JP6196703B1 - Apparatus, electronic device and method for supplying electric power to electronic device - Google Patents
Apparatus, electronic device and method for supplying electric power to electronic device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6196703B1 JP6196703B1 JP2016080707A JP2016080707A JP6196703B1 JP 6196703 B1 JP6196703 B1 JP 6196703B1 JP 2016080707 A JP2016080707 A JP 2016080707A JP 2016080707 A JP2016080707 A JP 2016080707A JP 6196703 B1 JP6196703 B1 JP 6196703B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- connector
- lane
- electronic device
- receptacle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 27
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
- Power Sources (AREA)
Abstract
【課題】電子機器に電力を供給する装置を提供する。【解決手段】機能拡張装置100のPC200を、ケーブル13、15で接続する。レセプタクル101と201を接続し、レセプタクル103と203を接続する。レセプタクル101、201の組は第1のパワー・レーンを構成し、レセプタクル103、203の組は第2のパワー・レーンを構成する。AC/DCアダプタ11の電力を、第1のパワー・レーンと第2のパワー・レーンでPC200に供給する。機能拡張装置100とPC200は、第1のパワー・レーンと第2のパワー・レーンがそれぞれ分担する電流を調整するインピーダンス調整回路を含む。【選択図】図1An apparatus for supplying electric power to an electronic device is provided. A PC of a function expansion device is connected by cables. Receptacles 101 and 201 are connected, and receptacles 103 and 203 are connected. The set of receptacles 101 and 201 constitutes a first power lane, and the set of receptacles 103 and 203 constitutes a second power lane. The power of the AC / DC adapter 11 is supplied to the PC 200 through the first power lane and the second power lane. The function expansion device 100 and the PC 200 include an impedance adjustment circuit that adjusts currents shared by the first power lane and the second power lane, respectively. [Selection] Figure 1
Description
本発明は電子機器に複数のコネクタを通じて電力を供給する技術に関する。 The present invention relates to a technique for supplying electric power to an electronic device through a plurality of connectors.
ラップトップ型コンピュータ、タブレット端末などの電子機器や、プリンタ、外部ディスプレイおよびオーディオ装置などの周辺機器は、電源としてAC/DCアダプタを利用することがある。USB(Universal Serial Bus)は、1本のケーブルでデータ信号の伝送と電力の供給をすることができインターフェースである。USBを利用すると、バス・パワードの電子機器や周辺機器は、AC/DCアダプタを使用しないでも、USBケーブルが供給する電力で動作することができる。 Electronic devices such as laptop computers and tablet terminals, and peripheral devices such as printers, external displays, and audio devices may use an AC / DC adapter as a power source. USB (Universal Serial Bus) is an interface that can transmit data signals and supply power with a single cable. Using USB, bus-powered electronic devices and peripheral devices can operate with the power supplied by the USB cable without using an AC / DC adapter.
特許文献1は、コンピュータに設けた2つのUSBポートを利用してUSB接続型装置に電力を供給する発明を開示する。コンピュータに設けた2つのコネクタの一方には信号ラインと電源ラインを含む通常のUSBケーブルが接続され、他方のコネクタには電源だけを接続するケーブルが接続される。両方のケーブルはケーブル内の接続装置で電源ライン同士が接続される。接続装置は、逆流を防止するためのダイオードと最大電流を維持するヒューズを含む。
特許文献2は、信号線と電源線を含む主ケーブルと電源線だけを含む補助ケーブルを補助モジュールでドライブ・ケーブルに結合したUSBケーブル装置を開示する。USBケーブル装置は、主ケーブルと補助ケーブルにそれぞれ接続された2つのコネクタが、パーソナル・コンピュータの2つのポートに接続される。接続モジュールは、主ケーブルから補助ケーブルへの逆流を防止するためのダイオードまたはスイッチ回路を含む。 Patent Document 2 discloses a USB cable device in which a main cable including a signal line and a power line and an auxiliary cable including only a power line are coupled to a drive cable by an auxiliary module. In the USB cable device, two connectors respectively connected to a main cable and an auxiliary cable are connected to two ports of a personal computer. The connection module includes a diode or a switch circuit for preventing backflow from the main cable to the auxiliary cable.
電子機器がUSBのようにデータ伝送と電力伝送を同時に行うことができるコネクタを備えると、電源ジャックをなくすことができモバイル環境でのAC/DCアダプタの持ち運びや充電の煩雑さを解消することができる。しかし、USBのようなデータ伝送と電力伝送を同時に行うことができるインターフェースでは、コネクタの電力容量に制限がある。したがって、電力容量の大きなコンピュータや周辺機器にはこのようなコネクタから給電することができない。 If the electronic device is equipped with a connector that can perform data transmission and power transmission at the same time as USB, the power jack can be eliminated, and the complexity of carrying and charging the AC / DC adapter in a mobile environment can be eliminated. it can. However, an interface that can perform data transmission and power transmission simultaneously, such as USB, has a limitation on the power capacity of the connector. Therefore, it is impossible to supply power from such a connector to a computer or peripheral device having a large power capacity.
