JP2020102970A - 受電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＵＳＢ ＰＤ規格に準拠したネゴシエーション通信の結果と電池認証の結果とに基づいて充電制御を行えるようにする。【解決手段】 送電装置（２）から電力を受電する受電装置（１）であって、前記送電装置から受電可能な受電電力を受信する電力受信手段と、前記送電装置が所定の供給能力を有するか否かを判定する供給能力判定手段と、前記送電装置が所定の送電装置か否かを判定する送電装置判定手段と、前記受電装置内の電池の認証可能か否かを行う電池認証手段と、前記供給能力判定手段と前記送電装置判定手段と前記電池認証手段の検出結果により、前記受電装置への受電動作および前記電池への充電動作を制御する制御手段と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、送電装置から電力を受電する受電装置などに関する。

特許文献１には、ＵＳＢ接続部のＤ＋／Ｄ−端子の接続状態から接続機器が充電専用機か否かを判定して、充電制御を行う方法が記載されている。

特開２０１２−１８２９８７号公報

しかしながら、特許文献１に記載されている方法では、受電装置に接続されている電池が受電装置に適した電池であるか否かが判らない状態で充電動作を行ってしまう可能性がある。また、特許文献１に記載されているＵＳＢ規格は、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃ規格およびＵＳＢ ＰＤ（Ｐｏｗｅｒ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ）規格よりも前のＵＳＢ規格であるため、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃ規格およびＵＳＢ ＰＤ規格に準拠した受電装置に関する記載もない。

そこで、本発明は、ＵＳＢ ＰＤ規格に準拠したネゴシエーション通信の結果と電池認証の結果とに基づいて充電制御を行えるようにすることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る受電装置は、
送電装置から電力を受電する受電装置であって、前記送電装置から受電可能な受電電力を受信する電力受信手段と、前記送電装置が所定の供給能力を有するか否かを判定する供給能力判定手段と、前記送電装置が所定の送電装置か否かを判定する送電装置判定手段と、前記受電装置内の電池の認証可能か否かを行う電池認証手段と、前記供給能力判定手段と前記送電装置判定手段と前記電池認証手段の検出結果により、前記受電装置への受電動作および前記電池への充電動作を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明に係る受電装置によれば、ＵＳＢ ＰＤ規格に準拠したネゴシエーション通信の結果と電池認証の結果とに基づいて充電制御を行うことができる。

実施形態１における充電制御システムの構成要素を示すブロック図である。 実施形態１における受電装置および送電装置の構成要素を示すブロック図である。 ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃコネクタのピン配置を示す図である。 実施形態１における受電装置および送電装置で行われる制御処理を説明するためのフローチャートである。 実施形態１における受電装置および送電装置で行われる制御処理の一例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

［実施形態１］
図１は、実施形態１における充電制御システムの構成要素を示すブロック図である。

実施形態１の充電制御システムは、受電装置１と送電装置２とから構成される。図２は、受電装置１および送電装置２の構成要素を示すブロック図である。

まず、図２を参照して、受電装置１の構成要素を説明する。

図１において、１０１は、送電装置２から電力を受電するために接続する外部接続用のコネクタで、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃ規格に準拠したレセプタクルを使用している。コネクタ１０１は、図３に示すように、電力を供給するＶＢＵＳ端子、送電装置２の電力供給能力の情報を取得するためのＣＣ端子、ＧＮＤ端子、ＵＳＢのデータ通信に使用する端子等を有している。

１０２は、コネクタ１０１のＣＣ端子とＧＮＤとの間に接続され、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃ規格に準拠したプルダウン抵抗である。プルダウン抵抗１０２は、送電装置２が受電装置１の接続を判定するためや、受電装置１が送電装置２の電力供給能力を電圧値で判定するために必要となる。

１０３は、コネクタ１０１のＣＣ端子と接続されているＰＤ通信部で、ＵＳＢ ＰＤ（Ｐｏｗｅｒ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ）規格に準拠した通信を実行すると共に、接続された送電装置２がＵＳＢ ＰＤ規格に準拠しているか否かを判定する。

送電装置２がＵＳＢ ＰＤ通信可能な場合、受電装置１は、ＰＤ通信部１０３によりＵＳＢ ＰＤ規格に準拠した通信プロトコルに基づいたネゴシエーション通信を行い、送電装置２に対して所望の電力の供給を要求する。また、受電装置１は、ＰＤ通信部１０３によりＵＳＢ ＰＤ規格に準拠した通信プロトコルに基づいた認証通信を行い、送電装置２に対してＵＳＢ ＰＤ規格に準拠した正規の装置であるか否かの認証を行う。

