JP2021089604A - Cable and control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子機器を接続可能なケーブル、その制御方法などに関する。 The present invention relates to a cable to which an electronic device can be connected, a control method thereof, and the like.
特許文献1には、電子機器が有する電池の充電が可能な充電器であって、電子機器が接続される充電器のコネクタに温度センサを設け、温度センサで検知された温度が所定の温度以上である場合に、充電電力の出力を停止する充電器が記載されている。
第1および第2のコネクタを有するケーブルを介して送電機器と受電機器とを接続し、送電機器から受電機器にケーブルを介して電力を供給する場合を想定する。この場合、ケーブルが有する第1または第2のコネクタの温度が所定の温度以上に上昇することがある。例えば、送電機器または受電機器のコネクタと第1または第2のコネクタとの間に何らかの異物(埃など)が挟まっている場合、ケーブル内の電力供給線と第1または第2のコネクタとが異物によってショートされることがある。ケーブル内の電力供給線と第1または第2のコネクタとが異物によってショートされると、送電機器から受電機器に供給される電流の一部が第1または第2のコネクタにも流れてしまい、第1または第2のコネクタの温度が所定の温度以上になってしまうことがあり得る。 It is assumed that the power transmission device and the power receiving device are connected via a cable having the first and second connectors, and power is supplied from the power transmission device to the power receiving device via the cable. In this case, the temperature of the first or second connector of the cable may rise above a predetermined temperature. For example, if some foreign matter (such as dust) is caught between the connector of the power transmission device or power receiving device and the first or second connector, the power supply line in the cable and the first or second connector are foreign matter. May be shorted by. If the power supply line in the cable and the first or second connector are short-circuited by a foreign object, a part of the current supplied from the power transmission device to the power receiving device also flows to the first or second connector. It is possible that the temperature of the first or second connector will exceed a predetermined temperature.
そこで、本発明は、第1および第2のコネクタを有するケーブルを介して送電機器から受電機器に電力を供給する場合に、第1または第2のコネクタの温度に基づいて、送電機器から受電機器に供給される電力を制御できるようにすることを目的とする。 Therefore, in the present invention, when power is supplied from the power transmitting device to the power receiving device via a cable having the first and second connectors, the power receiving device is supplied from the power transmitting device based on the temperature of the first or second connector. The purpose is to be able to control the power supplied to the connector.
本発明に係るケーブルは、第1のコネクタと第2のコネクタを有するケーブルであって、前記第1のコネクタと前記第2のコネクタとを接続する電力供給用の第1の電力線と、前記第1のコネクタと前記第2のコネクタとを接続する通信線と、前記通信線に接続された制御部と、前記第1のコネクタまたは前記第2のコネクタと前記制御部とを接続する電力供給用の第2の電力線と、前記第1のコネクタの周辺の第1の温度を検出可能な第1の温度検出部と、前記第2のコネクタの周辺の第2の温度を検出可能な第2の温度検出部とを有し、前記制御部は、前記第1の温度が所定の温度以上となった場合は、前記第1のコネクタに接続された機器と前記第2のコネクタに接続された機器との間で前記第1の電力線を介した電力供給が行われないように前記第1のコネクタと前記制御部との間の通信線を非接続状態にし、前記第2の温度が所定の温度以上となった場合は、前記第1のコネクタに接続された機器と前記第2のコネクタに接続された機器との間で前記第1の電力線を介した電力供給が行われないように前記第2のコネクタと前記制御部との間の通信線を非接続状態にする。
The cable according to the present invention is a cable having a first connector and a second connector, and includes a first power line for power supply connecting the first connector and the second connector, and the first power line. For power supply that connects the communication line connecting the
本発明によれば、第1および第2のコネクタを有するケーブルを介して送電機器から受電機器に電力を供給する場合に、第1または第2のコネクタの温度に基づいて、送電機器から受電機器に供給される電力を制御することができる。 According to the present invention, when power is supplied from the power transmitting device to the power receiving device via a cable having the first and second connectors, the power receiving device is supplied from the power transmitting device based on the temperature of the first or second connector. The power supplied to the connector can be controlled.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments.