本発明の目的は上記背景から抽出した単一または複数の課題を解決することにある。さらに本発明の目的は規格で定格容量が規定された汎用のコネクタを利用して定格容量以上の電力を供給する技術を提供することにある。さらに本発明の目的は、データ伝送と電力伝送を同時に実現する技術を提供することにある。さらに本発明の目的は、デバイスからAC/DCアダプタを接続する電源ジャックを取り除く技術を提供することにある。 An object of the present invention is to solve one or more problems extracted from the background. A further object of the present invention is to provide a technique for supplying power exceeding the rated capacity using a general-purpose connector whose rated capacity is defined by the standard. Furthermore, the objective of this invention is providing the technique which implement | achieves data transmission and electric power transmission simultaneously. A further object of the present invention is to provide a technique for removing a power jack for connecting an AC / DC adapter from a device.
本発明の第1の態様は、電子機器に電力を供給することが可能な装置を提供する。装置は、電子機器の第1のレセプタクルに接続して電力の供給が可能な第1のパワー・レーンと、第1のパワー・レーンが電力を供給しながら電子機器の第2のレセプタクルに接続して電力の供給が可能な第2のパワー・レーンとを有する。第1のパワー・レーンが、第1のレセプタクルに電力を供給する第1のコネクタを含み、第2のパワー・レーンが第2のレセプタクルに電力を供給する第2のコネクタを含んでもよい。第1のパワー・レーンと第2のパワー・レーンの電流を調整するためのインピーダンス調整回路を備えていてもよい。 A first aspect of the present invention provides an apparatus capable of supplying electric power to an electronic device. The apparatus is connected to the first receptacle of the electronic device while being connected to the first receptacle of the electronic device, and to the second receptacle of the electronic device while the first power lane supplies power. And a second power lane capable of supplying power. The first power lane may include a first connector that supplies power to the first receptacle, and the second power lane may include a second connector that supplies power to the second receptacle. An impedance adjustment circuit for adjusting the currents of the first power lane and the second power lane may be provided.
インピーダンス調整回路は、第1のパワー・レーンと第2のパワー・レーンがそれぞれ第1のコネクタおよび第2のコネクタのそれぞれの定格電力に対して同じ割合で送電電力を分担するように電流を制御することができる。インピーダンス調整回路は、第1のパワー・レーンと第2のパワー・レーンがそれぞれ第1のコネクタおよび第2のコネクタのそれぞれの定格電力の許容値内で送電するように電流を制御することができる。 The impedance adjustment circuit controls the current so that the first power lane and the second power lane share the transmission power at the same ratio with respect to the rated power of the first connector and the second connector, respectively. can do. The impedance adjustment circuit can control the current such that the first power lane and the second power lane transmit power within the respective rated power tolerances of the first connector and the second connector, respectively. .
装置に電力を供給する外部電源の定格電圧で第1のコネクタおよび第2のコネクタから電力を供給することができる。第1のコネクタと第2のコネクタは、データ伝送に使用するピンを含んでいてもよい。このとき装置は電子機器に電力を供給しながら電子機器との間でデータ信号を伝送してもよい。第1のコネクタと第2のコネクタはUSB規格のType−Cコネクタとすることができる。 Power can be supplied from the first connector and the second connector at a rated voltage of an external power source that supplies power to the apparatus. The first connector and the second connector may include pins used for data transmission. At this time, the apparatus may transmit a data signal to and from the electronic device while supplying power to the electronic device. The first connector and the second connector may be USB Type-C connectors.
本発明の第2の態様は、外部の装置から電力を受け取ることが可能な電子機器を提供する。電子機器は、システム・デバイスに電力を供給する電源装置と、筐体に設けた第1のコネクタと、第1のコネクタが受け取った電力を電源装置に供給する第1のパワー・レーンと、筐体に設けた第2のコネクタと、電源装置に対して第1のパワー・レーンと並列に接続され第2のコネクタが受け取った電力を電源装置に供給する第2のパワー・レーンとを有する。 A second aspect of the present invention provides an electronic device that can receive power from an external device. The electronic apparatus includes a power supply device that supplies power to the system device, a first connector provided in the housing, a first power lane that supplies power received by the first connector to the power supply device, and a housing. A second connector provided on the body; and a second power lane connected to the power supply device in parallel with the first power lane and supplying power received by the second connector to the power supply device.
第1のパワー・レーンと第2のパワー・レーンに流れる電流の割合を調整するインピーダンス調整回路を備えていてもよい。インピーダンス調整回路は、第1のパワー・レーンおよび第2のパワー・レーンのそれぞれの定格電力に対する分担電力の割合が同一になるように電流を制御することができる。インピーダンス調整回路は、第1のコネクタまたは第2のコネクタから電流が逆流しないように第1のパワー・レーンおよび第2のパワー・レーンまたはいずれか一方のインピーダンスを制御することができる。第1のコネクタと第2のコネクタはUSB規格のType−Cコネクタとすることができる。 An impedance adjustment circuit that adjusts the ratio of current flowing in the first power lane and the second power lane may be provided. The impedance adjustment circuit can control the current so that the ratio of the shared power to the rated power of each of the first power lane and the second power lane is the same. The impedance adjustment circuit can control the impedance of the first power lane and / or the second power lane so that current does not flow backward from the first connector or the second connector. The first connector and the second connector may be USB Type-C connectors.