実施形態１において、ＰＤ通信部１０３は、送電装置２に対する要求電力の値を、少なくとも２つ持つ。また、２つの要求電力値のうちの１つは、受電装置１が送電装置２に対してＵＳＢ ＰＤ規格に準拠した正規の装置であるか否かの認証を行う動作ができる最低限の電力とする。

１０４は、コネクタ１０１のＶＢＵＳ端子と接続されており、送電装置２から供給される電力を用いて受電装置１の各部へ必要な電力を供給する受電部である。受電部１０４は、ＰＤ通信部１０３からの通信に基づいて送電装置２から供給を受ける電力を制御する。

１０５は、受電部１０４、または電池１０６からの電力を受電装置１の各部の動作に必要な電圧に変換して供給する電源部である。１０６は、受電装置１の電源部１０５へ受電装置１の動作に必要な電力を供給する電池である。

１０７は、受電装置１の電源制御等の各種制御や電池１０６の電池認証の制御を行う制御部である。電池認証制御は、電池が接続状態で行い非接続状態では行わない。認証結果は、制御部１０７内の不図示のフラッシュＲＯＭに記憶する。認証制御は、電池１０６が非接続状態から接続状態になった都度行う。また、制御部１０７は、ＰＤ通信部１０３と通信可能であり、接続された送電装置２の種別、供給電力などの情報を取得可能なものとする。

実施形態１では、制御部１０７には、不図示のＣＰＵを用いており、受電装置１に必要な諸々の回路等がさらに接続されている。また、制御部１０７は、不図示のフラッシュＲＯＭに格納された所定のプログラムに従って動作制御する。１０８は、操作を受ける各種スイッチや受電装置１の電源スイッチからなる操作部である。１０９は、撮影画像を表示するＬＣＤ等の表示部である。

次に、図２を参照して、送電装置２の構成要素を説明する。

送電装置２は、電力の供給元としてＡＣ電源を利用したＡＣアダプタを例として挙げているが、ＡＣアダプタに限定するものではなく、例えば、ＰＣや、携帯型の電池であってもよい。また、電力供給先への接続コネクタにはＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃのプラグを使用しているものとする。

次に、図４のフローチャートを参照して、実施形態１における受電装置１および送電装置２で行われる制御処理を説明する。

ステップ１０１にて、受電装置１の制御部１０７が、コネクタ１０１に所望の送電装置２が接続されたか否かを判定する。ステップ１０１にて、所望の送電装置２が接続されていないと判定した場合、ステップ１２４に進み、受電装置１の制御部１０７の制御にて、受電部１０４の受電状態を停止しておく。ステップ１０１にて、所望の送電装置２が接続されていると判定した場合、ステップ１０２に進む。

ステップ１０２にて、ＰＤ通信部１０３が、ＵＳＢ ＰＤ規格に準拠した通信プロトコルに基づいた認証通信を行い、送電装置２に対してＵＳＢ ＰＤ規格に準拠した正規の装置であるか否かの認証を行う。ステップ１０２にて、ＰＤ通信部１０３が、ＵＳＢ ＰＤ規格に準拠した通信プロトコルに基づいた認証通信を行い、送電装置２に対してＵＳＢ ＰＤ規格に準拠した正規の装置でないと判定した場合、ステップ１０４に進む。ステップ１０２で、ＰＤ通信部１０３が、ＵＳＢ ＰＤ規格に準拠した通信プロトコルに基づいた認証通信を行い、送電装置２に対してＵＳＢ ＰＤ規格に準拠した正規の装置であると判定した場合、ステップ１０３に進む。

ステップ１０３にて、ＰＤ通信部１０３が、コネクタ１０１のＣＣ端子を用いＵＳＢ ＰＤ規格に準拠した通信を実行し、ステップ１０４に進む。

ステップ１０４にて、ＰＤ通信部１０３が、ステップ１０３で行った認証通信により送電装置２に対してＵＳＢ ＰＤ規格に準拠した正規の装置であるか否かの認証を行う。実施形態１では、正規の装置と判定した場合、受電装置１の準拠アダプタと判定し、正規でないと判定した場合、非準拠アダプタと判定する。ステップ１０４にて、ＰＤ通信部１０３が、送電装置２をＵＳＢ ＰＤ規格に準拠した送電装置２と判定した場合、ステップ１０５に進む。ステップ１０４にて、ＰＤ通信部１０３が、送電装置２をＵＳＢ ＰＤ規格に準拠していないと判定した場合、ステップ１０８に進む。

