KR20160148622A - 전력 공급 장치, ａｃ 어댑터, ａｃ 차저, 전자 기기 및 전력 공급 시스템 - Google Patents

전력 공급 장치, ａｃ 어댑터, ａｃ 차저, 전자 기기 및 전력 공급 시스템 Download PDF

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Abstract

전력 공급 장치(4)는 입력과 출력 사이에 배치된 DC/DC 컨버터(13)와, DC/DC 컨버터의 입력 전류를 제어하는 1차측 컨트롤러(30)와, 복수의 제어 입력에 결합되며, 복수의 제어 입력의 제어 입력 신호를 전환하는 신호 변환 회로(25)와, 신호 변환 회로에 결합되며, 신호 변환 회로에서 전환된 제어 입력 신호를 수신하고, 1차측 컨트롤러에 피드백하는 2차측 컨트롤러(16)를 구비한다. 1차측 컨트롤러는, 2차측 컨트롤러로부터 피드백된 제어 입력 신호에 기초하여, DC/DC 컨버터의 출력 전압값 및 출력 가능 전류 용량(MAX값)을 가변으로 한다. 복수의 기기에 대하여 전환 가능하고, 또한 출력 전압값 및 출력 가능 전류 용량(MAX값)을 제어 가능한 전력 공급 장치 및 이 전력 공급 장치를 탑재한 AC 어댑터, 전자 기기 및 전력 공급 시스템을 제공한다.

Description

전력 공급 장치, ＡＣ 어댑터, ＡＣ 차저, 전자 기기 및 전력 공급 시스템{POWER SUPPLY DEVICE, AC ADAPTER, AC CHARGER, ELECTRONIC DEVICE, AND POWER SUPPLY SYSTEM}
본 발명은 전력 공급 장치, AC 어댑터, AC 차저, 전자 기기 및 전력 공급 시스템에 관한 것이며, 특히 복수의 기기에 대하여 전환 가능하고, 또한 출력 전압값 및 출력 가능 전류 용량(MAX값) 가변 기능을 갖는 전력 공급 장치, AC 어댑터, 전자 기기 및 전력 공급 시스템에 관한 것이다.
종래, 전력 공급을 수반하는 통신 규격에 대응한 단말 장치와 전력선 반송 통신 네트워크 사이에서 상호 통신 가능한 직류 콘센트가 제공되고 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
데이터선을 사용한 전력 공급 기술에는, 파워 오버 이더넷(PoE : Power Over Ethernet) 기술이나 유니버설 시리얼 버스(USB : Universal Serial Bus) 기술이 있다.
USB 기술에는, 공급 전력 레벨에 따라서, 최대 2.5W의 USB2.0, 최대 4.5W의 USB3.1, 최대 7.5W의 배터리 충전 규격 BC1.2가 있다.
또한, USB 파워 딜리버리 사양은, 종래의 케이블이나 커넥터와도 호환성을 구비하고, USB2.0이나 USB3.1, USB 배터리 충전 규격 BC1.2와도 공존하는 독립된 규격이다(예를 들어, 비특허문헌 1 참조). 이 규격에서는, 전압 5V∼12V∼20V, 전류 1.5A∼2A∼3A∼5A의 범위 내에서, 충전 전류ㆍ전압을 선택 가능하고, 10Wㆍ18Wㆍ36Wㆍ65Wㆍ최대 100W까지 USB 충전ㆍ급전 가능하다.
이와 같은 전력 공급을 실시하는 전원으로서, DC/DC 컨버터가 있다. DC/DC 컨버터에는 다이오드 정류 방식과 동기 정류 방식이 있다.
일본 특허 공개 제2011-82802호 공보
밥ㆍ던스턴(Bob Dunstan)편, "USB Power Delivery Specification Revision 1.0", 2012년 7월 5일 릴리스, http://www.usb.org/developers/docs/
본 발명의 목적은, 복수의 기기에 대하여 전환 가능하고, 또한 출력 전압값 및 출력 가능 전류 용량(MAX값)을 제어 가능한 전력 공급 장치, AC 어댑터, AC 차저, 전자 기기 및 전력 공급 시스템을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 형태에 따르면, 입력과 출력 사이에 배치된 DC/DC 컨버터와, 상기 DC/DC 컨버터의 입력 전류를 제어하는 1차측 컨트롤러와, 복수의 제어 입력에 결합되며, 상기 복수의 제어 입력의 제어 입력 신호를 전환하는 신호 변환 회로와, 상기 신호 변환 회로에 결합되며, 상기 신호 변환 회로에서 전환된 상기 제어 입력 신호를 수신하고, 상기 1차측 컨트롤러에 피드백하는 2차측 컨트롤러를 구비하고, 상기 1차측 컨트롤러는, 상기 2차측 컨트롤러로부터 피드백된 상기 제어 입력 신호에 기초하여, 상기 입력 전류를 제어함으로써, 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압값 및 출력 가능 전류 용량을 가변으로 한 전력 공급 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 형태에 따르면, 입력과 출력 사이에 배치된 DC/DC 컨버터와, 상기 DC/DC 컨버터의 입력 전류를 제어하는 1차측 컨트롤러와, 복수의 제어 입력에 결합되며, 상기 복수의 제어 입력의 제어 입력 신호를 전환하는 신호 변환 회로와, 상기 신호 변환 회로에 결합되며, 상기 신호 변환 회로에서 전환된 상기 제어 입력 신호를 수신하고, 상기 1차측 컨트롤러에 피드백하는 절연 회로를 구비하고, 상기 1차측 컨트롤러는, 상기 절연 회로로부터 피드백된 상기 제어 입력 신호에 기초하여, 상기 입력 전류를 제어함으로써, 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압값 및 출력 가능 전류 용량을 가변으로 한 전력 공급 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 형태에 따르면, 상기의 전력 공급 장치를 탑재한 AC 어댑터가 제공된다.
본 발명의 다른 형태에 따르면, 상기의 전력 공급 장치를 탑재한 전자 기기가 제공된다.
본 발명의 다른 형태에 따르면, 상기의 전력 공급 장치를 탑재한 전력 공급 시스템이 제공된다.
본 발명에 따르면, 복수의 기기에 대하여 전환 가능하고, 또한 출력 전압값 및 출력 가능 전류 용량(MAX값)을 제어 가능한 전력 공급 장치, AC 어댑터, AC 차저, 전자 기기 및 전력 공급 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 기본 기술에 따른 전력 공급 장치의 모식적 회로 블록 구성도이다.
도 2는 제1 실시 형태에 따른 전력 공급 장치의 모식적 회로 블록 구성도이다.
도 3은 제1 실시 형태에 따른 전력 공급 장치를 사용하여 얻어지는 출력 전압과 출력 전류의 관계를 도시하는 모식도로서, (a) CVCC를 나타내는 직사각형 형상의 예, (b) 역사다리꼴의 「フ」자 형상의 예, (c) 역삼각형의 「フ」자 형상의 예, (d) 사다리꼴 형상의 예, (e) 오각형 형상의 예이다.
도 4의 (a)는 제1 실시 형태에 따른 전력 공급 장치에 적용되는 2차측 컨트롤러의 모식적 회로 블록 구성도, (b)는 제1 실시 형태에 따른 전력 공급 장치에 적용되는 2차측 컨트롤러의 다른 모식적 회로 블록 구성도이다.
도 5는 제1 실시 형태의 변형예 1에 따른 전력 공급 장치의 모식적 회로 블록 구성도이다.
도 6은 제1 실시 형태의 변형예 2에 따른 전력 공급 장치의 모식적 회로 블록 구성도이다.
도 7은 제1 실시 형태의 변형예 3에 따른 전력 공급 장치의 모식적 회로 블록 구성도이다.
도 8은 제1 실시 형태의 변형예 4에 따른 전력 공급 장치의 모식적 회로 블록 구성도이다.
도 9는 제2 실시 형태에 따른 전력 공급 장치의 모식적 회로 블록 구성도이다.
도 10은 제3 실시 형태에 따른 전력 공급 장치의 모식적 회로 블록 구성도이다.
도 11은 제4 실시 형태에 따른 전력 공급 장치의 모식적 회로 블록 구성도이다.
도 12는 제5 실시 형태에 따른 전력 공급 장치의 모식적 회로 블록 구성도이다.
도 13은 제6 실시 형태에 따른 전력 공급 장치의 모식적 회로 블록 구성도이다.
도 14는 제7 실시 형태에 따른 전력 공급 장치의 모식적 회로 블록 구성도이다.
도 15의 (a)는 제8 실시 형태에 따른 전력 공급 장치의 모식적 회로 블록 구성도이고, (b)는 제8 실시 형태의 변형예에 따른 전력 공급 장치의 모식적 회로 블록 구성도이다.
도 16은 실시 형태에 따른 전력 공급 장치에 적용되는 MOS 스위치의 모식적 회로 블록 구성도이다.
도 17은 콘센트에 접속 가능한 플러그와 AC 어댑터/AC 차저를 케이블을 사용하여 접속하는 결선예로서, (a) AC 어댑터/AC 차저 내의 USBPD와 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(PD)를 외부의 플러그와 접속하는 예, (b) AC 어댑터/AC 차저 내의 USBPD와 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(PD)를 외부의 플러그와 접속하는 다른 예이다.
도 18은 콘센트에 접속 가능한 플러그를 AC 어댑터/AC 차저에 내장하는 예로서, (a) AC 어댑터/AC 차저 내에 USBPD와 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(PD)를 구비하는 예, (b) AC 어댑터/AC 차저에 내장된 리셉터클과 외부의 플러그를 접속하는 예이다.
도 19는 콘센트에 접속 가능한 플러그와 AC 어댑터/AC 차저를 케이블을 사용하여 접속하는 결선예로서, (a) AC 어댑터/AC 차저 내의 PD와 외부의 플러그를 접속하는 예, (b) AC 어댑터/AC 차저에 리셉터클을 구비하는 예, (c) AC 어댑터/AC 차저에 내장된 플러그와 외부의 플러그를 접속하는 예이다.
도 20은 콘센트에 접속 가능한 플러그와 AC 어댑터/AC 차저를 USBPD 케이블을 사용하여 접속하는 결선예로서, (a) AC 어댑터/AC 차저 내의 PD와 외부의 플러그를 접속하는 예, (b) AC 어댑터/AC 차저에 리셉터클을 구비하는 예, (c) AC 어댑터/AC 차저에 내장된 플러그와 외부의 플러그를 접속하는 예이다.
도 21은 콘센트에 접속 가능한 플러그를 AC 어댑터/AC 차저에 내장하는 예로서, (a) AC 어댑터/AC 차저 내의 PD와 외부의 플러그를 접속하는 예, (b) AC 어댑터/AC 차저에 리셉터클을 구비하는 예, (c) AC 어댑터/AC 차저에 내장된 플러그와 외부의 플러그를 접속하는 예이다.
도 22는 콘센트에 접속 가능한 플러그를 AC 어댑터/AC 차저에 내장하는 예로서, (a) AC 어댑터/AC 차저 내의 복수의 PD와 외부의 복수의 플러그를 접속하는 예, (b) AC 어댑터/AC 차저에 복수의 리셉터클을 구비하는 예, (c) AC 어댑터/AC 차저 내에 내장된 복수의 플러그와 외부의 복수의 플러그를 접속하는 예이다.
도 23의 (a)는 콘센트에 접속 가능한 플러그와 전자 기기를 케이블을 사용하여 접속하는 결선예로서, 전자 기기 내부에 USBPD를 내장하는 내부 회로를 복수 구비하여, USBPD를 사용한 신호가 복수 존재하는 예, (b) 콘센트에 접속 가능한 플러그를 전자 기기에 내장하고, 전자 기기 내부에 USBPD를 내장하는 내부 회로를 복수 구비하여, USBPD를 사용한 신호가 복수 존재하는 예이다.
도 24의 (a)는 콘센트에 접속 가능한 플러그를 전자 기기에 내장하고, 전자 기기 내부에 USBPD를 내장하는 내부 회로를 복수 구비하여, USBPD를 사용한 신호가 복수 존재하는 예에 있어서, 1개의 내부 회로 내에 외부에 접속되는 USBPD를 갖는 예, (b)는 콘센트에 접속 가능한 플러그를 전자 기기에 내장하고, 전자 기기 내부에 USBPD를 내장하는 내부 회로를 복수 구비하여, USBPD를 사용한 신호가 복수 존재하는 예에 있어서, 1개의 내부 회로 내에 외부에 접속되는 복수의 USBPD를 갖는 예이다.
도 25의 (a)는 접속 대상을 스마트폰으로 하는 경우의 실시 형태에 따른 USBPD의 보호 기능의 설명도, (b)는 접속 대상을 랩톱 PC로 하는 경우의 실시 형태에 따른 USBPD의 보호 기능의 설명도이다.
도 26은 리셉터클을 탑재한 AC 어댑터ㆍAC 차저ㆍ전자 기기에 적용 가능한 실시 형태에 따른 전력 공급 장치의 모식적 조감 구조예이다.
도 27은 리셉터클을 탑재한 AC 어댑터ㆍAC 차저ㆍ전자 기기에 적용 가능한 실시 형태에 따른 전력 공급 장치의 모식적 조감 구조예이다.
도 28은 복수의 리셉터클을 탑재한 AC 어댑터ㆍAC 차저ㆍ전자 기기에 적용 가능한 실시 형태에 따른 전력 공급 장치의 모식적 조감 구조예이다.
도 29는 플러그를 탑재한 AC 어댑터ㆍAC 차저ㆍ전자 기기에 적용 가능한 실시 형태에 따른 전력 공급 장치의 모식적 조감 구조예이다.
도 30은 실시 형태에 따른 전력 공급 장치에 있어서, 복수의 리셉터클을 통해 복수의 접속 대상과 접속하는 모식적 회로 블록 구성도이다.
도 31은 복수의 리셉터클 및 스위치를 탑재한 AC 어댑터ㆍAC 차저ㆍ전자 기기에 적용 가능한 실시 형태에 따른 전력 공급 장치의 모식적 조감 구조예이다.
도 32의 (a)는 복수의 실시 형태에 따른 전력 공급 장치 간에서, 제어 입출력 신호를 USBPB 통신에 사용하는 예를 설명하는 모식적 회로 블록 구성도이고, (b)는 도 32의 (a)에 있어서, 신호 변환 회로 내를 제어 입출력 신호는 스루하는 경우를 도시하는 모식적 회로 블록 구성도이다.
도 33은 실시 형태에 따른 전력 공급 장치를 적용 가능한 전력 공급 시스템에 있어서, 2개의 PC 간의 데이터 통신 및 전력 공급을 설명하는 모식적 블록 구성도이다.
도 34의 (a)는 실시 형태에 따른 전력 공급 장치를 적용 가능한 전력 공급 시스템에 있어서, 2개의 유닛 간의 데이터 통신 및 전력 공급을 설명하는 모식적 블록 구성도이고, (b)는 실시 형태에 따른 전력 공급 장치를 내장한 AC 어댑터ㆍ스마트폰을 포함하는 전력 공급 시스템의 모식적 블록 구성도이다.
도 35는 실시 형태에 따른 전력 공급 장치를 내장한 2개의 유닛을 포함하는 전력 공급 시스템의 모식적 블록 구성도이다.
도 36은 실시 형태에 따른 전력 공급 장치를 적용 가능한 전력 공급 시스템에 있어서, 다른 2개의 유닛을 포함하는 모식적 블록 구성도이다.
도 37은 실시 형태에 따른 전력 공급 장치를 적용 가능한 전력 공급 시스템의 제1 모식적 블록 구성도이다.
도 38은 실시 형태에 따른 전력 공급 장치를 적용 가능한 전력 공급 시스템의 제2 모식적 블록 구성도이다.
도 39는 실시 형태에 따른 전력 공급 장치를 적용 가능한 전력 공급 시스템의 제3 모식적 블록 구성도이다.
도 40은 실시 형태에 따른 전력 공급 장치를 적용 가능한 전력 공급 시스템의 제4 모식적 블록 구성도이다.
도 41은 실시 형태에 따른 전력 공급 장치를 적용 가능한 전력 공급 시스템에 있어서, CPU 인터페이스 내에 컨트롤러 및 신호 변환 회로가 내장되는 구성의 모식적 블록 구성도이다.
다음에, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태를 설명한다. 이하의 도면의 기재에 있어서, 동일 또는 유사한 부분에는 동일 또는 유사한 부호를 붙이고 있다. 단, 도면은 모식적인 것이며, 두께와 평면 치수의 관계, 각 층의 두께 비율 등은 현실의 것과는 상이한 것에 유의해야 한다. 따라서, 구체적인 두께나 치수는 이하의 설명을 참작하여 판단해야 할 것이다. 또한, 도면 상호간에 있어서도 서로의 치수의 관계나 비율이 상이한 부분이 포함되어 있는 것은 물론이다.
또한, 이하에 나타내는 실시 형태는, 본 발명의 기술적 사상을 구체화하기 위한 장치나 방법을 예시하는 것으로서, 본 발명의 실시 형태는, 구성 부품의 재질, 형상, 구조, 배치 등을 하기의 것에 특정하는 것은 아니다. 본 발명의 실시 형태는, 특허 청구 범위에 있어서, 다양한 변경을 가할 수 있다.
[기본 기술]
기본 기술에 따른 전력 공급 장치(4A)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 입력ㆍ출력 간에 배치되며, 트랜스(15)ㆍ다이오드 D1ㆍ캐패시터 C1 및 트랜스(15)의 1차측 인덕턴스 L1에 접지 전위와의 사이에 직렬 접속되는 MOS 트랜지스터 Q1 및 저항 RS를 포함하는 DC/DC 컨버터(13)와, MOS 트랜지스터 Q1을 제어하는 1차측 컨트롤러(30)와, 입력과 1차측 컨트롤러(30) 간에 접속되며, 1차측 컨트롤러(30)에 전원을 공급하는 전원 공급 회로(10)와, 출력에 접속되며, 출력 전압 Vo과 출력 전류 Io을 제어 가능한 2차측 컨트롤러(16)와, DC/DC 컨버터(13)의 출력과 2차측 컨트롤러(16)에 접속된 오차 보상용의 에러 앰프(21)와, 에러 앰프(21)에 접속되며, 출력 정보를 1차측 컨트롤러(30)에 피드백하는 절연 회로(20)를 구비한다.