本発明により、上述の単一または複数の課題を解決した装置、電子機器および電力の供給方法を提供することができた。 According to the present invention, it is possible to provide an apparatus, an electronic apparatus, and a power supply method that have solved the above-described single or plural problems.
[定義]
最初に本明細書で使用する特別な用語を説明する。電子機器は、ラップトップ型コンピュータ、タブレット端末、およびスマートフォンなどの情報端末装置に相当する。電子機器は、コネクタで接続した他の装置から電力の供給を受けることができる。ただし、電子機器は、コネクタを接続しないときにAC/DCアダプタを接続してまたはアウトレットに直接接続して電力を受け取ることが可能なタイプでもよい。
[Definition]
First, special terms used in this specification will be explained. The electronic device corresponds to an information terminal device such as a laptop computer, a tablet terminal, and a smartphone. The electronic device can be supplied with electric power from another device connected by a connector. However, the electronic device may be of a type that can receive power by connecting an AC / DC adapter or connecting directly to an outlet when the connector is not connected.
機能拡張装置は、電子機器にケーブルで接続して電子機器の機能を拡張する装置に相当する。機能拡張装置は、ドッキング・ステーション、ポートリプリケータ、またはドングルといった名称で呼ばれることがある。機能拡張装置は、周辺機器と電子機器の間にデータ・チャネルを構築するための複数のコネクタを備えている。機能拡張装置は電子機器に電力を供給する。 The function expansion device corresponds to a device that extends the function of the electronic device by connecting to the electronic device with a cable. A function expansion device may be referred to as a docking station, port replicator, or dongle. The function expansion device includes a plurality of connectors for establishing a data channel between the peripheral device and the electronic device. The function expansion device supplies power to the electronic device.
周辺機器は、電子機器または機能拡張装置の筐体に設けたコネクタに接続して使用でき、記録、印刷、表示といったような電子機器と通信して機能する特有のファンクションを含むデバイスに相当する。HDD、半導体メモリ、プリンタ、ディスプレイ、およびHID(Human Interface Device)などは周辺機器の一例である。 The peripheral device can be used by being connected to a connector provided on the housing of the electronic device or the function expansion device, and corresponds to a device including a specific function that functions by communicating with the electronic device such as recording, printing, and display. An HDD, a semiconductor memory, a printer, a display, and an HID (Human Interface Device) are examples of peripheral devices.
コネクタは工具を使用しないで着脱ができる接続装置に相当する。コネクタは雄の接続装置に相当するプラグと雌の接続装置に相当するレセプタクル(ジャックともいう)の複合体またはいずれか一方を意味する。通常はレセプタクルを電子機器に実装し、プラグをケーブルに実装するが特に本発明において取り付け場所を限定する必要はない。本発明の適用においては、電子機器に実装したレセプタクルと周辺機器に実装したプラグを、ケーブルを介在させないで直接接続することも可能である。 The connector corresponds to a connecting device that can be attached and detached without using a tool. The connector means a composite of a plug corresponding to a male connection device and a receptacle (also referred to as a jack) corresponding to a female connection device. Usually, the receptacle is mounted on the electronic device and the plug is mounted on the cable, but it is not particularly necessary to limit the mounting location in the present invention. In application of the present invention, a receptacle mounted on an electronic device and a plug mounted on a peripheral device can be directly connected without interposing a cable.