[実施形態1]
以下、図1から図5を参照して、実施形態1における送電機器10、受電機器20およびケーブル30について説明する。送電機器10、受電機器20およびケーブル30は、USB(Universal Serial Bus)規格、USB Type−C規格およびUSB PD(Power Delivery)規格に準拠する。
[Embodiment 1]
Hereinafter, the
まず、図1を参照して、実施形態1における送電機器10の構成要素について説明する。
First, the components of the
図1において、送電機器10は、受電機器20などの電子機器と接続するためのコネクタ101を有する。コネクタ101は、例えば、USB Type−C規格に準拠したコネクタである。コネクタ101は、電力供給用のVBUS端子、通信用のCC(Configuration Channel)1端子、CC(Configuration Channel)2端子、D+端子、D−端子、GND端子などを有する。PD制御部102は、CC1端子およびCC2端子を介して電子機器の接続を検出したり、USB PD規格に準拠した通信であるPD通信を電子機器と行ったりすることができる。電源部103は、PD制御部102の指示に従い、VBUS端子に所定の電力を出力可能である。電源部103は、商用電源などから受けた交流の電力を変換し直流の定電圧を出力するように電力変換可能であり、例えば、VBUS端子に5Vの電圧を出力可能である。
In FIG. 1, the
第1の抵抗器(Rp)104は、CC1端子を所定の電圧にプルアップ(pull−up)可能なプルアップ抵抗器である。第2の抵抗器(Rp)105は、CC2端子を所定の電圧にプルアップ可能なプルアップ抵抗器である。第1のRp104と第2のRp105は、接続機器の検出に使用され、また、送電機器10に接続された受電機器20に供給可能な電力を提示するのにも使用される。例えば、USB Type−C規格において、15W(5V,3A)の電力供給が可能な機器であれば、第1のRp104と第2のRp105は、5Vの電圧に対して10kΩでプルアップすることで、受電機器20に15W(5V,3A)の電力供給が可能なことを提示することができる。また、PD制御部102は、CC1端子とCC2端子の電圧を監視することで、電力を供給すべき受電機器20が接続されたことを検出する。なお、実施形態1における受電機器20の詳細な説明については後述する。一例として、第1のRp104と第2のRp105が10kΩで5Vの電圧にプルアップされていれば、1.69Vに分圧された電圧がPD制御部102に印加される。USB Type−C規格において、15W(5V,3A)の電力供給が可能な送電機器10は、CC1端子とCC2端子のいずれか一方の端子電圧が0.85Vから2.45Vの範囲になると受電機器20の接続を検出する。そして、電源部103にVBUS端子への電力供給の開始を指示する。
The first resistor (Rp) 104 is a pull-up resistor capable of pulling up the CC1 terminal to a predetermined voltage. The second resistor (Rp) 105 is a pull-up resistor capable of pulling up the CC2 terminal to a predetermined voltage. The first Rp104 and the second Rp105 are used for detecting the connected device, and are also used for presenting the power that can be supplied to the
第1のRpスイッチ106は、プルアップ抵抗である第1のRp104をCC1端子に接続または切り離し可能に構成されている。第2のRpスイッチ107は、プルアップ抵抗である第2のRp105をCC2端子に接続または切り離し可能に構成されている。第1のVCONNスイッチ108が接続状態である場合、送電機器10のCC1端子を介してケーブル30に電力が供給される。第1のVCONNスイッチ108が非接続状態である場合、送電機器10のCC1端子を介してケーブル30に電力は供給されない。第2のVCONNスイッチ109が接続状態である場合、送電機器10のCC2端子を介してケーブル30に電力が供給される。第2のVCONNスイッチ109が非接続状態である場合、送電機器10のCC2端子を介してケーブル30に電力は供給されない。PD制御部102は、第1のRpスイッチ106、第2のRpスイッチ107、第1のVCONNスイッチ108および第2のVCONNスイッチ109を接続状態または非接続状態にすることが可能である。
The
次に、図2を参照して、実施形態1における受電機器20の構成要素について説明する。
Next, the components of the
図2において、受電機器20は上述した送電機器10などの電子機器と接続するためのコネクタ201を有する。コネクタ201は、例えば、USB Type−C規格に準拠したコネクタである。コネクタ201は、受電用のVBUS端子、CC1端子、CC2端子、D+端子、D−端子、GND端子などを有する。PD制御部202は、CC1端子およびCC2端子を介して電子機器の接続を検出したり、USB PD規格に準拠した通信であるPD通信を電子機器と行ったりすることができる。受電部203は、VBUS端子を介して受け取った電力を受電機器20で利用可能にするために電源制御部208に出力する。USB PD規格では、5Vから20Vの広い電圧範囲で受電機器20は電力を受け取ることがあるため、受電部203は広い電圧範囲で動作できることが必要である。
In FIG. 2, the
第1のRd204は、CC1端子に接続されたプルダウン抵抗器である。第2のRd205は、CC2端子に接続されたプルダウン抵抗器である。第1のRd204と第2のRd205は、接続機器の検出に使用される。 The first Rd204 is a pull-down resistor connected to the CC1 terminal. The second Rd205 is a pull-down resistor connected to the CC2 terminal. The first Rd204 and the second Rd205 are used to detect connected devices.
第1のVCONNスイッチ206が接続状態である場合、受電機器20のCC1端子を介してケーブル30に電力が供給される。第1のVCONNスイッチ206が非接続状態である場合、受電機器20のCC1端子を介してケーブル30に電力は供給されない。第2のVCONNスイッチ207が接続状態である場合、受電機器20のCC2端子を介してケーブル30に電力が供給される。第2のVCONNスイッチ207が非接続状態である場合、受電機器20のCC2端子を介してケーブル30に電力は供給されない。
When the
電源制御部208は、受電部203が受け取った電力を受電機器20の構成要素に供給する。
The power