또한, 2차측 컨트롤러(16)는 AC 결합 캐패시터 CC를 통해 출력(VBUS)에 접속되어 있어도 된다.
또한, 기본 기술에 따른 전력 공급 장치(4A)는, 도 1에 도시한 바와 같이, DC/DC 컨버터(13)의 출력과 전력선 출력(VBUS)을 차단하는 스위치 SW와, 스위치 SW와 전력선 출력(VBUS) 사이에 배치된 필터 회로(LFㆍCF)를 구비한다. 이 스위치 SW는, 2차측 컨트롤러(16)에 의해, 온/오프 제어 가능하다.
기본 기술에 따른 전력 공급 장치(4A)에 있어서는, 전력선 출력(VBUS)에 외부로부터 AC 신호가 중첩되어 입력된다.
기본 기술에 따른 전력 공급 장치(4A)에 있어서는, 전력선 출력(VBUS)으로부터 AC 결합 캐패시터 CC를 통해 제어 입력 신호가 2차측 컨트롤러(16)에 입력되고, 출력측의 전력 정보는, 에러 앰프(18) 및 절연 회로(20)를 통해, 1차측 컨트롤러(30)에 피드백된다. 1차측 컨트롤러(30)는 MOS 트랜지스터 Q1의 ON/OFF를 제어하여, 출력 전압을 안정화시킨다.
또한, 기본 기술에 따른 전력 공급 장치(4A)에 있어서는, 전류 센스용의 저항 RS에 의해, 1차측 인덕턴스 L1에 도통하는 전류량을 검출하고, 1차측 컨트롤러(30)에 있어서, 1차측 과전류 등의 전류량을 제어하고 있다. 결과로서, 기본 기술에 따른 전력 공급 장치(4A)에 있어서는, 출력 전압값 및 출력 전류값 MAX 가변 기능을 갖는다.
기본 기술에 따른 전력 공급 장치(4A)에 있어서는, 2차측 컨트롤러(16)로부터 1차측 컨트롤러(30)에의 피드백 제어에 의해, 강압형 DC/DC 컨버터(13)의 출력 전압값 및 출력 가능 전류 용량(MAX값) 가변 기능을 갖는다. 이 때문에, 출력에 접속되는 부하(예를 들어, 스마트폰, 랩톱 PC, 태블릿 PC 등)에 따라서, 출력 전압 Vo과 출력 전류 Io의 관계에 가변 기능을 갖는다.
출력측의 필터 코일로 형성되는 인덕턴스 LF는 분리용의 인덕턴스이다. 즉, 인덕턴스 LF와 캐패시터 CF를 포함하는 필터 회로에 의해, 출력으로부터 제어 입력 신호가 DC/DC 컨버터(13)에 입력되는 것을 분리하고 있다. 인덕턴스 LF는, 상대적으로 실장 스페이스가 커서, 소형화ㆍ저비용화를 저해하고 있다.
[제1 실시 형태]
제1 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 입력과 출력 사이에 배치된 DC/DC 컨버터(13)와, DC/DC 컨버터(13)의 입력 전류를 제어하는 1차측 컨트롤러(30)와, 복수의 제어 입력에 결합되며, 복수의 제어 입력의 제어 입력 신호를 전환하는 신호 변환 회로(25)와, 신호 변환 회로(25)에 결합되며, 신호 변환 회로(25)에서 전환된 제어 입력 신호를 수신하고, 1차측 컨트롤러(30)에 피드백하는 2차측 컨트롤러(16)를 구비한다.
신호 변환 회로(25)에서 전환된 제어 입력 신호는, 2차측 컨트롤러(16)의 통신 핀 COM에 입력된다. 또한, 1차측 컨트롤러(30)는 2차측 컨트롤러(16)로부터 피드백된 제어 입력 신호에 기초하여, DC/DC 컨버터(13)의 입력 전류를 제어함으로써, DC/DC 컨버터(13)의 출력 전압값 및 출력 가능 전류 용량(MAX값)을 가변으로 한다. 또한, 전력선 출력(VBUS)과 접지 전위 간에는, 출력 캐패시터 CO이 접속되어 있다.
또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 복수의 제어 단자 CT1ㆍCT2ㆍ…ㆍCTn을 구비하고, 복수의 제어 입력은, 복수의 제어 단자 CT1ㆍCT2ㆍ…ㆍCTn에 결합되어 있어도 된다. 또한, 복수의 제어 단자 CT1ㆍCT2ㆍ…ㆍCTn을 통해, 외부 기기에는, 제1 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)의 제어 출력 신호가 출력 가능하다.
또한, 제1 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는, 복수의 제어 입력에 결합되는 AC 결합 캐패시터 Ct1ㆍCt2ㆍ…ㆍCtn을 구비하고, 신호 변환 회로(25)는 AC 결합 캐패시터 Ct1ㆍCt2ㆍ…ㆍCtn을 통해 복수의 제어 입력에 결합되어 있어도 된다.
또한, 복수의 제어 입력은, 신호 변환 회로(25)에 직접 접속되어 있어도 된다. 즉, 신호 변환 회로(25)에는 복수의 제어 입력의 제어 입력 신호를 AC 결합 캐패시터 Ct1ㆍCt2ㆍ…ㆍCtn을 통하지 않고, 직접 입력해도 된다.
또한, 제1 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는 2차측 컨트롤러(16)와 신호 변환 회로(25)를 결합하는 결합 캐패시터 CC를 구비하고 있어도 된다. 또한, 2차측 컨트롤러(16)ㆍ신호 변환 회로(25) 간은, 결합 캐패시터 CC를 통하지 않고, 직접 접속되어 있어도 된다.
또한, 제1 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서, 신호 변환 회로(25)는, 예를 들어 주파수 변환, 직류 레벨 변환, 진폭 레벨 변환 중 어느 하나를 실행 가능하다.
또한, 제1 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서, 신호 변환 회로(25)는 2차측 컨트롤러(16)에 의해 제어되고 있어도 된다.
또한, 제1 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 2차측 컨트롤러(16)에 접속되며, 제어 입력 신호를 1차측 컨트롤러(30)에 피드백하는 절연 회로(20)를 구비하고 있어도 된다. 절연 회로(20)에는, 캐패시터, 포토커플러, 트랜스 등을 적용 가능하다. 또한, 용도에 따라서, 절연 드라이버가 구비된 쌍방향 트랜스, 쌍방향 소자 등을 적용해도 된다.
또한, 제1 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 2차측 컨트롤러(16)에 접속되며, 제어 입력 신호를 절연 회로(20)에 피드백하는 오차 보상용의 에러 앰프(21)를 구비하고 있어도 된다. 에러 앰프(21)는 2차측 컨트롤러(16)에 의해 제어되며, 절연 회로(20)에 피드백하는 제어 입력 신호의 오차 보상을 실시 가능하다.
또한, 제1 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는, 도 2에 도시한 바와 같이, DC/DC 컨버터(13)의 출력에 접속되며, DC/DC 컨버터(13)의 출력 전압을 차단하는 스위치 SW를 구비하고 있어도 된다. 이 스위치 SW에 의해, DC/DC 컨버터(13)의 출력과 전력선 출력(VBUS)을 차단할 수 있다. 이 스위치 SW는, 2차측 컨트롤러(16)에 의해, 온/오프 제어 가능하다. 스위치 SW는, 절연 게이트형 전계 효과 트랜지스터(MOSFET : Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)를 구비하고 있어도 된다.
또한, 제1 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는, 도 2에 도시한 바와 같이, DC/DC 컨버터(13)의 입력과, 1차측 컨트롤러(30) 사이에 접속되며, 1차측 컨트롤러(30)에 전원을 공급하는 전원 공급 회로(10)를 구비하고 있어도 된다.
제1 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서는, 전력선 출력(VBUS)에 외부로부터 AC 신호가 중첩되어 입력되는 기본 기술과는 달리, 전력선 출력(VBUS)과는 별도로 복수의 제어 입력을 구비한다. 이 때문에, 분리용의 인덕턴스 LF는, 반드시 필요한 것은 아니다. 즉, 인덕턴스 LF와 캐패시터 CF를 포함하는 필터 회로에 의해, 출력으로부터 제어 입력 신호가 DC/DC 컨버터(13)에 입력되는 것을 분리할 필요도 없다. 이 때문에, 제1 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서는, 상대적으로 실장 스페이스를 삭감 가능하여, 소형화ㆍ저비용화 가능하다.
제1 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서는, 복수의 제어 입력으로부터 AC 결합 캐패시터 Ct1ㆍCt2ㆍ…ㆍCtn을 통해 제어 입력 신호가 입력되고, 또한 신호 변환 회로(25)에서 전환된 제어 입력 신호가 2차측 컨트롤러(16)에 입력되고, 이 제어 입력 신호에 의해, 출력측의 전력 정보를 포함하는 제어 정보는, 에러 앰프(18) 및 절연 회로(20)를 통해, 1차측 컨트롤러(30)에 피드백된다. 1차측 컨트롤러(30)는 MOS 트랜지스터 Q1의 ON/OFF를 제어하여, 출력 전압을 안정화시킨다.
또한, 제1 실시 형태에 따른 전력 공급 장치에 있어서는, 복수의 제어 입력으로부터 AC 결합 캐패시터 Ct1ㆍCt2ㆍ…ㆍCtn을 통해 입력되는 제어 입력 신호를 기본 기술과 마찬가지로 USB-PD 통신에 사용하는 것도 가능하다.
제1 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서는, 2차측 컨트롤러(16)로부터 1차측 컨트롤러(30)에의 피드백 제어에 의해, 강압형 DC/DC 컨버터(13)의 출력 전압값 및 출력 가능 전류 용량(MAX값) 가변 기능을 갖는다. 이 때문에, 출력에 접속되는 부하(예를 들어, 스마트폰, 랩톱 PC, 태블릿 PC 등)에 따라서, 출력 전압 Vo과 출력 전류 Io의 관계에 가변 기능을 갖는다.
제1 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)를 사용하여 얻어지는 출력 전압 Vo과 출력 전류 Io의 관계는, 도 3의 (a)에 도시한 바와 같은 직사각형 형상, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같은 역사다리꼴의 「フ」자 형상, 도 3의 (c)에 도시한 바와 같은 역삼각형의 「フ」자 형상, 도 3의 (d)에 도시한 바와 같은 사다리꼴 형상, 도 3의 (e)에 도시한 바와 같은 오각형 형상 등, 다양한 형상을 채용 가능하다. 예를 들어, 도 3의 (a)에 도시한 직사각형 형상은 CVCC(Constant Voltage Constant Current)의 예이다.
제1 실시 형태에 따른 전력 공급 장치에 있어서, 2차측 컨트롤러(16)는, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 제어 입력 신호에 기초하여 전압 전류 판정을 행함과 함께, 출력 전압 Vo과 출력 전류 Io을 제어하는 전압 전류 제어 회로(17)를 구비한다. 또한, 이 제어 입력 신호는, 반이중 통신 방식에 기초하는 신호를 구비하고 있어도 된다. 예를 들어, 주파수를 150㎑(300kbps)로 일정하게 하고, "1", "0"의 온ㆍ오프의 펄스폭을 변조시켜도 된다.
또한, 제1 실시 형태에 따른 전력 공급 장치에 적용되는 2차측 컨트롤러(16)는, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 주파수 변환 회로(FSK)(161) 및 송신기(164)ㆍ수신기(165)를 더 내장하고 있어도 된다. 여기서, 주파수 변환 회로(161)ㆍ송신기(164)ㆍ수신기(165)에 의해, 예를 들어 약 23.2㎒로부터 약 500㎑로의 주파수 변환을 실현 가능하다.
또한, 제1 실시 형태에 따른 전력 공급 장치에 있어서, 2차측 컨트롤러(16) 대신에 신호 변환 회로(25)가 제어 입력 신호에 기초하여 전압 전류 판정을 행함과 함께, 출력 전압 Vo과 출력 전류 Io을 제어하는 전압 전류 제어 회로(17)를 구비하고 있어도 된다.
또한, 제1 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서도, 전력선 출력(VBUS)에 외부로부터 중첩되어 입력되는 AC 신호를 추출하기 위한 다른 복수의 AC 결합 캐패시터를 신호 변환 회로(25)ㆍ전력선 출력(VBUS) 간에 접속해도 된다. 이 경우에는, 분리용의 인덕턴스 LF는 필요로 된다. 즉, 전력선 출력(VBUS)으로부터 제어 입력 신호가 DC/DC 컨버터(13)에 입력되는 것을 분리할 필요가 있기 때문에, 인덕턴스 LF와 캐패시터 CF를 포함하는 필터 회로가 필요하다. 이와 같이, 제1 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서도, 전력선 출력(VBUS)ㆍAC 중첩 모드를 전력선 출력(VBUS)ㆍAC 분리 모드와 병용해도 된다.
(변형예)
제1 실시 형태의 변형예 1에 따른 전력 공급 장치(4)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 신호 변환 회로(25) 대신에 복수의 스위치 SW1ㆍSW2ㆍ…ㆍSWn을 구비한다. 이들 스위치 SW1ㆍSW2ㆍ…ㆍSWn은 자동/수동 중 어느 것이라도 전환 가능하다.
또한, 제1 실시 형태의 변형예 1에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서, 복수의 스위치 SW1ㆍSW2ㆍ…ㆍSWn은, 2차측 컨트롤러(16)에 의해 제어되고 있어도 된다. 그 밖의 구성은 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
제1 실시 형태의 변형예 2에 따른 전력 공급 장치(4)는, 도 6에 도시한 바와 같이, 에러 앰프(21)가 내장된 2차측 컨트롤러(16E)를 구비하고 있어도 된다. 즉, 2차측 컨트롤러(16E)ㆍ에러 앰프(21)는, 도 6에 도시한 바와 같이, 일체화 형성되어 있어도 된다. 이 경우, 신호 변환 회로(25)는 2차측 컨트롤러(16E)에 의해 제어되고 있어도 된다.
또한, 제1 실시 형태의 변형예 3에 따른 전력 공급 장치(4)는, 도 7에 도시한 바와 같이, 에러 앰프(21) 및 절연 회로(20)가 내장된 2차측 컨트롤러(16I)를 구비하고 있어도 된다. 즉, 2차측 컨트롤러(16I)ㆍ에러 앰프(21)ㆍ절연 회로(20)는, 도 7에 도시한 바와 같이, 일체화 형성되어 있어도 된다. 이 경우, 신호 변환 회로(25)는 2차측 컨트롤러(16I)에 의해 제어되고 있어도 된다.
또한, 제1 실시 형태의 변형예 4에 따른 전력 공급 장치(4)는, 도 8에 도시한 바와 같이, 에러 앰프(21), 절연 회로(20) 및 1차측 컨트롤러(30)가 내장된 2차측 컨트롤러(16P)를 구비하고 있어도 된다. 즉, 2차측 컨트롤러(16P)ㆍ에러 앰프(21)ㆍ절연 회로(20)ㆍ1차측 컨트롤러(30)는, 도 8에 도시한 바와 같이, 일체화 형성되어 있어도 된다. 이 경우, 신호 변환 회로(25)는 2차측 컨트롤러(16P)에 의해 제어되고 있어도 된다.
제1 실시 형태 및 그 변형예에 따르면, 복수의 기기에 대하여 전환 가능하고, 또한 출력 전압값 및 출력 가능 전류 용량(MAX값)을 제어 가능한 전력 공급 장치를 제공할 수 있다.
[제2 실시 형태]
제2 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는, 도 9에 도시한 바와 같이, 입력과 출력 사이에 배치된 DC/DC 컨버터(13)와, DC/DC 컨버터(13)의 입력 전류를 제어하는 1차측 컨트롤러(30)와, 복수의 제어 입력에 결합되며, 복수의 제어 입력의 제어 입력 신호를 전환하는 신호 변환 회로(25)와, 신호 변환 회로(25)에 결합되며, 신호 변환 회로(25)에서 전환된 제어 입력 신호를 수신하고, 1차측 컨트롤러(30)에 피드백하는 2차측 컨트롤러(16)를 구비한다.
신호 변환 회로(25)에서 전환된 제어 입력 신호는, 2차측 컨트롤러(16)의 통신 핀 COM에 입력된다. 또한, 1차측 컨트롤러(30)는 2차측 컨트롤러(16)로부터 피드백된 제어 입력 신호에 기초하여, DC/DC 컨버터(13)의 입력 전류를 제어함으로써, DC/DC 컨버터(13)의 출력 전압값 및 출력 가능 전류 용량(MAX값)을 가변으로 한다.
또한, 도 9에 도시한 바와 같이, 복수의 제어 단자 CT1ㆍCT2ㆍ…ㆍCTn을 구비하고, 복수의 제어 입력은, 복수의 제어 단자 CT1ㆍCT2ㆍ…ㆍCTn에 결합되어 있어도 된다. 또한, 복수의 제어 단자 CT1ㆍCT2ㆍ…ㆍCTn을 통해, 외부 기기에는, 제2 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)의 제어 출력 신호가 출력 가능하다.
제2 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서, DC/DC 컨버터(13)는 다이오드 정류형이다. 즉, DC/DC 컨버터(13)는 트랜스(15)와, 트랜스(15)의 1차측 인덕턴스 L1과 접지 전위 사이에 직렬 접속된 제1 MOS 트랜지스터 Q1 및 전류 센스용의 저항 RS와, 트랜스(15)의 2차측 인덕턴스 L2와 출력 사이에 접속된 다이오드 D1과, 출력과 접지 전위 사이에 접속된 제1 캐패시터 C1을 구비한다. 또한, 전력선 출력(VBUS)과 접지 전위 간에는 출력 캐패시터 CO이 접속되어 있다.
