JP2014166024A - 電力供給装置およびその起動方法、ａｃアダプタ、電子機器および電力供給システム - Google Patents

電力供給装置およびその起動方法、ａｃアダプタ、電子機器および電力供給システム Download PDF

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Abstract

【課題】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およびその起動方法、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。
【解決手段】入力と出力との間に配置されたＤＣ／ＤＣコンバータ１３と、ＤＣ／ＤＣコンバータを起動する１次側コントローラ３０Ｋと、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力に接続され、かつ出力にＡＣ結合され、出力の電力情報を１次側コントローラおよびＤＣ／ＤＣコンバータの入力にフィードバックする２次側コントローラ１６とを備え、２次側コントローラは、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電流を制御して、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４Ａおよびその起動方法、およびこの電力供給装置４Ａを搭載したＡＣアダプタ、電子機器および電力供給システム。
【選択図】図６

Description

本発明は、電力供給装置およびその起動方法、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およびその起動方法、ＡＣアダプタ、電子機器および電力供給システムに関する。
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。）。
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。）。
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ＢＣＳ（Battery Charging System）１．２がある。
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。
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。
特開２０１１−８２８０２号公報
"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
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）を制御可能な電力供給装置およびその起動方法、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。
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コンバータを起動する１次側コントローラと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力に接続され、かつ前記出力にＡＣ結合され、前記出力の電力情報を前記１次側コントローラおよび前記ＤＣ／ＤＣコンバータの入力にフィードバックする２次側コントローラと、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２次側コントローラは、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電流を制御して、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。
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。
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。
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。
本発明の他の態様によれば、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コンバータを起動する１次側コントローラと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力に接続され、前記出力の電力情報を前記１次側コントローラおよび前記ＤＣ／ＤＣコンバータの入力にフィードバックする２次側コントローラとを備える電力供給装置の起動方法であって、第１タイミングにおいて、前記１次側コントローラを起動するステップと、第２タイミングにおいて、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が、一定レベルに到達した後、前記１次側コントローラをオフし、前記２次側コントローラをオンさせて、前記２次側コントローラの制御に切り替えるステップとを有する電力供給装置の起動方法が提供される。
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およびその起動方法、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。
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。 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。 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。 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。 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。 （ａ）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、（ｂ）１次側コントローラおよび２次側コントローラの起動シーケンス、（ｃ）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。 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。 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。 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。 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。 第７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。 第８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。 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。 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。 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。 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。 （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）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）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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 （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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。
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。
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。
[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。
