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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024168585
(43)【公開日】2024-12-05
(54)【発明の名称】ソース機器
(51)【国際特許分類】
   G06F 1/26 20060101AFI20241128BHJP
   G06F 3/00 20060101ALI20241128BHJP
【FI】
G06F1/26 306
G06F3/00 B
G06F3/00 R
G06F3/00 V
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023085396
(22)【出願日】2023-05-24
(71)【出願人】
【識別番号】000116024
【氏名又は名称】ローム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100105924
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 賢樹
(74)【代理人】
【識別番号】100133215
【弁理士】
【氏名又は名称】真家 大樹
(72)【発明者】
【氏名】板倉 暢孝
【テーマコード(参考)】
5B011
【Fターム(参考)】
5B011DA00
5B011EA02
5B011EB06
5B011GG03
5B011GG06
(57)【要約】
【課題】消費電力を低減できるソース機器を提供する。
【解決手段】シンク機器20に電力を供給するためのソース機器10は、シンク機器20に接続された場合に、シンク機器20への電流が流れる第1端子162と、ケーブル30に接続された場合に、ケーブル30を識別するためのケーブル30への電流が流れる第2端子164と、第1端子162に流れる電流に応じた電圧に基づき、第1端子162がシンク機器に接続されたことを検出する検出回路116と、第1端子162がシンク機器20に接続されたことを検出回路116が検出したことに応じて、第1端子162に流れる電流の大きさまたは第2端子164に流れる電流の大きさを制御する電流制御回路118と、を備える。
【選択図】図4
【特許請求の範囲】
【請求項1】
シンク機器に電力を供給するためのソース機器であって、
前記シンク機器に接続された場合に、前記シンク機器への電流が流れる第1端子と、
ケーブルに接続された場合に、前記ケーブルを識別するための前記ケーブルへの電流が流れる第2端子と、
前記第1端子に流れる電流に応じた電圧に基づき、前記第1端子が前記シンク機器に接続されたことを検出する検出回路と、
前記第1端子が前記シンク機器に接続されたことを前記検出回路が検出したことに応じて、前記第1端子に流れる電流の大きさまたは前記第2端子に流れる電流の大きさを制御する電流制御回路と、を備える、
ソース機器。
【請求項2】
前記電流制御回路は、前記第1端子が前記ケーブルを介して前記シンク機器に接続され、前記第2端子が前記ケーブルに接続された場合、前記第1端子が前記シンク機器に接続されたことを前記検出回路が検出したことに応じて、前記ソース機器が前記ケーブルを識別できるように前記第2端子に流れる電流を大きくする、
請求項1に記載のソース機器。
【請求項3】
前記電流制御回路は、前記第1端子が前記シンク機器に接続されたことを前記検出回路が検出したことに応じて、前記シンク機器が前記ソース機器を認識できるように前記第1端子に流れる電流を大きくする、
請求項1に記載のソース機器。
【請求項4】
前記第1端子は、前記シンク機器に接続された場合に、前記シンク機器への電流が流れる端子であり、
前記第2端子は、前記ケーブルに接続された場合に、前記ケーブルを識別するための前記ケーブルへの電流が流れる端子であり、
前記検出回路は、前記第2端子に流れる電流に応じた電圧に基づき、前記第2端子が前記シンク機器に接続されたことを検出し、
前記電流制御回路は、前記第2端子が前記シンク機器に接続されたことを前記検出回路が検出したことに応じて、前記第1端子に流れる電流の大きさまたは前記第2端子に流れる電流の大きさを制御する、
請求項1に記載のソース機器。
【請求項5】
前記第1端子に電流を供給する第1電流源と、
前記第2端子に電流を供給する第2電流源とをさらに備え、
前記電流制御回路は、前記第1端子が前記シンク機器に接続されたことを前記検出回路が検出したことに応じて、前記第1電流源が前記第1端子に供給する電流の大きさまたは前記第2電流源が前記第2端子に供給する電流の大きさを制御する、
請求項1に記載のソース機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ソース機器に関する。
【背景技術】
【0002】