또한, 제2 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는 복수의 제어 입력에 결합되는 AC 결합 캐패시터 Ct1ㆍCt2ㆍ…ㆍCtn을 구비하고, 신호 변환 회로(25)는 AC 결합 캐패시터 Ct1ㆍCt2ㆍ…ㆍCtn을 통해 복수의 제어 입력에 접속되어 있어도 된다.
또한, 복수의 제어 입력은, 신호 변환 회로(25)에 직접 접속되어 있어도 된다. 즉, 신호 변환 회로(25)에는 복수의 제어 입력의 제어 입력 신호를 AC 결합 캐패시터 Ct1ㆍCt2ㆍ…ㆍCtn을 통하지 않고, 직접 입력해도 된다.
또한, 제2 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는 2차측 컨트롤러(16)와 신호 변환 회로(25)를 결합하는 결합 캐패시터 CC를 구비하고 있어도 된다. 또한, 2차측 컨트롤러(16)ㆍ신호 변환 회로(25) 간은, 결합 캐패시터 CC를 통하지 않고, 직접 접속되어 있어도 된다.
또한, 제2 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서, 신호 변환 회로(25)는, 예를 들어 주파수 변환, 직류 레벨 변환, 진폭 레벨 변환 중 어느 하나를 실행 가능하다.
또한, 제2 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서, 신호 변환 회로(25)는 2차측 컨트롤러(16)에 의해 제어되고 있어도 된다.
또한, 제2 실시 형태에 따른 전력 공급 장치에 있어서는, 복수의 제어 입력으로부터 AC 결합 캐패시터 Ct1ㆍCt2ㆍ…ㆍCtn을 통해 입력되는 제어 입력 신호를 기본 기술과 마찬가지로 USB-PD 통신에 사용하는 것도 가능하다.
또한, 제2 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는, 도 9에 도시한 바와 같이, DC/DC 컨버터(13)의 출력에 접속되며, DC/DC 컨버터(13)의 출력 전압을 차단하는 MOS 스위치 QSW를 구비하고 있어도 된다. 이 MOS 스위치 QSW에 의해, DC/DC 컨버터(13)의 출력과 전력선 출력(VBUS)을 차단할 수 있다. 이 MOS 스위치 QSW는, 2차측 컨트롤러(16)에 의해, 온/오프 제어 가능하다. 그 밖의 구성은, 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
또한, 제2 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서도, 전력선 출력(VBUS)ㆍAC 중첩 모드를 전력선 출력(VBUS)ㆍAC 분리 모드와 병용해도 된다.
제2 실시 형태에 따르면, 복수의 기기에 대하여 전환 가능하고, 또한 출력 전압값 및 출력 가능 전류 용량(MAX값)을 제어 가능한 전력 공급 장치를 제공할 수 있다.
[제3 실시 형태]
제3 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는, 도 10에 도시한 바와 같이, 입력과 출력 사이에 배치된 DC/DC 컨버터(13)와, DC/DC 컨버터(13)의 입력 전류를 제어하는 1차측 컨트롤러(30)와, 복수의 제어 입력에 결합되며, 복수의 제어 입력의 제어 입력 신호를 전환하는 신호 변환 회로(25)와, 신호 변환 회로(25)에 결합되며, 신호 변환 회로(25)에서 전환된 제어 입력 신호를 수신하고, 1차측 컨트롤러(30)에 피드백하는 2차측 컨트롤러(16)를 구비한다.
신호 변환 회로(25)에서 전환된 제어 입력 신호는, 2차측 컨트롤러(16)의 통신 핀 COM에 입력된다. 또한, 1차측 컨트롤러(30)는 2차측 컨트롤러(16)로부터 피드백된 제어 입력 신호에 기초하여, DC/DC 컨버터(13)의 입력 전류를 제어함으로써, DC/DC 컨버터(13)의 출력 전압값 및 출력 가능 전류 용량(MAX값)을 가변으로 한다.
또한, 도 10에 도시한 바와 같이, 복수의 제어 단자 CT1ㆍCT2ㆍ…ㆍCTn을 구비하고, 복수의 제어 입력은, 복수의 제어 단자 CT1ㆍCT2ㆍ…ㆍCTn에 결합되어 있어도 된다. 또한, 복수의 제어 단자 CT1ㆍCT2ㆍ…ㆍCTn을 통해, 외부 기기에는, 제3 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)의 제어 출력 신호가 출력 가능하다.
제3 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서, DC/DC 컨버터(13)는 동기 정류형이다. 즉, DC/DC 컨버터(13)는 트랜스(15)와, 트랜스(15)의 1차측 인덕턴스 L1과 접지 전위 사이에 직렬 접속된 제1 MOS 트랜지스터 Q1 및 전류 센스용의 저항 RS와, 트랜스(15)의 2차측 인덕턴스 L2와 출력 사이에 접속된 제2 MOS 트랜지스터 M1과, 출력과 접지 전위 사이에 접속된 제1 캐패시터 C1을 구비한다. 또한, 전력선 출력(VBUS)과 접지 전위 간에는, 출력 캐패시터 CO이 접속되어 있다.
또한, 제3 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는 복수의 제어 입력에 결합되는 AC 결합 캐패시터 Ct1ㆍCt2ㆍ…ㆍCtn을 구비하고, 신호 변환 회로(25)는 AC 결합 캐패시터 Ct1ㆍCt2ㆍ…ㆍCtn을 통해 복수의 제어 입력에 접속되어 있어도 된다.
또한, 복수의 제어 입력은, 신호 변환 회로(25)에 직접 접속되어 있어도 된다. 즉, 신호 변환 회로(25)에는 복수의 제어 입력의 제어 입력 신호를 AC 결합 캐패시터 Ct1ㆍCt2ㆍ…ㆍCtn을 통하지 않고, 직접 입력해도 된다.
또한, 제3 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는 2차측 컨트롤러(16)와 신호 변환 회로(25)를 결합하는 결합 캐패시터 CC를 구비하고 있어도 된다. 또한, 2차측 컨트롤러(16)ㆍ신호 변환 회로(25) 간은, 결합 캐패시터 CC를 통하지 않고, 직접 접속되어 있어도 된다.
또한, 제3 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서, 신호 변환 회로(25)는, 예를 들어 주파수 변환, 직류 레벨 변환, 진폭 레벨 변환 중 어느 하나를 실행 가능하다.
또한, 제3 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서, 신호 변환 회로(25)는 2차측 컨트롤러(16)에 의해 제어되고 있어도 된다.
또한, 제3 실시 형태에 따른 전력 공급 장치에 있어서는, 복수의 제어 입력으로부터 AC 결합 캐패시터 Ct1ㆍCt2ㆍ…ㆍCtn을 통해 입력되는 제어 입력 신호를 기본 기술과 마찬가지로 USB-PD 통신에 사용하는 것도 가능하다.
제3 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는 DC/DC 컨버터에 다이오드 정류 방식 대신에 동기 정류 방식을 채용하고 있기 때문에, 다이오드 정류 방식을 갖는 제2 실시 형태에 비해, DC/DC 전력 변환 효율을 증대시킬 수 있다. 그 밖의 구성은 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
제3 실시 형태에 따르면, 복수의 기기에 대하여 전환 가능하고, 또한 출력 전압값 및 출력 가능 전류 용량(MAX값)을 제어 가능한 전력 공급 장치를 제공할 수 있다.
[제4 실시 형태]
제4 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는, 도 11에 도시한 바와 같이, 제1 실시 형태에 있어서의 전원 공급 회로(10) 대신에 AC 입력에 접속되고, 퓨즈(11)ㆍ초크 코일(12)ㆍ다이오드 정류 브리지(14)ㆍ캐패시터 C5ㆍC6ㆍC3 등을 포함하는 AC/DC 컨버터를 구비한다.
또한, 트랜스(15)의 1차측의 보조 권취선을 포함한 보조 인덕턴스 L4와, 보조 인덕턴스 L4에 병렬 접속된 다이오드 D2ㆍ캐패시터 C4를 구비하고, 캐패시터 C4로부터 1차측 컨트롤러(30)에 직류 전압 VCC가 공급된다.
제4 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는, 도 11에 도시한 바와 같이, 입력(AC/DC 컨버터의 DC 출력)과 출력 사이에 배치된 DC/DC 컨버터(13)와, DC/DC 컨버터(13)의 입력 전류를 제어하는 1차측 컨트롤러(30)와, 복수의 제어 입력에 결합되며, 복수의 제어 입력의 제어 입력 신호를 전환하는 신호 변환 회로(25)와, 신호 변환 회로(25)에 결합되며, 신호 변환 회로(25)에서 전환된 제어 입력 신호를 수신하고, 1차측 컨트롤러(30)에 피드백하는 2차측 컨트롤러(16)를 구비한다.
신호 변환 회로(25)에서 전환된 제어 입력 신호는, 2차측 컨트롤러(16)의 통신 핀 COM에 입력된다. 또한, 1차측 컨트롤러(30)는 2차측 컨트롤러(16)로부터 피드백된 제어 입력 신호에 기초하여, DC/DC 컨버터(13)의 입력 전류를 제어함으로써, DC/DC 컨버터(13)의 출력 전압값 및 출력 가능 전류 용량(MAX값)을 가변으로 한다.
또한, 도 11에 도시한 바와 같이, 복수의 제어 단자 CT1ㆍCT2ㆍ…ㆍCTn을 구비하고, 복수의 제어 입력은, 복수의 제어 단자 CT1ㆍCT2ㆍ…ㆍCTn에 결합되어 있어도 된다. 또한, 복수의 제어 단자 CT1ㆍCT2ㆍ…ㆍCTn을 통해, 외부 기기에는, 제4 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)의 제어 출력 신호가 출력 가능하다.
2차측 컨트롤러(16)에는, USB 리셉터클로부터의 PDDET1ㆍPDDET2가 기재되어 있지만, 이들은 없어도 된다.
제4 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서, DC/DC 컨버터(13)는 다이오드 정류형이다. 즉, DC/DC 컨버터(13)는 트랜스(15)와, 트랜스(15)의 1차측 인덕턴스 L1과 접지 전위 사이에 직렬 접속된 제1 MOS 트랜지스터 Q1 및 전류 센스용의 저항 RS와, 트랜스(15)의 2차측 인덕턴스 L2와 출력 사이에 접속된 다이오드 D1과, 출력과 접지 전위 사이에 접속된 제1 캐패시터 C1을 구비한다.
또한, 전력선 출력(VBUS)과 2차측 컨트롤러(16)의 통신 핀 COM2 사이에는, 출력 캐패시터 CO이 접속되어, 전력선 출력(VBUS)에 중첩되는 AC 신호를 입력 가능하다.
또한, 제4 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는 복수의 제어 입력에 결합되는 AC 결합 캐패시터 Ct1ㆍCt2ㆍ…ㆍCtn을 구비하고, 신호 변환 회로(25)는 AC 결합 캐패시터 Ct1ㆍCt2ㆍ…ㆍCtn을 통해 복수의 제어 입력에 접속되어 있어도 된다.
또한, 복수의 제어 입력은, 신호 변환 회로(25)에 직접 접속되어 있어도 된다. 즉, 신호 변환 회로(25)에는 복수의 제어 입력의 제어 입력 신호를 AC 결합 캐패시터 Ct1ㆍCt2ㆍ…ㆍCtn을 통하지 않고, 직접 입력해도 된다.
또한, 제4 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는 2차측 컨트롤러(16)와 신호 변환 회로(25)를 결합하는 결합 캐패시터 CC를 구비하고 있어도 된다. 또한, 2차측 컨트롤러(16)ㆍ신호 변환 회로(25) 간은, 결합 캐패시터 CC를 통하지 않고, 직접 접속되어 있어도 된다.
또한, 제4 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서, 신호 변환 회로(25)는, 예를 들어 주파수 변환, 직류 레벨 변환, 진폭 레벨 변환 중 어느 하나를 실행 가능하다.
또한, 제4 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서, 신호 변환 회로(25)는 2차측 컨트롤러(16)에 의해 제어되고 있어도 된다.
도 11에는, 인덕턴스 LF와 캐패시터 CF를 포함하는 필터 회로가 도시되어 있지만, 반드시 필요한 것은 아니다.
제4 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서는, 전력선 출력(VBUS)과는 별도로 복수의 제어 입력을 구비하기 때문에, 상대적으로 실장 스페이스를 삭감 가능하여, 소형화ㆍ저비용화 가능하다.
또한, 제4 실시 형태에 따른 전력 공급 장치에 있어서는, 복수의 제어 입력으로부터 AC 결합 캐패시터 Ct1ㆍCt2ㆍ…ㆍCtn을 통해 입력되는 제어 입력 신호를 기본 기술과 마찬가지로 USB-PD 통신에 사용하는 것도 가능하다. 그 밖의 구성은 제2 실시 형태와 마찬가지이다.
제4 실시 형태에 따르면, 복수의 기기에 대하여 전환 가능하고, 또한 출력 전압값 및 출력 가능 전류 용량(MAX값)을 제어 가능한 전력 공급 장치를 제공할 수 있다.
[제5 실시 형태]
제5 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는, 도 12에 도시한 바와 같이, 제1 실시 형태에 있어서의 전원 공급 회로(10) 대신에, AC 입력에 접속되며, 퓨즈(11)ㆍ초크 코일(12)ㆍ다이오드 정류 브리지(14)ㆍ캐패시터 C5ㆍC6ㆍC3 등을 포함하는 AC/DC 컨버터를 구비한다.
또한, 트랜스(15)의 1차측의 보조 권취선을 포함한 보조 인덕턴스 L4와, 보조 인덕턴스 L4에 병렬 접속된 다이오드 D2ㆍ캐패시터 C4를 구비하고, 캐패시터 C4로부터 1차측 컨트롤러(30)에 직류 전압 VCC가 공급된다.
제5 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는, 도 12에 도시한 바와 같이, 입력(AC/DC 컨버터의 DC 출력)과 출력 사이에 배치된 DC/DC 컨버터(13)와, DC/DC 컨버터(13)의 입력 전류를 제어하는 1차측 컨트롤러(30)와, 복수의 제어 입력에 결합되며, 복수의 제어 입력의 제어 입력 신호를 전환하는 신호 변환 회로(25)와, 신호 변환 회로(25)에 결합되며, 신호 변환 회로(25)에서 전환된 제어 입력 신호를 수신하고, 1차측 컨트롤러(30)에 피드백하는 2차측 컨트롤러(16)를 구비한다.
신호 변환 회로(25)에서 전환된 제어 입력 신호는, 2차측 컨트롤러(16)의 통신 핀 COM에 입력된다. 또한, 1차측 컨트롤러(30)는 2차측 컨트롤러(16)로부터 피드백된 제어 입력 신호에 기초하여, DC/DC 컨버터(13)의 입력 전류를 제어함으로써, DC/DC 컨버터(13)의 출력 전압값 및 출력 가능 전류 용량(MAX값)을 가변으로 한다.
또한, 도 12에 도시한 바와 같이, 복수의 제어 단자 CT1ㆍCT2ㆍ…ㆍCTn을 구비하고, 복수의 제어 입력은, 복수의 제어 단자 CT1ㆍCT2ㆍ…ㆍCTn에 결합되어 있어도 된다. 또한, 복수의 제어 단자 CT1ㆍCT2ㆍ…ㆍCTn을 통해, 외부 기기에는, 제5 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)의 제어 출력 신호가 출력 가능하다.
2차측 컨트롤러(16)에는, USB 리셉터클로부터의 PDDET1ㆍPDDET2가 기재되어 있지만, 이들은 없어도 된다.
제5 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서, DC/DC 컨버터(13)는 다이오드 정류형이다. 즉, DC/DC 컨버터(13)는 트랜스(15)와, 트랜스(15)의 1차측 인덕턴스 L1과 접지 전위 사이에 직렬 접속된 제1 MOS 트랜지스터 Q1 및 전류 센스용의 저항 RS와, 트랜스(15)의 2차측 인덕턴스 L2와 출력 사이에 접속된 다이오드 D1과, 출력과 접지 전위 사이에 접속된 제1 캐패시터 C1을 구비한다.
또한, 전력선 출력(VBUS)과 2차측 컨트롤러(16)의 통신 핀 COM2 간에는, 출력 캐패시터 CO이 접속되어, 전력선 출력(VBUS)에 중첩되는 AC 신호를 입력 가능하다.
또한, 제5 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는 복수의 제어 입력에 결합되는 AC 결합 캐패시터 Ct1ㆍCt2ㆍ…ㆍCtn을 구비하고, 신호 변환 회로(25)는 AC 결합 캐패시터 Ct1ㆍCt2ㆍ…ㆍCtn을 통해 복수의 제어 입력에 접속되어 있어도 된다.
또한, 복수의 제어 입력은, 신호 변환 회로(25)에 직접 접속되어 있어도 된다. 즉, 신호 변환 회로(25)에는 복수의 제어 입력의 제어 입력 신호를 AC 결합 캐패시터 Ct1ㆍCt2ㆍ…ㆍCtn을 통하지 않고, 직접 입력해도 된다.
또한, 제5 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는, 도 12에 도시한 바와 같이, 2차측 컨트롤러(16)에 접속되며, 제어 입력 신호를 1차측 컨트롤러(30)에 피드백하는 절연 회로(20)를 구비하고 있어도 된다.
또한, 제5 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는, 도 12에 도시한 바와 같이, 2차측 컨트롤러(16)에 접속되며, 제어 입력 신호를 절연 회로(20)에 피드백하는 오차 보상용의 에러 앰프(21)를 구비하고 있어도 된다. 여기서, 에러 앰프(21)는, 도 12에 도시한 바와 같이, 증폭기(44)ㆍ다이오드 D3ㆍ저항 R5ㆍR6 등의 개별 부품을 포함하고 있다.
