランスと、
前記トランスの1次側インダクタンスと接地電位との間に直列接続された第1MOSトランジスタおよび電流センス用の抵抗と、
前記トランスの2次側インダクタンスと前記出力との間に接続された第2MOSトランジスタと、
前記出力と接地電位との間に接続された第1キャパシタと
を備えることを特徴とする請求項11に記載の電力供給装置。
The DC / DC converter is
A transformer,
A first MOS transistor and a current sensing resistor connected in series between the primary inductance of the transformer and a ground potential;
A second MOS transistor connected between the secondary inductance of the transformer and the output;
The power supply device according to claim 11, further comprising: a first capacitor connected between the output and a ground potential.
前記絶縁回路は、キャパシタ、フォトカプラ、若しくはトランスのいずれかを備えることを特徴とする請求項2〜5のいずれか1項に記載の電力供給装置。   The power supply device according to claim 2, wherein the insulating circuit includes any one of a capacitor, a photocoupler, and a transformer. 前記絶縁回路は、絶縁双方向回路であることを特徴とする請求項4に記載の電力供給装置。   The power supply apparatus according to claim 4, wherein the insulation circuit is an insulation bidirectional circuit. 前記絶縁双方向回路に接続され、前記出力の電力情報を前記1次側コントローラにフィードバックするDC/AC成分分離回路を備えることを特徴とする請求項14に記載の電力供給装置。   15. The power supply apparatus according to claim 14, further comprising a DC / AC component separation circuit connected to the insulating bidirectional circuit and feeding back power information of the output to the primary controller. 前記DC/AC成分分離回路は、ローパスフィルタとDC成分除去回路とを備えることを特徴とする請求項15に記載の電力供給装置。   The power supply apparatus according to claim 15, wherein the DC / AC component separation circuit includes a low-pass filter and a DC component removal circuit. 前記絶縁双方向回路は、絶縁ドライバ付き双方向トランス若しくは双方向素子を備えることを特徴とする請求項14〜16のいずれか1項に記載の電力供給装置。   The power supply apparatus according to any one of claims 14 to 16, wherein the insulated bidirectional circuit includes a bidirectional transformer with an insulated driver or a bidirectional element. 前記絶縁双方向回路は、複数の単方向回路若しくは複数の単方向素子を組み合わせて構成されたことを特徴とする請求項14〜16のいずれか1項に記載の電力供給装置。   The power supply apparatus according to any one of claims 14 to 16, wherein the insulating bidirectional circuit is configured by combining a plurality of unidirectional circuits or a plurality of unidirectional elements. 前記2次側コントローラは、前記DC/DCコンバータに接続された第2のDC/DCコンバータに内蔵されたことを特徴とする請求項1に記載の電力供給装置。   The power supply apparatus according to claim 1, wherein the secondary controller is built in a second DC / DC converter connected to the DC / DC converter. 前記第2のDC/DCコンバータは、前記2次側コントローラによって制御される第3MOSトランジスタを備えることを特徴とする請求項19に記載の電力供給装置。   The power supply apparatus according to claim 19, wherein the second DC / DC converter includes a third MOS transistor controlled by the secondary-side controller. 過電流保護、過電力保護、過電圧保護、過負荷保護、過温度保護のいずれかの保護機能を備えることを特徴とする請求項1〜20のいずれか1項に記載の電力供給装置。   The power supply device according to any one of claims 1 to 20, further comprising any one of overcurrent protection, overpower protection, overvoltage protection, overload protection, and overtemperature protection. 出力電圧と出力電流との関係は、矩形形状、逆台形形状、逆三角形形状、台形形状、若しくは五角形形状のずれかの形状を採用可能であることを特徴とする請求項1〜21のいずれか1項に記載の電力供給装置。   