メイン制御部209は、受電機器20の動作を制御する。電源制御部208は、例えば、DC/DCコンバータを有し、メイン制御部209が必要とする電力を供給可能に構成されている。例えば、受電機器20が電池を有する場合には、電源制御部208はメイン制御部209への電力供給を電池からの供給または受電部203からの供給に切り替え、電池の充電が可能に構成されている。
The
次に、図3を参照して、実施形態1におけるケーブル30の構成要素について説明する。
Next, the components of the
図3において、ケーブル30は、送電機器10と受電機器20とを接続可能に構成されている。ケーブル30は両端に電子機器を接続可能な第1のコネクタ301と第2のコネクタ302を有する。第1のコネクタ301と第2のコネクタ302には、送電機器10のコネクタ101と受電機器20のコネクタ201が接続可能である。第1のコネクタ301と第2のコネクタ302は同一の形状を有している。
In FIG. 3, the
第1のコネクタ301と第2のコネクタ302は、例えば、USB Type−Cのプラグであり、送電機器10と受電機器20の間で接続可能なVBUS端子、CC端子、VCONN端子およびGND端子などを有する。実施形態1では、第1のコネクタ301のCC端子およびVCONN端子をCC端子301aおよびVCONN端子301b、第2のコネクタ302のCC端子およびVCONN端子をCC端子302aおよびVCONN端子302bとする。
The
PD制御部303は、CC端子301a、301bにより接続機器とのUSB PD規格に準拠したPD通信が可能に構成されている。PD制御部303は、第1のコネクタ301または第2のコネクタ302に接続された電子機器から供給される電力を用いて動作することが可能である。ケーブル30には、例えば、USB Type−C規格においてVBUS端子、VCONN端子およびCC端子などを介して接続機器から電圧が印加され、これらの電圧をUSB Type−C規格で定められた範囲内でPD制御部303の電力として利用可能である。
The
第1のCCスイッチ304は、第1のコネクタ301のCC端子301aのCC線(通信線)313とPD制御部303の信号線311とをPD制御部303の指示に従い、接続または切り離し可能に構成されている。第2のCCスイッチ305は、第2のコネクタ302のCC端子302aのCC線313とPD制御部303の信号線311とをPD制御部303の指示に従い、接続または切り離し可能に構成されている。第1のCCスイッチ304と第2のCCスイッチ305は、通常は接続状態であり、PD制御部303からの指示により非接続状態になるように構成されている。
The
第1の抵抗器(Ra)306は、第1のコネクタ301に接続された機器に、ケーブル30がVCONN端子を有するケーブルであることを提示するために使用される。第2の抵抗器(Ra)307は、第2のコネクタ302に接続された機器に、ケーブル30がVCONN端子を有するケーブルであることを提示するために使用される。第1のRa306と第2のRa307は、USB Type−C規格において、800〜1200Ωの範囲の抵抗値であり、VCONN端子とGND端子の間に接続されている。また、USB Type−C規格において、VCONN端子に印加される電圧は、通常は送電機器10から供給される。このため、PD制御部303は、第1のRa306と第2のRa307の電圧を監視することで、第1のコネクタ301または第2のコネクタ302のどちらに送電機器10が接続されているかを判定することが可能である。
The first resistor (Ra) 306 is used to show the device connected to the
例えば、第1のコネクタ301に送電機器10が接続され、第2のコネクタ302に受電機器20が接続されている場合を想定する。この場合には、送電機器10のCC1端子と受電機器20のCC1端子がケーブル30のCC線313を介して接続され、送電機器10のCC2端子と、ケーブル30のVCONN端子301bが接続された状態となる。このとき、送電機器10のCC1端子には、第1のRp104と第1のRd204で分圧された電圧が印加され、送電機器10のCC2端子には、第2のRp105と第1のRa306で分圧された電圧が印加される。一例として、第2のRp105は、5Vの電圧に対して10kΩでプルアップされ、第1のRa306が1kΩでGNDにプルダウンされている場合、送電機器10のCC2端子には約0.45Vの電圧が印加される。そして、送電機器10が接続されているケーブル30がVCONN端子を有するケーブルであると判定し、第2のRpスイッチ107を切り離し、第2のVCONNスイッチ109を接続し、送電機器10からVCONN端子を介してケーブル30に電力を供給する。USB Type−C規格において、プルアップ抵抗Rpが10kΩの送電機器10とVCONN端子を有するケーブル30との組み合わせの場合は、RpとRaで分圧された電圧が0.8V以下となった場合にVCONNを有するケーブルが接続されたと判定すればよい。
For example, assume that the
第1の温度検出部308は、第1のコネクタ301の周辺の温度を検出可能であり、検出した温度情報をPD制御部303に出力する。第2の温度検出部309は、第2のコネクタ302の周辺の温度を検出可能であり、検出した温度情報をPD制御部303に出力する。PD制御部303は、第1の温度検出部308または第2の温度検出部309により検出された温度情報により第1のコネクタ301と第2のコネクタ302の温度を監視する。VBUSスイッチ310は、第1のコネクタ301のVBUS端子と第2のコネクタ302のVBUS端子の間のVBUS線(電力線)312を接続状態または非接続状態に切り替えることが可能に構成されている。VBUSスイッチ310は、通常は接続状態であり、PD制御部303からの指示により非接続状態にすることが可能である。
The first
PD制御部303は、第1の温度検出部308または第2の温度検出部309により検出された温度が正常な範囲内にあるか否かを判定する。検出された温度が正常な範囲外であると判定した場合、PD制御部303は、送電機器10から受電機器20への電力供給を停止する。第1のコネクタ301に受電機器20が接続されている場合には、第1のCCスイッチ304を切り離すことで、第2のコネクタ302に接続されている送電機器10に受電機器20が切り離されたことを通知する。また、第2のコネクタ302に受電機器20が接続されている場合には、第2のCCスイッチ305を切り離すことで、第1のコネクタ301に接続されている送電機器10に受電機器20が切り離されたことを通知する。
The
例えば、第1のコネクタ301に受電機器20が接続され、受電機器20の動作温度範囲が60℃以下の場合を想定する。この場合、PD制御部303は、第1の温度検出部308により検出された温度が60℃になったと判定すると、第1のCCスイッチ304を切り離すように制御する。
For example, assume that the
なお、第1のCCスイッチ304または第2のCCスイッチ305を非接続状態にしても高温状態が継続している場合、PD制御部303は、VBUS端子から電力供給が継続されていると判定したことに応じて、VBUSスイッチ310を非接続状態にしてもよい。
If the high temperature state continues even when the