또한, 제5 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는 2차측 컨트롤러(16)와 신호 변환 회로(25)를 결합하는 결합 캐패시터 CC를 구비하고 있어도 된다. 또한, 2차측 컨트롤러(16)ㆍ신호 변환 회로(25) 간은, 결합 캐패시터 CC를 통하지 않고, 직접 접속되어 있어도 된다.
또한, 제5 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서, 신호 변환 회로(25)는, 예를 들어 주파수 변환, 직류 레벨 변환, 진폭 레벨 변환 중 어느 하나를 실행 가능하다.
또한, 제5 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서, 신호 변환 회로(25)는 2차측 컨트롤러(16)에 의해 제어되고 있어도 된다.
도 12에는, 인덕턴스 LF와 캐패시터 CF를 포함하는 필터 회로가 도시되어 있지만, 반드시 필요한 것은 아니다.
제5 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서는, 전력선 출력(VBUS)과는 별도로 복수의 제어 입력을 구비하기 때문에, 상대적으로 실장 스페이스를 삭감 가능하여, 소형화ㆍ저비용화 가능하다.
또한, 제5 실시 형태에 따른 전력 공급 장치에 있어서는, 복수의 제어 입력으로부터 AC 결합 캐패시터 Ct1ㆍCt2ㆍ…ㆍCtn을 통해 입력되는 제어 입력 신호를 기본 기술과 마찬가지로 USB-PD 통신에 사용하는 것도 가능하다.
또한, 제5 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는, 도 12에 도시한 바와 같이, DC/DC 컨버터(13)의 출력에 접속되며, DC/DC 컨버터(13)의 출력 전압을 차단하는 MOS 스위치 QSW를 구비하고 있어도 된다. 이 MOS 스위치 QSW에 의해, DC/DC 컨버터(13)의 출력과 전력선 출력(VBUS)을 차단할 수 있다. 이 MOS 스위치 QSW는, 2차측 컨트롤러(16)에 의해, 온/오프 제어 가능하다. 그 밖의 구성은 제2 실시 형태와 마찬가지이다.
제5 실시 형태에 따르면, 복수의 기기에 대하여 전환 가능하고, 또한 출력 전압값 및 출력 가능 전류 용량(MAX값)을 제어 가능한 전력 공급 장치를 제공할 수 있다.
[제6 실시 형태]
제6 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는, 도 13에 도시한 바와 같이, 제3 실시 형태에 있어서의 전원 공급 회로(10) 대신에 AC 입력에 접속되며, 퓨즈(11)ㆍ초크 코일(12)ㆍ다이오드 정류 브리지(14)ㆍ캐패시터 C5ㆍC6ㆍC3 등을 포함하는 AC/DC 컨버터를 구비한다.
또한, 트랜스(15)의 1차측의 보조 권취선을 포함한 보조 인덕턴스 L4와, 보조 인덕턴스 L4에 병렬 접속된 다이오드 D2ㆍ캐패시터 C4를 구비하고, 캐패시터 C4로부터 1차측 컨트롤러(30)에 직류 전압 VCC가 공급된다.
제6 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는, 도 13에 도시한 바와 같이, 입력(AC/DC 컨버터의 DC 출력)과 출력 사이에 배치된 DC/DC 컨버터(13)와, DC/DC 컨버터(13)의 입력 전류를 제어하는 1차측 컨트롤러(30)와, 복수의 제어 입력에 결합되며, 복수의 제어 입력의 제어 입력 신호를 전환하는 신호 변환 회로(25)와, 신호 변환 회로(25)에 결합되며, 신호 변환 회로(25)에서 전환된 제어 입력 신호를 수신하고, 1차측 컨트롤러(30)에 피드백하는 2차측 컨트롤러(16)를 구비한다.
신호 변환 회로(25)에서 전환된 제어 입력 신호는, 2차측 컨트롤러(16)의 통신 핀 COM에 입력된다. 또한, 1차측 컨트롤러(30)는 2차측 컨트롤러(16)로부터 피드백된 제어 입력 신호에 기초하여, 입력 전류를 제어함으로써, DC/DC 컨버터(13)의 출력 전압값 및 출력 가능 전류 용량(MAX값)을 가변으로 한다.
또한, 도 13에 도시한 바와 같이, 복수의 제어 단자 CT1ㆍCT2ㆍ…ㆍCTn을 구비하고, 복수의 제어 입력은, 복수의 제어 단자 CT1ㆍCT2ㆍ…ㆍCTn에 결합되어 있어도 된다. 또한, 복수의 제어 단자 CT1ㆍCT2ㆍ…ㆍCTn을 통해, 외부 기기에는, 제6 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)의 제어 출력 신호가 출력 가능하다.
2차측 컨트롤러(16)에는, USB 리셉터클로부터의 PDDET1ㆍPDDET2가 기재되어 있지만, 이들은 없어도 된다.
제6 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서, DC/DC 컨버터(13)는 동기 정류형이다. 즉, DC/DC 컨버터(13)는 트랜스(15)와, 트랜스(15)의 1차측 인덕턴스 L1과 접지 전위 사이에 직렬 접속된 제1 MOS 트랜지스터 Q1 및 전류 센스용의 저항 RS와, 트랜스(15)의 2차측 인덕턴스 L2와 출력 사이에 접속된 제2 MOS 트랜지스터 M1과, 출력과 접지 전위 사이에 접속된 제1 캐패시터 C1을 구비한다.
또한, 전력선 출력(VBUS)과 2차측 컨트롤러(16)의 통신 핀 COM2 간에는, 출력 캐패시터 CO이 접속되어, 전력선 출력(VBUS)에 중첩되는 AC 신호를 입력 가능하다.
또한, 제6 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는 복수의 제어 입력에 결합되는 AC 결합 캐패시터 Ct1ㆍCt2ㆍ…ㆍCtn을 구비하고, 신호 변환 회로(25)는 AC 결합 캐패시터 Ct1ㆍCt2ㆍ…ㆍCtn을 통해 복수의 제어 입력에 접속되어 있어도 된다.
또한, 복수의 제어 입력은, 신호 변환 회로(25)에 직접 접속되어 있어도 된다. 즉, 신호 변환 회로(25)에는 복수의 제어 입력의 제어 입력 신호를 AC 결합 캐패시터 Ct1ㆍCt2ㆍ…ㆍCtn을 통하지 않고, 직접 입력해도 된다.
또한, 제6 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는 2차측 컨트롤러(16)와 신호 변환 회로(25)를 결합하는 결합 캐패시터 CC를 구비하고 있어도 된다. 또한, 2차측 컨트롤러(16)ㆍ신호 변환 회로(25) 간은, 결합 캐패시터 CC를 통하지 않고, 직접 접속되어 있어도 된다.
또한, 제6 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서, 신호 변환 회로(25)는, 예를 들어 주파수 변환, 직류 레벨 변환, 진폭 레벨 변환 중 어느 하나를 실행 가능하다.
또한, 제6 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서, 신호 변환 회로(25)는 2차측 컨트롤러(16)에 의해 제어되고 있어도 된다.
도 13에는 인덕턴스 LF와 캐패시터 CF를 포함하는 필터 회로가 도시되어 있지만, 반드시 필요한 것은 아니다.
제6 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서는, 전력선 출력(VBUS)과는 별도로 복수의 제어 입력을 구비하기 때문에, 상대적으로 실장 스페이스를 삭감 가능하여, 소형화ㆍ저비용화 가능하다.
또한, 제6 실시 형태에 따른 전력 공급 장치에 있어서는, 복수의 제어 입력으로부터 AC 결합 캐패시터 Ct1ㆍCt2ㆍ…ㆍCtn을 통해 입력되는 제어 입력 신호를 기본 기술과 마찬가지로 USB-PD 통신에 사용하는 것도 가능하다.
제6 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는 DC/DC 컨버터에 다이오드 정류 방식 대신에 동기 정류 방식을 채용하고 있기 때문에, 다이오드 정류 방식을 갖는 제2ㆍ제4ㆍ제5 실시 형태에 비해, DC/DC 전력 변환 효율을 증대시킬 수 있다. 그 밖의 구성은, 제3 실시 형태와 마찬가지이다.
제6 실시 형태에 따르면, 복수의 기기에 대하여 전환 가능하고, 또한 출력 전압값 및 출력 가능 전류 용량(MAX값)을 제어 가능한 전력 공급 장치를 제공할 수 있다.
[제7 실시 형태]
제7 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는, 도 14에 도시한 바와 같이, 제3 실시 형태에 있어서의 전원 공급 회로(10) 대신에, AC 입력에 접속되며, 퓨즈(11)ㆍ초크 코일(12)ㆍ다이오드 정류 브리지(14)ㆍ캐패시터 C5ㆍC6ㆍC3 등을 포함하는 AC/DC 컨버터를 구비하는 점은, 제6 실시 형태와 마찬가지이다.
또한, 트랜스(15)의 1차측의 보조 권취선을 포함한 보조 인덕턴스 L4와, 보조 인덕턴스 L4에 병렬 접속된 다이오드 D2ㆍ캐패시터 C4를 구비하고, 캐패시터 C4로부터 1차측 컨트롤러(30)에 직류 전압 VCC가 공급된다.
제7 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는, 도 14에 도시한 바와 같이, 입력(AC/DC 컨버터의 DC 출력)과 출력 사이에 배치된 DC/DC 컨버터(13)와, DC/DC 컨버터(13)의 입력 전류를 제어하는 1차측 컨트롤러(30)와, 복수의 제어 입력에 결합되며, 복수의 제어 입력의 제어 입력 신호를 전환하는 신호 변환 회로(25)와, 신호 변환 회로(25)에 결합되며, 신호 변환 회로(25)에서 전환된 제어 입력 신호를 수신하고, 1차측 컨트롤러(30)에 피드백하는 2차측 컨트롤러(16)를 구비한다.
신호 변환 회로(25)에서 전환된 제어 입력 신호는, 2차측 컨트롤러(16)의 통신 핀 COM에 입력된다. 또한, 1차측 컨트롤러(30)는 2차측 컨트롤러(16)로부터 피드백된 제어 입력 신호에 기초하여, 입력 전류를 제어함으로써, DC/DC 컨버터(13)의 출력 전압값 및 출력 가능 전류 용량(MAX값)을 가변으로 한다.
또한, 도 13에 도시한 바와 같이, 복수의 제어 단자 CT1ㆍCT2ㆍ…ㆍCTn을 구비하고, 복수의 제어 입력은, 복수의 제어 단자 CT1ㆍCT2ㆍ…ㆍCTn에 결합되어 있어도 된다. 또한, 복수의 제어 단자 CT1ㆍCT2ㆍ…ㆍCTn을 통해, 외부 기기에는, 제7 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)의 제어 출력 신호가 출력 가능하다.
2차측 컨트롤러(16)에는, PDDET1ㆍPDDET2가 기재되어 있지만, 이들은 없어도 된다.
제7 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서, DC/DC 컨버터(13)는 동기 정류형이다. 즉, DC/DC 컨버터(13)는 트랜스(15)와, 트랜스(15)의 1차측 인덕턴스 L1과 접지 전위 사이에 직렬 접속된 제1 MOS 트랜지스터 Q1 및 전류 센스용의 저항 RS와, 트랜스(15)의 2차측 인덕턴스 L2와 출력 사이에 접속된 제2 MOS 트랜지스터 M1과, 출력과 접지 전위 사이에 접속된 제1 캐패시터 C1을 구비한다.
또한, 전력선 출력(VBUS)과 2차측 컨트롤러(16)의 통신 핀 COM2 간에는, 출력 캐패시터 CO이 접속되어, 전력선 출력(VBUS)에 중첩되는 AC 신호를 입력 가능하다.
또한, 제7 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는 복수의 제어 입력에 결합되는 AC 결합 캐패시터 Ct1ㆍCt2ㆍ…ㆍCtn을 구비하고, 신호 변환 회로(25)는 AC 결합 캐패시터 Ct1ㆍCt2ㆍ…ㆍCtn을 통해 복수의 제어 입력에 접속되어 있어도 된다.
또한, 복수의 제어 입력은, 신호 변환 회로(25)에 직접 접속되어 있어도 된다. 즉, 신호 변환 회로(25)에는 복수의 제어 입력의 제어 입력 신호를 AC 결합 캐패시터 Ct1ㆍCt2ㆍ…ㆍCtn을 통하지 않고, 직접 입력해도 된다.
또한, 제7 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는, 도 14에 도시한 바와 같이, 2차측 컨트롤러(16)에 접속되며, 제어 입력 신호를 1차측 컨트롤러(30)에 피드백하는 절연 회로(20)를 구비하고 있어도 된다.
또한, 제7 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는, 도 14에 도시한 바와 같이, 2차측 컨트롤러(16)에 접속되며, 제어 입력 신호를 절연 회로(20)에 피드백하는 오차 보상용의 에러 앰프(21)를 구비하고 있어도 된다. 여기서, 에러 앰프(21)는, 도 14에 도시한 바와 같이, 증폭기(44)ㆍ다이오드 D3ㆍ저항 R5ㆍR6 등의 개별 부품을 포함하고 있다.
또한, 제7 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는 2차측 컨트롤러(16)와 신호 변환 회로(25)를 결합하는 결합 캐패시터 CC를 구비하고 있어도 된다. 또한, 2차측 컨트롤러(16)ㆍ신호 변환 회로(25) 간은, 결합 캐패시터 CC를 통하지 않고, 직접 접속되어 있어도 된다.
또한, 제7 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서, 신호 변환 회로(25)는, 예를 들어 주파수 변환, 직류 레벨 변환, 진폭 레벨 변환 중 어느 하나를 실행 가능하다.
또한, 제7 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서, 신호 변환 회로(25)는 2차측 컨트롤러(16)에 의해 제어되고 있어도 된다.
도 14에는 인덕턴스 LF와 캐패시터 CF를 포함하는 필터 회로가 도시되어 있지만, 반드시 필요한 것은 아니다.
제7 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서는, 전력선 출력(VBUS)과는 별도로 복수의 제어 입력을 구비하기 때문에, 상대적으로 실장 스페이스를 삭감 가능하여, 소형화ㆍ저비용화 가능하다.
또한, 제7 실시 형태에 따른 전력 공급 장치에 있어서는, 복수의 제어 입력으로부터 AC 결합 캐패시터 Ct1ㆍCt2ㆍ…ㆍCtn을 통해 입력되는 제어 입력 신호를 기본 기술과 마찬가지로 USB-PD 통신에 사용하는 것도 가능하다.
제7 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는 DC/DC 컨버터에 다이오드 정류 방식 대신에 동기 정류 방식을 채용하고 있기 때문에, 다이오드 정류 방식을 갖는 제2ㆍ제4ㆍ제5 실시 형태에 비해, DC/DC 전력 변환 효율을 증대시킬 수 있다.
또한, 제7 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는, 도 14에 도시한 바와 같이, DC/DC 컨버터(13)의 출력에 접속되며, DC/DC 컨버터(13)의 출력 전압을 차단하는 MOS 스위치 QSW를 구비하고 있어도 된다. 이 MOS 스위치 QSW에 의해, DC/DC 컨버터(13)의 출력과 전력선 출력(VBUS)을 차단할 수 있다. 이 MOS 스위치 QSW는, 2차측 컨트롤러(16)에 의해, 온/오프 제어 가능하다. 그 밖의 구성은 제6 실시 형태와 마찬가지이다.
제7 실시 형태에 따르면, 복수의 기기에 대하여 전환 가능하고, 또한 출력 전압값 및 출력 가능 전류 용량(MAX값)을 제어 가능한 전력 공급 장치를 제공할 수 있다.
[제8 실시 형태]
제8 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는, 도 15의 (a)에 도시한 바와 같이, 입력과 출력 사이에 배치된 DC/DC 컨버터(13)와, DC/DC 컨버터(13)의 입력 전류를 제어하는 1차측 컨트롤러(30)와, 복수의 제어 입력에 결합되며, 복수의 제어 입력의 제어 입력 신호를 전환하는 신호 변환 회로(25)와, 신호 변환 회로(25)에 결합되며, 신호 변환 회로(25)에서 전환된 제어 입력 신호를 수신하고, 1차측 컨트롤러(30)에 피드백하는 절연 회로(20M)를 구비한다. 여기서, 신호 변환 회로(25)에서 전환된 제어 입력 신호는, 절연 회로(20M)의 통신 핀 COM에 입력된다. 또한, 1차측 컨트롤러(30)는 절연 회로(20M)로부터 피드백된 제어 입력 신호에 기초하여, DC/DC 컨버터(13)의 입력 전류를 제어함으로써, DC/DC 컨버터(13)의 출력 전압값 및 출력 가능 전류 용량(MAX값)을 가변으로 한다.
또한, 도 15의 (a)에 도시한 바와 같이, 복수의 제어 단자 CT1ㆍCT2ㆍ…ㆍCTn을 구비하고, 복수의 제어 입력은, 복수의 제어 단자 CT1ㆍCT2ㆍ…ㆍCTn에 결합되어 있어도 된다. 또한, 복수의 제어 단자 CT1ㆍCT2ㆍ…ㆍCTn을 통해, 외부 기기에는, 제8 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)의 제어 출력 신호가 출력 가능하다.
또한, 제8 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는 복수의 제어 입력에 결합되는 AC 결합 캐패시터 Ct1ㆍCt2ㆍ…ㆍCtn을 구비하고, 신호 변환 회로(25)는 AC 결합 캐패시터 Ct1ㆍCt2ㆍ…ㆍCtn을 통해 제어 입력에 접속되어 있어도 된다.
또한, 복수의 제어 입력은, 신호 변환 회로(25)에 직접 접속되어 있어도 된다. 즉, 절연 회로(20M)에는 복수의 제어 입력의 제어 입력 신호를 AC 결합 캐패시터 Ct1ㆍCt2ㆍ…ㆍCtn을 통하지 않고, 직접 입력해도 된다.
또한, 제8 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서는, 도 15의 (a)에 도시한 바와 같이, 2차측 컨트롤러 및 에러 앰프가 제외되어 있다.