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。
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ＡＣ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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
[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（ａ）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３０Ｋと、入力と１次側コントローラ３０Ｋ間に接続され、１次側コントローラ３０Ｋ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１６に接続され、出力情報を１次側コントローラ３０Ｋにフィードバックする絶縁回路２０とを備える。
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入力制御信号が重畳されて入力されるが、このＡＣ入力制御信号は、ＡＣ結合用のキャパシタＣ２を介して、２次側コントローラ（ＰＤ ＣＨＩＰ）１６に入力される。
また、出力端子に接続される接続対象（セット機器）に対するＡＣ出力制御信号も、２次側コントローラ（ＰＤ ＣＨＩＰ）１６から、このＡＣ結合用のキャパシタＣ２を介して、接続対象（セット機器）に出力可能である。
２次側コントローラ１６は、ＰＷＭ制御回路１６ＰＷＭを備え、２次側コントローラ１６・絶縁回路２０間の接続ライン１６ａを介して、ＭＯＳトランジスタＱ１の駆動用制御信号ＭＯＳＣｔｒｌ（ＰＷＭ）を絶縁回路２０に転送可能である。
絶縁回路２０は、絶縁回路２０・ＭＯＳトランジスタＱ１のゲート間の接続ライン２０ａを介して、ＭＯＳトランジスタＱ１の駆動用制御信号ＭＯＳＣｔｒｌ（ＰＷＭ）をＭＯＳトランジスタＱ１のゲートに入力可能である。
また、２次側コントローラ１６は、絶縁回路２０を介して、１次側コントローラ３０ＫおよびＤＣ／ＤＣコンバータ１３の入力に対して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３のＤＣ出力電力情報をフィードバック可能である。
また、第１の実施の形態に係る電力供給装置４Ａは、図６（ａ）に示すように、トランス１５の２次側インダクタンスＬ２と接地電位との間に接続される抵抗ＲＳLを備えていても良い。２次側コントローラ１６は、この電流センス用の抵抗ＲＳLを介して、トランス１５の２次側インダクタンスＬ２に導通する電流量ＩDを検出し、２次側過電流などの電流量を制御可能である。
また、２次側コントローラ１６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力との間の接続ライン１６ｂを介して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力電圧ＶDMを検出・監視している。尚、このＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力電圧ＶDMは、２次側コントローラ１６の電源としても兼用可能である。
また、１次側コントローラ３０Ｋは、電流センス用の抵抗ＲＳを介して、１次側インダクタンスＬ１に導通する電流量を検出し、１次側過電流などの電流量を制御可能である。
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１３に入力されるのを分離している。
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。
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によって、１次側に配置されたＭＯＳトランジスタＱ１の駆動用制御信号ＭＯＳＣｔｒｌ（ＰＷＭ）が供給される。１次側コントローラ３０Ｋは、単にＤＣ／ＤＣコンバータ１３の起動用としてのみ動作し、実質的な出力制御は、２次側コントローラ１６が実行する。ここで、起動シーケンスは、図６（ｂ）に示す通りである。
（ａ）まず、時刻ｔ０において、１次側コントローラ３０Ｋを起動する。
（ｂ）次に、時刻ｔ１において、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力電圧Ｖoが、ある一定レベル、例えば、約５Ｖに到達した後、１次側コントローラ３０Ｋをオフし、２次側コントローラ１６をオンさせて、２次側コントローラ１６の制御に切り替える。この結果、２次側コントローラ１６が、１次側に配置されたＭＯＳトランジスタＱ１のゲート制御を開始する。
（ｃ）その後、２次側コントローラ１６によって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力電圧値および出力電流値ＭＡＸ制御を実施する。
以上説明した通り、１次側コントローラ３０Ｋは、簡単な起動回路を備えていれば良い。すなわち、１次側コントローラ３０Ｋは、起動部＋コントローラの構成を備えていれば良く、すべて２次側コントローラ１６によってＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力電圧値および出力電流値ＭＡＸ制御を実施可能であり、制御系の回路構成が簡単化されている。
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によって、出力電圧値および出力電流値ＭＡＸ可変機能を有する。
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、ＭＯＳトランジスタＱ１のゲート制御用のＰＷＭ制御回路１６ＰＷＭなどが内蔵される。
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。
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。
第１の実施の形態によれば、２次側コントローラ（ＰＤ ＣＨＩＰ）１６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。
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。
[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６（ｃ）に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力と出力端子との間に、抵抗ＲＳLを備え、２次側コントローラ１６は、この電流センス用の抵抗ＲＳLにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力と出力端子との間に導通する電流量ＩDMを検出可能である。２次側コントローラ１６は、この電流量ＩDMに基づいて、２次側過電流などの電流量を制御可能である。すなわち、第２の実施の形態に係る電力供給装置４Ａにおいては、トランス１５の２次側インダクタンスＬ２と接地電位との間に接続される抵抗ＲＳLによって２次側インダクタンスＬ２を導通する電流量を検出する代わりに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力と出力端子との間に、抵抗ＲＳLを配置し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３による整流後に電流量を検出している。その他の構成は、第１の実施の形態と同様である。
１次側コントローラ３０Ｋは、起動部＋コントローラの構成を備えていれば良く、すべて２次側コントローラ１６によってＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力電圧値および出力電流値ＭＡＸ制御を実施可能であり、制御系の回路構成が簡単化されている。
第２の実施の形態に係る電力供給装置４Ａにおいても、２次側コントローラ（ＰＤ ＣＨＩＰ）１６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。
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。
第２の実施の形態によれば、２次側コントローラ（ＰＤ ＣＨＩＰ）１６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。
第２の実施の形態に係る電力供給装置４Ａにおいても、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。