実施形態1によれば、送電機器10と受電機器20とをケーブル30により接続して電力供給を行う場合に、ケーブル30において第1のコネクタ301の周辺の温度と第2のコネクタ302の周辺の温度とを監視することができる。そして、第1のコネクタ301または第2のコネクタ302の周辺の温度が所定の温度以上であることを検出した場合、ケーブル30は、送電機器10と受電機器20との間の通信線313を非接続状態にして、送電機器10から受電機器20への電力供給が行われないようにすることができる。
According to the first embodiment, when the
次に、図4Aから図4Cのフローチャートを参照して、送電機器10と受電機器20をケーブル30により接続した場合の動作シーケンスについて説明する。
Next, the operation sequence when the
なお、送電機器10のPD制御部102は、メモリに格納されたプログラムを実行することにより、図4Aから図4Cに示す処理が実行されるように送電機器10の構成要素を制御することができる。受電機器20のPD制御部202も、メモリに格納されたプログラムを実行することにより、図4Aから図4Cに示す処理が実行されるように受電機器20の構成要素を制御することができる。ケーブル30のPD制御部303も、メモリに格納されたプログラムを実行することにより、図4Aから図4Cに示す処理が実行されるようにケーブル30の構成要素を制御することができる。
The
まず、図4Aを参照し、送電機器10、受電機器20およびケーブル30の接続開始から、VBUS端子とVCONN端子を介した電力供給状態となるまでの動作シーケンスを説明する。実施形態1では、送電機器10のコネクタ101とケーブル30の第1のコネクタ301、受電機器20のコネクタ201とケーブル30の第2のコネクタ302が接続された場合を説明する。前述したように、第1のコネクタ301と第2のコネクタ302は同一形状であるため、反対に接続しても同様である。
First, with reference to FIG. 4A, an operation sequence from the start of connection of the
ステップS401において、送電機器10のPD制御部102は、受電機器20が接続されたか否かを監視している。ケーブル30と受電機器20が接続されたことが検出された場合、PD制御部102は、ステップS402に進む。
In step S401, the
ステップS402において、送電機器10のPD制御部102は、VBUS端子から電力供給を開始する。
In step S402, the
ステップS403において、受電機器20のPD制御部202は、ケーブル30のVBUS線312を介して受電を開始する。
In step S403, the
ステップS404において、ケーブル30のPD制御部303は、送電機器10からCC端子301aを介して電圧が印加された状態となる。このとき、ケーブル30のPD制御部303は、送電機器10が受電機器20の接続状態であることを誤検出しない範囲で、CC端子301aに印加された電圧を利用して動作を開始することが可能である。例えば、送電機器10のコネクタ101のCC1端子の電圧が無負荷状態で5V、送電機器10の第1のRp104が10kΩの場合、PD制御部303はCC端子301aの電圧が3Vを下回らないように、200uA未満の範囲の電流で動作するようにすればよい。
In step S404, the
ステップS405において、送電機器10のPD制御部102は、ケーブル30がVCONN端子を電力供給に利用するケーブルであるか否か判定する。ケーブル30がVCONN端子を電力供給に利用するケーブルであると判定された場合、PD制御部102は、ステップS406に進む。ケーブル30がVCONN端子を電力供給に利用するケーブルでないと判定された場合、PD制御部102は、ステップS413に進む。
In step S405, the
ステップS406において、送電機器10のPD制御部102は、VCONN端子301bへの電力供給を開始する。送電機器10がVCONN端子を介して電力供給を開始した後、ステップS407およびステップS408の処理が開始される。
In step S406, the
ステップS407において、ケーブル30は、VCONN端子301bを介して受電を開始し、送電機器10とPD通信可能な状態となる。
In step S407, the
ステップS408において、送電機器10のPD制御部102は、ケーブル30とのPD通信によりケーブル30にケーブル情報を要求する。
In step S408, the
ステップS409において、ケーブル30のPD制御部303は、送電機器10からケーブル情報の要求を受信し、ステップS410に進む。
In step S409, the
ステップS410において、ケーブル30のPD制御部303は、送電機器10にケーブル情報を送信する。ケーブル情報には、ケーブル30のVBUS端子に通電することが可能な電流容量など、送電機器10と受電機器20の間での電力の授受、情報の送受信に関連する情報を含み、例えば、100W(20V,5A)に対応することを送信する。送電機器10にケーブル情報を送信された後、ステップS411およびステップS412の処理が開始される。
In step S410, the
ステップS411において、送電機器10のPD制御部102はケーブル30からケーブル情報を受信し、ケーブル30の電流容量などの情報を記憶し、ステップS413に進む。
In step S411, the
ステップS413において、送電機器10のPD制御部102は、送電機器10から受電機器20に供給可能な電力を示す給電能力情報を受電機器20に送信する。このとき、ステップS411で受信したケーブル30の情報を使用し、送電機器10とケーブル30の両方が対応する電力情報に限定して、受電機器20に送信するものとする。例えば、送電機器10の供給可能電力が100W(20V,5A)で、ケーブル30が60W(20V,3A)まで対応可能であれば、60W(20V,3A)以下から供給可能電力を選択し、60W(20V,3A)、27W(9V,3A)、15W(5V,3A)を示す給電能力情報を受電機器20に送信する。
In step S413, the
ステップS414において、受電機器20のPD制御部202は、送電機器10から受信した供給電力情報に基づき要求電力を決定する。
In step S414, the
ステップS415において、受電機器20のPD制御部202は、送電機器10に要求電力を送信する。例えば、受電機器20は、送電機器10から受信した供給可能電力の選択肢である60W(20V,3A)、27W(9V,3A)、15W(5V,3A)のいずれかから受電機器20の動作に適切な電力を判定し、60W(20V,3A)を要求する。
In step S415, the
ステップS416において、送電機器10のPD制御部102は、受電機器20の要求電力を受信する。
In step S416, the
ステップS417において、送電機器10は、要求電力の供給を開始する。
In step S417, the
ステップS418において、受電機器20のPD制御部202は、送電機器10に要求した電力の供給を送電機器10が開始したことを検出した後、送電機器10から受け取った電力で受電機器20の動作を開始させる。送電機器10から受け取った電力で受電機器20の動作が開始された後、ステップS419の処理が開始される。
In step S418, the
ステップS412の処理は、ステップS413からステップS418の処理と並行して行われる。ステップS412において、ケーブル30のPD制御部303は、第1のコネクタ301の周辺の温度を検出し、第2のコネクタ302の周辺の温度を検出する。