또한, 제8 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는 절연 회로(20M)와 신호 변환 회로(25)를 결합하는 결합 캐패시터 CC를 구비하고 있어도 된다. 또한, 절연 회로(20M)ㆍ신호 변환 회로(25) 간은, 결합 캐패시터 CC를 통하지 않고, 직접 접속되어 있어도 된다. 절연 회로(20M)에는, 캐패시터, 포토커플러, 트랜스 등을 적용 가능하다. 또한, 용도에 따라서, 절연 드라이버가 구비된 쌍방향 트랜스, 쌍방향 소자 등을 적용해도 된다.
또한, 제8 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서, 신호 변환 회로(25)는, 예를 들어 주파수 변환, 직류 레벨 변환, 진폭 레벨 변환 중 어느 하나를 실행 가능하다.
또한, 제8 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서, 신호 변환 회로(25)는 절연 회로(20) 또는 1차측 컨트롤러(30)에 의해 제어되고 있어도 된다.
또한, 제8 실시 형태에 따른 전력 공급 장치에 있어서는, 복수의 제어 입력으로부터 AC 결합 캐패시터 Ct1ㆍCt2ㆍ…ㆍCtn을 통해 입력되는 제어 입력 신호를 기본 기술과 마찬가지로 USB-PD 통신에 사용하는 것도 가능하다. 그 밖의 구성은 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
(변형예)
제8 실시 형태의 변형예에 따른 전력 공급 장치(4)는, 도 15의 (b)에 도시한 바와 같이, 입력과 출력 사이에 배치된 DC/DC 컨버터(13)와, DC/DC 컨버터(13)의 입력 전류를 제어하는 1차측 컨트롤러(30)와, 복수의 제어 입력에 결합되며, 복수의 제어 입력의 제어 입력 신호를 전환하는 신호 변환 회로(25)와, 신호 변환 회로(25)에 결합되며, 신호 변환 회로(25)에서 전환된 제어 입력 신호를 수신하고, 1차측 컨트롤러(30)에 피드백하는 절연 회로(20C)를 구비한다. 여기서, 신호 변환 회로(25)에서 전환된 제어 입력 신호는, 절연 회로(20C)의 통신 핀 COM에 입력된다. 또한, 1차측 컨트롤러(30)는 절연 회로(20C)로부터 피드백된 제어 입력 신호에 기초하여, DC/DC 컨버터(13)의 입력 전류를 제어함으로써, DC/DC 컨버터(13)의 출력 전압값 및 출력 가능 전류 용량(MAX값)을 가변으로 한다.
또한, 도 15의 (b)에 도시한 바와 같이, 복수의 제어 단자 CT1ㆍCT2ㆍ…ㆍCTn을 구비하고, 복수의 제어 입력은, 복수의 제어 단자 CT1ㆍCT2ㆍ…ㆍCTn에 결합되어 있어도 된다. 또한, 복수의 제어 단자 CT1ㆍCT2ㆍ…ㆍCTn을 통해, 외부 기기에는, 제8 실시 형태의 변형예에 따른 전력 공급 장치(4)의 제어 출력 신호가 출력 가능하다.
또한, 제8 실시 형태의 변형예에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서는, 도 15의 (b)에 도시한 바와 같이, 2차측 컨트롤러 및 에러 앰프가 제외되어 있다.
또한, 제8 실시 형태의 변형예에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서는, 도 15의 (b)에 도시한 바와 같이, 절연 회로(20C)와 신호 변환 회로(25)를 결합하는 결합 캐패시터 CC가, 절연 회로(20C)에 내장되어 있다. 그 밖의 구성은 제8 실시 형태와 마찬가지이다.
제8 실시 형태 및 그 변형예에 따르면, 복수의 기기에 대하여 전환 가능하고, 또한 출력 전압값 및 출력 가능 전류 용량(MAX값)을 제어 가능한 전력 공급 장치를 제공할 수 있다.
(MOS 스위치)
제1ㆍ제8 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 적용 가능한 스위치 SW, 또는 제2ㆍ3ㆍ5ㆍ7의 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 적용 가능한 MOS 스위치 QSW의 모식적 회로 블록 구성예는, 도 16에 도시한 바와 같이, 2개의 직렬 접속된 n채널 MOSFETQn1ㆍQn2와, 이 직렬 접속된 n채널 MOSFETQn1ㆍQn2의 양단에 접속된 방전용 MOSFETQD1ㆍQD2를 구비한다. 2개의 직렬 접속된 n채널 MOSFETQn1ㆍQn2의 게이트는 2차측 컨트롤러(16)에 접속되어, 2차측 컨트롤러(16)에 의해, 온/오프 제어된다. 2차측 컨트롤러(16)에는, 전압 전류 제어 회로(17)가 내장되어 있고, 제어 입력 신호는 2차측 컨트롤러(16)의 통신 핀 COM에 입력된다.
(AC 어댑터/AC 차저)
제1∼제8 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는, 도 17∼도 22에 도시한 바와 같이, AC 어댑터/AC 차저(3)에 내장 가능하다.
콘센트(1)에 접속 가능한 플러그(2)와 AC 어댑터/AC 차저(3)를 케이블을 사용하여 접속하는 결선예로서, AC 어댑터/AC 차저(3) 내의 신호 변환 회로(25)를 외부의 플러그(2Aㆍ2B)와 접속하는 예는, 도 17의 (a)에 도시한 바와 같이 나타내어지고, 다른 예는 도 17의 (b)에 도시한 바와 같이 나타내어진다.
도 17의 (a)에 있어서, 신호 변환 회로(25)에 의해, USBPD(4U)ㆍ실시 형태에 따른 전력 공급 장치(PD)(4)의 제어 입력 신호의 전환을 실시 가능하다. 신호 변환 회로(25)는 전력 공급 장치(PD)(4)에 내장 가능하다.
도 17의 (a)에 있어서는, 신호 변환 회로(25)ㆍ플러그(2A) 간은 전력 라인 POL에 의해 접속되고, 신호 변환 회로(25)ㆍ플러그(2B) 간은 전력 라인 POLㆍ통신 전용 라인 COL이 접속된다.
USBPD(4U)ㆍ전력 공급 장치(PD)(4)는, 도 17의 (a)에 도시한 바와 같이, 신호 변환 회로(25)와 각각 쌍방향으로 접속 가능하다.
도 17의 (b)에 있어서는, 복수의 신호 변환 회로(251ㆍ252)에 의해, USBPD(4U)ㆍ실시 형태에 따른 전력 공급 장치(PD)(4)의 제어 입력 신호의 전환을 실시 가능하다. 신호 변환 회로(251ㆍ252)는 USBPD(4U)ㆍ전력 공급 장치(PD)(4)에 내장 가능하다.
도 17의 (b)에 있어서는, 신호 변환 회로(251)ㆍ플러그(2A) 간은 전력 라인 POL에 의해 접속되고, 신호 변환 회로(252)ㆍ플러그(2B) 간은 전력 라인 POLㆍ통신 전용 라인 COL이 접속된다.
USBPD(4U)ㆍ전력 공급 장치(PD)(4)는, 도 17의 (b)에 도시한 바와 같이, 신호 변환 회로(251ㆍ252)와 각각 쌍방향으로 접속 가능하다.
신호 변환 회로는, AC 어댑터/AC 차저(3)에 1개 또는 복수 내장 가능하다. 이와 같은 신호 변환 회로 동작에 의해, USBPD(4U)와 전력 공급 장치(PD)(4)를 동시에 구비하는 AC 어댑터/AC 차저(3)에 있어서는, 출력의 취출 개수를 다양하게 선택 가능하다. 예를 들어, USBPD(4U)와 전력 공급 장치(PD)(4)의 취출 개수비를 1:N, 1:1, N:1로 해도 된다. 여기서, N은 2 이상의 정수이다.
콘센트(1)에 접속 가능한 플러그(2)를 AC 어댑터/AC 차저(3)에 내장하는 예로서, AC 어댑터/AC 차저(3) 내에 USBPD(4U)와 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(PD)(4)를 구비하는 예는, 도 18의 (a)에 도시한 바와 같이 나타내어지고, AC 어댑터/AC 차저(3)에 내장된 리셉터클(41URㆍ41R)과 외부의 플러그(2Aㆍ2B)를 접속하는 예는, 도 18의 (b)에 도시한 바와 같이 나타내어진다.
도 18의 (a)에 있어서, 신호 변환 회로(251ㆍ252)에 의해, USBPD(4U)ㆍ전력 공급 장치(PD)(4)의 제어 입력 신호의 전환을 실시 가능하다. 신호 변환 회로(251ㆍ252)는 USBPD(4U)ㆍ전력 공급 장치(PD)(4)에 내장 가능하다.
USBPD(4U)ㆍ전력 공급 장치(PD)(4)는, 도 18의 (a)에 도시한 바와 같이, 신호 변환 회로(251ㆍ252)와 각각 쌍방향으로 접속 가능하다.
도 18의 (b)에 있어서는, 복수의 신호 변환 회로(251ㆍ252)에 의해, USBPD(4U)용의 리셉터클(41UR)ㆍ전력 공급 장치(PD)(4)용의 리셉터클(41R)의 제어 입력 신호의 전환을 실시 가능하다.
리셉터클(41UR)ㆍ플러그(2A) 간은 전력 라인 POL에 의해 접속된다. 리셉터클(41R)ㆍ플러그(2B) 간은 전력 라인 POLㆍ통신 전용 라인 COL이 접속된다.
신호 변환 회로(251ㆍ252)는, 도 18의 (b)에 도시한 바와 같이, 리셉터클(41URㆍ41R)과 각각 쌍방향으로 접속 가능하다.
실시 형태에 따른 전력 공급 장치(PD)(4)를 내장한 AC 어댑터/AC 차저(3)는, 도 19의 (a)에 도시한 바와 같이, 콘센트(1)에 접속 가능한 플러그(2)와 케이블을 사용하여 접속 가능하고, 또한 외부에 배치된 플러그(5)와 접속 가능하다. 신호 변환 회로(25)ㆍ플러그(5) 간은 전력 라인 POLㆍ통신 전용 라인 COL에 의해 접속된다. 도 19의 (a)에 있어서는, 신호 변환 회로(25)에 의해, 전력 공급 장치(PD)(4)의 제어 입력 신호의 전환을 실시 가능하다. 신호 변환 회로(25)는 전력 공급 장치(PD)(4)에 내장 가능하다.
또한, 실시 형태에 따른 전력 공급 장치를 내장한 AC 어댑터/AC 차저(3)는, 도 19의 (b)에 도시한 바와 같이, 콘센트(1)에 접속 가능한 플러그(2)와 케이블을 사용하여 접속 가능하고, 또한 전력 공급 장치(PD)(4)용의 리셉터클(41R)ㆍ신호 변환 회로(25)를 구비하고 있어도 된다. 도 19의 (b)에 있어서는, 신호 변환 회로(25)에 의해, 전력 공급 장치(PD)(4)용의 리셉터클(41R)의 제어 입력 신호의 전환을 실시 가능하다.
또한, 실시 형태에 따른 전력 공급 장치를 내장한 AC 어댑터/AC 차저(3)는, 도 19의 (c)에 도시한 바와 같이, 콘센트(1)에 접속 가능한 플러그(2)와 케이블을 사용하여 접속 가능하고, 또한 플러그(41P)를 구비하고 있어도 된다. 플러그(41P)는 외부에 배치된 플러그(5)와 접속 가능하다. 플러그(41P)ㆍ플러그(5) 간은 전력 라인 POLㆍ통신 전용 라인 COL에 의해 접속된다. 도 19의 (c)에 있어서는, 신호 변환 회로(25)에 의해, 전력 공급 장치(PD)(4)용의 플러그(41P)의 제어 입력 신호의 전환을 실시 가능하다.
또한, 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(PD)(4)를 내장한 AC 어댑터/AC 차저(3)는, 도 20의 (a)에 도시한 바와 같이, 콘센트(1)에 접속 가능한 플러그(2)와 USBPD 케이블(6)을 사용하여 접속되고, 또한 외부에 배치된 플러그(5)와 접속 가능하다. 신호 변환 회로(25)ㆍ플러그(5) 간은 전력 라인 POLㆍ통신 전용 라인 COL에 의해 접속된다. 도 20의 (a)에 있어서는, 신호 변환 회로(25)에 의해, 전력 공급 장치(PD)(4)의 제어 입력 신호의 전환을 실시 가능하다. 신호 변환 회로(25)는 전력 공급 장치(PD)(4)에 내장 가능하다.
또한, 실시 형태에 따른 전력 공급 장치를 내장한 AC 어댑터/AC 차저(3)는, 도 20의 (b)에 도시한 바와 같이, 콘센트(1)에 접속 가능한 플러그(2)와 USBPD 케이블(6)을 사용하여 접속 가능하고, 또한 리셉터클(41R)을 구비하고 있어도 된다. 도 20의 (b)에 있어서는, 신호 변환 회로(25)에 의해, 전력 공급 장치(PD)(4)용의 리셉터클(41R)의 제어 입력 신호의 전환을 실시 가능하다.
또한, 실시 형태에 따른 전력 공급 장치를 내장한 AC 어댑터/AC 차저(3)는, 도 20의 (c)에 도시한 바와 같이, 콘센트(1)에 접속 가능한 플러그(2)와 USBPD 케이블(6)을 사용하여 접속되고, 또한 플러그(41P)를 구비하고 있어도 된다. 플러그(41P)는 외부에 배치된 플러그(5)와 접속 가능하다. 플러그(41P)ㆍ플러그(5) 간은 전력 라인 POLㆍ통신 전용 라인 COL에 의해 접속된다. 도 20의 (c)에 있어서는, 신호 변환 회로(25)에 의해, 전력 공급 장치(PD)(4)용의 플러그(41P)의 제어 입력 신호의 전환을 실시 가능하다.
또한, 콘센트(1)에 접속 가능한 플러그(2)는, 도 21의 (a)∼도 21의 (c)에 도시한 바와 같이, 실시 형태에 따른 전력 공급 장치를 내장한 AC 어댑터/AC 차저(3)에 내장되어 있어도 된다.
실시 형태에 따른 전력 공급 장치(PD)(4) 및 플러그(2)를 내장한 AC 어댑터/AC 차저(3)는, 도 21의 (a)에 도시한 바와 같이, 외부에 배치된 플러그(5)와 접속 가능하다. 신호 변환 회로(25)ㆍ플러그(5) 간은 전력 라인 POLㆍ통신 전용 라인 COL에 의해 접속된다. 도 21의 (a)에 있어서는, 신호 변환 회로(25)에 의해, 전력 공급 장치(PD)(4)의 제어 입력 신호의 전환을 실시 가능하다. 신호 변환 회로(25)는 전력 공급 장치(PD)(4)에 내장 가능하다.
또한, 실시 형태에 따른 전력 공급 장치 및 플러그(2)를 내장한 AC 어댑터/AC 차저(3)는, 도 21의 (b)에 도시한 바와 같이, 리셉터클(41R)을 구비하고 있어도 된다. 도 21의 (b)에 있어서는, 신호 변환 회로(25)에 의해, 전력 공급 장치(PD)(4)용의 리셉터클(41R)의 제어 입력 신호의 전환을 실시 가능하다.
또한, 실시 형태에 따른 전력 공급 장치 및 플러그(2)를 내장한 AC 어댑터/AC 차저(3)는, 도 21의 (c)에 도시한 바와 같이, 플러그(41P)를 구비하고 있어도 된다. 플러그(41P)는 외부에 배치된 플러그(5)와 접속 가능하다. 플러그(41P)ㆍ플러그(5) 간은 전력 라인 POLㆍ통신 전용 라인 COL에 의해 접속된다. 도 21의 (c)에 있어서는, 신호 변환 회로(25)에 의해, 전력 공급 장치(PD)(4)용의 플러그(41P)의 제어 입력 신호의 전환을 실시 가능하다.
실시 형태에 따른 전력 공급 장치는, 도 22의 (a)∼도 22의 (c)에 도시한 바와 같이, AC 어댑터/AC 차저(3)에 복수개 내장 가능하다. 또한, 콘센트(1)에 접속 가능한 플러그(2)를 내장하고 있다.
복수의 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(PD)(41ㆍ42) 및 플러그(2)를 내장한 AC 어댑터/AC 차저(3)는, 도 22의 (a)에 도시한 바와 같이, 외부에 배치된 복수의 플러그(51ㆍ52)와 접속 가능하다. 신호 변환 회로(25)와 플러그(51ㆍ52) 간은 전력 라인 POLㆍ통신 전용 라인 COL에 의해 접속된다. 도 22의 (a)에 있어서는, 신호 변환 회로(25)에 의해, 전력 공급 장치(PD)(41ㆍ42)의 제어 입력 신호의 전환을 실시 가능하다. 신호 변환 회로(25)는 전력 공급 장치(PD)(41ㆍ42)에 내장 가능하다.
또한, 복수의 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(PD)(41ㆍ42) 및 플러그(2)를 내장한 AC 어댑터/AC 차저(3)는, 도 22의 (b)에 도시한 바와 같이, 리셉터클(41Rㆍ42R)을 구비하고 있어도 된다. 도 22의 (b)에 있어서는, 신호 변환 회로(25)에 의해, 전력 공급 장치(PD)(41ㆍ42)용의 리셉터클(41Rㆍ42R)의 제어 입력 신호의 전환을 실시 가능하다.
또한, 복수의 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(PD)(41ㆍ42) 및 플러그(2)를 내장한 AC 어댑터/AC 차저(3)는, 도 22의 (c)에 도시한 바와 같이, 플러그(41Pㆍ42P)를 구비하고 있어도 된다. 플러그(41Pㆍ42P)는 외부에 배치된 플러그(51ㆍ52)와 접속 가능하다. 플러그(41Pㆍ42P)와 플러그(51ㆍ52) 간은 전력 라인 POLㆍ통신 전용 라인 COL에 의해 접속된다. 도 22의 (c)에 있어서는, 신호 변환 회로(25)에 의해, 전력 공급 장치(PD)(41ㆍ42)용의 플러그(41Pㆍ42P)의 제어 입력 신호의 전환을 실시 가능하다.