[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７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３０Ｋと、入力と１次側コントローラ３０Ｋ間に接続され、１次側コントローラ３０Ｋ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１６に接続され、出力情報を１次側コントローラ３０Ｋにフィードバックする絶縁回路２０とを備える。
第３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入力制御信号が重畳されて入力されるが、このＡＣ入力制御信号は、ＡＣ結合用のキャパシタＣ２を介して、２次側コントローラ（ＰＤ ＣＨＩＰ）１６に入力される。
また、出力端子に接続される接続対象（セット機器）に対するＡＣ出力制御信号も、２次側コントローラ（ＰＤ ＣＨＩＰ）１６から、このＡＣ結合用のキャパシタＣ２を介して、接続対象（セット機器）に出力可能である。
２次側コントローラ１６は、ＰＷＭ制御回路１６ＰＷＭを備え、２次側コントローラ１６・絶縁回路２０間の接続ライン１６ａを介して、ＭＯＳトランジスタＱ１の駆動用制御信号ＭＯＳＣｔｒｌ（ＰＷＭ）を絶縁回路２０に転送可能である。
絶縁回路２０は、絶縁回路２０・ＭＯＳトランジスタＱ１のゲート間の接続ライン２０ａを介して、ＭＯＳトランジスタＱ１の駆動用制御信号ＭＯＳＣｔｒｌ（ＰＷＭ）をＭＯＳトランジスタＱ１のゲートに入力可能である。
また、２次側コントローラ１６は、絶縁回路２０を介して、１次側コントローラ３０ＫおよびＤＣ／ＤＣコンバータ１３の入力に対して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３のＤＣ出力電力情報をフィードバック可能である。
また、第３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、トランス１５の２次側インダクタンスＬ２と接地電位との間に接続される抵抗ＲＳLを備えていても良い。２次側コントローラ１６は、この電流センス用の抵抗ＲＳLを介して、トランス１５の２次側インダクタンスＬ２に導通する電流量ＩDを検出し、２次側過電流などの電流量を制御可能である。
また、２次側コントローラ１６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力との間の接続ライン１６ｂを介して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力電圧ＶDMを検出・監視している。尚、このＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力電圧ＶDMは、２次側コントローラ１６の電源としても兼用可能である。
また、２次側コントローラ１６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３を構成するＭＯＳトランジスタＱ３のゲートに接続されており、ＭＯＳトランジスタＱ３のスイッチング制御を実施可能である。
また、１次側コントローラ３０Ｋは、電流センス用の抵抗ＲＳを介して、１次側インダクタンスＬ１に導通する電流量を検出し、１次側過電流などの電流量を制御可能である。
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１３に入力されるのを分離している。
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。
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１６によって、１次側に配置されたＭＯＳトランジスタＱ１の駆動用制御信号ＭＯＳＣｔｒｌ（ＰＷＭ）が供給される。１次側コントローラ３０Ｋは、単にＤＣ／ＤＣコンバータ１３の起動用としてのみ動作し、実質的な出力制御は、２次側コントローラ１６が実行する。ここで、起動シーケンスは、図６（ｂ）と同様である。
１次側コントローラ３０Ｋは、簡単な起動回路を備えていれば良い。すなわち、１次側コントローラ３０Ｋは、起動部＋コントローラの構成を備えていれば良く、すべて２次側コントローラ１６によってＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力電圧値および出力電流値ＭＡＸ制御を実施可能であり、制御系の回路構成が簡単化されている。
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１６によって、出力電圧値および出力電流値ＭＡＸ可変機能を有する。
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、ＭＯＳトランジスタＱ１のゲート制御用のＰＷＭ制御回路１６ＰＷＭなどが内蔵される。
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によって、同期整流型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。
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。
第３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２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。
第３の実施の形態によれば、２次側コントローラ（ＰＤ ＣＨＩＰ）１６によって、同期整流方式・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。
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、ＵＳＢ電力供給装置（ＵＳＢＰＤ）と呼ぶことができる。
[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８に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力と出力端子との間に、抵抗ＲＳLを備え、２次側コントローラ１６は、この電流センス用の抵抗ＲＳLにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力と出力端子との間に導通する電流量ＩDMを検出可能である。２次側コントローラ１６は、この電流量ＩDMに基づいて、２次側過電流などの電流量を制御可能である。すなわち、第４の実施の形態に係る電力供給装置４Ａにおいては、トランス１５の２次側インダクタンスＬ２と接地電位との間に接続される抵抗ＲＳLによって２次側インダクタンスＬ２を導通する電流量を検出する代わりに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力と出力端子との間に、抵抗ＲＳLを配置し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３による整流後に電流量を検出している。その他の構成は、第３の実施の形態と同様である。
１次側コントローラ３０Ｋは、起動部＋コントローラの構成を備えていれば良く、すべて２次側コントローラ１６によってＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力電圧値および出力電流値ＭＡＸ制御を実施可能であり、制御系の回路構成が簡単化されている。
第４の実施の形態に係る電力供給装置４Ａにおいても、２次側コントローラ（ＰＤ ＣＨＩＰ）１６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。
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。
第４の実施の形態によれば、２次側コントローラ（ＰＤ ＣＨＩＰ）１６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。
第４の実施の形態に係る電力供給装置４Ａにおいても、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。
[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。
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３０Ｋに直流電圧ＶＣＣが供給される。その他の構成は、第１の実施の形態と同様である。
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）１６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。
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。