The process of step S412 is performed in parallel with the process of steps S413 to S418. In step S412, the
ステップS419において、受電機器20のPD制御部202は、受電機器20からVCONN端子を介してケーブル30に電力供給が可能であると判定した後、受電機器20がVCONN端子を介した電力供給が可能であるか否かを判定する。受電機器20がVCONN端子を介した電力供給が可能でないと判定した場合、PD制御部202は、ステップS420に進む。受電機器20がVCONN端子を介した電力供給が可能であると判定した場合、PD制御部202は、ステップS421に進む。
In step S419, the
ステップS420において、受電機器20は、受電機器20からVCONN端子を介した電力供給は行わない。
In step S420, the
ステップS421において、受電機器20のPD制御部202は、受電機器20から送電機器10にVCONN_SWAP通知を送信する。VCONN_SWAPとは、USB PD規格において、VCONN端子を介してケーブル30に電力を供給している機器を他の機器に切り替える制御のことである。通常は、送電機器10とケーブル30が接続された後に、送電機器10からケーブル30にVCONN端子を介して電力供給を行う。受電機器20は、必要に応じてVCONN端子を介して電力を供給するために、VCONN_SWAP通知を送電機器10に送信可能である。
In step S421, the
ステップS422において、送電機器10のPD制御部102は、受電機器20からVCONN_SWAP通知を受信する。
In step S422, the
ステップS423において、送電機器10のPD制御部102は、VCONN_SWAP許可信号を受電機器20に送信する。
In step S423, the
ステップS424において、受電機器20のPD制御部202は、VCONN_SWAP許可信号を受信する。
In step S424, the
ステップS425において、受電機器20は、一定時間以内に、VCONN端子を介してケーブル30に電力供給を開始する。例えば、USB PD規格において、10ミリ秒以内にVCONN端子を介した電力供給を開始するよう規定されている。
In step S425, the
ステップS426において、送電機器10は、ステップS423でVCONN_SWAPの許可を送信してから一定の時間以内に、VCONN端子を介した電力供給を停止する。例えば、USB PD規格において、35ミリ秒以内にVCONN端子を介した電力供給を停止するよう規定されている。従って、10ミリ秒から35ミリ秒の間にVCONN端子を介した電力供給を停止すれば、ケーブル30に対して、VCONN端子を介して電力を継続して供給可能である。
In step S426, the
ステップS427の処理は、例えば、VCONN端子を介してケーブル30に電力を供給する給電機器が決定した後に行われる。ステップS427において、ケーブル30のPD制御部303は、決定された給電機器を示す情報をメモリに記憶し、ステップS428に進む。なお、ステップS413からステップS426までの送電機器10と受電機器20の間のCC1端子を介して行われているUSB PD規格に準拠したPD通信は、ケーブル30のCC線313を経由していることから、ケーブル30のPD制御部303においても通信が可能である。
The process of step S427 is performed after, for example, the power supply device for supplying power to the
ここまでの処理により、送電機器10からケーブル30を介して受電機器20に受電機器20が要求する電力を供給する動作と、ケーブル30にVCONN端子を介した電力供給に関わる動作が完了する。
By the processing up to this point, the operation of supplying the power required by the
続いて、図4Bを参照し、ケーブル30が高温状態を検出して、送電機器10から受電機器20への電力供給を停止するまでの動作シーケンスを説明する。
Subsequently, with reference to FIG. 4B, an operation sequence from the detection of the high temperature state of the
ステップS428において、ケーブル30のPD制御部303は、送電機器10から受電機器20への電力供給中、ケーブル30の第1の温度検出部308および第2の温度検出部309を監視する。そして、検出温度が所定の温度以上となったことを検出した場合、ケーブル30のPD制御部303は、ステップS429に進む。
In step S428, the
ステップS429において、ケーブル30のPD制御部303は、ステップS427でメモリに記憶された情報が示す給電機器が送電機器10であるか受電機器20であるかを判定する。ステップS427でメモリに記憶された情報が示す給電機器が受電機器20であると判定した場合、PD制御部303は、ステップS430に進む。ステップS427でメモリに記憶された情報が示す給電機器が送電機器10であると判定した場合、PD制御部303は、ステップS441に進む。
In step S429, the
ステップS430において、ケーブル30のPD制御部303は、送電機器10および受電機器20にVCONN SWAP通知を送信する。
In step S430, the
ステップS431において、送電機器10のPD制御部102は、VCONN SWAP通知を受信する。
In step S431, the
ステップS432において、送電機器10は、送電機器10からケーブル30へのVCONN端子を介した電力供給を所定の時間内に開始する。
In step S432, the
ステップS433において、受電機器20のPD制御部202は、VCONN SWAP通知を受信する。
In step S433, the
ステップS434において、受電機器20は、受電機器20からケーブル30へのVCONN端子を介した電力供給を所定の時間内に停止する。
In step S434, the
ステップS435において、ケーブル30のPD制御部303は、VCONN端子を介してケーブル30に電力を供給する給電機器が送電機器10であるか受電機器20であるかを判定する。この判定は、例えば、VCONN SWAP通知を行ってから100ミリ秒程度経過してから行う。VCONN端子を介してケーブル30に電力を供給する給電機器が受電機器20である場合、ケーブル30のPD制御部303は、ステップS436に進む。VCONN端子を介してケーブル30に電力を供給する給電機器が送電機器10である場合、ケーブル30のPD制御部303は、ステップS441に進む。
In step S435, the
ステップS441において、ケーブル30のPD制御部303は、送電機器10にVBUS端子を介した電力供給を切り離す指示を送信する。ケーブル30の第1のコネクタ301が受電機器20のコネクタ201に接続されている場合は、PC制御部303は第1のCCスイッチ304を切り離して、送電機器10のPD制御部102が受電機器20が切り離されたと判定するようにする。このとき、送電機器10のPD制御部102は、例えば、CC1端子で受電機器20の接続を検出している場合、CC1端子の電位は受電機器20の第1のRd204のプルダウンが取り去られた状態(プルアップ電圧、例えば、5V)となる。この処理により、送電機器10のPD制御部102は電源部103にVBUS端子を介した電力の出力を停止する指示を行い、送電機器10から受電機器20への電力供給が停止される。なお、ケーブル30のPD制御部303は、CC線313に加えて、VBUS線312を監視してもよく、VBUS線312に設けたVBUSスイッチ310を切り離しても受電機器20への電力供給は停止される。