(전자 기기)
제1∼제8 실시 형태에 따른 전력 공급 장치는, 도 23∼도 24에 도시한 바와 같이, 전자 기기(7)에 내장 가능하다. 전자 기기로서는, 예를 들어 모니터, 외부 하드디스크 드라이브, 셋톱 박스, 랩톱 PC, 태블릿 PC, 스마트폰, 배터리 차저 시스템, 퍼스널 컴퓨터, 디스플레이, 프린터, 청소기, 냉장고, 팩시밀리, 전화기, 카 내비게이션, 카 컴퓨터, 텔레비전, 안경, 헤드 마운트 디스플레이, 선풍기, 에어컨, 레이저 디스플레이 또는 벽 콘센트 등 다양한 기기를 적용 가능하다.
콘센트(1)에 접속 가능한 플러그(2)와 전자 기기(7)를 케이블을 사용하여 접속하는 결선예로서, 전자 기기(7) 내부에 전력 공급 장치(41ㆍ42) 및 리셉터클(41Rㆍ42R)을 내장하는 내부 회로(71ㆍ72)를 구비하는 예는, 도 23의 (a)에 도시한 바와 같이 나타내어진다.
또한, 콘센트(1)에 접속 가능한 플러그(2)를 전자 기기(7)에 내장하고, 전자 기기(7) 내부에 전력 공급 장치(41ㆍ42) 및 리셉터클(41Rㆍ42R)을 내장하는 내부 회로(71ㆍ72)를 구비하는 예는, 도 23의 (b)에 도시한 바와 같이 나타내어진다.
도 23의 (a)ㆍ도 23의 (b)에 있어서, 리셉터클(41Rㆍ42R) 간은, 전력 라인 POLㆍ통신 전용 라인 COL에 의해 접속 가능하다. 도 23의 (a)ㆍ도 23의 (b)에 있어서는, 신호 변환 회로(25)에 의해, 전력 공급 장치(PD)(41ㆍ42)용의 리셉터클(41Rㆍ42R)의 제어 입력 신호의 전환을 실시 가능하다.
콘센트(1)에 접속 가능한 플러그(2)를 전자 기기(7)에 내장하고, 전자 기기(7) 내부에 전력 공급 장치(41ㆍ42) 및 리셉터클(41Rㆍ42R)을 내장하는 내부 회로(71ㆍ72)를 구비하는 예에 있어서, 1개의 내부 회로(72) 내에 외부에 접속되는 리셉터클(43R)을 갖는 예는, 도 24의 (a)에 도시한 바와 같이 나타내어진다.
또한, 콘센트(1)에 접속 가능한 플러그(2)를 전자 기기(7)에 내장하고, 전자 기기(7) 내부에 전력 공급 장치(41ㆍ42) 및 리셉터클(41Rㆍ42R)을 내장한 내부 회로(71ㆍ72)를 구비하는 예에 있어서, 1개의 내부 회로(72) 내에 외부에 접속되는 복수의 리셉터클(43Rㆍ44R)을 갖는 예는, 도 24의 (b)에 도시한 바와 같이 나타내어진다.
도 24의 (a)ㆍ도 24의 (b)에 있어서도, 리셉터클(41Rㆍ42R) 간은, 전력 라인 POLㆍ통신 전용 라인 COL에 의해 접속 가능하다. 또한, 도 24의 (a)ㆍ도 24의 (b)에 있어서는, 신호 변환 회로(25)에 의해, 전력 공급 장치(PD)(41ㆍ42)용의 리셉터클(41Rㆍ42R)의 제어 입력 신호의 전환을 실시 가능하다.
(보호 기능)
접속 대상을 스마트폰(160)으로 하는 경우의 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)의 보호 기능의 설명도는, 도 25의 (a)에 도시한 바와 같이 나타내어지고, 접속 대상을 랩톱 PC(140)로 하는 경우의 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)의 보호 기능의 설명도는, 도 25의 (b)에 도시한 바와 같이 나타내어진다.
실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)는, 도 25의 (a)ㆍ도 25의 (b)에 도시한 바와 같이, 1차측 과전력 보호 회로(OPP1)(81ㆍ83)와, 1차측 과전력 보호 회로(OPP1)(81ㆍ83)와 접속된 2차측 과전력 보호 회로(OPP2)(82ㆍ84)를 구비하고 있어도 된다. 1차측 과전력 보호 회로(OPP1)(81ㆍ83)는, 1차측 컨트롤러(도시 생략)에 접속된다. 또한, 1차측 과전력 보호 회로(OPP1)(81ㆍ83)는, 1차측 컨트롤러에 내장되어 있어도 된다. 2차측 과전력 보호 회로(OPP2)(82ㆍ84)는, 2차측 컨트롤러(16)에 접속된다.
또한, 도 25의 (a)ㆍ도 25의 (b)에 도시한 바와 같이, 리셉터클(41R)ㆍ접속 대상(스마트폰(160)ㆍ랩톱 PC(140)) 간은 전력 라인 POLㆍ통신 전용 라인 COL에 의해 접속된다. 2차측 컨트롤러(16)와 리셉터클(41R) 간에는, 신호 변환 회로(25)가 접속되어 있고, 신호 변환 회로(25)에 의해, 전력 공급 장치(PD)(41ㆍ42)용의 리셉터클(41R)의 제어 입력 신호의 전환을 실시 가능하다.
리셉터클(41R)에 접속되는 대상 기기(세트)에 따라서, 리셉터클(41R)에 있어서의 전력 정보ㆍ통신 제어 정보가 2차측 컨트롤러(16)로부터 2차측 과전력 보호 회로(OPP2)(82ㆍ84)에 전송되고, 또한 2차측 과전력 보호 회로(OPP2)(82ㆍ84)는, 이 전력 정보ㆍ통신 제어 정보를 1차측 과전력 보호 회로(OPP1)(81ㆍ83)에 전송한다. 이 결과, 리셉터클(41R)에 접속되는 대상 기기(세트)에 따라서, 과전류 검출 설정값을 변경하여, DC/DC 컨버터(13)의 전력 전환을 실시 가능하다.
리셉터클(41R)에 있어서의 전력 정보ㆍ통신 제어 정보가 과전류 검출 설정값을 초과하였는지 여부의 판단은, 1차측 과전력 보호 회로(OPP1)(81)ㆍ2차측 과전력 보호 회로(OPP2)(82) 중 어느 것에 의해 실시해도 된다.
리셉터클(41R)에 있어서의 전력 정보ㆍ통신 제어 정보가 과전류(과전력) 검출 설정값을 초과하였다고 판단된 경우에는, 1차측 과전력 보호 회로(OPP1)(81ㆍ83)는, 1차측 컨트롤러(도시 생략)에 과전류(과전력) 보호 제어 신호를 송신하여, DC/DC 컨버터(13)의 전력 억제를 위한 전환을 실시 가능하다.
실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에는, 과전류 보호(OCP : Over Current Protection), 과전력 보호(OPP : Over Power Protection), 과전압(OVP : Over Voltage Protection) 보호, 과부하 보호(OLP : Over Load Protection), 과온도 보호(TSD : Thermal Shut Down) 등의 여러 기능을 적용 가능하다.
실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에는, 예를 들어 1차측 컨트롤러(도시 생략)에 어떠한 센서 소자를 접속하고, 이 센서 소자의 특성에 따라서 보호를 실시하는 센서(SENSOR) 보호 기능을 구비하고 있어도 된다.
실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서, 과전류(과전력) 검출 설정값을 변경하는 경우에는, 상기한 바와 같이, 리셉터클(41R)에 있어서의 전력 정보ㆍ통신 제어 정보를 2차측 컨트롤러(16)ㆍ2차측 과전력 보호 회로(OPP2)(82ㆍ84)를 통해 1차측 과전력 보호 회로(OPP1)(81ㆍ83)에 전송하고, 리셉터클(41R)에 접속되는 대상 기기(세트)에 따라서, 과전류 검출 설정값을 변경하여, DC/DC 컨버터(13)의 전력 전환을 실시 가능하다.
또한, 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서, 과전류(과전력) 검출 설정값을 변경하는 경우에는, 리셉터클(41R)에 있어서의 전력 정보ㆍ통신 제어 정보를 2차측 컨트롤러(16)로부터 직접 1차측 과전력 보호 회로(OPP1)(81ㆍ83)에 전송하여, 1차측 과전력 보호 회로(OPP1)(81ㆍ83)에 있어서, 직접 설정값을 변경하도록 해도 된다.
또한, 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)의 외부로부터 직접 1차측 과전력 보호 회로(OPP1)(81ㆍ83)에 전송하도록 해도 된다.
이와 같이, 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)에 있어서는, 1차측 과전력 보호 회로(OPP1)(81ㆍ83)에 있어서, 리셉터클(41R)에 접속되는 대상 기기(세트)에 따라서, 공급 전력 레벨을 변경 가능하다. 이 결과, 이상 상태에 있어서의 대상 기기(세트)의 파괴를 방지 가능하다.
접속 대상을 스마트폰(160)으로 하는 경우, 스마트폰(160)(전력량 5Vㆍ1A=5W)에 대하여, 2차측 컨트롤러(16)로부터 2차측 과전력 보호 회로(OPP2)(82)에, 예를 들어 7W의 전력 정보ㆍ통신 제어 정보가 전송되면, 2차측 과전력 보호 회로(OPP2)(82)로부터 1차측 과전력 보호 회로(OPP1)(81)에 이 7W의 전력 정보ㆍ통신 제어 정보가 전송되고, 1차측 과전력 보호 회로(OPP1)(81)에 있어서, 7W로부터 예를 들어 10W로의 과전류(과전력) 검출 설정값 UP의 전환(SW)을 행한다. 이 결과, 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)의 DC/DC 컨버터에서는, 10W까지의 전력 전송이 가능해진다.
접속 대상을 랩톱 PC(140)로 하는 경우, 랩톱 PC(140)(전력량 20Vㆍ3A=60W)에 대하여, 2차측 컨트롤러(16)로부터 2차측 과전력 보호 회로(OPP2)(84)에, 예를 들어 80W의 전력 정보ㆍ통신 제어 정보가 전송되면, 2차측 과전력 보호 회로(OPP2)(84)로부터 1차측 과전력 보호 회로(OPP1)(83)에 이 80W의 전력 정보ㆍ통신 제어 정보가 전송되고, 1차측 과전력 보호 회로(OPP1)(83)에 있어서, 80W로부터 예를 들어 100W로의 과전류(과전력) 검출 설정값 UP의 전환(SW)을 행한다. 이 결과, 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)의 DC/DC 컨버터에서는, 100W까지의 전력 전송이 가능해진다.
(리셉터클/플러그)
리셉터클을 탑재한 AC 어댑터ㆍAC 차저ㆍ전자 기기에 적용 가능한 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(85)는, 도 26에 도시한 바와 같이, 예를 들어 AC 전원 100V∼115V를 갖는 콘센트에 접속 가능하고, 또한 전력 라인 POLㆍ통신 전용 라인 COL에 접속된 플러그를 삽입 가능하다. 플러그 구조의 예는 도 29에 도시된다.
전력 라인 POL은, 리셉터클의 상측 전력 단자 PUㆍ하측 전력 단자 PD 중 어느 것에도 접속 가능하고, 통신 전용 라인 COL은 리셉터클의 상측 통신 단자 CUㆍ하측 통신 단자 CD 중 어느 것에도 접속 가능하다. 전력 라인 POL에는 전력 정보가 전송 가능하고, 통신 전용 라인 COL에는 통신 제어 정보가 전송 가능하다. 실시 형태에 따른 전력 공급 장치를 탑재한 AC 어댑터ㆍAC 차저ㆍ전자 기기에 적용 가능한 리셉터클(85)은, 도 23에 도시한 바와 같이, 전력 단자 PUㆍPD, 통신 단자 CUㆍCD 모두 접속 가능하고, 대응하는 플러그의 상하(표리)를 선택할 필요가 없어, 사용 편의성이 좋다.
또한, 리셉터클을 탑재한 AC 어댑터ㆍAC 차저ㆍ전자 기기에 적용 가능한 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(86)는, 도 27에 도시한 바와 같이, 예를 들어 AC 전원 230V를 갖는 콘센트에 접속 가능하고, 또한 전력 라인 POLㆍ통신 전용 라인 COL에 접속된 플러그를 삽입 가능하다. 플러그 구조의 예는 도 29에 도시된다.
또한, 리셉터클을 탑재한 AC 어댑터ㆍAC 차저ㆍ전자 기기에 적용 가능한 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(87)는, 도 28에 도시한 바와 같이, 예를 들어 AC 전원 100V∼115V를 갖는 콘센트에 접속 가능하고, 또한 전력 라인 POLㆍ통신 전용 라인 COL에 접속된 복수의 플러그를 삽입 가능하다. 플러그 구조의 예는 도 29에 도시된다.
신호 변환 회로는, AC 어댑터ㆍAC 차저ㆍ전자 기기에 1개 또는 복수 내장 가능하다. 이와 같은 신호 변환 회로 동작에 의해, 리셉터클(85ㆍ86ㆍ87)의 출력의 취출 개수를 다양하게 선택 가능하다. 예를 들어, 취출 개수비를 1:N, 1:1, N:1로 해도 된다. 여기서, N은 2 이상의 정수이다. 또한, USBPD 리셉터클과 병용하는 것도 가능하다.
또한, 플러그(2)를 탑재한 AC 어댑터ㆍAC 차저ㆍ전자 기기에 적용 가능한 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(88)는, 도 29에 도시한 바와 같이, 예를 들어 AC 전원 100V∼115V를 갖는 콘센트나, AC 전원 230V를 갖는 콘센트에 접속 가능하다. 플러그(2)는, 도 17의 (a)ㆍ도 17의 (b), 도 18의 (b), 도 19의 (a)ㆍ도 19의 (c), 도 20의 (a)ㆍ도 20의 (c), 도 21의 (a)ㆍ도 21의 (c), 도 22의 (a)ㆍ도 22의 (c)의 형태와 동의(同義)이다. 또한, 플러그(2)는 USB-PD에도 적용 가능해도 된다. 따라서, 도 29에 있어서, 플러그(2)는 개량형 USB 플러그라 호칭할 수 있다.
통상의 USB의 플러그는, 편면에 전극이 있고 VBUS, D+, D-, GND 단자를 갖는다. USBPD의 플러그는, 편면에 전극이 있고 VBUS, D+, D-, GND 단자를 갖는다(형상은 USB와 동일함).
여기서, 상기의 개량형 USB 플러그(2)는 양면에 전극이 있어, 표리의 구별이 없고, VBUS, D+, D-, CU 또는 CD, GND 단자를 갖는다. CU 또는 CD와는 장치끼리가 쌍방향 통신하기 위한 전용 통신 라인 COL에 접속된다. 이 개량형 USB 플러그(2)는 개량형 USB 리셉터클에 삽입되어 전원, 데이터 통신이 가능하게 된다. 따라서, 플러그(2)는 개량형 USB 플러그, 리셉터클은, 개량형 USB 리셉터클이라 호칭할 수 있다.
(복수의 접속 대상)
실시 형태에 따른 전력 공급 장치에 있어서, 복수의 리셉터클을 통해 복수의 접속 대상과 접속하는 모식적 회로 블록 구성은, 도 30에 도시한 바와 같이 나타내어진다. 도 30에 있어서, 2차측 컨트롤러(도시 생략)와 접속되는 신호 변환 회로(25)는 리셉터클(41R1ㆍ41R2ㆍ41R3)을 통해, 각각 접속 대상인 스마트폰(160)ㆍ랩톱 PC(140)ㆍ태블릿 PC(150)에 접속된다. 이들은, 결합 캐패시터 CC 및 AC 결합 캐패시터 Ct1ㆍCt2ㆍCt3을 통해도 된다. 리셉터클(41R1ㆍ41R2ㆍ41R3)과 스마트폰(160)ㆍ랩톱 PC(140)ㆍ태블릿 PC(150) 간에는, 전력 라인 POLㆍ통신 전용 라인 COL이 접속되어 있다. 전력 라인 POL은, 신호 변환 회로(25)에 의해 제어 가능한 스위치 SWC에 의해 스위칭 제어되며, 전력선 출력(VBUS)에 접속된다. 통신 전용 라인 COL 상에는, 스마트폰(160)ㆍ랩톱 PC(140)ㆍ태블릿 PC(150)로부터 전력 공급 장치(4)에의 제어 입력 신호 및 실시 형태에 따른 전력 공급 장치로부터 스마트폰(160)ㆍ랩톱 PC(140)ㆍ태블릿 PC(150)에의 제어 출력 신호가 전송 가능하다.
복수의 리셉터클(41R1ㆍ41R2ㆍ41R3ㆍ41R4)을 탑재한 AC 어댑터ㆍAC 차저ㆍ전자 기기에 적용 가능한 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(89)의 모식적 조감 구조예는, 도 31에 도시한 바와 같이 나타내어진다. 도 31의 예에서는, 4개의 리셉터클(41R1ㆍ41R2ㆍ41R3ㆍ41R4)이 접속 가능하고, 스위치(89S)에 의해, 수동으로 전환할 수 있다. 도 30 도시된 리셉터클(41R1ㆍ41R2ㆍ41R3)은, 도 31의 리셉터클(41R1ㆍ41R2ㆍ41R3)과 대응하고 있다. 또한, 도 31의 예에서는, 4개의 리셉터클(41R1ㆍ41R2ㆍ41R3ㆍ41R4)의 예가 도시되어 있지만, 예를 들어 2개, 또는 6개 등, 임의의 개수에 대응 가능하다.
