WO2016009679A1 - Ｕｓｂ電源及び制御方法 - Google Patents

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    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements

Definitions

  • a USB power source 1 shown in FIG. 1 includes a power source unit 2, a plurality of sockets 5 and 6 (receptacles) connected to the power source unit 2 via a shared Vbus line 3 (power source line) and a GND line 4 (power source line). And a plurality of switches 7, 8 provided on the Vbus line 3, and a control unit 9 that controls the operation of the switches 7, 8.
  • the power supply unit 2 may be provided outside the USB power supply 1.
  • the shape of the socket 5 may be different from the shape of the socket 6.
  • the socket 5 may be Standard-A and the socket 6 may be Mini-A or Micro-A.
  • the USB power source 1 may be mounted on a vehicle such as a passenger car dashboard or a sightseeing bus seat. Further, the USB power source 1 may include three or more sockets and switches.
  • the power supply unit 2 is configured by, for example, a chargeable / dischargeable battery, a DC-DC converter that boosts or steps down a DC voltage output from the battery, and supplies power corresponding to the voltage and current set by the control unit 9.
  • the data is output via the Vbus line 3 and the GND line 4.
  • the power supply unit 2 includes 10 [W] (5 [V] ⁇ 2.0 [A]), 18 [W] (12 [V] ⁇ 1.5 [A]), 36 [W] (12 [ V] ⁇ 3.0 [A]), 60 [W] (20 [V] ⁇ 3.0 [A]), or 100 [W] (20 [V] ⁇ 5.0 [A]) Is output.
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the control unit 9 in the second embodiment.
  • the control unit 9 determines that the plug is not removed from the socket in which the plug is first inserted (S24: No), the socket in which the plug is first inserted and the power source unit 2 are electrically connected.
  • the operation of the switches 7 and 8 is controlled so that the power supply unit 2 is electrically disconnected from the socket other than the socket into which the plug is first inserted (operation of S23). For example, even if the control unit 9 determines that the plug 11 is inserted into the socket 6 after the plug 10 is first inserted into the socket 5, as shown in FIG.
  • the switch 7 is closed so that the power supply unit 2 is electrically connected to the power supply unit 2, and the switch 8 is kept open so that the socket 6 and the power supply unit 2 are electrically disconnected. .
  • control unit 9 determines that no plugs are inserted in all the sockets 5 and 6 (S37: Yes)
  • the control unit 9 returns to the operation of S32, and the plugs are inserted into one of the sockets 5 and 6. It is determined whether or not. For example, as illustrated in FIG. 10C, when the control unit 9 determines that no plugs are inserted into all the sockets 5 and 6, whether the plug is inserted into one of the sockets 5 and 6. Judge whether or not.
  • the socket into which the plug is first inserted and the power source unit 2 are electrically connected.
  • the operation of the switches 7 and 8 is controlled so that the socket other than the socket into which the plug is first inserted and the power supply unit 2 are electrically disconnected.
  • the plug 10 is first inserted into the socket 5, a voltage of 12 [V] or 20 [V] is applied to the Vbus line, and then the plug 11 connected to a device with a breakdown voltage of 5 [V].
  • the socket 6 is electrically disconnected from the Vbus wire 3, so that a voltage higher than the withstand voltage is not applied to the device, and the device can be prevented from being destroyed.