The relationship between the output voltage and the output current can be any of a rectangular shape, an inverted trapezoidal shape, an inverted triangular shape, a trapezoidal shape, or a pentagonal shape. The power supply device according to Item 1. 請求項1〜22のいずれか1項に記載の電力供給装置を搭載したことを特徴とするACアダプタ。 An AC adapter comprising the power supply device according to any one of claims 1 to 22. 請求項1〜22のいずれか1項に記載の電力供給装置を搭載したことを特徴とする電子機器。 An electronic apparatus comprising the power supply device according to any one of claims 1 to 22. 前記電子機器は、モニタ、外部ハードディスクドライブ、セットトップボックス、ラップトップPC、タブレットPC、スマートホン、バッテリーチャージャーシステム、パーソナルコンピュータ、ディスプレイ、プリンタ、掃除機、冷蔵庫、ファクシミリ、電話機のいずれかであることを特徴とする請求項24に記載の電子機器。   The electronic device is any one of a monitor, an external hard disk drive, a set top box, a laptop PC, a tablet PC, a smart phone, a battery charger system, a personal computer, a display, a printer, a vacuum cleaner, a refrigerator, a facsimile, and a telephone. The electronic device according to claim 24, wherein: 請求項1〜22のいずれか1項に記載の電力供給装置を搭載したことを特徴とする電力供給システム。 A power supply system comprising the power supply device according to any one of claims 1 to 22. 前記電力供給システムは、プラグを介してコンセントに接続可能なモニタと、
前記モニタに、USBPDケーブルを用いて接続された外部ハードディスクドライブと、
セットトップボックスと、ラップトップPCと、タブレットPCと、スマートホンと
を備えることを特徴とする請求項26に記載の電力供給システム。
The power supply system includes a monitor connectable to an outlet via a plug,
An external hard disk drive connected to the monitor using a USB PD cable;
The power supply system according to claim 26, comprising: a set-top box, a laptop PC, a tablet PC, and a smartphone.
前記電力供給システムは、プラグを介してコンセントに接続可能なUSBPDアダプタ/チャージャーと、
前記USBPDアダプタ/チャージャーに、USBPDケーブルを用いて接続されたラップトップPCと、
前記ラップトップPCに、別のUSBPDケーブルを用いて接続された外部ハードディスクドライブと、モニタと、タブレットPCと、スマートホンと
を備えることを特徴とする請求項26に記載の電力供給システム。
The power supply system includes a USB PD adapter / charger connectable to an outlet via a plug;
A laptop PC connected to the USBPD adapter / charger using a USBPD cable;
27. The power supply system according to claim 26, comprising: an external hard disk drive connected to the laptop PC using another USB PD cable, a monitor, a tablet PC, and a smartphone.
前記電力供給システムは、プラグを介してコンセントに接続可能なUSBPDアダプタと、
前記USBPDアダプタに、USBPDケーブルを用いて接続された外部ハードディスクドライブと、モニタと、セットトップボックスと、ラップトップPCと、タブレットPCと、スマートホンと
を備えることを特徴とする請求項26に記載の電力供給システム。
The power supply system includes a USB PD adapter that can be connected to an outlet via a plug;
The external USB hard disk drive, a monitor, a set top box, a laptop PC, a tablet PC, and a smartphone connected to the USB PD adapter using a USB PD cable. Power supply system.
前記電力供給システムは、プラグを介してコンセントに接続される高機能USBPDアダプタ/チャージャーと、
前記高機能USBPDアダプタ/チャージャーに、USBPDケーブルを用いて接続された外部ハードディスクドライブと、モニタと、セットトップボックスと、ラップトップPCと、タブレットPCと、スマートホンと
を備えることを特徴とする請求項26に記載の電力供給システム。
The power supply system includes a high-performance USB PD adapter / charger connected to an outlet via a plug;
An external hard disk drive, a monitor, a set-top box, a laptop PC, a tablet PC, and a smartphone connected to the high-performance USB PD adapter / charger using a USB PD cable. Item 27. The power supply system according to Item 26.
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