スマートフォンおよびタブレット端末などの各種のデバイスは、外部から供給される電力に応じて動作できる。電力を供給するソース機器とデバイスとを接続することにより、デバイスに電力を供給できる。たとえば特許文献1には、USB(Universal Serial Bus)-TypeCにそれぞれ対応したシンク機器とソース機器とを接続し、シンク機器を充電することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2023-43758号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、本発明者は、以下の課題を認識するに至った。すなわち、本発明者は、ソース機器の動作における消費電力を低減する余地があるものと考えた。
【0005】
本開示はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その例示的な目的の一つは、消費電力を低減できるソース機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示のある態様のソース機器は、シンク機器に電力を供給する。このソース機器は、シンク機器に接続された場合に、シンク機器への電流が流れる第1端子と、ケーブルに接続された場合に、ケーブルを識別するためのケーブルへの電流が流れる第2端子と、第1端子に流れる電流に応じた電圧に基づき、第1端子がシンク機器に接続されたことを検出する検出回路と、第1端子がシンク機器に接続されたことを検出回路が検出したことに応じて、第1端子に流れる電流の大きさまたは第2端子に流れる電流の大きさを制御する電流制御回路と、を備える。
【0007】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本開示の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本開示の態様として有効である。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、消費電力を低減できるソース機器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1図1は、本開示の一実施形態に係る給電システムの模式的なブロック図である。
図2図2は、比較技術に係るソース機器のCC回路、シンク機器のシンクCC回路およびケーブルを模式的に示す図である。
図3図3は、ソース機器にシンク機器が接続されていないときのソース機器およびケーブルを示す図である。
図4図4は、本実施形態に係るソースCC回路を模式的に示す図である。
図5図5は、ソース機器にケーブルが接続されたときのソースCC回路の動作を説明するための図である。
図6図6は、ソース機器がケーブルを介してシンク機器に接続されたときのソースCC回路およびシンクCC回路の動作を説明するための図である。
図7図7は、実施例および比較例に係るソースCC回路の動作の一例を説明するためのタイミングチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
(概要)
本開示のいくつかの例示的な実施形態の概要を説明する。この概要は、後述する詳細な説明の前置きとして、実施形態の基本的な理解を目的として、1つまたは複数の実施形態のいくつかの概念を簡略化して説明するものであり、発明あるいは開示の広さを限定するものではない。この概要は、考えられるすべての実施形態の包括的な概要ではなく、すべての実施形態の重要な要素を特定することも、一部またはすべての態様の範囲を線引きすることも意図していない。便宜上、「一実施形態」は、本明細書に開示するひとつの実施形態(実施例や変形例)または複数の実施形態(実施例や変形例)を指すものとして用いる場合がある。
【0011】
一実施形態に係るソース機器は、シンク機器に電力を供給する。このソース機器は、シンク機器に接続された場合に、シンク機器への電流が流れる第1端子と、ケーブルに接続された場合に、ケーブルを識別するためのケーブルへの電流が流れる第2端子と、第1端子に流れる電流に応じた電圧に基づき、第1端子がシンク機器に接続されたことを検出する検出回路と、第1端子がシンク機器に接続されたことを検出回路が検出したことに応じて、第1端子に流れる電流の大きさまたは第2端子に流れる電流の大きさを制御する電流制御回路と、を備える。
【0012】
この構成によれば、ソース機器とシンク機器との接続前において、第1端子または第2端子に流れる電流を低くしておき、ソース機器とシンク機器とが接続された場合に、第1端子または第2端子に流れる電流を必要な大きさにできる。この結果、ソース機器とシンク機器との接続前において、ソース機器に動作における消費電力を低減できる。
【0013】
一実施形態において、電流制御回路は、第1端子がケーブルを介してシンク機器に接続され、第2端子がケーブルに接続された場合、第1端子がシンク機器に接続されたことを検出回路が検出したことに応じて、ソース機器がケーブルを識別できるように第2端子に流れる電流を大きくしてよい。
【0014】
一実施形態において、電流制御回路は、第1端子がシンク機器に接続されたことを検出回路が検出したことに応じて、シンク機器がソース機器を認識できるように第1端子に流れる電流を大きくしてよい。
【0015】
