JP4685896B2

JP4685896B2 - 受給電アダプタ

Info

Publication number: JP4685896B2
Application number: JP2008106054A
Authority: JP
Inventors: 芳泉陳
Original assignee: Hirakawa Hewtech Corp
Current assignee: Hirakawa Hewtech Corp
Priority date: 2008-04-15
Filing date: 2008-04-15
Publication date: 2011-05-18
Anticipated expiration: 2028-04-15
Also published as: JP2009260563A

Description

本発明は、受給電アダプタに関する。

従来の技術として、接続された電源アダプタとネットワークケーブルとから受電するとともに、両電源を同時に使用する受給電アダプタが知られている（例えば、特許文献１）。

この特許文献１の受給電アダプタは、接続されたネットワークケーブルを介して供給される電力を受電する第１の受電端子と、ＡＣアダプタ等の外部電源を介して供給される電力を受電する第２の受電端子と、下位受電装置に対して電力を給電する給電端子と、第１の受電端子又は第２の受電端子のいずれか一方を選択して選択した端子に供給される電力を当該受給電アダプタの電源として使用するとともに、他方の端子に供給される電力を給電端子を介して下位の受電装置に供給する選択手段とを有し、同時に受電した複数の電力を同時に使用することができる。なお、この受給電アダプタは、例えば、ＩＥＥＥ８０２．３ａｆの規格に準拠しており、第１の受電端子及び第２の受電端子を介して、ともに最大受電電力１２．９５Ｗを受電し、給電端子を介して最大給電電力１２．９５Ｗを下位受電装置に対して給電する。
特開２００６−２０３７３０号公報

しかし、従来の受給電アダプタによると、下位受電装置に対して供給できる電力は、第１の受電端子又は第２の受電端子のいずれか一方の端子に供給される電力であるため、例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）のＰｏＥ（ＰｏｗｅｒｏｖｅｒＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））により電力を給電する場合、規格における最大受電電力１２．９５Ｗを超える高出力の電力を供給することができず、下位受電装置が規格外の電力において動作する装置である場合には駆動することができないという問題がある。

従って、本発明の目的は、所定の規格で電力を受電するとともに、所定の規格外の電力で給電することができる受給電アダプタを提供することにある。

本発明は上記目的を達するため、上位ネットワーク給電機器とネットワークケーブルを介して接続される複数の入力端子と、
下位受電機器に電源供給ケーブルを介して接続される電源出力端子と、
前記下位受電機器にネットワークケーブルを介して接続される信号出力端子と、
前記複数の入力端子のうちの１つの入力端子を介して前記上位ネットワーク給電機器と情報信号を通信し、前記信号出力端子を介して前記下位受電機器と前記情報信号を通信する情報通信部と、
前記複数の入力端子を介して前記上位ネットワーク給電機器から受電した電力を合成し、前記下位受電装置に対して前記電源出力端子を介して給電する受電合成部とを有し、前記受電合成部は、前記下位受電機器の消費電力が１つの前記入力端子あたりの定格電力を超えているとき、前記入力端子のうち最初に受電する前記入力端子から電力を入力してから所定の遅延時間経過後に前記下位受電機器に対して電力を出力し、前記受電合成部は、前記所定の遅延時間の経過中、前記複数の入力端子に対応する前記上位ネットワーク給電機器の給電端子において電力消費停止が検出されることを防止する、前記上位ネットワーク給電機器から電流を流す負荷を有することを特徴とする受給電アダプタを提供する。

上記した構成によれば、上位ネットワーク給電機器から複数のネットワークケーブルを介して電力を受電し、受電した電力を合成して下位受電機器に対して給電するため、規格外の電力で動作する下位受電機器を動作させることができる。また、情報信号の通信は、複数の入力端子のうちの１つを用いるため、通信ループが発生することなく正常に通信することができる。また、受電合成部が電流を流される負荷を有しているので、電力供給に対する負荷がなくなったと判断して電力供給が停止することを防ぐことができる。