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Abstract

　共用のＶｂｕｓ線３及びＧＮＤ線４を介して電源部２に接続されるソケット５、６と、Ｖｂｕｓ線３に設けられるスイッチ７、８と、ソケット５、６のうちの少なくとも１つのソケットにプラグが挿入されている間、最初にプラグが挿入されたソケットと電源部２とが電気的に接続されるとともに、最初にプラグが挿入されたソケット以外のソケットと電源部２とが電気的に切断されるように、スイッチ７、８の動作を制御する制御部９とを備えてＵＳＢ電源１を構成する。

Description

ＵＳＢ電源及び制御方法
　本発明は、ＵＳＢ電源に関する。
　USB(Universal Serial Bus)の規格として、USB PD(USB Power Delivery Specification)がある。このUSB PDでは、給電時の電圧として５［Ｖ］、１２［Ｖ］、２０［Ｖ］の３種類の電圧を使用することができる。また、USB PDでは、ＵＳＢ電源と機器との間で電力が双方向に供給される。また、USB PDでは、従来のUSBの規格に準拠する機器にも対応可能であることが求められている。そのため、USB PDでは、ＵＳＢ電源側のソケットに機器側のプラグが挿入されると、ＵＳＢ電源と機器との間で給電時の電力値を決めるために通信が行われる。例えば、特許文献１又は特許文献２参照。
特開２０００－１０５６３８号公報 特開２００９－１２２９３４号公報
　しかしながら、給電時の電圧として複数種類の電圧を使用することができるUSB PDにおいて、共用の電源線路に複数のソケットが接続される場合では、あるソケットに高い電圧がかかっているときに、他のソケットに低い耐圧の機器のプラグが挿入されると、その機器に電源線路を介して高い電圧がかかり、その機器が破壊してしまうおそれがある。
　本発明は、給電時の電圧として複数種類の電圧を使用することができる場合で、かつ、共用の電源線路に複数のソケットが接続されている場合において、あるソケットに高い電圧がかかっているときに、他のソケットに低い耐圧の機器のプラグが挿入されたとしても、その機器が破壊にいたることを防止することを目的とする。
　実施形態のＵＳＢ電源は、共用の電源線路を介して電源部に接続される複数のソケットと、電源線路に設けられる複数のスイッチと、制御部とを備える。
　制御部は、各ソケットのうちの少なくとも１つのソケットにプラグが挿入されている間、最初にプラグが挿入されたソケットと電源部とが電気的に接続されるとともに、最初にプラグが挿入されたソケット以外のソケットと電源部とが電気的に切断されるように、各スイッチの動作を制御する。
　これにより、あるソケットに高い電圧がかかっているときに、他のソケットに低い耐圧の機器のプラグが挿入されたとしても、その機器が破壊にいたることを防止することができる。
　本発明によれば、給電時の電圧として複数種類の電圧を使用することができる場合で、かつ、共用の電源線路に複数のソケットが接続されるＵＳＢ電源において、あるソケットに高い電圧がかかっているときに、他のソケットに低い耐圧の機器のプラグが挿入されたとしても、その機器が破壊にいたることを防止することができる。
実施形態のＵＳＢ電源を示す図である。 第１実施例における制御部の動作の一例を説明するためのフローチャートである。 第１実施例におけるソケット、プラグ、及びスイッチの状態の一例を示す図（その１）である。 第１実施例におけるソケット、プラグ、及びスイッチの状態の一例を示す図（その２）である。 第２実施例における制御部の動作の一例を説明するためのフローチャートである。 第２実施例におけるソケット、プラグ、及びスイッチの状態の一例を示す図（その１）である。 第２実施例におけるソケット、プラグ、及びスイッチの状態の一例を示す図（その２）である。 第３実施例における制御部の動作の一例を説明するためのフローチャートである。 第３実施例におけるソケット、プラグ、及びスイッチの状態の一例を示す図（その１）である。 第３実施例におけるソケット、プラグ、及びスイッチの状態の一例を示す図（その２）である。
　図１は、実施形態のＵＳＢ電源を示す図である。