ステップ１０５にて、ＰＤ通信部１０３が、送電装置２に対してＵＳＢ ＰＤ規格に準拠した通信プロトコルに基づいたネゴシエーション通信を行い、送電装置２に対して所望の電力の供給を要求し、要求以上の電力が供給可能か否かを判定する。ステップ１０５にて、ＰＤ通信部１０３が、送電装置２を要求以上の電力を供給できると判定した場合、ステップ１０６に進む。ステップ１０５にて、ＰＤ通信部１０３が、送電装置２を要求以上の電力を供給ができないと判定した場合、ステップ１０７に進む。

ステップ１０６にて、制御部１０７が、制御部１０７内のフラッシュＲＯＭに送電装置２をＵＳＢ ＰＤ規格に準拠し、要求電力以上の電力供給できる送電装置として記憶し、ステップ１０９に進む。

ステップ１０７にて、制御部１０７が、制御部１０７内のフラッシュＲＯＭに送電装置２をＵＳＢ ＰＤ規格に準拠しているが要求電力以上の電力供給できない送電装置として記憶し、ステップ１０９に進む。

ステップ１０８にて、制御部１０７が、制御部１０７内のフラッシュＲＯＭに送電装置２をＵＳＢ ＰＤ規格に準拠していない送電装置２として記憶し、ステップ１０９に進む。

ステップ１０９にて、受電装置１の制御部１０７が、受電装置１に接続されている電池１０６と所定の通信を行い電池１０６に対して、認証動作を行いステップ１１０に進む。

ステップ１１０にて、受電装置１の制御部１０７がステップ１０９で行った結果より、認証をできたか否かを判定する。ステップ１１０にて、受電装置１の制御部１０７が電池１０６に対して認証できる場合、ステップ１１１に進む。ステップ１１０にて、受電装置１の制御部１０７が電池１０６に対して認証できない場合、ステップ１１２に進む。

ステップ１１１にて、制御部１０７が、制御部１０７内のフラッシュＲＯＭに認証できた電池１０６として記憶し、ステップ１１３に進む。実施形態１では、ステップ１０９からステップ１１２をステップ１０６、ステップ１０７またはステップ１０８の後に行っているが、受電装置１に電池１０６が接続された際にステップ１０９からステップ１１２を行ってもよい。

ステップ１１２にて、制御部１０７が、制御部１０７内のフラッシュＲＯＭに認証できない電池１０６として記憶し、ステップ１１３に進む。

ステップ１１３にて、制御部１０７は、制御部１０７内のフラッシュＲＯＭで記憶している情報を参照する。参照した結果、送電装置２が、ＵＳＢ ＰＤ規格に準拠し要求以上の電力を供給できると判定でき、さらに電池１０６が認証可能と判定された場合、ステップ１１８に進み、そうでない場合は、ステップ１１４に進む。

ステップ１１４にて、制御部１０７は、制御部１０７内のフラッシュＲＯＭで記憶している情報を参照する。参照した結果、送電装置２が、ＵＳＢ ＰＤ規格に準拠し要求以上の電力を供給できると判定し、さらに電池１０６が認証不可と判定された場合、ステップ１１９に進み、そうでない場合ステップ１１５に進む。

ステップ１１５にて、制御部１０７は、制御部１０７内のフラッシュＲＯＭで記憶している情報を参照する。参照した結果、送電装置２が、ＵＳＢ ＰＤ規格に準拠し、要求通りの電力を供給できないと判定し、さらに電池１０６が認証可能と判定された場合、ステップ１２０に進み、そうでない場合ステップ１１６に進む。

ステップ１１６にて、制御部１０７は、制御部１０７内のフラッシュＲＯＭで記憶している情報を参照する。参照した結果、送電装置２が、ＵＳＢ ＰＤ規格に非準拠で、要求通りの電力を供給できないと判定し、さらの電池１０６が認証可能と判定された場合、ステップ１２２に進み、そうでない場合、ステップ１１７に進む。