（２）また、本発明は上記目的を達するため、上位ネットワーク給電機器とネットワークケーブルを介して接続される複数の入力端子と、
下位受電機器にネットワークケーブルを介して接続される出力端子と、
前記複数の入力端子のうちの１つの入力端子を介して前記上位ネットワーク給電機器と情報信号を通信し、前記出力端子を介して前記下位受電機器と前記情報信号を通信する情報通信部と、
前記複数の入力端子を介して前記上位ネットワーク給電機器から受電した電力を合成し、前記下位受電装置に対して前記出力端子を介して給電する受電合成部とを有し、前記受電合成部は、前記下位受電機器の消費電力が１つの前記入力端子あたりの定格電力を超えているとき、前記入力端子のうち最初に受電する前記入力端子から電力を入力してから所定の遅延時間経過後に前記下位受電機器に対して電力を出力し、前記受電合成部は、前記所定の遅延時間の経過中、前記複数の入力端子に対応する前記上位ネットワーク給電機器の給電端子において電力消費停止が検出されることを防止する、前記上位ネットワーク給電機器から電流を流す負荷を有することを特徴とする受給電アダプタを提供する。

上記した構成によれば、（１）と同様の効果を達成するとともに、電源供給ケーブルを用いずに、ネットワークケーブルによって下位受電装置に対する給電および情報信号の通信を行うことができる。

本発明によれば、所定の規格で電力を受電するとともに、所定の規格外の電力で給電することができる。

以下に、本発明の受給電アダプタの実施の形態を図面を参考にして詳細に説明する。

〔実施の形態〕
（受給電アダプタの構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る受給電アダプタシステムの構成例を示す概略図である。

受給電アダプタシステム１０００は、後述するスイッチングハブ２から電力を受電して後述するネットワークカメラ９へ電力を給電するとともにスイッチングハブ２とネットワークカメラ９との通信を仲介する受給電アダプタ１と、図示しないネットワークケーブルを介してインターネット等の外部ネットワークに接続されるとともに図示しない電源から電力を供給されて動作するスイッチングハブ２と、受給電アダプタ１から給電される電力により動作する下位受電装置としてのネットワークカメラ９とを有する。

受給電アダプタ１は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．３ａｆ規格に準拠した最大１２．９５Ｗ（最大５７ＶＤＣ）の電力を受電するとともに情報信号を通信する入力端子１０と、最大１２．９５Ｗの電力を受電する入力端子２０ａ、及び２０ｂと、情報信号を通信する信号出力端子３０と、１２．９５Ｗ以上（規格以上）の電力を給電することができる電源出力端子４０とを有する。

スイッチングハブ２は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．３ａｆ規格に準拠したＰｏＥスイッチングハブであり、それぞれ最大１５．４Ｗ（最大５７ＶＤＣ）の電力を供給するとともに情報信号を通信する出力端子１２、２２ａ、及び２２ｂを有する。

ネットワークカメラ９は、映像を撮影して情報信号で外部に送信可能な、ＩＥＥＥ８０２．３ａｆ規格に準拠しない非ＰｏＥの下位受電機器であり、専用の電源線から供給される１２．９５Ｗ以上の電力、例えば、２０Ｗ（３．３ＶＤＣ）において動作する。なお、ネットワークカメラ９は、ＩＥＥＥ８０２．３ａｆ規格に準拠しなくとも、ＰｏＥによって供給される１２．９５Ｗ以上の電力で動作する機器であってもよい。ＰｏＥによって電力供給を受ける場合については後述する。

受給電アダプタ１とスイッチングハブ２とは、例えば、ＵＴＰ（ＵｎｓｈｉｅｌｄｅｄＴｗｉｓｔＰａｉｒ）（登録商標）ケーブルである給電側ネットワークケーブル１１、２１ａ、及び２１ｂを介して接続され、本実施の形態では、給電側ネットワークケーブル１１は電力と情報信号とを伝達し、給電側ネットワークケーブル２１ａ、及び２１ｂは、電力のみを伝達する。

受給電アダプタ１とネットワークカメラ９とは、受電側ネットワークケーブル３１、及び電源供給ケーブル４１を介して接続され、受電側ネットワークケーブル３１は、情報信号を伝達し、電源供給ケーブル４１は、電力を伝達する。また、受電側ネットワークケーブル３１と電源供給ケーブル４１とを複合ケーブルによって達成してもよい。