　図１に示すＵＳＢ電源１は、電源部２と、共用のＶｂｕｓ線３（電源線路）及びＧＮＤ線４（電源線路）を介して電源部２に接続される複数のソケット５、６（レセプタクル）と、Ｖｂｕｓ線３に設けられる複数のスイッチ７、８と、スイッチ７、８の動作を制御する制御部９とを備える。なお、電源部２は、ＵＳＢ電源１の外部に設けられてもよい。また、ソケット５の形状は、ソケット６の形状と異なっていてもよく、例えば、ソケット５をStandard-Aとし、ソケット６をMini-A又はMicro-Aとしてもよい。また、ＵＳＢ電源１は、例えば、乗用車のダッシュボードや観光バスの座席など、車両に搭載されてもよい。また、ＵＳＢ電源１は、ソケット及びスイッチをそれぞれ３つ以上備えてもよい。
　電源部２は、例えば、充放電可能なバッテリやそのバッテリから出力される直流電圧を昇圧又は降圧するＤＣ－ＤＣコンバータなどにより構成され、制御部９により設定される電圧及び電流に応じた電力をＶｂｕｓ線３及びＧＮＤ線４を介して出力する。例えば、電源部２は、１０［Ｗ］（５［Ｖ］×２．０［Ａ］）、１８［Ｗ］（１２［Ｖ］×１．５［Ａ］）、３６［Ｗ］（１２［Ｖ］×３．０［Ａ］）、６０［Ｗ］（２０［Ｖ］×３．０［Ａ］）、又は、１００［Ｗ］（２０［Ｖ］×５．０［Ａ］）の電力を出力する。電源部２からのびるＶｂｕｓ線３及びＧＮＤ線４はそれぞれ途中で分岐し、分岐後の一方のＶｂｕｓ線３及びＧＮＤ線４の端部にソケット５が設けられ、分岐後の他方のＶｂｕｓ線３及びＧＮＤ線４の端部にソケット６が設けられている。ソケット５又はソケット６にプラグが挿入された後、電源部２から電力が出力されると、そのプラグに接続される機器（負荷）に電力が供給される。
　スイッチ７、８は、例えば、機械式リレー又は半導体素子などにより構成され、制御部９の動作制御によって、閉状態又は開状態になる。スイッチ７は、ソケット５と電源部２の間の分岐後の一方のＶｂｕｓ線３に設けられている。スイッチ７が閉状態になると、ソケット５と電源部２とが電気的に接続され、スイッチ７が開状態になると、ソケット５と電源部２とが電気的に切断される。ソケット５にプラグ１０が挿入され、スイッチ７によりソケット５と電源部２とが電気的に接続され、電源部２から電力が出力されると、プラグ１０に接続される機器に電力が供給される。また、スイッチ８は、ソケット６と電源部２の間の分岐後の他方のＶｂｕｓ線３に設けられている。スイッチ８が閉状態になると、ソケット６と電源部２とが電気的に接続され、スイッチ８が開状態になると、ソケット６と電源部２とが電気的に切断される。ソケット６にプラグ１１が挿入され、スイッチ８によりソケット６と電源部２とが電気的に接続され、電源部２から電力が出力されると、プラグ１１に接続される機器に電力が供給される。
　制御部９は、例えば、フリップフロップなどの論理ゲートなどにより構成される。
　実施形態のＵＳＢ電源１は、１つの電源部２で、様々な形状のプラグや複数種類の授受電力に対応することができる。
＜第１実施例＞
　図２は、第１実施例における制御部９の動作を説明するためのフローチャートである。
　まず、制御部９は、初期状態時（すべてのソケット５、６にまだプラグが挿入されていないとき）、すべてのソケット５、６と電源部２とが電気的に接続されるように、スイッチ７、８の動作を制御する（Ｓ１１）。例えば、図３（ａ）に示すように、制御部９は、初期状態時、ソケット５と電源部２とが電気的に接続されるとともに、ソケット６と電源部２とが電気的に接続されるように、スイッチ７、８をそれぞれ閉状態にする。
　なお、制御部９は、すべてのソケット５、６にプラグが挿入されていないと判断している間（Ｓ１２：Ｎｏ）、すべてのソケット５、６と電源部２とが電気的に接続されるように、スイッチ７、８の動作を制御すること（Ｓ１１の動作）を維持する。
　次に、制御部９は、ソケット５、６のうち、１つのソケットにプラグが挿入されたと判断すると（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、その最初にプラグが挿入されたソケットと電源部２とが電気的に接続され、その最初にプラグが挿入されたソケット以外のソケットと電源部２とが電気的に切断されるように、スイッチ７、８の動作を制御する（Ｓ１３）。例えば、制御部９は、ソケット５、６内の挿入検出端子にかかる電圧の変化を検出することにより、最初にソケット５にプラグ１０が挿入されたと判断すると、図３（ｂ）に示すように、ソケット５と電源部２とが電気的に接続されるように、スイッチ７を閉状態にし、ソケット６と電源部２とが電気的に切断されるように、スイッチ８を開状態にする。