[概要]
図1は、機能拡張装置100と電子機器の一例であるパーソナル・コンピュータ(PC)200を接続した様子を説明するための機能ブロック図である。機能拡張装置100は、筐体にPC200を接続するためのレセプタクル101、103と、周辺機器131、151を接続するためのレセプタクル111、113を実装している。PC200は、筐体に機能拡張装置を接続するためのレセプタクル201、203を実装している。
[Overview]
FIG. 1 is a functional block diagram for explaining a state in which a
レセプタクル101、103、201、203は、一例においてUSB規格のType−Cコネクタとすることができる。レセプタクル111、113は、一例においてUSB3.1規格に適合する。ただし、本発明はコネクタの規格をUSB規格に限定する必要はない。電源ジャック115には、電力源としてのAC/DCアダプタ11を接続している。なお、レセプタクル111、113の数は一例でありさらに多くのレセプタクルを設けたり、他の規格のレセプタクルを設けたりしてもよい。
In one example, the
レセプタクル101、201は両端にプラグを接続したケーブル13で接続し、レセプタクル103、203は両端にプラグを接続したケーブル105で接続している。レセプタクル101、103を端子に置き換えてケーブル13、15を直接接続することもできる。図1の状態で、機能拡張装置100は、PC200にケーブル13、15を経由してAC/DCアダプタ11から受け取った電力を供給し、PC200はコネクタ201、203を通じて周辺機器131、135にアクセスすることができる。PC200は、電源ジャックを設けないでも、レセプタクル201、203から受け取った電力で充電することができる。
The
AC/DCアダプタ11の定格電圧は一例において直流20Vにしている。ただし、機能拡張装置100には任意の他の定格電圧のAC/DCアダプタを接続することもできる。レセプタクル101とレセプタクル201は、直列に接続しているため、定格容量を同一にすることが望ましい。定格容量が異なる場合は、小さい定格容量で送電電力が規制される。レセプタクル103と203の定格容量についても同じである。
The rated voltage of the AC /
レセプタクル101、201の第1の組が供給できる最大電力とレセプタクル103、203の第2の組が供給できる最大電力は同じでも異なってもよい。第1の組と第2の組の定格容量が同じときは、機能拡張装置100は当該定格容量の2倍の大きさの電力を供給することができる。なお本発明では、機能拡張装置100と電子機器200の組の数を増やしてレセプタクルの定格容量の3倍以上の電力を供給することもできる。
The maximum power that can be supplied by the first set of
[電力系統]
図2は、機能拡張装置100の一例を説明するための機能ブロック図である。レセプタクル101、103はそれぞれUSB3.1規格のデータ伝送に利用するTx+/−、Rx+/−の伝送ラインと、USB2.0規格のデータ伝送に利用するD+/−の伝送ラインでUSBハブ110、112に接続している。
[Power system]
FIG. 2 is a functional block diagram for explaining an example of the
レセプタクル101、103はまた、それぞれ電源(Vbus)ライン、グランド(GND)ライン、および制御(CC)ラインでPD(power delivery)コントローラ109に接続している。それぞれのVbusラインは、インピーダンス調整回路105、107を経由して電源ジャック115に接続している。PDコントローラ109は、信号ラインでインピーダンス調整回路105、107に接続し、電源ラインでUSBハブ110、112および電圧調整器(VR)115に接続している。
The
USBハブ110、112は、それぞれレセプタクル111、113に接続している。VR115は、1次側を電源ジャック115に接続し、二次側を機能拡張装置100の要素に接続している。VR115は、2次側からPDコントローラ109に5Vの電圧を供給し、さらに機能拡張装置100および周辺機器が使用する他の電圧(例えば3.3V)も供給することができる。AC/DCアダプタ11は、電源ジャック115に定格電圧が直流20Vの電力を供給する。
AC/DCアダプタ11が供給する電力はインピーダンス調整回路105、107を経由して、同じ定格電圧でレセプタクル101、103から出力する。この例に限らず、AC/DCアダプタ11の定格電圧を所定の定格電圧に変換して、レセプタクル101、103から電力を出力するようにしてもよい。このとき、電圧を変換する電圧調整器は、同一の装置でも異なる装置でもよい。
The power supplied from the AC /
[Type−Cレセプタクル]
図3は、Type−Cレセプタクルのピン構成を説明するための図である。図2は、正面からみたレセプタクル101、103、201、203について、ピン番号A1〜A12、B1〜B12の24個のピンとそれらに定義した用途を記号で示している。レセプタクルは上下2段に各12個のピンを備えている。差動伝送Tx1+/−、Rx1+/−、Tx2+/−、Rx2+/−を定義したピンはUSB3.1規格のデータ伝送に利用する。
[Type-C receptacle]
FIG. 3 is a diagram for explaining a pin configuration of the Type-C receptacle. FIG. 2 shows, with symbols, the 24 pins of pin numbers A1 to A12 and B1 to B12 and the uses defined for the
CC1、CC2ピンは、プラグの挿入方向、Vbusを通じた電力供給のためのパラメータ検出、周辺機器のポートの識別、および通信などに利用する。SBU1、2ピンは、USB3.1規格の標準的なデータ伝送に代わるオルタネート・モード(Alternate Mode)でのデータ伝送に利用する。レセプタクルは、4つのVbusピンと4つのGNDピンを電力伝送に利用する。4つのVbusピンを通じて伝送できる電力は一例として100Wである。したがって、レセプタクル101、201の組およびレセプタクル103、203の組は合計で200Wの電力を供給することができる。
The CC1 and CC2 pins are used for plug insertion direction, parameter detection for power supply through Vbus, identification of peripheral device ports, communication, and the like. The SBU pins 1 and 2 are used for data transmission in an alternate mode (alternate mode) instead of the standard data transmission of the USB 3.1 standard. The receptacle uses four Vbus pins and four GND pins for power transfer. The power that can be transmitted through the four Vbus pins is 100 W as an example. Therefore, the set of