図２は、本発明の実施の形態に係る受給電アダプタの構成例を示す概略図である。

受給電アダプタ１は、各入力端子１０、２０ａ、及び２０ｂを介してスイッチングハブ２からそれぞれ電力を受電する受電インターフェース３ａ、３ｂ、及び３ｃを有する。受電インターフェース３ａ、３ｂ、及び３ｃは、図示しないＰｏＥ検出回路とブリッジ回路から構成されている。ＰｏＥ検出回路は、ＩＥＥＥ８０２．３ａｆ規格で規定された認証回路でありスイッチングハブ２から電力を受電する前に認証動作を行う。ブリッジ回路は、ＩＥＥＥ８０２．３ａｆ規格に準拠した給電方式ＡｌｔｅｒａｃｔｉｖｅＢタイプ及びＡｌｔｅｒａｃｔｉｖｅＡタイプ両方に対応し、受電ラインの正負を補正する。

また、受給電アダプタ１は、入力端子１０を介してスイッチングハブ２から受信する情報信号と電源供給の重畳された信号から、情報信号を取り出して信号出力端子３０を介してネットワークカメラ９に出力するとともに、信号出力端子３０を介してネットワークカメラ９から受信する情報信号を入力端子１０を介してスイッチングハブ２に出力するパルストランス４を有する。

また、受給電アダプタ１は、受電インターフェース３ａ、３ｂ、及び３ｃが受電した受電電力Ａ、受電電力Ｂ、及び受電電力Ｃを合成して合成電力Ｄを出力する受電合成部５と、電圧変換部として機能する合成電力Ｄの電圧（最大５７ＶＤＣ）を変圧するＤＣ／ＤＣコンバータ６、及びＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力電圧を選択する出力電圧レベルセレクタ７と、ＤＣ／ＤＣコンバータ６において合成電力Ｄの入力が開始する際、急激な入力電力変化に対して所定の遅延時間を確保してネットワークカメラ９に対して安定した電力を出力する遅延発生回路８とを有する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ６、及び出力電圧レベルセレクタ７は、出力電圧として、例えば、３．３Ｖ、５Ｖ、１２Ｖ、２４Ｖを選択できる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、遅延発生用のコンデンサー、例えば、容量１μＦを有し、遅延発生回路８はコンデンサーに蓄電された電力を放電制御することで遅延を発生する。

図３は、本発明の実施の形態に係る受給電アダプタの受電合成部の構成例を示す概略図である。

受電合成部５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６が電力供給の遅延を発生する際に受電インターフェース３ａ、３ｂ、及び３ｃを介した電力供給に対する負荷がなくなったとスイッチングハブ２が判断して、電力供給を停止しないように電力を一時的に消費する負荷５０ａ、５０ｂ、及び５０ｃと、受電インターフェース３ａ、３ｂ、及び３ｃの出力の負極に設けられて合成した受電ラインが閉回路を形成することを防止する電流閉回路防止部５１ａ、５１ｂ、及び５１ｃとを有する。負荷５０ａ〜５０ｃは、微少な抵抗値、例えば、７．８ｋΩを有する。

（動作）
以下に、本発明の実施の形態における受給電アダプタの動作を各図を参照しつつ説明する。

まず、スイッチングハブ２は、図示しない電源から電力を供給されると、各出力端子１２、２２ａ、及び２２ｂを介してＰｏＥでＩＥＥＥ８０２．３ａｆの規格である最大１５．４Ｗの電力をそれぞれ出力する準備をする。

次に、受給電アダプタ１の受電インターフェース３ａ、３ｂ、及び３ｃは、それぞれスイッチングハブ２と認証動作を行う。スイッチングハブ２の各出力端子１２、２２ａ、２２ｂにおいて接続が認証されると、受電インターフェース３ａ、３ｂ、及び３ｃは、それぞれ電力を受電し、受電インターフェース３ａ、３ｂ、及び３ｃは、受電電力Ａ、受電電力Ｂ、及び受電電力Ｃを受電合成部５へ出力する。受電合成部５は、入力する電力を合成し、例えば、本実施の形態のように３端子から受電する場合は３８．８５Ｗの合成電力Ｄを出力する。

次に、ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、合成電力Ｄの電圧を出力電圧レベルセレクタ７において選択された電圧に変圧し、電源出力端子４０を介してネットワークカメラ９に給電する。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ６及び遅延発生回路８の動作の詳細は後述する。

また、パルストランス４は、入力端子１０に入力される信号から取り出した情報信号を信号出力端子３０を介してネットワークカメラ９に出力するとともに、信号出力端子３０に入力する情報信号を入力端子１０を介してスイッチングハブ２に出力する。