　また、制御部９は、Ｓ１３の動作において、ソケットに挿入されたプラグに接続される機器に供給する電圧及び最大電流を決定し、その決定した電圧と最大電流を電源部２の目標出力電圧及び目標出力電流として電源部２に指示する。例えば、制御部９は、ソケット５にプラグ１０が挿入されたと判断し、ソケット５内のスイッチ（不図示）がプラグ１０の端部によって押されたことを検出すると、USB PDに準拠する機器に接続されるプラグ１０がソケット５に挿入されたと判断し、その機器と通信を行い給電時の電圧及び最大電流を決定する。このとき、例えば、制御部９は、機器に供給する電圧として２０［Ｖ］、最大電流として３［Ａ］を決定すると、２０［Ｖ］及び３．０［Ａ］を電源部２の目標出力電圧及び目標出力電流として電源部２に指示する。また、例えば、制御部９は、ソケット５にプラグ１０が挿入されたと判断し、ソケット５内のスイッチ（不図示）が押されていないことを検出すると、USB PDに準拠していない機器に接続されるプラグ１０がソケット５に挿入されたと判断し、機器に供給する電力として最小の電力を決定する。このとき、例えば、制御部９は、機器に供給する電圧及び最大電流として５［Ｖ］及び２．０［Ａ］を電源部２の目標出力電圧及び目標出力電流として電源部２に指示する。
　なお、制御部９は、ソケット５、６のうちの少なくとも１つのソケットにプラグが挿入されていると判断している間（Ｓ１４：Ｎｏ）、最初にプラグが挿入されたソケットと電源部２とが電気的に接続され、最初にプラグが挿入されたソケット以外のソケットと電源部２とが電気的に切断されるように、スイッチ７、８の動作を制御すること（Ｓ１３の動作）を維持する。例えば、制御部９は、最初にソケット５にプラグ１０が挿入された後、次にソケット６にプラグ１１が挿入されたことを判断しても、図３（ｃ）に示すように、ソケット５と電源部２とが電気的に接続されるように、スイッチ７を閉状態にし、ソケット６と電源部２とが電気的に切断されるように、スイッチ８を開状態にすることを維持する。また、例えば、制御部９は、ソケット５、６にそれぞれ挿入されているプラグ１０、１１のうち、プラグ１０のみが抜かれたことを判断しても、図４（ａ）に示すように、ソケット５と電源部２とが電気的に接続されるように、スイッチ７を閉状態にし、ソケット６と電源部２とが電気的に切断されるように、スイッチ８を開状態にすることを維持する。
　そして、制御部９は、すべてのソケット５、６にプラグが挿入されていないと判断すると（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、Ｓ１１の動作に戻り、すべてのソケット５、６と電源部２とが電気的に接続されるように、スイッチ７、８の動作を制御する。例えば、制御部９は、図４（ｂ）に示すように、すべてのソケット５、６にプラグ１０、１１が挿入されていないと判断すると、ソケット５と電源部２とが電気的に接続されるとともに、ソケット６と電源部２とが電気的に接続されるように、スイッチ７、８をそれぞれ閉状態にする。
　このように、第１実施例のＵＳＢ電源１では、ソケット５、６のうちの少なくとも１つのソケットにプラグが挿入されている間、最初にプラグが挿入されたソケットと電源部２とが電気的に接続されるとともに、最初にプラグが挿入されたソケット以外のソケットと電源部２とが電気的に切断されるように、スイッチ７、８の動作を制御している。これにより、例えば、最初にソケット５にプラグ１０が挿入され、Ｖｂｕｓ線に１２［Ｖ］又は２０［Ｖ］の電圧がかかり、次に耐圧が５［Ｖ］の機器に接続されるプラグ１１がソケット６に挿入されても、ソケット６がＶｂｕｓ線３から電気的に切り離されているため、その機器に耐圧以上の電圧がかからず、その機器が破壊にいたることを防止することができる。
＜第２実施例＞
　図５は、第２実施例における制御部９の動作を説明するためのフローチャートである。
　まず、制御部９は、初期状態時（すべてのソケット５、６にまだプラグが挿入されていないとき）、すべてのソケット５、６と電源部２とが電気的に切断されるように、スイッチ７、８の動作を制御する（Ｓ２１）。例えば、制御部９は、初期状態時、図６（ａ）に示すように、ソケット５と電源部２とが電気的に切断されるとともに、ソケット６と電源部２とが電気的に切断されるように、スイッチ７、８をそれぞれ開状態にする。
　なお、制御部９は、すべてのソケット５、６にプラグが挿入されていないと判断している間（Ｓ２２：Ｎｏ）、すべてのソケット５、６と電源部２とが電気的に切断されるように、スイッチ７、８の動作を制御すること（Ｓ２１の動作）を維持する。