USB3.1規格のデータ伝送では、2つの差動伝送ペアTx1/Rx1、Tx2/Rx2のうち一方の差動伝送ペアTx/Rxだけを利用し、2つの差動伝送D+/−は、一方だけを利用するためプラグは、上下を反転(これに応じて左右も反転)しても接続することができる。PC200は定期的にCC1ピン、CC2ピンをモニターし、機能拡張装置100が接続されたときにプラグの上下方向を判断して正しくデータ伝送できるようにレセプタクル201、203を構成する。
In the USB 3.1 standard data transmission, only one differential transmission pair Tx / Rx of two differential transmission pairs Tx1 / Rx1 and Tx2 / Rx2 is used, and only one of the two differential transmissions D +/− is used. Therefore, the plug can be connected even if it is turned upside down (the right and left are turned up and down accordingly). The
[インピーダンス調整回路]
図4は、インピーダンス調整回路105、107を含む電力系統を詳細に示した機能ブロック図である。電源ジャック115とレセプタクル101の間にはパワー・レーン141を形成し、電源ジャック115とレセプタクル103の間にはパワー・レーン143を形成している。パワー・レーン141はインピーダンス調整回路105とレセプタクル101を含み、パワー・レーン143はインピーダンス調整回路107とレセプタクル103を含む。インピーダンス調整回路105は、FET151、153、電流検出器159および電圧検出器161を含み、インピーダンス調整回路107は、FET155、157、電流検出器163および電圧検出器165を含む。
[Impedance adjustment circuit]
FIG. 4 is a functional block diagram showing in detail the power system including the
PDコントローラ109は、FET151、153、155、157のゲート電圧を制御して、パワー・レーン141、143を遮断したり、ソースとドレイン間のインピーダンスを制御したりする。FETに代えてバイポーラ型のパワー・トランジスタを利用してもよい。電流検出器159、163はパワー・レーン141、143に流れる電流を検出してPDコントローラ109に出力する。
The
電圧検出器161、165はパワー・レーン141、143の出力電圧を検出してPDコントローラ109に出力する。PDコントローラ109は、CCラインを通じてPC200と通信し、ネゴシエーションして電力のパラメータを決定する。PDコントローラ109は、PC200との間で取り決めした電圧および定格容量でレセプタクル101、103から電力を送る。PDコントローラ109は電流検出器159、163の出力に応じてFET151、153、155、157のゲート電圧を制御して、レセプタクル101、103から出力する電力の割合を調整する。
The
PDコントローラ109は、レセプタクル101、103の定格容量が同じときは、パワー・レーン141、143が伝送する電力が均等になるように制御することができる。あるいは、PDコントローラ109は、最初はインピーダンス調整回路105、107のインピーダンスを最小にしておき、一方が出力する電力が定格容量に近づいたときに当該パワー・レーンのインピーダンスを大きくして他のパワー・レーンから電力供給をするように制御することもできる。
When the rated capacities of the
PDコントローラ109は、レセプタクル101、103の定格容量が相互に異なるときに、パワー・レーン141、143が伝送する電力の、それぞれのレセプタクルの定格容量に対する割合が同一になるようにインピーダンス調整回路105、107を制御することもできる。たとえば、レセプタクル101の定格容量が100Wで、レセプタクル103の定格容量が60Wのときに、ある瞬間において合計80Wの電力を送る場合はパワー・レーン141が50Wの電力を送りパワー・レーン143が30Wの電力を送る。PDコントローラ109は、パワー・レーン141、143の出力電圧が許容値から外れたときにFET151、153、155、157をオフ状態にすることができる。
When the rated capacities of the
[PC]
図5は、PC200の電力回路の一例を示した機能ブロック図である。レセプタクル201、203のそれぞれの4個のVbusピンは、パワー・レーン241、243で並列にシステム電源265に接続している。パワー・レーン241はレセプタクル201およびインピーダンス調整回路242を含み、パワー・レーン243はレセプタクル203およびインピーダンス調整回路244を含む。インピーダンス調整回路242は、FET257、259、電流検出器253、および電圧検出器251を含み、インピーダンス調整回路244は、FET261、263、電流検出器257および電圧検出器255を含む。
[PC]
FIG. 5 is a functional block diagram illustrating an example of a power circuit of the
PDコントローラ209は、FET257、259、261、263のゲート電圧を制御して、パワー・レーン241、243を遮断したり、ソースとドレイン間のインピーダンスを制御したりする。電流検出器253、257はパワー・レーン241、243に流れる電流を検出してPDコントローラ209に出力する。電圧検出器251、255はパワー・レーン241、243の入力電圧を検出してPDコントローラ209に出力する。
The PD controller 209 controls the gate voltages of the
PDコントローラ209は、図示しないCCラインを通じて機能拡張装置100と通信し、電圧および電力などのパラメータを要求してネゴシエーションする。PDコントローラ209は、機能拡張装置100との間で取り決めした電力および電圧でレセプタクル201、203から電力を受け取る。機能拡張装置100とPC200をケーブル13、15で接続すると、機能拡張装置100の電源ジャック115からシステム電源265の一次側まで並列に接続された2つのパワー・レーンが形成される。
The PD controller 209 communicates with the