ステップ１１７にて、制御部１０７は、送電装置２をＵＳＢ ＰＤ規格に準拠していない送電装置と認証できない電池１０６と認識してステップ１２２に進む。

ステップ１１８にて、制御部１０７が、受電部１０４と電源部１０５を制御し、図５の（１）のように、送電装置２から受電装置１への給電を行うとともに、受電装置１の電池１０６に対して送電装置２から充電を開始する。

ステップ１１９にて、制御部１０７が、受電部１０４と電源部１０５を制御し、図５の（２）のように、送電装置２から受電装置１への給電を開始し、受電装置１の電池１０６に対して送電装置２から充電を行わないように制御する。

ステップ１２０にて、制御部１０７が、受電部１０４と電源部１０５を制御し、図５の（３）のように、送電装置２から受電装置１への給電を表示部１０８が動作できるだけの給電を開始する。また、受電装置１の電池１０６に対して送電装置２から充電を行うように制御してステップ１２１に進む。ステップ１２１にて、受電装置１の制御部１０７が、表示部１０９に「充電可能」とメッセージを表示する。

ステップ１２２にて、制御部１０７が、受電部１０４と電源部１０５を制御し、図５の（４）のように、送電装置２から受電装置１への給電と、受電装置１の電池１０６に対して送電装置２から充電を行なわないように制御してステップ１２３に進む。

ステップ１２３にて、受電装置１の電池１０６からの電力を用い、受電装置１の制御部１０７が、表示部１０９に「電池駆動のみ可能」とメッセージを表示し、ステップ１２４に進む。

ステップ１２４にて、受電装置１の制御部１０７が受電部１０４の制御を行い受電部１０４の受電状態を停止する。

以上説明したように、実施形態１によれば、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃ規格とＵＳＢ ＰＤ規格に準拠したネゴシエーション通信の結果と電池認証の結果を基に充電制御を行うことで、受電装置に適していない電池の場合、充電を行わないように制御できる。また、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃ規格とＵＳＢ ＰＤ規格に準拠したネゴシエーション通信の結果と電池認証の結果を基に充電制御および受電制御を行うため、受電装置の主機能を使えるようになる。

なお、本発明の実施形態は上述の実施形態に限定されるものではない。発明の要旨を逸脱しない範囲で変更または修正された上述の実施形態１も本発明の実施形態に含まれる。

１ 受電装置、２ 送電装置

Claims (5)

1. 送電装置から電力を受電する受電装置であって、
   前記送電装置から受電可能な受電電力を受信する電力受信手段と、
   前記送電装置が所定の供給能力を有するか否かを判定する供給能力判定手段と、
   前記送電装置が所定の送電装置か否かを判定する送電装置判定手段と、
   前記受電装置内の電池の認証可能か否かを行う電池認証手段と、
   前記供給能力判定手段と前記送電装置判定手段と前記電池認証手段の検出結果により、前記受電装置への受電動作および前記電池への充電動作を制御する制御手段と、を有することを特徴とする受電装置。
2. 前記供給能力判定手段により、第一の供給能力を有していると判定し、前記送電装置判定手段により、所定の送電装置と判定し、電池認証手段により、電池の認証が可能と判定した場合は、前記電力受信手段に第一の受電電力の受信を行い、前記電池を充電することを特徴とする請求項１に記載の受電装置。
3. 前記供給能力判定手段により、第一の供給能力を有していると判定し、前記送電装置判定手段により、所定の送電装置と判定し、電池認証手段により、電池の認証が不可と判定した場合は、前記電力受信手段に第一の受電電力の受信を行い、前記電池を充電しないようにすることを特徴とする請求項１に記載の受電装置。
4. 前記充電装置の情報を表示する表示手段をさらに有し、
   前記供給能力判定手段により、第二の供給能力を有していると判定し、前記送電装置判定手段により、所定の送電装置と判定し、電池認証手段により、電池の認証が可能と判定した場合は、前記電力受信手段に第二の受電電力の受信を行い、前記電池を充電し、前記表示手段で情報を通知表示することを特徴とする請求項１に記載の受電装置。
5. 前記充電装置の情報を表示する表示手段をさらに有し、
   前記送電装置判定手段により、所定の送電装置ではないと判定し、電池認証手段により、電池の認証が可能または不可と判定した場合は、前記電力受信手段に受電電力の受信と前記電池を充電しないようにすると共に、記表示手段で情報を通知表示することを特徴とする請求項１に記載の受電装置。