　次に、制御部９は、ソケット５、６のうち、１つのソケットにプラグが挿入されたと判断すると（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、その最初にプラグが挿入されたソケットと電源部２とが電気的に接続され、その最初にプラグが挿入されたソケット以外のソケットと電源部２とが電気的に切断されるように、スイッチ７、８の動作を制御する（Ｓ２３）。例えば、制御部９は、ソケット５、６内の挿入検出端子にかかる電圧の変化を検出することにより、最初にソケット５にプラグ１０が挿入されたと判断すると、図６（ｂ）に示すように、ソケット５と電源部２とが電気的に接続されるように、スイッチ７を閉状態にし、ソケット６と電源部２とが電気的に切断されるように、スイッチ８を開状態にする。
　また、制御部９は、Ｓ２３の動作において、ソケットに挿入されたプラグに接続される機器に供給する電圧及び最大電流を決定し、その決定した電圧と最大電流を電源部２の目標出力電圧及び目標出力電流として電源部２に指示する。例えば、制御部９は、ソケット５にプラグ１０が挿入されたと判断し、ソケット５内のスイッチ（不図示）がプラグ１０の端部によって押されたことを検出すると、USB PDに準拠する機器に接続されるプラグ１０がソケット５に挿入されたと判断し、その機器と通信を行い給電時の電圧及び最大電流を決定する。このとき、例えば、制御部９は、機器に供給する電圧として２０［Ｖ］、最大電流として３［Ａ］を決定すると、２０［Ｖ］及び３．０［Ａ］を電源部２の目標出力電圧及び目標出力電流として電源部２に指示する。また、例えば、制御部９は、ソケット５にプラグ１０が挿入されたと判断し、ソケット５内のスイッチ（不図示）が押されていないことを検出すると、USB PDに準拠していない機器に接続されるプラグ１０がソケット５に挿入されたと判断し、機器に供給する電力として最小の電力を決定する。このとき、例えば、制御部９は、機器に供給する電圧及び最大電流として５［Ｖ］及び２．０［Ａ］を電源部２の目標出力電圧及び目標出力電流として電源部２に指示する。
　なお、制御部９は、最初にプラグが挿入されたソケットからそのプラグが抜かれていないと判断している場合（Ｓ２４：Ｎｏ）、最初にプラグが挿入されたソケットと電源部２とが電気的に接続され、最初にプラグが挿入されたソケット以外のソケットと電源部２とが電気的に切断されるように、スイッチ７、８の動作を制御すること（Ｓ２３の動作）を維持する。例えば、制御部９は、最初にソケット５にプラグ１０が挿入された後、次にソケット６にプラグ１１が挿入されたことを判断しても、図６（ｃ）に示すように、ソケット５と電源部２とが電気的に接続されるように、スイッチ７を閉状態にし、ソケット６と電源部２とが電気的に切断されるように、スイッチ８を開状態にすることを維持する。
　次に、制御部９は、最初にプラグが挿入されたソケットからそのプラグが抜かれたと判断すると（Ｓ２４：Ｙｅｓ）、すべてのソケット５、６と電源部２とが電気的に切断されるように、スイッチ７、８の動作を制御する（Ｓ２５）。例えば、制御部９は、最初にプラグ１０が挿入されたソケット５からそのプラグ１０が抜かれたと判断すると、図７（ａ）に示すように、ソケット５と電源部２とが電気的に切断されるとともに、ソケット６と電源部２とが電気的に切断されるように、スイッチ７、８をそれぞれ開状態にする。
　なお、制御部９は、ソケット５、６のうちの少なくとも１つのソケットにプラグが挿入されていると判断している間（Ｓ２６：Ｎｏ）、すべてのソケット５、６と電源部２とが電気的に切断されるように、スイッチ７、８の動作を制御すること（Ｓ２５の動作）を維持する。
　そして、制御部９は、すべてのソケット５、６にプラグが挿入されていないと判断すると（Ｓ２６：Ｙｅｓ）、Ｓ２２の動作に戻り、ソケット５、６のうち、１つのソケットにプラグが挿入されたか否かを判断する。例えば、図７（ｂ）に示すように、制御部９は、すべてのソケット５、６にプラグが挿入されていないと判断すると、ソケット５、６のうち、１つのソケットにプラグが挿入されたか否かを判断する。