ネットワークカメラ９は、受電側ネットワークケーブル３１を介して受信する情報信号、例えば、操作信号に基づいて撮影方向、フォーカス、及びピント等を調整して映像を撮影する。また、ネットワークカメラ９は、撮影した映像信号を受電側ネットワークケーブル３１を介して送信する。

図４は、本発明の実施の形態に係る受給電アダプタの動作を示すグラフである。

受給電アダプタ１の受給電開始時に、受電インターフェース３ａ、３ｂ、及び３ｃが出力する受電電力Ａ、受電電力Ｂ、及び受電電力Ｃは、例えば、それぞれ時間ｔ_１、ｔ_２、ｔ_３のタイミングで時間にズレを伴ってＤＣ／ＤＣコンバータ６に入力される。時間ｔ_１、ｔ_２、ｔ_３のタイミングのズレは、例えば、受電インターフェース３ａ、３ｂ、及び３ｃとスイッチングハブ２との接続の認証動作のズレや、給電側ネットワークケーブル１１、２１ａ、２１ｂの物理的接続のタイミングのズレ等に起因するものである。

受電電力Ａ、受電電力Ｂ、及び受電電力Ｃが図４に示すように供給される場合、受電合成部５が出力する合成電力Ｄは、時間ｔ_１、ｔ_２、ｔ_３において階段状の段差を生じる。ＤＣ／ＤＣコンバータ６及び遅延発生回路８は、遅延発生用コンデンサーにより合成電力Ｄの段差を吸収して、図４に示すようにｔ_１から遅延時間ｔ_Ａ後の時間ｔ_４からコンデンサーの電力を放電してネットワークカメラ９に対して電力を給電する。コンデンサーの容量１μＦにおいて遅延時間ｔ_Ａは、約１秒である。

また、受電インターフェース３ａにおいて、時間ｔ_１〜ｔ_４の間、電力を供給するもののネットワークカメラ９に電力を給電しないため、通常であればスイッチングハブ２が電流が流れないことを検知して電力供給を停止してしまうが、時間ｔ_１〜ｔ_４の間は、負荷５０ａに電流を流すことでスイッチングハブ２の電力供給停止を防止する。受電インターフェース３ｂにおいては、時間ｔ_２〜ｔ_４の間、負荷５０ｂに電流を流し、受電インターフェース３ｃにおいては、時間ｔ_３〜ｔ_４の間、負荷５０ｃに電流を流すことで対応する。

なお、例えば、給電側ネットワークケーブル１１のみ接続されて、他のケーブルが接続されていない状況において、スイッチングハブ２は、過負荷防止制御機能を動作させて受給電アダプタ１に対して電力の供給を停止するが、ＩＥＥＥ８０２．３ａｆの規格で定められた５００ｍｓｅｃの周期で接続を繰り返し、他のケーブルが接続されると上記した電力供給の遅延を発生し、出力電力Ｄを出力する。

（実施の形態の効果）
上記した実施の形態によると、複数の入力端子からそれぞれ定格の電力を受電するため、下位受電機器に対して定格以上の電力を供給することができる。また、情報信号は、入力端子１０のみで通信するため、複数の入力端子を用いたことで生じる通信ループを防止できる。

また、ＤＣ／ＤＣコンバータ６及び出力電圧レベルセレクタ７によって下位受電機器に適した電圧に変換して電力を給電することができる。

また、電力供給の遅延発生によって、受電インターフェース３ａ〜３ｃのうち、受電を最初に開始した受電インターフェースが規格以上の電力を供給することがないため、スイッチングハブ２において受電過負荷が検出されることがない上に、負荷５０ａ、５０ｂ、及び５０ｃによって、スイッチングハブ２において電流が流れないことを検知させないため、スイッチングハブ２の電力供給を不意のタイミングで停止させることがない。

なお、受電インターフェースは、本実施の形態において３つ設けたが、複数であれば個数は問わない。また、ＩＥＥＥ８０２．３ａｆの規格に限らず、情報信号の通信と電力供給とを１本のケーブルで行える規格であれば同様の効果を得られる。