(USBPD 통신)
복수의 실시 형태에 따른 전력 공급 장치 간에서, 제어 입출력 신호를 USBPD 통신에 사용하는 예를 설명하는 모식적 회로 블록 구성은, 도 32의 (a)에 도시한 바와 같이 나타내어지고, 도 32의 (a)에 있어서, 신호 변환 회로 내를 제어 입출력 신호가 스루하는 경우를 나타내는 모식적 회로 블록 구성은, 도 32의 (b)에 도시한 바와 같이 나타내어진다.
제1 전력 공급 장치에 있어서는, 도 32의 (a)에 도시한 바와 같이, 2차측 컨트롤러(161)가 결합 캐패시터 CC를 통해 신호 변환 회로(251)에 접속되고, 신호 변환 회로(251)는 제어 단자 CT1에 접속되어 있다. 그 밖의 구성은 도시를 생략하고 있다. 제2 전력 공급 장치에 있어서는, 도 32의 (a)에 도시한 바와 같이, 2차측 컨트롤러(162)가 결합 캐패시터 CC를 통해 신호 변환 회로(252)에 접속되고, 신호 변환 회로(252)는 제어 단자 CT2에 접속되어 있다. 그 밖의 구성은 도시를 생략하고 있다. 또한, 신호 변환 회로(251ㆍ252)는, AC 결합 캐패시터 Ct를 통해 제어 단자 CT1ㆍCT2에 접속되어 있어도 된다.
USBPD 통신에서는, 제어 단자 CT1ㆍCT2 간은 전력 라인 POL로 접속된다.
제1 전력 공급 장치ㆍ제2 전력 공급 장치 간에서, 제어 입출력 신호를 USBPD 통신에 사용하는 경우, 도 32의 (b)에 도시한 바와 같이, 신호 변환 회로(251) 내를 제어 입출력 신호가 스루하도록 구성하면 된다.
(전력 공급 시스템)
실시 형태에 따른 전력 공급 장치를 적용 가능한 전력 공급 시스템에 있어서는, 케이블의 방향을 변화시키지 않고, 전력의 소스를 전환할 수 있다. 예를 들어, 외부 기기로부터 랩톱 PC의 배터리의 충전과, 랩톱 PC의 배터리나 내부 전력 공급 장치로부터 외부 기기(디스플레이 등)의 급전을 케이블의 교체없이 실현 가능하다.
또한, 전력 라인 POLㆍ통신 전용 라인 COL을 통해, 2개의 유닛 간에서, 전력 전송ㆍ반이중 데이터 통신을 실현 가능하다.
실시 형태에 따른 전력 공급 장치를 적용 가능한 전력 공급 시스템에 있어서, 배터리 차저 시스템과 랩톱 PC 사이에서는, DC 전력 공급(DC 출력 VBUS)과 데이터 통신을 전력 라인 POLㆍ통신 전용 라인 COL을 사용하여 전송 가능하다. 여기서, 배터리 차저 시스템ㆍ랩톱 PC에는, 실시 형태에 따른 전력 공급 장치가 탑재된다.
실시 형태에 따른 전력 공급 장치를 적용 가능한 전력 공급 시스템에 있어서, 스마트폰과 랩톱 PC 사이에 있어서도, 전력 라인 POLㆍ통신 전용 라인 COL을 사용하여, DC 전력 공급(DC 출력 VBUS), 데이터 통신을 전력 라인 POLㆍ통신 전용 라인 COL을 사용하여 전송 가능하다. 여기서, 스마트폰ㆍ랩톱 PC에는, 실시 형태에 따른 전력 공급 장치가 탑재된다.
실시 형태에 따른 전력 공급 장치를 적용 가능한 전력 공급 시스템에 있어서, 2개의 퍼스널 컴퓨터 PCAㆍPCB 간의 데이터 통신 및 전력 공급을 설명하는 모식적 블록 구성은, 도 33에 도시한 바와 같이 나타내어진다. 도 33에 있어서, DC/DC 컨버터는 도시를 생략하고, 2차측 컨트롤러(16Aㆍ16B)ㆍ신호 변환 회로(25Aㆍ25B)가 도시되어 있다. 퍼스널 컴퓨터 PCAㆍPCB에는, 실시 형태에 따른 전력 공급 장치가 탑재되어 있다. 또한, 2차측 컨트롤러(16Aㆍ16B)와 신호 변환 회로(25Aㆍ25B) 간은 직접 접속되어 있다. 또한, 2차측 컨트롤러(16Aㆍ16B)와 신호 변환 회로(25Aㆍ25B) 간은, 결합 캐패시터 CC를 통해 접속되어 있어도 된다.
퍼스널 컴퓨터 PCAㆍPCB 간은, 전력 라인 POL 및 통신 전용 라인 COL을 통해 접속된다. 통신 전용 라인 COL은 제어 단자 CT1ㆍCT2 간에 접속된다.
도 33에 도시한 바와 같이, 제어 단자 CT1은 신호 변환 회로(25A)를 통해, 컨트롤러(16A)에 접속되고, 제어 단자 CT2는 신호 변환 회로(25B)를 통해, 컨트롤러(16B)에 접속된다. 또한, 신호 변환 회로(25Aㆍ25B)와 제어 단자 CT1ㆍCT2 간은, AC 결합 캐패시터 Ct를 통해 접속되어 있어도 된다. 또한, 퍼스널 컴퓨터 PCA에는, 배터리 E와 배터리 E에 접속되는 배터리 차저 IC(CHG)(53)가 탑재되고, 퍼스널 컴퓨터 PCB에는, 파워 매니지먼트 IC(PMIC : Power Management IC)(54)가 탑재되어 있다. 또한, 필터 회로를 구성하는 인덕턴스 LFㆍCF는 각각 생략 가능하다.
실시 형태에 따른 전력 공급 장치를 적용 가능한 전력 공급 시스템에 있어서는, 예를 들어 퍼스널 컴퓨터 PCB로부터 퍼스널 컴퓨터 PCA의 배터리 E의 충전과, 퍼스널 컴퓨터 PCA의 배터리 E로부터 퍼스널 컴퓨터 PCB의 급전을 케이블의 교체없이 실현 가능하다.
또한, 통신 전용 라인 COL에는, 신호 변환 회로(25Aㆍ25B)를 통해 2차측 컨트롤러(16Aㆍ16B)가 접속되어 있어, 퍼스널 컴퓨터 PCAㆍPCB 간에 있어서, 예를 들어 반이중 데이터 통신을 실현하고 있다. 여기서, 캐리어 주파수는, 예를 들어 약 23.2㎒이고, FSK 변복조 주파수는, 예를 들어 약 300kbps이다. 여기서, 부호 오류율(BER : Bit Error Rate)은, 예를 들어 약 1×10-6이고, 비스트(BIST : built-in self test)용의 LSI를 내장하고 있어도 된다.
실시 형태에 따른 전력 공급 장치를 적용 가능한 전력 공급 시스템에 있어서, 2개의 유닛(56ㆍ58) 간의 데이터 통신 및 전력 공급을 설명하는 모식적 블록 구성은, 도 34의 (a)에 도시한 바와 같이 나타내어진다.
2개의 유닛(56ㆍ58) 간은, 전력 라인 POL 및 통신 전용 라인 COL에 의해 접속된다. 전력 라인 POL 및 통신 전용 라인 COL은, 2개의 유닛(56ㆍ58)에 내장되는 리셉터클(41Rㆍ42R)에 플러그 접속된다.
2개의 유닛(56ㆍ58)은, 임의의 전자 기기이며, 실시 형태에 따른 전력 공급 장치가 탑재되어 있다. 도 34의 (a)에 있어서, DC/DC 컨버터는 도시를 생략하고, 2차측 컨트롤러(16Aㆍ16B)ㆍ신호 변환 회로(25Aㆍ25B)가 도시되어 있다. AC 결합 캐패시터 Ct는 생략되어 있다. 또한, 2차측 컨트롤러(16Aㆍ16B)와 신호 변환 회로(25Aㆍ25B) 간은 직접 접속되어 있다. 또한, 2차측 컨트롤러(16Aㆍ16B)와 신호 변환 회로(25Aㆍ25B) 간은 결합 캐패시터 CC를 통해 접속되어 있어도 된다.
실시 형태에 따른 전력 공급 장치를 내장한 AC 어댑터/AC 차저(3)ㆍ스마트폰(160)을 포함하는 전력 공급 시스템의 모식적 블록 구성은, 도 34의 (b)에 도시한 바와 같이 나타내어진다.
AC 어댑터/AC 차저(3)ㆍ스마트폰(160) 간은, 전력 라인 POL 및 통신 전용 라인 COL에 의해 접속된다. 전력 라인 POL 및 통신 전용 라인 COL은, AC 어댑터(3)ㆍ스마트폰(160)에 내장되는 리셉터클(41Rㆍ42R)에 플러그 접속된다.
AC 어댑터/AC 차저(3)ㆍ스마트폰(160)에는, 실시 형태에 따른 전력 공급 장치가 탑재되어 있다. 도 34의 (b)에 있어서, DC/DC 컨버터는 도시를 생략하고, 2차측 컨트롤러(16Aㆍ16B)ㆍ신호 변환 회로(25Aㆍ25B)가 도시되어 있다.
AC 어댑터/AC 차저(3)는 AC/DC 컨버터(60)ㆍ2차측 컨트롤러(16A)ㆍ신호 변환 회로(25A)를 구비한다. 스마트폰(160)은 2차측 컨트롤러(16B)ㆍ신호 변환 회로(25B)ㆍ내장형 컨트롤러(EMBC)(64)ㆍCPU(68)ㆍPMIC(54)ㆍ배터리(66)ㆍ배터리 차저 IC(CHG)(62)를 구비한다. 2차측 컨트롤러(16Aㆍ16B)와 신호 변환 회로(25Aㆍ25B) 간에는, 결합 캐패시터 CC를 구비하고 있어도 된다. 또한, 신호 변환 회로(25Aㆍ25B)와 리셉터클(41Rㆍ42R) 간에는, AC 결합 캐패시터 Ct를 구비하고 있어도 된다. 또한, 필터 회로를 구성하는 인덕턴스 LFㆍCF는 각각 생략 가능하다.
실시 형태에 따른 전력 공급 장치를 적용 가능한 전력 공급 시스템에 있어서는, 예를 들어 AC 어댑터/AC 차저(3)로부터 스마트폰(160)의 배터리(66)의 충전과, 스마트폰(160)의 배터리(66)로부터 외부 기기의 급전을 케이블의 교체없이 실현 가능하다.
실시 형태에 따른 전력 공급 장치를 내장한 2개의 유닛(56ㆍ58)을 포함하는 전력 공급 시스템의 모식적 블록 구성은, 도 35에 도시한 바와 같이 나타내어진다.
2개의 유닛(56ㆍ58) 간은, 전력 라인 POL 및 통신 전용 라인 COL에 의해 접속된다. 전력 라인 POL 및 통신 전용 라인 COL은, 2개의 유닛(56ㆍ58)에 내장되는 리셉터클(41Rㆍ42R)에 플러그 접속된다.
2개의 유닛(56ㆍ58)에는, 실시 형태에 따른 전력 공급 장치가 탑재되어 있다. 도 35에 있어서, DC/DC 컨버터는 도시를 생략하고, 2차측 컨트롤러(16Aㆍ16B)ㆍ신호 변환 회로(25Aㆍ25B)가 도시되어 있다.
유닛(56)은 AC/DC 컨버터(60)ㆍ2차측 컨트롤러(16A)ㆍ신호 변환 회로(25A)를 구비하고, 유닛(58)은 2차측 컨트롤러(16B)ㆍ신호 변환 회로(25B)ㆍ부하(70)를 구비한다. 여기서, 부하(70)는 CPU, 배터리 BAT, 컨트롤러 CTR 등을 포함 가능하다. 2차측 컨트롤러(16Aㆍ16B)와 신호 변환 회로(25Aㆍ25B) 간에는, 결합 캐패시터 CC를 구비하고 있어도 된다. 또한, 신호 변환 회로(25Aㆍ25B)와 리셉터클(41Rㆍ42R) 간에는, AC 결합 캐패시터 Ct를 구비하고 있어도 된다. 또한, 필터 회로를 구성하는 인덕턴스 LFㆍCF는 각각 생략 가능하다.
실시 형태에 따른 전력 공급 장치를 적용 가능한 전력 공급 시스템에 있어서는, 예를 들어 유닛(56)으로부터 유닛(58)의 급전과, 유닛(58)으로부터 외부 기기의 급전을 케이블의 교체없이 실현 가능하다.
또한, 통신 전용 라인 COL에는, AC 결합 캐패시터 CCㆍ신호 변환 회로(25Aㆍ25B)를 통해 2차측 컨트롤러(16Aㆍ16B)가 접속되어 있어, 유닛(56ㆍ58) 간에 있어서도, 예를 들어 반이중 데이터 통신을 실현하고 있다.
실시 형태에 따른 전력 공급 장치를 적용 가능한 전력 공급 시스템에 있어서, 도 35의 구성과는 상이한 2개의 유닛(56ㆍ58)을 포함하는 모식적 블록 구성은, 도 36에 도시한 바와 같이 나타내어진다.
유닛(56)은 배터리 EㆍCPU(68A)ㆍ2차측 컨트롤러(16A)ㆍ신호 변환 회로(25A)를 구비하고, 유닛(58)은 CPU(68B)ㆍ2차측 컨트롤러(16B)ㆍ신호 변환 회로(25B)ㆍ부하 CL을 구비한다.
2개의 유닛(56ㆍ58) 간은, 전력 라인 POL 및 통신 전용 라인 COL에 의해 접속된다. 전력 라인 POL 및 통신 전용 라인 COL은, 2개의 유닛(56ㆍ58)에 내장되는 리셉터클(41Rㆍ42R)에 플러그 접속된다(도시 생략). 전력 라인 POL은 배터리 Eㆍ부하 CL 간에 접속되고, 통신 전용 라인 COL은 2차측 컨트롤러(16Aㆍ16B) 간에 접속된다. 2차측 컨트롤러(16Aㆍ16B)와 신호 변환 회로(25Aㆍ25B) 간에는, 결합 캐패시터 CC를 구비하고 있어도 된다. 또한, 신호 변환 회로(25Aㆍ25B)와 통신 전용 라인 COL 간에는, AC 결합 캐패시터 Ct를 구비하고 있어도 된다.
실시 형태에 따른 전력 공급 장치를 적용 가능한 전력 공급 시스템에 있어서는, 예를 들어 유닛(58)으로부터 유닛(56)의 배터리 E의 충전과, 유닛(56)의 배터리 E로부터 유닛(58)의 급전을 케이블의 교체없이 실현 가능하다. 또한, 유닛(56ㆍ58) 간에 있어서도, 예를 들어 반이중 데이터 통신을 실현하고 있다.
실시 형태에 따른 전력 공급 장치를 글로벌하게 적용 가능한 제1 전력 공급 시스템(100)은, 도 37에 도시한 바와 같이, 플러그를 통해 콘센트에 접속되는 모니터(110)와, USBPD 케이블을 사용하여 모니터(110)에 접속된 외부 하드디스크 드라이브(120)ㆍ셋톱 박스(130)ㆍ랩톱 PC(140)ㆍ태블릿 PC(150)ㆍ스마트폰(160)을 구비한다. 여기서, 모니터(110)는 그 밖에 TV나 도킹 스테이션이어도 된다.
각 구성 요소에는, 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)가 탑재되어 있지만, 도 37에서는, DC/DC 컨버터ㆍ결합 캐패시터 CC는 도시를 생략하고, 컨트롤러(16)ㆍ신호 변환 회로(25)가 도시되어 있다. 또한, 통신 전용 라인 COL에 AC 결합 캐패시터 Ct를 적용해도 된다. 또한, USBPD를 적용하는 경우에는, 컨트롤러(16)는 USBPD 컨트롤러를 적용해도 된다.
모니터(110)와 외부 하드디스크 드라이브(120)ㆍ셋톱 박스(130)ㆍ랩톱 PC(140)ㆍ태블릿 PC(150)ㆍ스마트폰(160) 사이에서는, 전력 라인 POL 및 통신 전용 라인 COL을 사용하여 전력 전송 및 통신 데이터 전송이 가능하다. 전력 라인 POL은, 굵은 실선으로 도시되어 있고, 통신 전용 라인 COL은 파선으로 도시되어 있다. 또한, USBPD를 적용하는 경우에는, 파선으로 도시된 통신 전용 라인 COL 대신에 전력 라인 POL을 사용해도 된다. 또한, 통신 전용 라인 COL은, AC 결합 캐패시터 Ct(도시 생략)를 통해 신호 변환 회로(25)ㆍ컨트롤러(16)에 접속된다. 한편, AC 결합 캐패시터 Ct를 통하지 않고 직접 신호 변환 회로(25)ㆍ컨트롤러(16)에 접속되어 있어도 된다.
원형 파선으로 도시된 부분은, 전력 라인 POL용의 케이블과 통신 전용 라인 COL용의 케이블이 분리되어 있는 것을 나타내고 있다. 전력 라인 POL용의 케이블로서는 USBPD 케이블, 통신 전용 라인 COL용 케이블로서는 통신 전용 케이블(COM)을 적용 가능하다. 또한, 전력 라인 POLㆍ통신 전용 라인 COL 변환 내장 케이블을 사용해도 된다.
모니터(110)에는, AC/DC 컨버터(60)ㆍ컨트롤러(16)ㆍ신호 변환 회로(25)가 탑재되고, 외부 하드디스크 드라이브(120)에는, CPU+인터페이스 보드(122)ㆍ컨트롤러(16)ㆍ신호 변환 회로(25)가 탑재되고, 셋톱 박스(130)에는, CPU+인터페이스 보드(132)ㆍ컨트롤러(16)ㆍ신호 변환 회로(25)가 탑재되고, 랩톱 PC(140)에는, NVDC(Narrow Voltage DC/DC) 차저(142)ㆍCPU(148)ㆍPCH(Platform Control Hub)(147)ㆍEC(Embedded Controller)(146)ㆍ컨트롤러(16)ㆍ신호 변환 회로(25)가 탑재되고, 태블릿 PC(150)에는, ACPU(Application CPU)(156)ㆍ배터리 차저 IC(CHG)(158)ㆍ배터리(157)ㆍ컨트롤러(16)ㆍ신호 변환 회로(25)가 탑재되고, 스마트폰(160)에는, ACPU(166)ㆍUSB 차저(162)ㆍ배터리(172)ㆍ컨트롤러(16)ㆍ신호 변환 회로(25)가 탑재되어 있다.