一方のパワー・レーンは、インピーダンス調整回路105、レセプタクル101、レセプタクル201、インピーダンス調整回路242を含む。他方のパワー・レーンはインピーダンス調整回路107、レセプタクル103、レセプタクル203、インピーダンス調整回路244を含む。2つのパワー・レーンに対して電力源である電源ジャック115が共通するため、システム電源265が受け取る合計電力を2つのパワー・レーンが分担する。
One power lane includes an
並列に接続された2つのパワー・レーンのインピーダンスに温度、素子の特性、および経年劣化などの影響で差が出ると、分担する電流の差が大きくなる。たとえば、パワー・レーン241が100Wの電力を伝送し、パワー・レーン243が50Wの電力を伝送していれば、これ以上受電電力を増やせなくなる。PDコントローラ209は、パワー・レーン241、243が受電する電力を、レセプタクル201、203の定格容量に対して同じ割合で分担するようにインピーダンス調整回路242、244を制御することができる。
If there is a difference in impedance between two power lanes connected in parallel due to the effects of temperature, device characteristics, aging, etc., the difference in current sharing increases. For example, if the power lane 241 transmits 100 W of power and the
PDコントローラ209は、パワー・レーン241を流れる電流がパワー・レーン243を流れる電流よりも大きくなったときに、インピーダンス調整回路242のインピーダンスを大きくするかインピーダンス調整回路244のインピーダンスを小さくすることができる。あるいはPDコントローラ209は両方の制御を同時に行うこともできる。パワー・レーン241、243を流れる電流の大きさが逆の場合も同様にインピーダンスを調整することができる。
The PD controller 209 can increase the impedance of the impedance adjustment circuit 242 or decrease the impedance of the
機能拡張装置100において、パワー・レーン141、143の電力源が異なる場合がある。たとえば本発明では、パワー・レーン141、143を、二次側の定格電圧が同じであるが、独立した2つのDC/DCコンバータにそれぞれ接続することができる。この場合、PC200において、パワー・レーン241、243はシステム電源265に対して並列に接続されているため、DC/DCコンバータの出力電圧に差が生じると、一方のレセプタクル201または203から電流が機能拡張装置100に逆流する場合がある。これに対してPDコントローラ209は、インピーダンス調整回路242、244を制御して電流の逆流を防ぐことができる。
In the
PDコントローラ209は、受電電圧が許容値を超えたときにFET257、259、261、263をオフ状態にしてシステム電源265を保護する。システム電源265は、DC/DCコンバータ、充電器およびバッテリィなどで構成することができ、所定の電圧でPC200の上位システム267に電力を供給する。上位システム267は、PC200が搭載するCPU、システム・メモリ、ディスプレイ、カメラおよびパワー・コントローラなどのハードウェアとデバイス・ドライバ、OS、アプリケーション・プログラムなどのソフトウェアで構成している。
The PD controller 209 protects the
[動作手順]
つぎに、図6のフローチャートを参照して、機能拡張装置100からPC200に電力を供給するときの手順を説明する。図6でブロック301〜319は機能拡張装置の動作を示し、ブロック401〜419はPC200の動作を示している。ブロック301、401でケーブル13、15は接続されておらず、パワー・レーン141、143、241、243はオフ状態である。機能拡張装置100には、AC/DCアダプタ11を接続している。ブロック303、403で、たとえば、レセプタクル101、201の第1の組が接続される。
[Operation procedure]
Next, the procedure for supplying power from the
USBインターフェースで接続する周辺機器と電子機器は、接続時に一方がホスト(マスター)で他方がデバイス(スレーブ)として動作し、さらに一方が電力を受け取るシンクで他方が電力を供給するソースとして動作する。通常は、周辺機器131、135に相当するデバイスがシンクとして動作し、PC200に相当するホストがソースとして動作する。本実施の形態では、電力供給に関して機能拡張装置100がソースとして動作しPC200がシンクとして動作する。また、データ伝送に関してPC200がマスターとして動作し、周辺機器131、135がスレーブとして動作する。
Peripheral devices and electronic devices connected via the USB interface operate as a host (master) and the other as a device (slave) when connected, and one as a sink for receiving power and the other as a source for supplying power. Normally, devices corresponding to the
ブロック303、403では、CCラインを通じてPDコントローラ109とPDコントローラ209がネゴシエーションを行い、ブロック305でPDコントローラ109は、レセプタクル101のVbusピンに5Vの電圧で電力を供給する。パワー・レーン241に電圧を検出したPDコントローラ209は、PC200が1系統での受電(100W)が可能な場合は、ブロック307、407で機能拡張装置100とCCラインを通じて1系統給電のネゴシエーションをする。
In blocks 303 and 403, the
機能拡張装置100がPC200の要求に応じることができる場合は、電圧および電力の取り決めをする。ネゴシエーションが終了するとブロック309でPDコントローラ109は、FET151、153をオン状態にしてレセプタクル101から定格電圧20Vで電力を出力する。ブロック409でパワー・レーン241に定格電圧が20Vの電圧を検出したPDコントローラ209は、FET257、259をオン状態にして、システム電源265に電力を供給する。周辺機器131を認識したPC200はマスターとして動作して、レセプタクル201を通じてアクセスすることができる。
If the
機能拡張装置100は、レセプタクル103に他のPCが接続されたときは同様の手順で20Vの定格電圧で電力を供給することができる。PC200はレセプタクル203に周辺機器を直接接続してアクセスすることもできる。PC200が、2系統での受電(200W)を要求する場合は、機能拡張装置100はレセプタクル103、203の第2の組が接続されるまで送電を待機することができる。ブロック311、411でレセプタクル103、203の第2の組が接続される。ブロック311、411、313では、ブロック303、403、305と同じ手順で、機能拡張装置100がレセプタクル103から5Vの電圧を出力する。パワー・レーン243に5Vの電圧を検出したPDコントローラ209は、CCラインを通じて2系統給電のネゴシエーションをする。