一実施形態において、第1端子は、シンク機器に接続された場合に、シンク機器への電流が流れる端子であってよい。第2端子は、ケーブルに接続された場合に、ケーブルを識別するためのケーブルへの電流が流れる端子であってよい。検出回路は、第2端子に流れる電流に応じた電圧に基づき、第2端子がシンク機器に接続されたことを検出してよい。電流制御回路は、第2端子がシンク機器に接続されたことを検出回路が検出したことに応じて、第1端子に流れる電流の大きさまたは第2端子に流れる電流の大きさを制御してよい。
【0016】
一実施形態において、上記ソース機器は、第1端子に電流を供給する第1電流源と、第2端子に電流を供給する第2電流源とをさらに備えてよい。電流制御回路は、第1端子がシンク機器に接続されたことを検出回路が検出したことに応じて、第1電流源が第1端子に供給する電流の大きさまたは第2電流源が第2端子に供給する電流の大きさを制御してよい。
【0017】
(実施形態)
以下、好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施形態は、開示および発明を限定するものではなく例示であって、実施形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも開示および発明の本質的なものであるとは限らない。
【0018】
本明細書において、「部材Aが、部材Bと接続された状態」とは、部材Aと部材Bが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Aと部材Bが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【0019】
同様に、「部材Cが、部材Aと部材Bの間に接続された(設けられた)状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【0020】
図1は、本開示の一実施形態に係る給電システム1の模式的なブロック図である。本実施形態に係る給電システム1は、USB-TypeC規格に準拠しており、USBケーブルであるケーブル30を介して接続されるソース機器10およびシンク機器20を備える。
【0021】
ソース機器10は、シンク機器20に電力を供給する機能を有する。ソース機器10は、ソースコントローラ100、電源回路140およびソースポート160を備える。ソースポート160には、ケーブル30が脱着可能に接続される。
【0022】
ソースポート160は、バス電圧VB1を供給するためのVBUS端子、接地電圧を供給するためのGND端子、CC1端子およびCC2端子を含む。以下では、CC1端子およびCC2端子を互いに区別しないとき、これらを単にCC端子ともいう。
【0023】
電源回路140は、バス電圧VB1を生成する。電源回路140は、図示しない外部電源(たとえば商用交流電源)から交流電圧を受け、その電圧を直流のバス電圧VB1に変換するA/Dコンバータを有してよい。バス電圧VB1は、ケーブル30のバスラインを介して、シンク機器20に供給される。
【0024】
ソースコントローラ100は、USB-TypeCに関するコントローラである。ソースコントローラ100は、たとえばIC(Integrated Circuit)などで構成されてよい。ソースコントローラ100は、ソースCC回路110および給電制御回路120を有する。
【0025】
ソースCC回路110は、ソースポート160のCC1端子およびCC2端子に接続される。ソースCC回路110は、CC1端子およびCC2端子に電流を供給したり、CC1端子およびCC2端子の電圧に基づく各種の検出を行ったりする。ソースCC回路110は、検出結果を給電制御回路120に伝送してよい。ソースCC回路110の具体的な構成および機能は、図2を参照して後述する。
【0026】
給電制御回路120は、ソースCC回路110の検出結果などに基づいて、電源回路140の動作を制御する。たとえば、給電制御回路120は、ソース機器10がシンク機器20と接続されたことが検出されたことに応じて、電源回路140がバス電圧VB1を供給するように、電源回路140を制御してよい。
【0027】
シンク機器20は、ソース機器10から供給されるバス電圧VB1に基づき動作するデバイスである。シンク機器20は、シンクコントローラ200、受電回路240、負荷242およびシンクポート260を備える。シンクポート260には、ケーブル30が脱着可能に接続される。
【0028】
シンクポート260は、VBUS端子、接地電圧を供給するためのGND端子、CC1端子およびCC2端子を含む。VBUS端子には、ケーブル30を介して供給されるバス電圧VB2が入力される。
【0029】
受電回路240は、バス電圧VB2をVBUS端子から受ける。受電回路240は、バス電圧VB2を用いて、負荷242に電力を供給したり、図示しないバッテリを充電したりしてよい。
【0030】
シンクコントローラ200は、USB-TypeCに関するポートコントローラである。シンクコントローラ200は、たとえばICで構成されてよい。シンクコントローラ200は、シンクCC回路210および受電制御回路220を有する。
【0031】
シンクCC回路210は、シンクポート260のCC1端子およびCC2端子に接続される。シンクCC回路210は、CC1端子およびCC2端子の電圧を測定し、各種の検出を行う。シンクCC回路210は、検出結果を受電制御回路220に伝送してよい。シンクCC回路210の具体的な構成および機能は、図2を参照して後述する。
【0032】
受電制御回路220は、シンクCC回路210の検出結果などに基づいて、受電回路240の動作を制御する。たとえば、受電制御回路220は、シンク機器20がソース機器10と接続されたことが検出されたことに応じて、受電回路240がバス電圧VB2に応じて動作するように、受電回路240を制御してよい。
【0033】
本実施形態に係るソース機器10の詳細な構成を説明する前に、図2を参照して、ソースCC回路110を比較技術に係るソースCC回路90に置き換えた例を説明する。図2は、比較技術に係るソース機器のソースCC回路90、シンク機器20のシンクCC回路210およびケーブル30を模式的に示す図である。
【0034】
比較技術に係るソースCC回路90は、第1電流源902、第2電流源904、検出回路906および識別回路908を有する。以下では、第1電流源および第2電流源を互いに区別しないとき、これらを単に電流源ともいう。
【0035】
第1電流源902は、一端に電源電圧V+が供給され、他端にソースポート160のCC1端子162が接続されるように設けられる。第1電流源902は、ソース機器がシンク機器20に接続されると、電流Ip1をCC1端子162に流すように構成される。電流Ip1の電流値Ipは、USB-TypeCの規格において規定される値である。具体的には、電流値Ipは、規格にしたがって、80μA、180μAまたは330μAのいずれかであってよい。
【0036】
第2電流源904は、一端に電源電圧V+が供給され、他端にソースポート160のCC2端子164が接続されるように設けられる。第2電流源904は、ソース機器がケーブル30に接続されたとき、電流Ip2をCC2端子164に流すように構成される。電流Ip2の電流値Ipは、USB-TypeCの規格において規定される値である。具体的には、電流値Ipは、規格にしたがって、80μA、180μAまたは330μAのいずれかであってよい。
【0037】
検出回路906は、CC1端子162の電圧Vc81またはCC2端子の電圧Vc82に基づき、ソース機器とシンク機器20との接続などを検出する。たとえば、検出回路906は、CC1端子162の電圧Vc81に基づいて、CC1端子162がシンク機器20に接続されていることを検出できる。
【0038】
識別回路908は、CC1端子162の電圧Vc81またはCC2端子の電圧Vc82に基づき、CC2端子164に接続されたケーブル30の種類を識別してよい。たとえば、識別回路908は、CC2端子の電圧Vc82に基づき、ケーブル30が電子マークドケーブルなどであることを識別できる。
【0039】
シンクCC回路210は、第1抵抗212、第2抵抗214および検出回路216を有する。第1抵抗212および第2抵抗214は、所定の抵抗値[Rd]をそれぞれ有するプルダウン抵抗である。
【0040】
第1抵抗212は、一端がシンクポート260のCC1端子262に接続され、他端に接地電位が供給されるように設けられる。第2抵抗214は、一端がシンクポート260のCC2端子264に接続され、他端に接地電位が供給されるように設けられる。
【0041】
検出回路216は、CC1端子262の電圧Vc21およびCC2端子264の電圧Vc22に基づく検出を行う。具体的には、検出回路216は、CC1端子262の電圧Vc21に基づいて、シンク機器20がソース機器に接続されていること(具体的には、CC1端子262がケーブル30を介してCC1端子162に接続されていること)を検出してよい。
【0042】
ケーブル30は、第1端子300、第2端子302、第3端子304、第4端子306、CCライン310、第3抵抗312および第4抵抗314を有する。第3抵抗312および第4抵抗314は、所定の抵抗値[Ra]をそれぞれ有する。
【0043】
CCライン310は、一端が第1端子300に接続され、他端が第2端子302に接続されるように設けられる。第3抵抗312は、一端が第3端子304に接続され、他端に接地電位が供給されるように設けられる。第4抵抗314は、一端が第4端子306に接続され、他端に接地電位が供給されるように設けられる。
【0044】
図2に示す例では、ソース機器がケーブル30を介してシンク機器20に接続されるとき、ケーブル30の第1端子300がソース機器のCC1端子162に接続され、ケーブル30の第2端子302がシンク機器20のCC1端子262に接続される。また、ケーブル30の第3端子304がソース機器10のCC2端子164に接続され、ケーブル30の第4端子306がシンク機器20のCC2端子264に接続される。
【0045】
CC1端子162がシンク機器20に接続されていないとき、CC1端子162には電源電圧V+が供給される。CC1端子162がシンク機器20に接続されると、CC1端子162には、第1電流源902からケーブル30への電流Ip1が流れる。電流Ip1は、CCライン310を介してシンクCC回路210の第1抵抗212に流れる。これにより、ソース機器のCC1端子162の電圧Vc81は、第1抵抗212の電圧(=Rd×Ip)となる。この結果、ソース機器のCC1端子162の電圧Vc81が低下する。検出回路906は、CC1端子162の電圧Vc11が低下したことに応じて、CC1端子162がシンク機器20に接続されたことを検出できる。
【0046】
ソース機器のCC2端子164は、ケーブル30の第3端子304に接続されるため、CC2端子164には、第2電流源904からケーブル30への電流Ip2が流れる。この電流Ip2は、第3抵抗312に流れ、CC2端子164には、電流Ip2と第3抵抗312に応じた電圧Vc21(=Ra×Ip)が生じる。
【0047】
識別回路908は、この電圧Vc82に基づいて、ケーブル30の種類を識別できる。たとえば、識別回路908は、ケーブル30がソース機器のCC1端子162またはCC2端子164(ここではCC2端子164)と接続される第3端子304(VCONN端子)をプルダウンする電子マークドケーブルであることを識別できる。ソース機器は、識別されたケーブル30の種類に応じた送電を行うことができる。
【0048】
シンク機器20は、CC1端子262の電圧Vc21に基づいて、シンク機器20がソース機器と接続されていること、およびソース機器の電流能力を検出できる。たとえば、検出回路216は、電圧Vc21が所定の閾値を超えていることに応じて、シンク機器20がソース機器と接続されていることを検出できる。また、検出回路216は、電圧Vc21の大きさに基づいて、ソース機器の電流能力を検出できる。
【0049】
このように、ソース機器とシンク機器20とが接続されると、ソース機器およびシンク機器20は、接続などに関する情報を検出できる。
【0050】
図3は、ソース機器にシンク機器20が接続されていないときのソース機器およびケーブル30を示す図である。
【0051】
ケーブル30にシンク機器20が接続されていないとき、第2端子302がオープンとなるため、CC1端子162には電流が流れない。一方、CC2端子164にはケーブル30の第3抵抗312が接続されるため、CC2端子164には、第2電流源904から第3抵抗312への電流Ip2が流れる。この電流Ip2が流れることにより、第3抵抗312において電力が消費される。しかしながら、ソース機器はシンク機器20に接続されていないため、この電力の消費は無駄となる。このように、比較技術に係るソース機器では、シンク機器20に接続されていないにもかかわらず、ケーブル30に電流Ip2が流れることによる不要な電力の消費が生じる。
【0052】
ソース機器にケーブル30が接続されていない場合であっても、水またはほこりなどによってCC1端子162とCC2端子164とがショートすると、CC1端子162とCC2端子164との間に電流が流れることによって、電力の消費が生じる。このように、比較技術に係るソース機器では、シンク機器20に接続されていない場合であっても、不要な電力の消費が生じることがある。
【0053】
以上、比較技術に係るソース機器について説明した。図4は、本実施形態に係るソースCC回路110を模式的に示す図である。本実施形態に係るソースCC回路110は、第1電流源112、第2電流源114、検出回路116、識別回路117および電流制御回路118を有する。
【0054】
第1電流源112は、一端に電源電圧V+が供給され、他端がソースポート160のCC1端子162に接続されるように設けられる。第1電流源112は、CC1端子162に電流I1を供給する。CC1端子162がケーブル30に接続された場合、ケーブル30を識別するためのケーブル30への電流I1が第1電流源112からCC1端子162に流れる。あるいは、CC1端子162がケーブル30を介してシンク機器20に接続された場合、シンク機器20への電流I1が第1電流源112からCC1端子162に流れる。電流I1の大きさは、たとえば、USB-TypeCの規格にしたがった大きさであってよく、具体的には、80μA、180μAまたは330μAであってよい。なお、電流I1の大きさは、USB-TypeCの規格とは異なってよく、たとえば、80μAよりも低くてよい。
【0055】
第2電流源114は、一端に電源電圧V+が供給され、他端がCC2端子164に接続されるように設けられる。第2電流源114は、CC2端子164に電流I2を供給する。CC2端子164がケーブル30に接続された場合、ケーブル30を識別するためのケーブル30への電流I2が第2電流源114からCC2端子164に流れる。あるいはCC2端子164がケーブル30を介してシンク機器20に接続された場合に、シンク機器20への電流I2が第2電流源114からCC2端子164に流れる。電流I2の大きさは、たとえば、USB-TypeCの規格にしたがった大きさであってよく、具体的には、80μA、180μAまたは330μAであってよい。なお、電流I2の大きさは、USB-TypeCの規格とは異なってよく、たとえば、80μAよりも低くてよい。
【0056】
検出回路116は、CC1端子162の電圧Vc11またはCC2端子164の電圧Vc12に応じた検出を行う。たとえば、検出回路116は、CC1端子162がシンク機器20に接続された場合、電流I1に応じた電圧(具体的には、CC1端子162の電圧Vc11)に基づいて、CC1端子162がシンク機器20に接続されていることを検出する。あるいは、検出回路116は、CC2端子164がシンク機器20に接続された場合、電流I2に応じた電圧(具体的には、CC2端子164の電圧Vc12)に基づいて、CC2端子164がシンク機器20に接続されていることを検出する。検出回路116は、検出結果に応じた信号Sdを電流制御回路118に伝送する。
【0057】
識別回路117は、CC1端子162の電圧Vc11またはCC2端子164の電圧Vc12に基づいて、ケーブル30の種類を識別してよい。たとえば、識別回路117は、CC1端子162がケーブル30に接続される場合、CC1端子162の電圧Vc11に基づいて、そのケーブル30の種類(たとえば、電子マークドケーブルなど)を識別してよい。より具体的には、識別回路117は、電圧Vc11と所定の閾値とをコンパレータで比較し、電圧Vc11が所定の閾値よりも大きい場合には、ケーブル30が電子マークドケーブルであることを識別してよい。あるいは、識別回路117は、CC2端子164がケーブル30に接続される場合、CC2端子164の電圧Vc12に基づいて、そのケーブル30の種類を識別してよい。識別回路117の識別結果に応じた信号が、給電制御回路120に伝送されてよい。
【0058】
電流制御回路118は、CC1端子162に流れる電流I1の大きさおよびCC2端子164に流れる電流I2の大きさを制御できる。本実施形態に係る電流制御回路118は、CC1端子162またはCC2端子164がシンク機器20に接続されたことを検出回路116が検出したことに応じて、CC1端子162に流れる電流I1の大きさまたはCC2端子164に流れる電流I2の大きさを制御する。本実施形態では、電流制御回路118は、検出回路116の検出結果に応じて、第1電流源112がCC1端子162に流す電流I1の大きさおよび第2電流源114がCC2端子164に流す電流I2の大きさを制御できる。
【0059】
図5は、ソース機器10にケーブル30が接続されたときのソースCC回路110の動作を説明するための図である。ここでは、ソース機器10のCC1端子162が、ケーブル30の第1端子300に接続され、ソース機器10のCC2端子164が、ケーブル30の第3端子304に接続される例を説明する。
【0060】
ケーブル30の第2端子302はオープンであるため、CC1端子162には電流が流れない。一方、CC2端子164には、第2電流源114から第3抵抗312への電流I2が流れる。上述の比較技術に係るソース機器の第1電流源902,第2電流源904が流す電流Ip1,Ip2よりも、本実施形態に係る第2電流源114が流す電流I2を小さくする(たとえば、80μA以下の電流値)ことにより、第3抵抗312などおける電力の消費量を低減できる。
【0061】
図6は、ソース機器10がケーブル30を介してシンク機器20に接続されたときのソースCC回路110およびシンクCC回路210の動作を説明するための図である。本実施形態では、ケーブル30の第1端子300がソース機器10のCC1端子162に接続され、ケーブル30の第2端子302がシンク機器20のCC1端子262に接続される。また、ケーブル30の第3端子304がソース機器10のCC2端子164に接続され、ケーブル30の第4端子306がシンク機器20のCC2端子264に接続される。
【0062】
ソース機器10の検出回路116は、CC1端子162の電圧Vc11に基づいて、CC1端子162がシンク機器20(具体的には、CC1端子262)に接続されていることを検出できる。CC1端子162がシンク機器20に接続されていないとき、第1電流源112からCC1端子162には電流I1が流れず、CC1端子162には電源電圧V+が供給される。CC1端子162がシンク機器20に接続されると、第1電流源112からCC1端子162に電流I1が流れる。この電流I1は、ケーブル30のCCライン310を介してシンクCC回路210の第1抵抗212に流れる。これにより、CC1端子162の電圧Vc11は、電源電圧V+から第1抵抗212に生じる電圧(=Rd×I1)に低下する。検出回路116は、CC1端子162の電圧Vc11が低下したことに応じて、CC1端子162がシンク機器20に接続されたことを検出できる。
【0063】
電流制御回路118は、検出回路116の検出結果に応じて、第1電流源112が供給する電流I1の大きさおよび第2電流源114が供給する電流I2の大きさを制御する。
【0064】
電流制御回路118は、CC1端子162がシンク機器20に接続されたことを検出回路116が検出したことに応じて、識別回路117がケーブル30を識別できるように、電流I2を制御してよい。具体的には、電流制御回路118は、電流I2の大きさがUSB-TypeCで規定で規定される電流値(たとえば、330μAなど)となるように、電流I2を大きくしてよい。これにより、識別回路117は、ケーブル30の種類を識別できるようになる。
【0065】
識別回路117は、CC2端子164の電圧Vc12に基づいて、ケーブル30の種類を識別できる。CC2端子164がケーブル30の第3端子304に接続されると、CC2端子164には、ケーブル30の第3端子304への電流I2が第2電流源114から流れる。この電流I2は、ケーブル30の第3抵抗312に流れ、これにより、第3抵抗312の抵抗値および電流I2の大きさに応じた電圧Vc12(=Ra×I2)がCC2端子164に生じる。検出回路116は、電圧Vc12に基づいて、ケーブル30の種類(たとえば、電子マークドケーブルなど)を識別できる。
【0066】
電流制御回路118は、CC1端子162がシンク機器20に接続されたことを検出回路116が検出したことに応じて、シンク機器20がソース機器10を認識できるように、電流I1の大きさを制御してよい。具体的には、電流制御回路118は、シンク機器20の検出回路216が、シンク機器20がソース機器10に接続されたことを検出したり、ソース機器10の電流能力を識別したりできるように、電流I1を大きくする。これにより、検出回路216は、CC1端子の電圧Vc21(=Rd×I1)に基づいて、シンク機器20がソース機器10に接続されたこと検出できる。また、検出回路216は、このCC1端子の電圧Vc21に基づいて、ソース機器10の電流能力を識別できる。
【0067】
本実施形態に係るソース機器10によれば、電流制御回路118は、CC1端子162(第1端子)がシンク機器20に接続されたことを検出回路116が検出したことに応じて、CC1端子162に流れる電流の大きさまたはCC2端子164に流れる電流の大きさを制御する。これにより、ソース機器10とシンク機器20との接続前において、CC1端子162またはCC2端子164に流れる電流が、ケーブル30の識別または電流能力の通知などに不十分な大きさであったとしても、接続後においてこれらの電流を制御することにより、ケーブル30の識別または電流能力の通知などを適切に行うことができる。また、ソース機器10とシンク機器20との接続前において、CC1端子162またはCC2端子164に流れる電流を低くできるため、ソース機器10にケーブル30のみが接続された場合またはCC1端子162およびCC2端子164がショートした場合に、不要な電力の消費を低減できる。
【0068】
なお、ケーブル30の接続方法は、図6に示す例に限定されるものではない。ケーブル30の第1端子300がソース機器10のCC2端子164に接続され、ケーブル30の第2端子302がシンク機器20のCC2端子264に接続され、ケーブル30の第3端子304がソース機器10のCC1端子162に接続され、ケーブル30の第4端子306がシンク機器20のCC1端子262に接続されてよい。
【0069】
この場合、CC1端子162には、シンク機器20への電流が流れ、CC2端子164には、ケーブル30を識別するためのケーブル30への電流が流れる。検出回路116は、CC2端子164に流れる電流に応じた電圧(具体的には、CC2端子164の電圧Vc12)に基づき、CC2端子164がシンク機器20に接続されたことを検出する。電流制御回路118は、CC2端子164がシンク機器20に接続されたことを検出回路116が検出したことに応じて、CC1端子162に流れる電流の大きさまたはCC2端子164に流れる電流の大きさを制御する。この場合にも、上述したように、不要な消費電力を低減できる。
【0070】
図7は、実施例および比較例に係るソースCC回路の動作の一例を説明するためのタイミングチャートを示す図である。実施例に係るソースCC回路は、上記実施形態に係るソースCC回路110であり、比較例に係るソースCC回路は、上記比較技術に係るソースCC回路90である。図7には、実施例および比較例のそれぞれについて、ソース機器のCC1端子の電圧値および電流源(第1電流源および第2電流源)の電流制御を示している。
【0071】
タイミングt0において、実施例および比較例のいずれにおいても、ソース機器にはケーブル30およびシンク機器20が接続されていないものとする。このとき、比較例に係るソース機器において、CC1端子162の電圧値はV1であり、実施例に係るソース機器10において、CC1端子162の電圧値はV2であるものとする。なお、図7では、V1をV2よりも高く示しているが、V1はV2と実質的に同一の値であってよい。
【0072】
タイミングt0において、比較例に係るソース機器では、第1電流源902および第2電流源904は、ケーブル30の識別、ソース機器10とシンク機器20との接続の検出および電流能力の通知などに必要な電流値Ipを有する電流をそれぞれ流せるように制御されているものとする。ここでは、電流値Ipは、USB-TypeCの規格値の330μAであるとする。
【0073】
一方、実施例に係るソース機器10では、第1電流源112および第2電流源114は、電流値Ipよりも低い電流値IpLをそれぞれ流せるように制御される。ここでは、電流値IpLは、USB-TypeCの規格値の80μAであるとする。なお、電流値IpLは、USB-TypeCの規格値に限らず、たとえば80μA未満であってよい。
【0074】
タイミングt1において、実施例および比較例のいずれにおいても、ソース機器がシンク機器20に接続される。ここでは、ソース機器のCC1端子162がケーブル30を介してシンク機器20に接続されるものとする。これに応じて、実施例および比較例のいずれにおいても、ソース機器のCC1端子162の電圧値が低下し、CC1端子162の電圧が閾値電圧Vthを電圧値が下回ると、ソース機器がシンク機器20に接続されたことが検出される。
【0075】
タイミングt2では、実施例および比較例において、CC1端子162の電圧値が一定値に安定する。比較例では、規格値の330μAの電流がソース機器からシンク機器20に流れており、ソース機器の電流源が流す電流の大きさはIpのまま維持される。一方、実施例では、タイミングt2において、電流源が流す電流の大きさをIpLからIpに上げる。これにより、実施例において、CC1端子162の電圧値は、目標の電圧Vtgとなり、ソース機器は、ケーブル30の種類の識別および電流能力のシンク機器20への通知を行うことができる。また、シンク機器20は、ソース機器10に接続されたことを検出できるようになる。
【0076】
(補足)
本開示に係る実施形態について、具体的な用語を用いて説明したが、この説明は、理解を助けるための例示に過ぎず、本開示あるいは請求の範囲を限定するものではなく、本発明の範囲は、請求の範囲によって規定されるものである。また、実施形態のみでなく、ここでは説明しない実施形態、実施例、変形例も、本発明の範囲に含まれる。
【0077】
上記実施形態では、2つの電流源(第1電流源112および第2電流源114)を用いて、ソース機器10のCC1端子162およびCC2端子164のそれぞれに流れる電流を制御する例を説明した。これに限らず、たとえば、第1電流源112および第2電流源114のそれぞれを可変抵抗(プルアップ抵抗)に置き換え、その可変抵抗の抵抗値を調整することによってCC1端子162およびCC2端子164のそれぞれに流れる電流を制御してよい。
【0078】
上記実施形態では、主として、ソース機器10およびシンク機器20をケーブル30を介して接続する例を説明した。これに限らず、ソース機器10およびシンク機器20は、直接的に接続されるように構成されてよい。
【0079】
(付記)
本明細書に開示される技術は、一側面において以下のように把握できる。
【0080】
(項目1)
シンク機器に電力を供給するためのソース機器であって、
前記シンク機器に接続された場合に、前記シンク機器への電流が流れる第1端子と、
ケーブルに接続された場合に、前記ケーブルを識別するための前記ケーブルへの電流が流れる第2端子と、
前記第1端子に流れる電流に応じた電圧に基づき、前記第1端子が前記シンク機器に接続されたことを検出する検出回路と、
前記第1端子が前記シンク機器に接続されたことを前記検出回路が検出したことに応じて、前記第1端子に流れる電流の大きさまたは前記第2端子に流れる電流の大きさを制御する電流制御回路と、を備える、
ソース機器。
【0081】
(項目2)
前記電流制御回路は、前記第1端子が前記ケーブルを介して前記シンク機器に接続され、前記第2端子が前記ケーブルに接続された場合、前記第1端子が前記シンク機器に接続されたことを前記検出回路が検出したことに応じて、前記ソース機器が前記ケーブルを識別できるように前記第2端子に流れる電流を大きくする、
項目1に記載のソース機器。
【0082】
(項目3)
前記電流制御回路は、前記第1端子が前記シンク機器に接続されたことを前記検出回路が検出したことに応じて、前記シンク機器が前記ソース機器を認識できるように前記第1端子に流れる電流を大きくする、
項目1または2に記載のソース機器。
【0083】
(項目4)
前記第1端子は、前記シンク機器に接続された場合に、前記シンク機器への電流が流れる端子であり、
前記第2端子は、前記ケーブルに接続された場合に、前記ケーブルを識別するための前記ケーブルへの電流が流れる端子であり、
前記検出回路は、前記第2端子に流れる電流に応じた電圧に基づき、前記第2端子が前記シンク機器に接続されたことを検出し、
前記電流制御回路は、前記第2端子が前記シンク機器に接続されたことを前記検出回路が検出したことに応じて、前記第1端子に流れる電流の大きさまたは前記第2端子に流れる電流の大きさを制御する、
項目1~3のいずれか一項に記載のソース機器。
【0084】
(項目5)
前記第1端子に電流を供給する第1電流源と、
前記第2端子に電流を供給する第2電流源とをさらに備え、
前記電流制御回路は、前記第1端子が前記シンク機器に接続されたことを前記検出回路が検出したことに応じて、前記第1電流源が前記第1端子に供給する電流の大きさまたは前記第2電流源が前記第2端子に供給する電流の大きさを制御する、
項目1~4のいずれか一項に記載のソース機器。
【符号の説明】
【0085】
1 給電システム、10 ソース機器、20 シンク機器、30 ケーブル、100 ソースコントローラ、110 ソースCC回路、112 第1電流源、114 第2電流源、116 検出回路、117 識別回路、118 電流制御回路、120 給電制御回路、140 電源回路、160 ソースポート、200 シンクコントローラ、210 シンクCC回路、212 第1抵抗、214 第2抵抗、220 受電制御回路、240 受電回路、242 負荷、260 シンクポート、310 CCライン、312 第3抵抗、314 第4抵抗。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7