　このように、第２実施例のＵＳＢ電源１においても、ソケット５、６のうちの少なくとも１つのソケットにプラグが挿入されている間、最初にプラグが挿入されたソケットと電源部２とが電気的に接続されるとともに、最初にプラグが挿入されたソケット以外のソケットと電源部２とが電気的に切断されるように、スイッチ７、８の動作を制御している。これにより、例えば、最初にソケット５にプラグ１０が挿入され、Ｖｂｕｓ線に１２［Ｖ］又は２０［Ｖ］の電圧がかかり、次に耐圧が５［Ｖ］の機器に接続されるプラグ１１がソケット６に挿入されても、ソケット６がＶｂｕｓ線３から電気的に切り離されているため、その機器に耐圧以上の電圧がかからず、その機器が破壊にいたることを防止することができる。
　また、第２実施例のＵＳＢ電源１では、初期状態時（すべてのソケット５、６にまだプラグが挿入されていないとき）、すべてのソケット５、６と電源部２とが電気的に切断されるように、スイッチ７、８の動作を制御している。これにより、例えば、裸線がＶｂｕｓ線３に接触してＶｂｕｓ線３に高い電圧がかかっていたとしても、ソケット５、６がＶｂｕｓ線３から電気的に切り離されているため、ソケット５、６にプラグが挿入されても、そのプラグに接続される機器が高い電圧により破壊にいたることを防止することができる。
＜第３実施例＞
　図８は、第３実施例における制御部９の動作を説明するためのフローチャートである。
　まず、制御部９は、初期状態時（すべてのソケット５、６にまだプラグが挿入されていないとき）、すべてのソケット５、６と電源部２とが電気的に切断されるように、スイッチ７、８の動作を制御する（Ｓ３１）。例えば、制御部９は、初期状態時、図９（ａ）に示すように、ソケット５と電源部２とが電気的に切断されるとともに、ソケット６と電源部２とが電気的に切断されるように、スイッチ７、８をそれぞれ開状態にする。
　なお、制御部９は、すべてのソケット５、６にプラグが挿入されていないと判断している間（Ｓ３２：Ｎｏ）、すべてのソケット５、６と電源部２とが電気的に切断されるように、スイッチ７、８の動作を制御すること（Ｓ３１の動作）を維持する。
　次に、制御部９は、ソケット５、６のうち、１つのソケットにプラグが挿入されたと判断し（Ｓ３２：Ｙｅｓ）、その最初にプラグが挿入されたソケットにかかる機器側のプラグから供給の電圧が閾値以下であると判断すると（Ｓ３３：Ｙｅｓ）、その最初にプラグが挿入されたソケットと電源部２とが電気的に接続され、その最初にプラグが挿入されたソケット以外のソケットと電源部２とが電気的に切断されるように、スイッチ７、８の動作を制御する（Ｓ３４）。例えば、制御部９は、ソケット５、６内の挿入検出端子にかかる電圧の変化を検出することにより、最初にソケット５にプラグ１０が挿入されたと判断し、そのソケット５の電圧が閾値以下であると判断すると、図９（ｂ）に示すように、ソケット５と電源部２とが電気的に接続されるように、スイッチ７を閉状態にし、ソケット６と電源部２とが電気的に切断されるように、スイッチ８を開状態にする。なお、上記閾値は、例えばＶｂｕｓ線３の規格の上限値であって、例えば、５．２５［Ｖ］とする。
　また、制御部９は、Ｓ３４の動作において、ソケットに挿入されたプラグに接続される機器に供給する電圧及び最大電流を決定し、その決定した電圧及び最大電流を電源部２の目標出力電圧及び目標出力電流として電源部２に指示する。例えば、制御部９は、ソケット５にプラグ１０が挿入されたと判断し、ソケット５内のスイッチ（不図示）がプラグ１０の端部によって押されたことを検出すると、USB PDに準拠する機器に接続されるプラグ１０がソケット５に挿入されたと判断し、その機器と通信を行い給電時の電圧及び最大電流を決定する。このとき、例えば、制御部９は、機器に供給する電圧として２０［Ｖ］、最大電流として３［Ａ］を決定すると、２０［Ｖ］及び３．０［Ａ］を電源部２の目標出力電圧及び目標出力電流として電源部２に指示する。また、例えば、制御部９は、ソケット５にプラグ１０が挿入されたと判断し、ソケット５内のスイッチ（不図示）が押されていないことを検出すると、USB PDに準拠していない機器に接続されるプラグ１０がソケット５に挿入されたと判断し、機器に供給する電力として最小の電力を決定する。このとき、例えば、制御部９は、機器に供給する電圧及び最大電流として５［Ｖ］及び２．０［Ａ］を電源部２の目標出力電圧及び目標出力電流として電源部２に指示する。
　なお、制御部９は、最初にプラグが挿入されたソケットからそのプラグが抜かれていないと判断している間（Ｓ３５：Ｎｏ）、最初にプラグが挿入されたソケットと電源部２とが電気的に接続され、最初にプラグが挿入されたソケット以外のソケットと電源部２とが電気的に切断されるように、スイッチ７、８の動作を制御すること（Ｓ３４の動作）を維持する。例えば、制御部９は、最初にソケット５にプラグ１０が挿入された後、次にソケット６にプラグ１１が挿入されたことを判断しても、図９（ｃ）に示すように、ソケット５と電源部２とが電気的に接続されるように、スイッチ７を閉状態にし、ソケット６と電源部２とが電気的に切断されるように、スイッチ８を開状態にすることを維持する。
　次に、制御部９は、最初にプラグが挿入されたソケットからそのプラグが抜かれたと判断すると（Ｓ３５：Ｙｅｓ）、すべてのソケット５、６と電源部２とが電気的に切断されるように、スイッチ７、８の動作を制御する（Ｓ３６）。例えば、制御部９は、最初にプラグ１０が挿入されたソケット５からそのプラグ１０が抜かれたと判断すると、図１０（ａ）に示すように、ソケット５と電源部２とが電気的に切断されるとともに、ソケット６と電源部２とが電気的に切断されるように、スイッチ７、８をそれぞれ開状態にする。
　なお、制御部９は、ソケット５、６のうちの少なくとも１つのソケットにプラグが挿入されていると判断している間（Ｓ３７：Ｎｏ）、すべてのソケット５、６と電源部２とが電気的に切断されるように、スイッチ７、８の動作を制御すること（Ｓ３６の動作）を維持する。
　また、制御部９は、最初にプラグが挿入されたソケットにかかる機器側のプラグから供給の電圧が閾値よりも大きいと判断し（Ｓ３３：Ｎｏ）、ソケット５、６のうちの少なくとも１つのソケットにプラグが挿入されていると判断している間（Ｓ３７：Ｎｏ）、すべてのソケット５、６と電源部２とが電気的に切断されるように、スイッチ７、８の動作を制御すること（Ｓ３６の動作）を維持する。例えば、制御部９は、最初にプラグ１０が挿入されたソケット５の電圧が閾値よりも大きいと判断すると、図１０（ｂ）に示すように、ソケット５と電源部２とが電気的に切断されるとともに、ソケット６と電源部２とが電気的に切断されるように、スイッチ７、８をそれぞれ開状態にする。
　そして、制御部９は、すべてのソケット５、６にプラグが挿入されていないと判断すると（Ｓ３７：Ｙｅｓ）、Ｓ３２の動作に戻り、ソケット５、６のうち、１つのソケットにプラグが挿入されたか否かを判断する。例えば、図１０（ｃ）に示すように、制御部９は、すべてのソケット５、６にプラグが挿入されていないと判断すると、ソケット５、６のうち、１つのソケットにプラグが挿入されたか否かを判断する。
　このように、第３実施例のＵＳＢ電源１においても、ソケット５、６のうちの少なくとも１つのソケットにプラグが挿入されている間、最初にプラグが挿入されたソケットと電源部２とが電気的に接続されるとともに、最初にプラグが挿入されたソケット以外のソケットと電源部２とが電気的に切断されるように、スイッチ７、８の動作を制御している。これにより、例えば、最初にソケット５にプラグ１０が挿入され、Ｖｂｕｓ線に１２［Ｖ］又は２０［Ｖ］の電圧がかかり、次に耐圧が５［Ｖ］の機器に接続されるプラグ１１がソケット６に挿入されても、ソケット６がＶｂｕｓ線３から電気的に切り離されているため、その機器に耐圧以上の電圧がかからず、その機器が破壊にいたることを防止することができる。
　また、第３実施例のＵＳＢ電源１においても、初期状態時（すべてのソケット５、６にまだプラグが挿入されていないとき）、すべてのソケット５、６と電源部２とが電気的に切断されるように、スイッチ７、８の動作を制御している。これにより、例えば、裸線がＶｂｕｓ線３に接触してＶｂｕｓ線３に高い電圧がかかっていたとしても、ソケット５、６がＶｂｕｓ線３から電気的に切り離されているため、ソケット５、６にプラグが挿入されても、そのプラグに接続される機器が高い電圧により破壊にいたることを防止することができる。
　また、第３実施例のＵＳＢ電源１では、最初にプラグが挿入されたソケットにかかる機器側のプラグから供給の電圧が閾値よりも大きいと判断すると、すべてのソケット５、６にプラグが挿入されていないと判断するまで、すべてのソケット５、６と電源部２とが電気的に切断されるように、スイッチ７、８の動作を制御している。これにより、最初にプラグがソケットに挿入されるとき、閾値よりも高い電圧がかかっているプラグがソケット５又はソケット６に挿入されても、その電圧が制御部９や他のソケットにはかからないため、その電圧により制御部９や他のソケットに挿入されるプラグに接続される機器が破壊にいたることを防止することができる。
　なお、３つ以上のソケット及び３つ以上のスイッチを備えるＵＳＢ電源１において、プラグが挿入された２つ以上のソケットにかかる機器側のプラグから供給の電圧がそれぞれ閾値以下である場合、それら２つ以上のソケットと電源部２とが電気的に接続されるとともに、それら２つ以上のソケット以外のソケットと電源部２とが電気的に切断されるように、各スイッチの動作を制御し、それら２つ以上のソケットにかかる機器側のプラグから供給の電圧がそれぞれ閾値よりも大きい場合、すべてのソケットと電源部２とが電気的に切断されるように、制御部９が各スイッチの動作を制御するように構成してもよい。
１　ＵＳＢ電源
２　電源部
３　Ｖｂｕｓ線
４　ＧＮＤ線
５、６　ソケット
７、８　スイッチ
９　制御部
１０、１１　プラグ
 

Claims (7)

  1. 　共用の電源線路を介して電源部に接続される複数のソケットと、
    　前記電源線路に設けられる複数のスイッチと、
    　前記各ソケットのうちの少なくとも１つのソケットにプラグが挿入されている間、最初にプラグが挿入された前記ソケットと前記電源部とが電気的に接続されるとともに、最初にプラグが挿入された前記ソケット以外のソケットと前記電源部とが電気的に切断されるように、前記各スイッチの動作を制御する制御部と、
    　を備えることを特徴とするＵＳＢ電源。
  2. 　請求項１に記載のＵＳＢ電源であって、
    　前記制御部は、すべての前記ソケットにプラグが挿入されていない間、すべての前記ソケットと前記電源部とが電気的に接続されるように、前記各スイッチの動作を制御する
    　ことを特徴とするＵＳＢ電源。
  3. 　請求項１に記載のＵＳＢ電源であって、
    　前記制御部は、すべての前記ソケットにプラグが挿入されていない間、すべての前記ソケットと前記電源部とが電気的に切断されるように、前記各スイッチの動作を制御する
    　ことを特徴とするＵＳＢ電源。
  4. 　請求項３に記載のＵＳＢ電源であって、
    　前記制御部は、最初にプラグが挿入された前記ソケットにかかる機器側のプラグから供給の電圧が閾値以下である場合、最初にプラグが挿入された前記ソケットと前記電源部とが電気的に接続されるとともに、最初にプラグが挿入された前記ソケット以外のソケットと前記電源部とが電気的に切断されるように、前記各スイッチの動作を制御し、最初にプラグが挿入された前記ソケットにかかる機器側のプラグから供給の電圧が前記閾値よりも大きい場合、すべての前記ソケットと前記電源部とが電気的に切断されるように、前記各スイッチの動作を制御する
    　ことを特徴とするＵＳＢ電源。
  5. 　請求項４に記載のＵＳＢ電源であって、
    　前記制御部は、プラグが挿入された２つ以上の前記ソケットにかかる機器側のプラグから供給の電圧がそれぞれ前記閾値以下である場合、前記２つ以上のソケットと前記電源部とが電気的に接続されるとともに、前記２つ以上のソケット以外のソケットと前記電源部とが電気的に切断されるように、前記各スイッチの動作を制御し、前記２つ以上のソケットにかかる機器側のプラグから供給の電圧がそれぞれ前記閾値よりも大きい場合、すべての前記ソケットと前記電源部とが電気的に切断されるように、前記各スイッチの動作を制御する
    　ことを特徴とするＵＳＢ電源。
  6. 　請求項１～５の何れか１項に記載のＵＳＢ電源であって、
    　前記制御部は、ソケットにプラグが挿入されると、そのプラグに接続される負荷に供給する電力を決定し、その決定した電力に応じた電圧及び電流を前記電源部の目標出力電圧及び目標出力電流として前記電源部に指示する
    　ことを特徴とするＵＳＢ電源。
  7. 　共用の電源線路を介して電源部に接続される複数のソケットと、前記電源線路に設けられる複数のスイッチと、制御部とを備えるＵＳＢ電源において、前記制御部により行われる前記各スイッチの動作を制御する制御方法であって、
    　前記各ソケットのうちの少なくとも１つのソケットにプラグが挿入されている間、最初にプラグが挿入された前記ソケットと前記電源部とが電気的に接続されるとともに、最初にプラグが挿入された前記ソケット以外のソケットと前記電源部とが電気的に切断されるように、前記各スイッチの動作を制御する
    　ことを特徴とする制御方法。
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