なお、ネットワークカメラ９は、ＩＥＥＥ８０２．ａｆに準拠しない１２．９５Ｗ以上の電力によって動作し、ＰｏＥによって電力供給を受ける機器であってもよい。この場合、電源供給ケーブル４１を省略することができ、受電側ネットワークケーブル３１は１２．９５Ｗ以上の電力と情報信号とを伝達する。また、ＵＴＰケーブル等を用いたＰｏＥに限らず、電源供給ケーブル４１と受電側ネットワークケーブル３１とを有する専用ケーブルを作成して用いてもよい。

本発明の実施の形態に係る受給電アダプタシステムの構成例を示す概略図である。本発明の実施の形態に係る受給電アダプタの構成例を示す概略図である。本発明の実施の形態に係る受給電アダプタの受電合成部の構成例を示す概略図である。本発明の実施の形態に係る受給電アダプタの動作を示すグラフである。

符号の説明

１…受給電アダプタ、２…スイッチングハブ、３ａ−３ｃ…受電インターフェース、４…パルストランス、５…受電合成部、６…ＤＣ／ＤＣコンバータ、７…出力電圧レベルセレクタ、８…遅延発生回路、９…ネットワークカメラ、１０…入力端子、１１…給電側ネットワークケーブル、１２…出力端子、２０ａ、２０ｂ…入力端子、２１ａ、２１ｂ…給電側ネットワークケーブル、２２ａ、２２ｂ…出力端子、３０…信号出力端子、３１…受電側ネットワークケーブル、４０…電源出力端子、４１…電源供給ケーブル、５０ａ−５０ｃ…負荷、５１ａ−５１ｃ…電流閉回路防止部、１０００…受給電アダプタシステム

Claims

上位ネットワーク給電機器とネットワークケーブルを介して接続される複数の入力端子と、
下位受電機器に電源供給ケーブルを介して接続される電源出力端子と、
前記下位受電機器にネットワークケーブルを介して接続される信号出力端子と、
前記複数の入力端子のうちの１つの入力端子を介して前記上位ネットワーク給電機器と情報信号を通信し、前記信号出力端子を介して前記下位受電機器と前記情報信号を通信する情報通信部と、
前記複数の入力端子を介して前記上位ネットワーク給電機器から受電した電力を合成し、前記下位受電装置に対して前記電源出力端子を介して給電する受電合成部とを有し、前記受電合成部は、前記下位受電機器の消費電力が１つの前記入力端子あたりの定格電力を超えているとき、前記入力端子のうち最初に受電する前記入力端子から電力を入力してから所定の遅延時間経過後に前記下位受電機器に対して電力を出力し、前記受電合成部は、前記所定の遅延時間の経過中、前記複数の入力端子に対応する前記上位ネットワーク給電機器の給電端子において電力消費停止が検出されることを防止する、前記上位ネットワーク給電機器から電流を流す負荷を有することを特徴とする受給電アダプタ。
上位ネットワーク給電機器とネットワークケーブルを介して接続される複数の入力端子と、
下位受電機器にネットワークケーブルを介して接続される出力端子と、
前記複数の入力端子のうちの１つの入力端子を介して前記上位ネットワーク給電機器と情報信号を通信し、前記出力端子を介して前記下位受電機器と前記情報信号を通信する情報通信部と、
前記複数の入力端子を介して前記上位ネットワーク給電機器から受電した電力を合成し、前記下位受電装置に対して前記出力端子を介して給電する受電合成部とを有し、前記受電合成部は、前記下位受電機器の消費電力が１つの前記入力端子あたりの定格電力を超えているとき、前記入力端子のうち最初に受電する前記入力端子から電力を入力してから所定の遅延時間経過後に前記下位受電機器に対して電力を出力し、前記受電合成部は、前記所定の遅延時間の経過中、前記複数の入力端子に対応する前記上位ネットワーク給電機器の給電端子において電力消費停止が検出されることを防止する、前記上位ネットワーク給電機器から電流を流す負荷を有することを特徴とする受給電アダプタ。
前記情報通信部は、前記複数の入力端子のうちの１つの入力端子を介して前記上位ネットワーク給電機器から受信した電力信号と情報信号とから前記情報信号のみ取り出して通信するパルストランスを有することを特徴とする請求項
１又は２に記載の受給電アダプタ。
前記受電合成部は、合成した電力を所定の電圧に変圧して前記下位受電機器に給電する電圧変換部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の受給電アダプタ。