第５の実施の形態によれば、２次側コントローラ（ＰＤ ＣＨＩＰ）１６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。
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）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。
[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１０に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力と出力端子との間に、抵抗ＲＳLを備え、２次側コントローラ１６は、この電流センス用の抵抗ＲＳLにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力と出力端子との間に導通する電流量ＩDMを検出可能である。２次側コントローラ１６は、この電流量ＩDMに基づいて、２次側過電流などの電流量を制御可能である。すなわち、第５の実施の形態に係る電力供給装置４Ａにおいては、トランス１５の２次側インダクタンスＬ２と接地電位との間に接続される抵抗ＲＳLによって２次側インダクタンスＬ２を導通する電流量を検出する代わりに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力と出力端子との間に、抵抗ＲＳLを配置し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３による整流後に電流量を検出している。その他の構成は、第５の実施の形態と同様である。
１次側コントローラ３０Ｋは、起動部＋コントローラの構成を備えていれば良く、すべて２次側コントローラ１６によってＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力電圧値および出力電流値ＭＡＸ制御を実施可能であり、制御系の回路構成が簡単化されている。
第６の実施の形態に係る電力供給装置４Ａにおいても、２次側コントローラ（ＰＤ ＣＨＩＰ）１６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。
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。
第６の実施の形態によれば、２次側コントローラ（ＰＤ ＣＨＩＰ）１６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。
第６の実施の形態に係る電力供給装置４Ａにおいても、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。
[第７の実施の形態]
第７の実施の形態に係る電力供給装置４Ａは、図１１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５の実施の形態と同様である。
第７の実施の形態に係る電力供給装置４Ａにおいては、図１１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。
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。
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。
第７の実施の形態に係る電力供給装置４Ａは、図１１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３０Ｋと、入力と１次側コントローラ３０Ｋ間に接続され、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１６に接続され、出力情報を１次側コントローラ３０Ｋにフィードバックする絶縁回路２０とを備える。
第７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入力制御信号が重畳されて入力されるが、このＡＣ入力制御信号は、ＡＣ結合用のキャパシタＣ２を介して、２次側コントローラ（ＰＤ ＣＨＩＰ）１６に入力される。
また、出力端子に接続される接続対象（セット機器）に対するＡＣ出力制御信号も、２次側コントローラ（ＰＤ ＣＨＩＰ）１６から、このＡＣ結合用のキャパシタＣ２を介して、接続対象（セット機器）に出力可能である。
２次側コントローラ１６は、ＰＷＭ制御回路１６ＰＷＭを備え、２次側コントローラ１６・絶縁回路２０間の接続ライン１６ａを介して、ＭＯＳトランジスタＱ１の駆動用制御信号ＭＯＳＣｔｒｌ（ＰＷＭ）を絶縁回路２０に転送可能である。
絶縁回路２０は、絶縁回路２０・ＭＯＳトランジスタＱ１のゲート間の接続ライン２０ａを介して、ＭＯＳトランジスタＱ１の駆動用制御信号ＭＯＳＣｔｒｌ（ＰＷＭ）をＭＯＳトランジスタＱ１のゲートに入力可能である。
また、２次側コントローラ１６は、絶縁回路２０を介して、１次側コントローラ３０ＫおよびＤＣ／ＤＣコンバータ１３の入力にに対して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３のＤＣ出力電力情報をフィードバック可能である。
また、第７の実施の形態に係る電力供給装置４Ａは、図１１に示すように、トランス１５の２次側インダクタンスＬ２と接地電位との間に接続される抵抗ＲＳLを備えていても良い。２次側コントローラ１６は、この電流センス用の抵抗ＲＳLを介して、トランス１５の２次側インダクタンスＬ２に導通する電流量ＩDを検出し、２次側過電流などの電流量を制御可能である。
また、２次側コントローラ１６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力との間の接続ライン１６ｂを介して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力電圧ＶDMを検出・監視している。尚、このＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力電圧ＶDMは、２次側コントローラ１６の電源としても兼用可能である。
また、１次側コントローラ３０Ｋは、電流センス用の抵抗ＲＳを介して、１次側インダクタンスＬ１に導通する電流量を検出し、１次側過電流などの電流量を制御可能である。
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。
第７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によって、１次側に配置されたＭＯＳトランジスタＱ１の駆動用制御信号ＭＯＳＣｔｒｌ（ＰＷＭ）が供給される。１次側コントローラ３０Ｋは、単にＤＣ／ＤＣコンバータ１３の起動用としてのみ動作し、実質的な出力制御は、２次側コントローラ１６が担当している。ここで、起動シーケンスは、図６（ｂ）と同様である。
１次側コントローラ３０Ｋは、簡単な起動回路を備えていれば良い。すなわち、１次側コントローラ３０Ｋは、起動部＋コントローラの構成を備えていれば良く、すべて２次側コントローラ１６によってＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力電圧値および出力電流値ＭＡＸ制御を実施可能であり、制御系の回路構成が簡単化されている。
第７の実施の形態に係る電力供給装置４Ａにおいても、２次側コントローラ１６によって、出力電圧値および出力電流値ＭＡＸ可変機能を有する。
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、ＭＯＳトランジスタＱ１のゲート制御用のＰＷＭ制御回路１６ＰＷＭなどが内蔵される。
第７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、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。
第７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。
第７の実施の形態によれば、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、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。
第７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。
[第８の実施の形態]