The
ブロック315、415で相互に電圧および電力の取り決めが終了するとブロック317で機能拡張装置100は、パワー・レーン143のFET155、157をオン状態にしてレセプタクル103から20Vの定格電圧で電力を出力する。ブロック417でパワー・レーン243に20Vの電圧を検出したPDコントローラ209は、FET261、263をオン状態にして、システム電源265にパワー・レーン241、243から電力を供給する。周辺機器135を認識したPC200はホストとして動作して、アクセスすることができる。
When the mutual arrangement of voltage and power is completed in
パワー・レーン241とパワー・レーン243は、システム電源265の一次側で接続されているため、2つの経路の電力は合成される。ブロック319でPDコントローラ109は、パワー・レーン141、143の電流を監視して、パワー・レーン141、143がそれぞれの定格に応じて送電電力を分担するようにインピーダンス調整回路105、107を制御する。ブロック419でPDコントローラ209は、パワー・レーン241、243の電圧および電流を監視して、パワー・レーン241、243がそれぞれの定格に応じて送電電力を分担するようにインピーダンス調整回路242、244を制御する。
Since the power lane 241 and the
機能拡張装置100からPC200に、2系統で電力を供給する例を説明したが、本発明は3系統以上のパワー・レーンを設けることができる。たとえば、3系統のパワー・レーンを設けると、この例では合計300Wの電力を送ることができる。このとき機能拡張装置100およびPC200は、各系統が供給する電力が100Wを超えないようにインピーダンス制御回路を制御することができる。また、PC200は、いずれの系統からも電流が逆流しないようにインピーダンス制御回路を制御することができる。
Although an example in which power is supplied from the
機能拡張装置200は、電力源と複数のパワー・レーンを備えデータ伝送をしない装置に置き換えることもできる。このような装置は、PC200からAC/DCアダプタを接続する電源ジャックを取り除くことができる。また、当該装置のコネクタにType−Cを利用すれば、PC200はコネクタに直接周辺機器を接続することができる。
The
これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。 Although the present invention has been described with the specific embodiments shown in the drawings, the present invention is not limited to the embodiments shown in the drawings, and is known so far as long as the effects of the present invention are achieved. It goes without saying that any configuration can be adopted.
100 機能拡張装置
200 PC
141、143、241、243 パワー・レーン
105、107、242、244 インピーダンス調整回路
100
141, 143, 241, 243
Claims (15)
前記電子機器の第1のレセプタクルに接続して電力の供給が可能な第1のパワー・レーンと、
前記第1のパワー・レーンから電力を供給しながら前記電子機器の第2のレセプタクルに接続して電力の供給が可能な第2のパワー・レーンと、
前記第1のパワー・レーンと前記第2のパワー・レーンが分担する電流を調整するインピーダンス調整回路と
を有する装置。 A device capable of supplying power to an electronic device,
A first power lane connected to the first receptacle of the electronic device and capable of supplying power;
A second power lane capable of supplying power by connecting to the second receptacle of the electronic device while supplying power from the first power lane;
An apparatus comprising: an impedance adjustment circuit that adjusts a current shared by the first power lane and the second power lane .
システム・デバイスに電力を供給する電源装置と、
筐体に設けた第1のコネクタと、
前記第1のコネクタが受け取った電力を前記電源装置に供給する第1のパワー・レーンと、
前記筐体に設けた第2のコネクタと、
前記電源装置に対して前記第1のパワー・レーンと並列に接続され前記第2のコネクタが受け取った電力を前記電源装置に供給する第2のパワー・レーンと、
前記第1のパワー・レーンと前記第2のパワー・レーンに流れる電流の割合を調整するインピーダンス調整回路と
を有する電子機器。 An electronic device capable of receiving power from an external device,
A power supply for supplying power to the system devices;
A first connector provided on the housing;
A first power lane for supplying power received by the first connector to the power supply;
A second connector provided in the housing;
A second power lane connected to the power supply device in parallel with the first power lane and supplying the power received by the second connector to the power supply device;
An electronic apparatus comprising: an impedance adjustment circuit that adjusts a ratio of a current flowing through the first power lane and the second power lane .