In step S441, the
ステップS442において、送電機器10は、VBUS端子を介した電力供給を停止する。
In step S442, the
ステップS443において、受電機器20のPD制御部202は、VBUS端子を介した電力供給が停止されたことを検出し、ステップS444に進む。
In step S443, the
ステップS444において、受電機器20のPD制御部202は、受電機器20の動作を停止する。ステップS442において送電機器10からVBUS端子を介した電力供給が停止されても、ケーブル30にはCC線313とVCONN端子を介した電圧が印加された状態が継続される。ケーブル30は、送電機器10から供給される電力を利用する。
In step S444, the
ステップS445において、送電機器10は、VBUS線312の非接続状態を維持する。ここで、例えば、VCONN端子を介して電力が供給されている場合には、VCONN端子から供給される電力を利用してもよく、同時に、CC端子を介して送電機器10のPD制御部102が誤検出しない程度の電力を受け取ってもよい。
In step S445, the
ステップS446において、送電機器10のPD制御部102は、ケーブル30が取り外されたか否かを判定する。ケーブル30が取り外された場合、PD制御部102は、ステップS448に進む。
In step S446, the
ステップS447において、ケーブル30のPD制御部303は、送電機器10からの電力供給が維持されているか否かを判定する。送電機器10からの電力供給が停止された場合、ケーブル30のPD制御部303は、ステップS448に進む。
In step S447, the
ステップS448において、ケーブル30のPD制御部303は、送電機器10からの電力供給が停止され、ステップS441で実施したVBUS線312の非接続状態を解除して、処理開始時の未接続状態に戻ることで一連の処理が終了する。
In step S448, the
続いて、図4Cを参照し、ステップS435において、VCONN端子を介してケーブル30に電力を供給する給電機器が受電機器20から送電機器10に切り替わらなかった場合の動作シーケンスを説明する。
Subsequently, with reference to FIG. 4C, the operation sequence when the power feeding device that supplies power to the
ステップS435での判定がNOとなると、ケーブル30のPD制御部303は、ステップS436に進む。ステップS436において、ケーブル30のPD制御部303は、CC線313を介したPD通信により、送電機器10と受電機器20にUSB PD規格で規定されたハードリセット命令を送信する。ハードリセット命令の送信後、ケーブル30のPD制御部303は、ステップS441に進む。
If the determination in step S435 is NO, the
ステップS437において、送電機器10のPD制御部102は、ハードリセット命令を受信する。ハードリセット命令が受信された後、送電機器10のPD制御部102は、ステップS439に進む。
In step S437, the
ステップS438において、受電機器20のPD制御部202は、ハードリセット命令を受信する。ハードリセット命令が受信された後、受電機器20のPD制御部202は、ステップS440に進む。
In step S438, the
ステップS439において、送電機器10は、VBUS端子を介した電力供給を停止した後、VBUS端子を介した電力供給とVCONN端子を介した電力供給を再開する。ステップS439でのVBUS端子を介した電力供給の再開時には、ステップS402と同様に、送電機器10のPD制御部102はVBUS端子に5Vの電圧で電力を出力する。
In step S439, the
ステップS440において、VBUS端子を介した電力供給が停止される。そして、VBUS端子に電圧が印加されていない状態となった後に、送電機器10からVBUS端子を介した電力が再供給される。これにより、ステップS403と同様にVBUS端子を介して5Vの電圧で受電を開始する。ステップS439では、VBUS端子を介した電力の出力停止後に、前述のステップS402、ステップS405、ステップS406と同様の処理を行えばよく、ステップS440は前述のステップS406と同様の処理を行えばよい。その後は、図4BのステップS441以降と同様である。
In step S440, the power supply via the VBUS terminal is stopped. Then, after the voltage is not applied to the VBUS terminal, the electric power is re-supplied from the
次に、図5のタイミングチャートを参照して、送電機器10と受電機器20がケーブル30に接続されてから、図4BのステップS441でVBUS線312が切り離される場合の動作シーケンスを説明する。なお、図5では、ケーブル30の第1のコネクタ301と送電機器10のコネクタ101が接続され、ケーブル30の第2のコネクタ302と受電機器20のコネクタ201が接続された場合を示している。
Next, with reference to the timing chart of FIG. 5, the operation sequence when the
図5において、ケーブル30のCC端子301a、302aにかかる電圧値は、受電機器20と送電機器10がケーブル30を介して接続された状態では1.69V、送電機器10のみ接続の状態では5V、いずれも未接続の状態では0Vとなる。CC端子301a、302aの電圧値は、USB Type−C規格に準拠しているものであればよく、図5に示す電圧値に限らない。T501は、送電機器10とケーブル30の第1のコネクタ301と第2のコネクタ302のいずれかが接続された状態を示している。図4AのステップS401に進む前のタイミングであり、この状態では送電機器10は受電機器20と未接続のため、VBUS端子を介した電力供給を開始しない。
In FIG. 5, the voltage values applied to the
T502は、受電機器20とケーブル30の他端が接続された状態を示している。図4のステップS401からステップS402に移行するタイミングであり、送電機器10は、VBUS端子を介した電力供給を開始する。
T502 shows a state in which the
X501からX505は、図4のステップS408からステップS417までの間に、送電機器10と受電機器20とケーブル30とがCC端子を介して行ったPC通信に相当する。
X501 to X505 correspond to PC communication performed by the
X501〜505は、ケーブル情報を授受する、USB PD規格で規定されたネゴシエーションを示す。 Reference numerals X501 to 505 indicate negotiations specified by the USB PD standard for exchanging cable information.
X501は、送電機器10からケーブル30に送信される、ケーブル情報を要求する通信である。X501は、図4AのステップS408の処理に相当する。
X501 is a communication requesting cable information transmitted from the
X502は、ケーブル30から送電機器10に送信される、ケーブル情報を通知する通信である。X502は、図4AのステップS410の処理に相当する。
The X502 is a communication for notifying the cable information transmitted from the
X503は、送電機器10から受電機器20に送信される、供給可能な電力の情報を送信する通信である。X503は、図4AのステップS413の処理に相当する。X503は、実施形態1においては、一例として、供給電力を15W(5V,3A)、27W(9V,3A)、60W(20V,3A)として、供給可能な電力の候補を含んでいる。
X503 is a communication for transmitting information on the power that can be supplied, which is transmitted from the
X504は、受電機器20から送電機器10に送信される、電力供給を要求する通信である。X504は、図4AのステップS415の処理に相当する。X504は、実施形態1においては、一例として、供給電力を60W(20V、3A)として要求する情報を含む。
X504 is a communication requesting power supply transmitted from the
X505は、送電機器10から受電機器20に送信される、X504の要求を送電機器10が了承し、供給電圧を変更する旨を通知する通信である。送電機器10は、X505を送信した後、X504の要求に応じてVBUS端子に供給可能な電力を変更する。
The X505 is a communication transmitted from the
T503は、送電機器10が、X504の要求に応じてVBUS端子に供給可能な電力の変更が完了したタイミングを示す。図5では、タイミングT503の時点で、送電機器10は受電機器20がX504で要求の電力を供給する。
T503 indicates the timing at which the
X506は、送電機器10から受電機器20に送信される、X504の要求に応じてVBUS端子に供給可能な電力を変更する処理を完了した旨を通知する通信である。X506は、タイミングT503の後に送信される。
The X506 is a communication transmitted from the
X507は、受電機器20から送電機器10に送信される、VCONN SWAPを要求する通信である。X507は、図4AのステップS421の処理に相当する。
X507 is a communication requesting VCONN SWAP transmitted from the
X508は、送電機器10から受電機器20に送信される、VCONN SWAP開始を示す通信である。X508は、図4AのステップS423の処理に相当する。
X508 is a communication transmitted from the
T504は、受電機器20が、X508のVCONN SWAP開始に応じてVCONN端子を介した電力供給を開始したタイミングを示す。図4AのステップS421からステップS426で説明したように、受電機器20はVCONN_SWAPを送信してから一定時間以内に、VCONN端子を介してケーブル30に電力供給を開始する。送電機器10はVCONN_SWAPを送信してから一定の時間以内に、VCONN端子を介した電力供給を停止する。
T504 indicates the timing at which the
T505は、ケーブル30の第2の温度検出部309が高温状態を検出したタイミングを示す。
T505 indicates the timing at which the second
X509は、ケーブル30から送電機器10および受電機器20に送信される、VCONN SWAPを要求する通信である。X509は、の図4BのステップS430の処理に相当する。X510は、ケーブル30から送電機器10および受電機器20に送信される、VCONN SWAP開始を示す通信である。X510は、図4BのステップS432、S434の処理に相当する。
X509 is a communication requesting VCONN SWAP transmitted from the
T506は、送電機器10が、X510のVCONN SWAP開始に応じてVCONN端子を介した電力供給を開始したタイミングを示す。
T506 indicates the timing at which the
T507は、ケーブル30が、VBUS端子を介した電力供給を切り離すタイミングを示す。CC線313の第2のCCスイッチ305を切り離すことにより、送電機器10のPD制御部102は受電機器20が未接続と判定し、送電機器10はVBUS端子を介した電力供給を停止する。なお、T506からT507の間に、VBUS端子から供給する電力を下げるように通信を行うことで、送電機器10に事前に通知したり、受電機器20への通信により、VBUS端子を介した電力供給が停止されることを通知したりするようなことも可能である。
T507 indicates the timing at which the
T508は、送電機器10がVBUS端子を介した電力供給の停止を完了し、受電機器20への電力供給が停止されたタイミングを示している。T508の後も、VCONN端子301b、302bおよびCC線313によりケーブル30のPD制御部303への電力供給は継続され、T507でのVBUS線312の非接続状態が維持される。
T508 indicates the timing at which the
[実施形態2]
実施形態1で説明した様々な機能、処理または方法は、パーソナルコンピュータ、マイクロコンピュータ、CPU(Central Processing Unit)、プロセッサなどがプログラムを用いて実現することもできる。以下、実施形態2では、パーソナルコンピュータ、マイクロコンピュータ、CPU(Central Processing Unit)、プロセッサなどを「コンピュータX」と呼ぶ。また、実施形態2では、コンピュータXを制御するためのプログラムであって、実施形態1で説明した様々な機能、処理または方法を実現するためのプログラムを「プログラムY」と呼ぶ。
[Embodiment 2]
The various functions, processes, or methods described in the first embodiment can also be realized by a personal computer, a microcomputer, a CPU (Central Processing Unit), a processor, or the like by using a program. Hereinafter, in the second embodiment, a personal computer, a microcomputer, a CPU (Central Processing Unit), a processor, and the like are referred to as "computer X". Further, in the second embodiment, a program for controlling the computer X and for realizing various functions, processes, or methods described in the first embodiment is referred to as a "program Y".
実施形態1で説明した様々な機能、処理または方法は、コンピュータXがプログラムYを実行することによって実現される。この場合において、プログラムYは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を介してコンピュータXに供給される。実施形態2におけるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、ハードディスク装置、磁気記憶装置、光記憶装置、光磁気記憶装置、メモリカード、揮発性メモリ、不揮発性メモリなどの少なくとも1つを含む。実施形態2におけるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、non−transitoryな記憶媒体である。 The various functions, processes or methods described in the first embodiment are realized by the computer X executing the program Y. In this case, the program Y is supplied to the computer X via a computer-readable storage medium. The computer-readable storage medium according to the second embodiment includes at least one such as a hard disk device, a magnetic storage device, an optical storage device, a photomagnetic storage device, a memory card, a volatile memory, and a non-volatile memory. The computer-readable storage medium according to the second embodiment is a non-transitory storage medium.
10…送電機器、20…受電機器、30…ケーブル、301…第1のコネクタ、302…第2のコネクタ、303…PD制御部、304…第1のCCスイッチ、305…第2のCCスイッチ、308…第1の温度検出部、309…第2の温度検出部 10 ... power transmission equipment, 20 ... power receiving equipment, 30 ... cable, 301 ... first connector, 302 ... second connector, 303 ... PD control unit, 304 ... first CC switch, 305 ... second CC switch, 308 ... 1st temperature detector, 309 ... 2nd temperature detector
Claims (12)
前記第1のコネクタと前記第2のコネクタとを接続する電力供給用の第1の電力線と、
前記第1のコネクタと前記第2のコネクタとを接続する通信線と、
前記通信線に接続された制御部と、
前記第1のコネクタまたは前記第2のコネクタと前記制御部とを接続する電力供給用の第2の電力線と、
前記第1のコネクタの周辺の第1の温度を検出可能な第1の温度検出部と、
前記第2のコネクタの周辺の第2の温度を検出可能な第2の温度検出部と
を有し、
前記制御部は、
前記第1の温度が所定の温度以上となった場合は、前記第1のコネクタに接続された機器と前記第2のコネクタに接続された機器との間で前記第1の電力線を介した電力供給が行われないように前記第1のコネクタと前記制御部との間の通信線を非接続状態にし、
前記第2の温度が所定の温度以上となった場合は、前記第1のコネクタに接続された機器と前記第2のコネクタに接続された機器との間で前記第1の電力線を介した電力供給が行われないように前記第2のコネクタと前記制御部との間の通信線を非接続状態にする
ことを特徴とするケーブル。 A cable having a first connector and a second connector.