第８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、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力と出力端子との間に、抵抗ＲＳLを備え、２次側コントローラ１６は、この電流センス用の抵抗ＲＳLにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力と出力端子との間に導通する電流量ＩDMを検出可能である。２次側コントローラ１６は、この電流量ＩDMに基づいて、２次側過電流などの電流量を制御可能である。すなわち、第８の実施の形態に係る電力供給装置４Ａにおいては、トランス１５の２次側インダクタンスＬ２と接地電位との間に接続される抵抗ＲＳLによって２次側インダクタンスＬ２を導通する電流量を検出する代わりに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力と出力端子との間に、抵抗ＲＳLを配置し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３による整流後に電流量を検出している。その他の構成は、第７の実施の形態と同様である。
１次側コントローラ３０Ｋは、起動部＋コントローラの構成を備えていれば良く、すべて２次側コントローラ１６によってＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力電圧値および出力電流値ＭＡＸ制御を実施可能であり、制御系の回路構成が簡単化されている。
第８の実施の形態に係る電力供給装置４Ａにおいても、２次側コントローラ（ＰＤ ＣＨＩＰ）１６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。
第８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。
第８の実施の形態によれば、２次側コントローラ（ＰＤ ＣＨＩＰ）１６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。
第８の実施の形態に係る電力供給装置４Ａにおいても、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。
（ＡＣアダプタ）
第１〜第８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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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８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。
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。
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。
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。
第１〜第８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。
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。
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１６（ｂ）に示すように表される。
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１６（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。
尚、図１６（ａ）〜図１６（ｃ）の構成において、コンセント１に接続可能なプラグ２は、図１３若しくは図１４の構成と同様に、ＡＣアダプタ３の外部に配置されたプラグ形状を適用しても良い。
（電子機器）
第１〜第８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。
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。
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。
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。
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。
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。
尚、図１３〜図１８に示された構成において、ＵＳＢＰＤ４Ａ・４１・４２・４１Ａ・４２Ａ・４３Ａ・４４Ａは、ＵＳＢＰＤのレセプタクル（受け口）を表し、ＵＳＢＰＤ５・５１・５２は、ＵＳＢＰＤのプラグを表す。
（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。
１次側過電力保護回路（ＯＰＰ１）８１は、１次側コントローラ３０Ｋ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３０Ｋに内蔵されていても良い。
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。
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８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。
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。
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。
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。
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３０Ｋ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。
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。
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３０Ｋ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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
（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。
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。
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。
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。
（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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
（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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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およびその起動方法、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。
[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。
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。
本発明の電力供給装置およびその起動方法、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。
１…コンセント
２…プラグ
３…ＡＣアダプタ
４、４１、４２…電力供給装置（ＰＤ）
４Ａ、５、４１Ａ、４２Ａ、４３Ａ、４４Ａ、５１、５２…電力供給装置（ＵＳＢＰＤ）
６、６１、６２…ＵＳＢＰＤケーブル
７…電子機器
１０…電源供給回路
１１…ヒューズ
１２…絶縁トランス（チョークコイル）
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）