실시 형태에 따른 전력 공급 장치를 글로벌하게 적용 가능한 제2 전력 공급 시스템(200)은, 도 38에 도시한 바와 같이, 플러그를 통해 콘센트에 접속되는 USBPD 어댑터(230)와, USBPD 어댑터(230)에 접속된 랩톱 PC(140)와, 랩톱 PC(140)에 접속된 외부 하드디스크 드라이브(120)ㆍ모니터(110)ㆍ태블릿 PC(150)ㆍ스마트폰(160)을 구비한다. 여기서, 랩톱 PC(140)는, 그 밖에도 도킹 스테이션이어도 된다.
각 구성 요소에는, 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)가 탑재되어 있지만, 도 38에서는, DC/DC 컨버터ㆍ결합 캐패시터 CC는 도시를 생략하고, 컨트롤러(16)ㆍ신호 변환 회로(25)가 도시되어 있다. 또한, 통신 전용 라인 COL에 AC 결합 캐패시터 Ct를 적용해도 된다. 또한, USBPD를 적용하는 경우에는, 컨트롤러(16)는 USBPD 컨트롤러를 적용해도 된다.
랩톱 PC(140)와 USBPD 어댑터(230)ㆍ외부 하드디스크 드라이브(120)ㆍ모니터(110)ㆍ태블릿 PC(150)ㆍ스마트폰(160) 사이에서는, 전력 라인 POL 및 통신 전용 라인 COL을 사용하여 전력 전송 및 통신 데이터 전송이 가능하다.
USBPD 어댑터(230)에는, AC/DC 컨버터(60)ㆍ컨트롤러(16)ㆍ신호 변환 회로(25)가 탑재된다. 랩톱 PC(140)에는, NVDC 차저(142)ㆍCPU(148)ㆍPCH(147)ㆍEC(146)ㆍ배터리(154)ㆍDC/DC 컨버터(159)ㆍ컨트롤러(161ㆍ162)ㆍ신호 변환 회로(251ㆍ252)가 탑재되고, 모니터(110)에는, PMIC(112)ㆍ컨트롤러(16)ㆍ신호 변환 회로(25)가 탑재된다. 그 밖의 구성은, 제1 전력 공급 시스템(100)(도 37)과 마찬가지이다.
실시 형태에 따른 전력 공급 장치를 글로벌하게 적용 가능한 제3 전력 공급 시스템(300)은, 도 39에 도시한 바와 같이, 플러그를 통해 콘센트에 접속되는 USBPD 어댑터/차저(310)와, USBPD 어댑터/차저(310)에 접속된 외부 하드디스크 드라이브(120)ㆍ모니터(110)ㆍ셋톱 박스(130)ㆍ랩톱 PC(140)ㆍ태블릿 PC(150)ㆍ스마트폰(160)을 구비한다.
각 구성 요소에는, 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)가 탑재되어 있지만, 도 39에서는, DC/DC 컨버터ㆍ결합 캐패시터 CC는 도시를 생략하고, 컨트롤러(16)ㆍ신호 변환 회로(25)가 도시되어 있다. 또한, 통신 전용 라인 COL에 AC 결합 캐패시터 Ct를 적용해도 된다. 또한, USBPD를 적용하는 경우에는, 컨트롤러(16)는 USBPD 컨트롤러를 적용해도 된다.
USBPD 어댑터/차저(310)와 외부 하드디스크 드라이브(120)ㆍ모니터(110)ㆍ셋톱 박스(130)ㆍ랩톱 PC(140)ㆍ태블릿 PC(150)ㆍ스마트폰(160) 사이에서는, 전력 라인 POL 및 통신 전용 라인 COL을 사용하여 전력 전송 및 통신 데이터 전송이 가능하다.
USBPD 어댑터/차저(310)에는, AC/DC 컨버터(60)ㆍ컨트롤러(16)ㆍ신호 변환 회로(25)가 탑재된다. 그 밖의 구성은, 제1 전력 공급 시스템(100)(도 37)ㆍ제2 전력 공급 시스템(200)(도 38)과 마찬가지이다.
실시 형태에 따른 전력 공급 장치를 적용 가능한 제4 전력 공급 시스템(400)은, 도 40에 도시한 바와 같이, 플러그를 통해 콘센트에 접속되는 고기능 USBPD 어댑터/차저(330)와, 고기능 USBPD 어댑터/차저(330)에 접속된 외부 하드디스크 드라이브(120)ㆍ모니터(110)ㆍ셋톱 박스(130)ㆍ랩톱 PC(140)ㆍ태블릿 PC(150)ㆍ스마트폰(160)을 구비한다.
각 구성 요소에는, 실시 형태에 따른 전력 공급 장치(4)가 탑재되어 있지만, 도 40에서는, DC/DC 컨버터ㆍ결합 캐패시터 CC는 도시를 생략하고, 컨트롤러(16)ㆍ신호 변환 회로(25)가 도시되어 있다. 또한, 통신 전용 라인 COL에 AC 결합 캐패시터 Ct를 적용해도 된다. 또한, USBPD를 적용하는 경우에는, 컨트롤러(16)는 USBPD 컨트롤러를 적용해도 된다.
고기능 USBPD 어댑터/차저(330)와 외부 하드디스크 드라이브(120)ㆍ모니터(110)ㆍ셋톱 박스(130)ㆍ랩톱 PC(140)ㆍ태블릿 PC(150)ㆍ스마트폰(160) 사이에서는, 전력 라인 POL 및 통신 전용 라인 COL을 사용하여 전력 전송 및 통신 데이터 전송이 가능하다.
고기능 USBPD 어댑터/차저(330)에는, 동기 FET 스위칭 컨버터를 내장한 AC/DC 컨버터(60A)ㆍ컨트롤러(16)ㆍ신호 변환 회로(25)가 탑재된다. 그 밖의 구성은, 제3 전력 공급 시스템(300)(도 39)과 마찬가지이다.
실시 형태에 따른 전력 공급 장치를 적용 가능한 전력 공급 시스템에 있어서, CPU 인터페이스(122(132)) 내에 컨트롤러(16)가 내장되는 구성의 모식적 블록 구성은, 도 36에 도시한 바와 같이 나타내어진다. 즉, 도 37∼도 40에 도시된 전력 공급 시스템(100∼400)에 있어서, CPU+인터페이스 보드(122(132)) 내에 컨트롤러(16)가 내장되어 있어도 된다. 이 경우에는, CPU+인터페이스 보드(122)에 전력 라인 POL 및 통신 전용 라인 COL을 사용하여 전력 및 통신 데이터가 전송 가능하다. 이와 같은 CPU+인터페이스 보드(122(132)) 내에 컨트롤러(16)가 내장된 칩은, 컨트롤러를 포함한 CPU나 DSP나 그 밖의 컨트롤러와의 통합 칩으로서도 구성 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 복수의 기기에 대하여 전환 가능하고, 또한 출력 전압값 및 출력 가능 전류 용량(MAX값)을 제어 가능한 전력 공급 장치, AC 어댑터, AC 차저, 전자 기기 및 전력 공급 시스템을 제공할 수 있다.
[그 밖의 실시 형태]
상기한 바와 같이, 실시 형태에 의해 기재하였지만, 이 개시의 일부를 이루는 논술 및 도면은 본 발명을 한정하는 것으로 이해해서는 안된다. 이 개시로부터 당업자에게는 다양한 대체 실시 형태, 실시예 및 운용 기술이 명확해질 것이다.
이와 같이, 본 발명은 여기에서는 기재하고 있지 않은 다양한 실시 형태 등을 포함하는 것은 물론이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 상기의 설명으로부터 타당한 특허 청구 범위에 따른 발명 특정 사항에 의해서만 정해지는 것이다.
본 발명의 전력 공급 장치, AC 어댑터, 전자 기기 및 전력 공급 시스템은, 가전 기기, 모바일 기기 등에 적용 가능하다.
1 : 콘센트
2, 5, 41P, 42P, 51, 52 : 플러그
3 : AC 어댑터/AC 차저
4, 4A, 41, 42, 85, 86, 87, 88, 89 : 전력 공급 장치(PD)
6 : USBPD 케이블
7 : 전자 기기
10 : 전원 공급 회로
11 : 퓨즈
12 : 초크 코일
13 : DC/DC 컨버터
14 : 다이오드 브리지
15 : 트랜스
16, 16A, 16B, 16E, 16I, 16P, 161, 162 : 2차측 컨트롤러(컨트롤러)
17 : 전압 전류 제어 회로
20, 20C, 20M : 절연 회로
21 : 에러 앰프
25, 25A, 25B, 251, 252 : 신호 변환 회로
30 : 1차측 컨트롤러
41R, 42R, 43R, 44R : 리셉터클
44 : 증폭기
53, 62, 158 : 배터리 차저 IC(CHG)
54, 112 : 파워 매니지먼트 IC(PMIC)
56, 58 : 유닛
60, 60A : AC/DC 컨버터
64 : 내장형 컨트롤러(EMBC)
66, 154, 157, 172… 배터리
68, 68A, 68B, 148 : CPU
70 : 부하
71, 72 : 내부 회로
81, 83 : 1차측 OPP 회로부
82, 84 : 2차측 OPP 회로부
110 : 모니터(TV, 도킹 스테이션)
120 : 외부 하드디스크 드라이브(HDD)
122, 132 : CPU 보드
130 : 셋톱 박스
140 : 랩톱 PC
142 : NVDC 차저 IC
146 : EC
147 : PCH
150 : 태블릿 PC
152, 170 : USB 리셉터클
156, 166 : ACPU
159 : DC/DC 컨버터
160 : 스마트폰
161 : 주파수 변환 회로(FSK)
162 : USB 배터리 차저 IC
164 : 송신기
165 : 수신기
230 : USBPD 어댑터

Claims (39)

  1. 입력과 출력 사이에 배치된 DC/DC 컨버터와,
    상기 DC/DC 컨버터의 입력 전류를 제어하는 1차측 컨트롤러와,
    복수의 제어 입력에 결합되며, 상기 복수의 제어 입력의 제어 입력 신호를 전환하는 신호 변환 회로와,
    상기 신호 변환 회로에 결합되며, 상기 신호 변환 회로에서 전환된 상기 제어 입력 신호를 수신하고, 상기 1차측 컨트롤러에 피드백하는 2차측 컨트롤러
    를 구비하고, 상기 1차측 컨트롤러는, 상기 2차측 컨트롤러로부터 피드백된 상기 제어 입력 신호에 기초하여, 상기 입력 전류를 제어함으로써, 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압값 및 출력 가능 전류 용량을 가변으로 한 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호 변환 회로는 상기 2차측 컨트롤러에 의해 제어 가능한 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 신호 변환 회로는 복수의 스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2차측 컨트롤러 또는 상기 신호 변환 회로는, 상기 제어 입력 신호에 기초하여 전압 전류 판정을 행하는 전압 전류 제어 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 입력은 상기 신호 변환 회로에 직접 접속되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 제어 입력에 각각 결합되는 복수의 AC 결합 캐패시터를 구비하고,
    상기 신호 변환 회로는 상기 복수의 AC 결합 캐패시터를 통해 상기 복수의 제어 입력에 접속되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2차측 컨트롤러와 상기 신호 변환 회로를 결합하는 결합 캐패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 신호 변환 회로는, 주파수 변환, 직류 레벨 변환, 진폭 레벨 변환 중 어느 하나를 실행 가능한 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2차측 컨트롤러에 접속되며, 상기 제어 입력 신호를 상기 1차측 컨트롤러에 피드백하는 절연 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 2차측 컨트롤러에 접속되며, 상기 제어 입력 신호를 상기 절연 회로에 피드백하는 오차 보상용의 에러 앰프를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  11. 입력과 출력 사이에 배치된 DC/DC 컨버터와,
    상기 DC/DC 컨버터의 입력 전류를 제어하는 1차측 컨트롤러와,
    복수의 제어 입력에 결합되며, 상기 복수의 제어 입력의 제어 입력 신호를 전환하는 신호 변환 회로와,
    상기 신호 변환 회로에 결합되며, 상기 신호 변환 회로에서 전환된 상기 제어 입력 신호를 수신하고, 상기 1차측 컨트롤러에 피드백하는 절연 회로
    를 구비하고, 상기 1차측 컨트롤러는, 상기 절연 회로로부터 피드백된 상기 제어 입력 신호에 기초하여, 상기 입력 전류를 제어함으로써, 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압값 및 출력 가능 전류 용량을 가변으로 한 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어 입력은, 상기 신호 변환 회로에 직접 접속되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 제어 입력에 각각 결합되는 복수의 AC 결합 캐패시터를 구비하고,
    상기 신호 변환 회로는 상기 복수의 AC 결합 캐패시터를 통해 상기 복수의 제어 입력에 접속되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연 회로와 상기 신호 변환 회로를 결합하는 결합 캐패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 신호 변환 회로는, 주파수 변환, 직류 레벨 변환, 진폭 레벨 변환 중 어느 하나를 실행 가능한 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 결합 캐패시터는 상기 절연 회로에 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 DC/DC 컨버터의 출력에 접속되며, 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압을 차단하는 스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 스위치는 절연 게이트형 전계 효과 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입력과, 상기 1차측 컨트롤러 사이에 접속되며, 상기 1차측 컨트롤러에 전원을 공급하는 전원 공급 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  20. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    AC 입력과 상기 DC/DC 컨버터의 입력 사이에 접속된 AC/DC 컨버터를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 DC/DC 컨버터는 다이오드 정류형인 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 DC/DC 컨버터는,
    트랜스와,
    상기 트랜스의 1차측 인덕턴스와 접지 전위 사이에 직렬 접속된 제1 MOS 트랜지스터 및 전류 센스용의 저항과,
    상기 트랜스의 2차측 인덕턴스와 상기 출력 사이에 접속된 다이오드와,
    상기 출력과 접지 전위 사이에 접속된 제1 캐패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  23. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 DC/DC 컨버터는 동기 정류형인 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 DC/DC 컨버터는,
    트랜스와,
    상기 트랜스의 1차측 인덕턴스와 접지 전위 사이에 직렬 접속된 제1 MOS 트랜지스터 및 전류 센스용의 저항과,
    상기 트랜스의 2차측 인덕턴스와 상기 출력 사이에 접속된 제2 MOS 트랜지스터와,
    상기 출력과 접지 전위 사이에 접속된 제1 캐패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  25. 제10항에 있어서,
    상기 2차측 컨트롤러와 상기 에러 앰프는 일체화되어 있는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  26. 제10항에 있어서,
    상기 2차측 컨트롤러와 상기 에러 앰프 및 상기 절연 회로는 일체화되어 있는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  27. 제10항에 있어서,
    상기 2차측 컨트롤러와 상기 에러 앰프와 상기 절연 회로 및 상기 1차측 컨트롤러는 일체화되어 있는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  28. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 입력 신호는, 반이중(半二重) 통신 방식에 기초하는 신호를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  29. 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
    과전류 보호, 과전력 보호, 과전압 보호, 과부하 보호, 과온도 보호 중 어느 하나의 보호 기능을 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  30. 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    출력 전압과 출력 전류의 관계는, 직사각형 형상, 역사다리꼴 형상, 역삼각형 형상, 사다리꼴 형상, 또는 오각형 형상 중 어느 하나의 형상을 채용 가능한 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  31. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 기재된 전력 공급 장치를 탑재한 것을 특징으로 하는 AC 어댑터.
  32. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 기재된 전력 공급 장치를 탑재한 것을 특징으로 하는 AC 차저.
  33. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 기재된 전력 공급 장치를 탑재한 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 전자 기기는, 모니터, 외부 하드디스크 드라이브, 셋톱 박스, 랩톱 PC, 태블릿 PC, 스마트폰, 배터리 차저 시스템, 퍼스널 컴퓨터, 디스플레이, 프린터, 청소기, 냉장고, 팩시밀리, 전화기, 카 내비게이션, 카 컴퓨터, 텔레비전, 안경, 헤드 마운트 디스플레이, 선풍기, 에어컨, 레이저 디스플레이 또는 벽 콘센트 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  35. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 기재된 전력 공급 장치를 탑재한 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 전력 공급 시스템은,
    플러그를 통해 콘센트에 접속 가능한 모니터와,
    상기 모니터에 접속된 외부 하드디스크 드라이브, 셋톱 박스, 랩톱 PC, 태블릿 PC, 또는 스마트폰을 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  37. 제35항에 있어서,
    상기 전력 공급 시스템은,
    플러그를 통해 콘센트에 접속 가능한 USBPD 어댑터/차저와,
    상기 USBPD 어댑터/차저에 접속된 랩톱 PC와,
    상기 랩톱 PC에 접속된 외부 하드디스크 드라이브, 모니터, 태블릿 PC, 또는 스마트폰을 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  38. 제35항에 있어서,
    상기 전력 공급 시스템은,
    플러그를 통해 콘센트에 접속 가능한 USBPD 어댑터와,
    상기 USBPD 어댑터에 접속된 외부 하드디스크 드라이브, 모니터, 셋톱 박스, 랩톱 PC, 태블릿 PC, 또는 스마트폰을 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  39. 제35항에 있어서,
    상기 전력 공급 시스템은,
    플러그를 통해 콘센트에 접속되는 고기능 USBPD 어댑터/차저와,
    상기 고기능 USBPD 어댑터/차저에 접속된 외부 하드디스크 드라이브, 모니터, 셋톱 박스, 랩톱 PC, 태블릿 PC, 또는 스마트폰을 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
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