A first power line for power supply connecting the first connector and the second connector, and
A communication line connecting the first connector and the second connector,
The control unit connected to the communication line and
A second power line for power supply connecting the first connector or the second connector and the control unit, and
A first temperature detector capable of detecting a first temperature around the first connector,
It has a second temperature detection unit capable of detecting a second temperature around the second connector, and has a second temperature detection unit.
The control unit
When the first temperature becomes equal to or higher than a predetermined temperature, power is supplied through the first power line between the device connected to the first connector and the device connected to the second connector. The communication line between the first connector and the control unit is disconnected so that the supply is not performed.
When the second temperature becomes equal to or higher than a predetermined temperature, the electric power via the first power line between the device connected to the first connector and the device connected to the second connector. A cable characterized in that the communication line between the second connector and the control unit is disconnected so that supply is not performed.
前記第2のコネクタと前記制御部との間の通信線を非接続状態または接続状態にする第2のスイッチと
をさらに有し、
前記制御部は、
前記第1の温度が所定の温度以上となった場合は、前記第1のスイッチを非接続状態にし、
前記第2の温度が所定の温度以上となった場合は、前記第2のスイッチを非接続状態にする
ことを特徴とする請求項1に記載のケーブル。 A first switch in which the control unit sets a communication line between the first connector and the control unit in a disconnected state or a connected state.
Further, it has a second switch that makes the communication line between the second connector and the control unit in a disconnected state or a connected state.
The control unit
When the first temperature becomes equal to or higher than a predetermined temperature, the first switch is disconnected and the first switch is disconnected.
The cable according to claim 1, wherein when the second temperature becomes equal to or higher than a predetermined temperature, the second switch is disconnected.
前記制御部は、前記第1の温度が所定の温度以上となった場合または前記第2の温度が所定の温度以上となった場合は、前記第3のスイッチを非接続状態にすることを特徴とする請求項1または2に記載のケーブル。 The first power line is provided with a third switch capable of the control unit switching between the first connector and the second connector in a disconnected state or a connected state.
The control unit is characterized in that when the first temperature becomes a predetermined temperature or higher or the second temperature becomes a predetermined temperature or higher, the third switch is disconnected. The cable according to claim 1 or 2.
前記制御部は、
前記第1の温度または前記第2の温度が所定の温度以上の場合は、前記第2の電力線を介した前記制御部への電力供給が、前記送電機器から行われているか、前記受電機器から行われているかを判定し、
前記第2の電力線を介した前記制御部への電力供給が前記受電機器から行われている場合は、前記第2の電力線を介した前記制御部への電力供給が前記送電機器から行われるようにすることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のケーブル。 Power can be supplied to the control unit from the first connector or the power transmitting device or power receiving device connected to the second connector via the second power line.
The control unit
When the first temperature or the second temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, power is supplied to the control unit via the second power line from the power transmission device or from the power receiving device. Determine if it is done and
When the power supply to the control unit via the second power line is performed from the power receiving device, the power supply to the control unit via the second power line is performed from the power transmission device. The cable according to any one of claims 1 to 4, wherein the cable is used.
前記ケーブルは、
第1のコネクタおよび第2のコネクタと、
前記第1のコネクタと前記第2のコネクタとを接続する電力供給用の第1の電力線と、
前記第1のコネクタと前記第2のコネクタとを接続する通信線と、
前記通信線に接続された制御部と、
前記第1のコネクタまたは前記第2のコネクタと前記制御部とを接続する電力供給用の第2の電力線と、
前記第1のコネクタの周辺の第1の温度を検出可能な第1の温度検出部と、
前記第2のコネクタの周辺の第2の温度を検出可能な第2の温度検出部と
を有し、
前記制御方法は、
前記第1の温度が所定の温度以上となった場合は、前記第1のコネクタに接続された機器と前記第2のコネクタに接続された機器との間で前記第1の電力線を介した電力供給が行われないように前記第1のコネクタと前記制御部との間の通信線を非接続状態にするステップと、
前記第2の温度が所定の温度以上となった場合は、前記第1のコネクタに接続された機器と前記第2のコネクタに接続された機器との間で前記第1の電力線を介した電力供給が行われないように前記第2のコネクタと前記制御部との間の通信線を非接続状態にするステップと
を有することを特徴とする制御方法。 It ’s a cable control method.
The cable
With the first connector and the second connector,
A first power line for power supply connecting the first connector and the second connector, and
A communication line connecting the first connector and the second connector,
The control unit connected to the communication line and
A second power line for power supply connecting the first connector or the second connector and the control unit, and
A first temperature detector capable of detecting a first temperature around the first connector,
It has a second temperature detection unit capable of detecting a second temperature around the second connector, and has a second temperature detection unit.
The control method is
When the first temperature becomes equal to or higher than a predetermined temperature, power is supplied through the first power line between the device connected to the first connector and the device connected to the second connector. A step of disconnecting the communication line between the first connector and the control unit so that the supply is not performed, and
When the second temperature becomes equal to or higher than a predetermined temperature, the electric power via the first power line between the device connected to the first connector and the device connected to the second connector. A control method comprising: a step of disconnecting a communication line between the second connector and the control unit so that supply is not performed.
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