１６ＰＷＭ…ＰＷＭ制御回路
１６ａ、２０ａ…接続ライン
１９…増幅器
２０…絶縁回路
２１…エラーアンプ（ＥＡ）
３０…１次側コントローラ
３０ｋ…１次側コントローラ（起動部＋コントローラ）
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

Claims (31)

  1. 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コンバータを起動する１次側コントローラと、
    前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力に接続され、かつ前記出力にＡＣ結合され、前記出力の電力情報を前記１次側コントローラおよび前記ＤＣ／ＤＣコンバータの入力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２次側コントローラは、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電流を制御して、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。
  2. 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。
  3. 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２に記載の電力供給装置。
  4. 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接続された第１ＭＯＳトランジスタと、
    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、
    前記２次側コントローラは、前記絶縁回路を介して、前記第１ＭＯＳトランジスタのゲートに駆動用制御信号を入力可能であることを特徴とする請求項３に記載の電力供給装置。
  5. 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２に記載の電力供給装置。
  6. 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接続された第１ＭＯＳトランジスタと、
    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、
    前記２次側コントローラは、前記絶縁回路を介して、前記第１ＭＯＳトランジスタのゲートに駆動用制御信号を入力可能であることを特徴とする請求項５に記載の電力供給装置。
  7. 前記トランスの２次側インダクタンスと接地電位との間に接続された電流センス用の抵抗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。
  8. 前記２次側コントローラは、前記電流センス用の抵抗を介して、前記トランスの前記２次側インダクタンスに導通する電流量を検出可能であることを特徴とする請求項７に記載の電力供給装置。
  9. 前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力と前記出力との間に接続された電流センス用の抵抗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。
  10. 前記２次側コントローラは、前記電流センス用の抵抗を介して、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力と前記出力との間に導通する電流量を検出可能であることを特徴とする請求項９に記載の電力供給装置。
  11. 前記２次側コントローラは、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力との間の接続ラインを介して、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を検出かつ監視可能であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電力供給装置。
  12. 前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧は、前記２次側コントローラの電源として兼用可能であることを特徴とする請求項１１に記載の電力供給装置。
  13. 前記電力情報は、
    前記出力におけるＤＣ情報と、
    前記出力に外部入力され、前記ＤＣ情報にＡＣ重畳されるＡＣ情報と
    を備えることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の電力供給装置。
  14. 前記出力と前記２次側コントローラとの間に接続されたＡＣ結合用のキャパシタを備え、
    前記２次側コントローラは、前記出力に接続される接続対象に対する出力制御信号を前記ＡＣ結合用のキャパシタを介して、前記接続対象に出力可能であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の電力供給装置。
  15. 前記２次側コントローラは、ＰＷＭ制御回路を備え、前記ＰＷＭ制御回路が前記駆動用制御信号を出力可能であることを特徴とする請求項４または６に記載の電力供給装置。
  16. 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１〜１５のいずれか１項に記載の電力供給装置。
  17. 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１〜１５のいずれか１項に記載の電力供給装置。
  18. 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２〜６のいずれか１項に記載の電力供給装置。
  19. 前記ＤＣ／ＤＣコンバータに接続された第２のＤＣ／ＤＣコンバータを備え、
    前記２次側コントローラは、前記第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または２に記載の電力供給装置。
  20. 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。
  21. 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。
  22. 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。
  23. 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。
  24. 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。
  25. 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。
  26. 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。
  27. 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。
  28. 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。
  29. 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。
  30. 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。
  31. 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コンバータを起動する１次側コントローラと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力に接続され、前記出力の電力情報を前記１次側コントローラおよび前記ＤＣ／ＤＣコンバータの入力にフィードバックする２次側コントローラとを備える電力供給装置の起動方法であって、
    第１タイミングにおいて、前記１次側コントローラを起動するステップと、
    第２タイミングにおいて、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が、一定レベルに到達した後、前記１次側コントローラをオフし、前記２次側コントローラをオンさせて、前記２次側コントローラの制御に切り替えるステップと
    を有することを特徴とする電力供給装置の起動方法。
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