前記電子機器の筐体に設けた第1のコネクタと前記電源装置を接続するステップと、
前記電子機器の筐体に設けた第2のコネクタと前記電源装置を接続するステップと、
前記装置に前記第1のコネクタを接続するステップと、
前記装置に前記第2のコネクタを接続するステップと、
前記装置が前記第1のコネクタと前記第2のコネクタから同時に電力を供給するステップと、
前記第1のコネクタと前記第2のコネクタが分担する電流を調整するステップと
を有する方法。 A device including a power source supplies power to a power supply device of an electronic device,
Connecting the first connector provided in the casing of the electronic device and the power supply device;
Connecting the second connector provided in the casing of the electronic device and the power supply device;
Connecting the first connector to the device;
Connecting the second connector to the device;
The device simultaneously supplying power from the first connector and the second connector;
Adjusting the current shared by the first connector and the second connector .
前記電子機器の筐体に設けた第1のコネクタから電力を受け取るステップと、
前記第1のコネクタを通じて電力を受け取りながら前記筐体に設けた第2のコネクタから電力を受け取るステップと、
前記第1のコネクタおよび前記第2のコネクタを通じて受け取った電力を合成してシステム・デバイスに供給するステップと、
前記第1のコネクタと前記第2のコネクタに流れる電流の割合を調整するステップと
を有する方法。 A method for an electronic device to receive power,
Receiving power from a first connector provided in a casing of the electronic device;
Receiving power from a second connector provided in the housing while receiving power through the first connector;
Combining the power received through the first connector and the second connector to supply to a system device;
Adjusting the rate of current flowing through the first connector and the second connector .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016080707A JP6196703B1 (en) | 2016-04-14 | 2016-04-14 | Apparatus, electronic device and method for supplying electric power to electronic device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016080707A JP6196703B1 (en) | 2016-04-14 | 2016-04-14 | Apparatus, electronic device and method for supplying electric power to electronic device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6196703B1 true JP6196703B1 (en) | 2017-09-13 |
JP2017191476A JP2017191476A (en) | 2017-10-19 |
Family
ID=59854962
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016080707A Active JP6196703B1 (en) | 2016-04-14 | 2016-04-14 | Apparatus, electronic device and method for supplying electric power to electronic device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6196703B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108923480A (en) * | 2018-06-12 | 2018-11-30 | 深圳市德立华电子科技有限公司 | Intelligent fast charge adapter |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6806023B2 (en) | 2017-09-29 | 2020-12-23 | 日亜化学工業株式会社 | Light emitting device |
TW202015305A (en) | 2018-10-09 | 2020-04-16 | 和碩聯合科技股份有限公司 | Electronic apparatus and power supply module thereof |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005018717A (en) * | 2003-06-24 | 2005-01-20 | System Talks Inc | Connector |
JP2008027114A (en) * | 2006-07-20 | 2008-02-07 | Fujitsu Ltd | Usb cable device, usb subsystem, and usb drive apparatus |
JP2009075902A (en) * | 2007-09-21 | 2009-04-09 | Fujitsu Ltd | Power device and storage device |
JP6083878B2 (en) * | 2014-04-09 | 2017-02-22 | ノキア テクノロジーズ オーユー | Method and apparatus for determining the direction of power supply |
-
2016
- 2016-04-14 JP JP2016080707A patent/JP6196703B1/en active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108923480A (en) * | 2018-06-12 | 2018-11-30 | 深圳市德立华电子科技有限公司 | Intelligent fast charge adapter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017191476A (en) | 2017-10-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3374842B1 (en) | Port controller with power contract negotiation capability | |
US11169569B2 (en) | USB expanding device | |
EP3032426B1 (en) | System and circuit using usb type-c interface | |
US10216675B2 (en) | Techniques for establishing an external interface and a network interface within a connector | |
US8880909B2 (en) | Auto-detect polling for correct handshake to USB client | |
EP2588933B1 (en) | Power distribution inside cable | |
EP1550045B1 (en) | Device operable as both a host and a non-host (i.e. dual-mode device) | |
US8437695B2 (en) | Power bridge circuit for bi-directional inductive signaling | |
TWI757646B (en) | Usb device and operation method thereof | |
US9507398B2 (en) | Communication over identification line | |
CN111628358B (en) | USB expansion device with double power supplies and double power supply method | |
US9940277B2 (en) | Multi-channel peripheral interconnect supporting simultaneous video and bus protocols | |
JP6196703B1 (en) | Apparatus, electronic device and method for supplying electric power to electronic device | |
WO2024022195A1 (en) | Electronic device, quick charging method, apparatus and system, and readable storage medium | |
US20120096286A1 (en) | Charging management method, charging control circuit and the host apparatus having the same | |
CN107391410B (en) | Bridge connector | |
KR20160081676A (en) | Travel adapter | |
US11662790B2 (en) | Transmission device with external power | |
TWI779782B (en) | Accessory device and electronic system and operation method thereof | |
CN221305188U (en) | One drags many data lines and charger | |
JP2024520963A (en) | USB/Thunderbolt to Ethernet Adapter with Dynamic Multiplex Power | |
WO2017019090A1 (en) | A data and power adapter | |
CN117937186A (en) | Docking station | |
CN117614437A (en) | Logic circuit for interface connector, interface connector and docking station | |
TWM585456U (en) | Network power supply adapting device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170808 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170818 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6196703 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |