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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-11-11
(45)【発行日】2022-11-21
(54)【発明の名称】電子機器及び電源制御方法
(51)【国際特許分類】
   H02J 1/00 20060101AFI20221114BHJP
   H02J 7/00 20060101ALI20221114BHJP
   G06F 1/26 20060101ALI20221114BHJP
【FI】
H02J1/00 306K
H02J1/00 304E
H02J7/00 303A
G06F1/26 303
【請求項の数】 12
(21)【出願番号】P 2018151715
(22)【出願日】2018-08-10
(65)【公開番号】P2020028178
(43)【公開日】2020-02-20
【審査請求日】2021-08-02
(73)【特許権者】
【識別番号】398058588
【氏名又は名称】Dynabook株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001737
【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】筒井 友則
(72)【発明者】
【氏名】廣澤 秀樹
【審査官】宮本 秀一
(56)【参考文献】
【文献】特開2005-339184(JP,A)
【文献】特開平02-246741(JP,A)
【文献】特開2018-063558(JP,A)
【文献】特開2006-042402(JP,A)
【文献】特開2012-055133(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G06F1/26-1/3296
H02J1/00-1/16
H02J7/00-7/12
H02J7/34-7/36
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1電源が接続可能な第1電源端子と、
前記第1電源が前記第1電源端子に接続されたことを検出する第1検出手段と、
少なくとも1つの第2電源が接続可能な少なくとも1つの第2電源端子と、
前記少なくとも1つの第2電源が前記少なくとも1つの第2電源端子に接続されたことを検出する第2検出手段と、
前記第1電源が前記第1電源端子に接続されたことを前記第1検出手段が検出し、前記少なくとも1つの第2電源が前記少なくとも1つの第2電源端子に接続されたことを前記第2検出手段が検出した場合、前記第1電源の定格電圧が前記少なくとも1つの第2電源の定格電圧より高くなく、前記第1電源の定格電力が前記少なくとも1つの第2電源の定格電力より小さくないとき、前記第1電源からの電力が供給されるように前記少なくとも1つの第2電源端子の電力供給路を遮断する制御手段と、
を具備する電子機器。
【請求項2】
前記制御手段は、前記第1電源の定格電圧が前記少なくとも1つの第2電源の定格電圧より高い場合、前記第1電源からの電力が供給されるように前記少なくとも1つの第2電源端子の電力供給路を遮断する請求項1記載の電子機器。
【請求項3】
前記制御手段は、前記第1電源の定格電圧が前記少なくとも1つの第2電源の定格電圧より高くなく、前記第1電源の定格電力が前記少なくとも1つの第2電源の定格電力より小さい場合、前記少なくとも1つの第2電源からの電力が供給されるように前記少なくとも1つの第2電源端子の電力供給路を導通する請求項1記載の電子機器。
【請求項4】
前記少なくとも1つの第2電源端子は、複数の第2電源が接続可能な複数の第2電源端子であり、
前記制御手段は、前記第1電源が前記第1電源端子に接続されていないことを前記第1検出手段が検出し、前記複数の第2電源が前記複数の第2電源端子に接続されたことを前記第2検出手段が検出した場合、前記複数の第2電源の定格電圧と定格電力に基づいて、前記複数の第2電源端子の電力供給路を選択的に遮断する請求項1記載の電子機器。
【請求項5】
前記第1検出手段は、前記第1電源端子の電圧に基づいて前記第1電源が前記第1電源端子に接続されたか否かを検出し、
前記第2検出手段は、前記第2電源端子を介して前記少なくとも1つの第2電源から供給される電力供給能力を示す情報の有無に基づいて、前記少なくとも1つの第2電源が前記少なくとも1つの第2電源端子に接続されたか否かを検出する請求項1記載の電子機器。
【請求項6】
前記電子機器のシステム電源を生成する電源回路をさらに具備し、
前記第1電源端子と前記第2電源端子が共通に前記電源回路の入力端子に接続される請求項1記載の電子機器。
【請求項7】
充電可能なバッテリと、
前記バッテリを充電する充電器と、をさらに具備し、
前記第1電源端子と前記第2電源端子が共通に前記充電器の入力端子に接続される請求項1記載の電子機器。
【請求項8】
第1電源が接続可能な第1電源端子と、
前記第1電源が前記第1電源端子に接続されたことを検出する第1検出手段と、
少なくとも1つの第2電源が接続可能な少なくとも1つの第2電源端子と、
前記少なくとも1つの第2電源が前記少なくとも1つの第2電源端子に接続されたことを検出する第2検出手段と、
を具備する電子機器において、
前記第1電源が前記第1電源端子に接続されたことを前記第1検出手段が検出し、前記少なくとも1つの第2電源が前記少なくとも1つの第2電源端子に接続されたことを前記第2検出手段が検出した場合、前記第1電源の定格電圧が前記少なくとも1つの第2電源の定格電圧より高くなく、前記第1電源の定格電力が前記少なくとも1つの第2電源の定格電力より小さくない場合、前記第1電源からの電力が供給されるように前記少なくとも1つの第2電源端子の電力供給路を遮断する電源制御方法。
【請求項9】
前記第1電源の定格電圧が前記少なくとも1つの第2電源の定格電圧より高い場合、前記第1電源からの電力が供給されるように前記少なくとも1つの第2電源端子の電力供給路を遮断する請求項記載の電源制御方法。
【請求項10】
前記第1電源の定格電圧が前記少なくとも1つの第2電源の定格電圧より高くなく、前記第1電源の定格電力が前記少なくとも1つの第2電源の定格電力より小さい場合、前記少なくとも1つの第2電源からの電力が供給されるように前記少なくとも1つの第2電源端子の電力供給路を導通する請求項記載の電源制御方法。
【請求項11】
前記少なくとも1つの第2電源端子は、複数の第2電源が接続可能な複数の第2電源端子であり、
前記第1電源が前記第1電源端子に接続されていないことを前記第1検出手段が検出し、前記複数の第2電源が前記複数の第2電源端子に接続されたことを前記第2検出手段が検出した場合、前記複数の第2電源の定格電圧と定格電力に基づいて、前記複数の第2電源端子の電力供給路を選択的に遮断する請求項記載の電源制御方法。
【請求項12】
前記第1検出手段は、前記第1電源端子の電圧に基づいて前記第1電源が前記第1電源端子に接続されたか否かを検出し、
前記第2検出手段は、前記第2電源端子を介して前記少なくとも1つの第2電源から供給される電力供給能力を示す情報の有無に基づいて、前記少なくとも1つの第2電源が前記少なくとも1つの第2電源端子に接続されたか否かを検出する請求項記載の電源制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は電子機器、及びその電源制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
電子機器には電源装置として専用のACアダプタが用意されている。ACアダプタを電源コネクタに接続することにより、電子機器にACアダプタから電力が供給される。
近年、USBType-C(登録商標)規格のPD(Power Delivery)機能を利用する汎用の電源(以下、USB(登録商標)電源と称する)が開発されている。USB電源をUSBType-Cコネクタに接続することにより、電子機器にUSB電源から電力が供給される。USB電源には種々の定格電力の種々の機器があり、電圧が高くても、十分な電流を供給できないUSB電源もある。
【0003】
ACアダプタとUSB電源が同時に電子機器に接続される場合がある。この場合、ACアダプタとUSB電源の中の出力電圧が高い方から電力が供給される。そのため、USB電源の出力電圧がACアダプタの出力電圧より高い場合、たとえUSB電源が供給できる電流が小さくても、電子機器にUSB電源から電力が供給されてしまい、電子機器に十分な電力を供給できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2018-063558号公報
【文献】特開2018-007451号公報
【文献】米国特許出願公開第2018/004277号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の目的は、複数の電源装置と接続される場合、最適な電源装置から電力が供給される電子機器及び電源制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
実施形態による電子機器は、第1電源が接続可能な第1電源端子と、前記第1電源が前記第1電源端子に接続されたことを検出する第1検出手段と、少なくとも1つの第2電源が接続可能な少なくとも1つの第2電源端子と、前記少なくとも1つの第2電源が前記少なくとも1つの第2電源端子に接続されたことを検出する第2検出手段と、前記第1電源が前記第1電源端子に接続されたことを前記第1検出手段が検出し、前記少なくとも1つの第2電源が前記少なくとも1つの第2電源端子に接続されたことを前記第2検出手段が検出した場合、前記第1電源の定格電圧が前記少なくとも1つの第2電源の定格電圧より高くなく、前記第1電源の定格電力が前記少なくとも1つの第2電源の定格電力より小さくないとき、前記第1電源からの電力が供給されるように前記少なくとも1つの第2電源端子の電力供給路を遮断する制御手段と、を具備する。
【図面の簡単な説明】
【0007】
図1】第1実施形態による電子機器の一例であるパーソナルコンピュータの外観の一例を示す斜視図である。
図2】第1実施形態による電子機器の一例であるパーソナルコンピュータの電源制御回路の一例を示す回路図である。
図3】第1実施形態による電子機器の電源制御回路におけるネゴシエーションの一例を示すシーケンス図である。
図4】第1実施形態による電子機器の電源制御回路の動作の一例を示すフローチャートである。
図5】第2実施形態による電子機器の一例であるパーソナルコンピュータの電源制御回路の一例を示す回路図である。
図6】第2実施形態による電子機器の電源制御回路の動作の一例を示すフローチャートである。
図7】第2実施形態による電子機器の電源制御回路の動作の一例を示すフローチャートである。
図8】第2実施形態による電子機器の電源制御回路の動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、以下の実施形態に記載した内容により発明が限定されるものではない。当業者が容易に想到し得る変形は、当然に開示の範囲に含まれる。説明をより明確にするため、図面において、各部分のサイズ、形状等を実際の実施態様に対して変更して模式的に表す場合もある。複数の図面において、対応する要素には同じ参照数字を付して、詳細な説明を省略する場合もある。
【0009】
[第1実施形態:電子機器の概略]
図1は、第1実施形態に係る電子機器の一例としてのノートブック型パーソナルコンピュータ(以下、PCと称する)10を示す。PC10は本体14とディスプレイユニット16から構成される。ディスプレイユニット16は本体14に対して開閉自在に取り付けられる。ディスプレイユニット16の表面にLCD(Liquid Crystal Display)パネル18が配置され、ディスプレイユニット16の内部にパネル基板(図示しない)が収納される。本体14は薄い箱形の筐体を備え、筐体の上面にキーボード20が配置され、筐体の内部に回路基板(図示しない)が収納され、筐体の側面に電源コネクタ24、USBType-Cコネクタ26等の種々のコネクタが配置される。第1実施形態では、USBType-Cコネクタ26の数は単数であるが、複数のUSBType-Cコネクタ26が設けられても良い。
【0010】
[電源制御回路の構成]
図2は、PC10の電源制御回路の一例を示す回路図である。図示しないAC電源に電源コードを介して接続されるACアダプタ42が、図示しないケーブルを介して、電源コネクタ24に接続される。ACアダプタ42はAC電圧をDC電圧に変換して電源コネクタ24に供給する。電源コネクタ24がダイオード44のアノードに接続される。ダイオード44は逆流防止用である。電源コネクタ24(ダイオード44のアノード)は分圧抵抗46、48を直列に介してグランドにも接続される。ダイオード44のカソードはチャージャ回路52の入力端子に接続される。
【0011】
USB電源54が、図示しないUSBType-Cケーブルを介して、USBType-Cコネクタ26に接続される。USB電源54はDC電圧をシンク機器へ伝送するUSBType-CのPD規格に従うソース機器である。USB電源54は種々の定格電力の種々の種類の機器、例えばType-C電源と、PD電源と、モバイルバッテリ等を含む。Type-C電源の定格電力は5V、1.5A又は5V、3Aである。PD電源の定格電力は最大20V(5V、9V、15V、20Vのいずれかに設定されることが多い)、最大5Aである。モバイルバッテリの定格電力は多種多様である。USB電源54はACアダプタ42とは異なる定格電力でも良いし、同じ定格電力でも良い。
【0012】
USBType-Cコネクタ26は複数のピン、例えばVBUSピン、CC1ピン、CC2ピンを備える。VBUSピンはUSB電源54からPC10へ電力を伝送するためのピンである。VBUSピンはロードスイッチ56を介してダイオード58のアノードに接続される。ダイオード58は逆流防止用である。ロードスイッチ56は、例えばMOSFETを含むICからなるが、説明の便宜上、ロードスイッチ56はスイッチPチャネルMOSFETとして示す。ロードスイッチ56のオン、オフは後述するEC66により制御される。
【0013】
ダイオード58のカソードはダイオード44のカソードとともにチャージャ回路52の入力端子に接続される。CCはConfiguration Channelの略称であり、USB電源54とPC10との間で電力供給のネゴシエーションに関する情報を通信するために使われる。
【0014】
USB電源54とPC10は、それぞれUSB PDコントローラ62、64を備える。USB PDコントローラ62はソース側コントローラ、USB PDコントローラ64はシンク側コントローラとも称する。USBType-Cコネクタ26のCC1ライン、CC2ラインはUSB PDコントローラ62とUSB PDコントローラ64の両方に接続される。USB PDコントローラ62、64はそれぞれ情報を記憶するメモリ63、65を備える。
【0015】
チャージャ回路52は入力電圧からシステム電源を生成し、システム電源をPC10の各部に供給する。チャージャ回路52はシステム電源を用いてバッテリ68も充電する。システム電源(電力)はチャージャ回路52の出力電力とバッテリ68の出力電力からなる。このため、PC10の消費電力が瞬間的に上昇し、ACアダプタ42の定格電力以上になっても、バッテリ68の出力電力がACアダプタ42の出力電力を補い、PC10がシャットダウンすることが防止される。
【0016】
チャージャ回路52は入力電圧を監視し、監視結果に基づく接続検出信号をEC(エンベデッドコントローラ)66へ供給する。入力電圧が第1の閾値電圧以上である場合、チャージャ回路52は接続検出信号をハイレベルとし、入力電圧が第1の閾値電圧以上でない場合、チャージャ回路52は接続検出信号をローレベルとする。
【0017】
EC66は電力管理コントローラであり、ワンチップマイクロコンピュータとして実現されても良い。EC66は、図示しない電源スイッチの操作に応じてPC10をパワーオン又はパワーオフする機能を有する。EC66は、PD(Power Delivery)情報リードブロック70、定格判別ブロック72、A/D変換ブロック74、バッテリ制御ブロック76を備える。
【0018】
PD情報とは、USB PDコントローラ64がCC1ライン、CC2ラインを介してUSB PDコントローラ62と通信することにより得られるUSB電源54の電力供給能力に関する情報である。例えば、PD情報は、USB電源54の定格電力(定格電圧、定格電流)を示すものでも良い。USB電源54の定格電力を示す情報はUSB PDコントローラ62内のメモリ63に記憶されている。USB PDコントローラ64が得たPD情報はメモリ65に記憶される。
【0019】
バッテリ制御ブロック76はSMバスを介してバッテリ68内のコントロールIC78と接続される。バッテリ68がPC10に装着されると、コントロールIC78からバッテリ検出信号がバッテリ制御ブロック76に直接供給される。バッテリ制御ブロック76にはLED80が接続される。LED80はバッテリ68の装着状況、充電状況や、ACアダプタ42やUSB電源54の接続状況等を示すインジケータである。チャージャ回路52から出力される接続検出信号はPD情報リードブロック70と定格判別ブロック72とA/D変換ブロック74とバッテリ制御ブロック76に供給される。
【0020】
PD情報リードブロック70はSMバスを介してUSB PDコントローラ64に接続され、USB PDコントローラ64のメモリ65からPD情報を読み出す。PD情報は、USB PDコントローラ64とPD情報リードブロック70との間でUSB PD規格で定義されるVDM(Vendor Defined Message)で伝送されたソース機器の能力(capability)のコンタクト値(出力電圧/出力電流)、ベンダ固有の情報等を含む。
【0021】
分圧抵抗46、48の接続点(分圧点)がA/D変換ブロック74のアナログ入力端子に接続される。PD情報リードブロック70の出力端子とA/D変換ブロック74のデジタル出力端子が定格判別ブロック72に接続される。定格判別ブロック72は、PD情報と分圧抵抗46、48の分圧点の電圧とに基づいて、ACアダプタ42の定格電力とUSB電源54の定格電力を比較する。定格判別ブロック72は、比較結果に基づいてロードスイッチ56をオン、オフさせる。例えば、定格判別ブロック72は、ACアダプタ42の定格電力がUSB電源54の定格電力より大きい場合、ロードスイッチ56をオフさせ、それ以外の場合、ロードスイッチ56をオンさせる。
【0022】
ロードスイッチ56がオンの場合、USBType-Cコネクタ26のVBUS端子からチャージャ回路52への電力供給路が形成され、ロードスイッチ56がオフの場合、USBType-Cコネクタ26のVBUS端子からチャージャ回路52への電力供給路が遮断される。
【0023】
[電源制御回路の動作]
図3は、USB電源54がUSBType-Cコネクタ26に接続されると開始される電力供給に関するネゴシエーションの一例を示す。USB電源54がUSBType-Cコネクタ26に接続されると、USB PDコントローラ62とUSB PDコントローラ64がCC1ラインとCC2ラインを介して互いに接続される。
【0024】
先ず、ソース側のUSB PDコントローラ62は、USB電源54がどのような機器であるかを示す情報と、USB電源54がVBUSピンに供給可能な電力(電圧/電流)を示す情報からなるPD情報をUSB PDコントローラ64に送信する(#12)。供給可能な電圧/電流は固定値に限らず可変値でも良いし、単数の電圧/電流の組み合わせに限らず、複数の電圧/電流の組み合わせでも良い。USB PDコントローラ64は必要とする電圧/電流の組み合わせをUSB PDコントローラ62に対して要求する(#14)。必要とする電圧/電流の組み合わせがPD情報に含まれていない場合、PD情報に含まれる電圧/電流の組み合わせの中で最も電力が大きい電圧/電流の組み合わせを要求してもよいし、何も要求しなくても良い。
【0025】
USB PDコントローラ62は要求された電圧/電流の組み合わせを肯定する信号をUSB PDコントローラ64に返信する(#16)。この後、要求された電圧/電流の組み合わせに従う電力がVBUSピンを介してPC10に供給される。USB PDコントローラ64はUSB PDコントローラ62により肯定された電圧/電流の組み合わせを示すPD情報をメモリ65に格納する(#18)。
【0026】
図4は、EC66による電源制御の一例を示すフローチャートである。図4のフローチャートの処理は、ACアダプタ42又はUSB電源54からの電力供給の前に行われ、この処理のための電力はバッテリ68から供給される。
定格判別ブロック72は、ブロック102で、ロードスイッチ56をオンさせる。これにより、USBType-Cコネクタ26のVBUS端子からロードスイッチ56、ダイオード58を介するチャージャ回路52への電力供給路が形成される。この後、ACアダプタ42が電源コネクタ24に接続される及び/又はUSB電源54がUSBType-Cコネクタ26に接続されると想定する。USB電源54がUSBType-Cコネクタ26に接続された場合、図3に示すネゴシエーションも完了し、PD情報がUSB PDコントローラ64内のメモリ65に格納されていると想定する。
【0027】
ACアダプタ42からダイオード44のカソードに、及び/又はUSB電源54からロードスイッチ56を介してダイオード58のカソードに第1の閾値以上の電圧が印加される。チャージャ回路52は、入力電圧が第1の閾値電圧以上であるか否かを常に判定し、入力電圧が第1の閾値電圧以上である場合、EC66へ供給される接続検出信号をハイレベルにする。
【0028】
そのため、定格判別ブロック72は、ブロック104で、接続検出信号がハイレベルであるか否かを判定する。接続検出信号がローレベルである場合(ブロック104のNoの判定)、ACアダプタ42が電源コネクタ24に接続されていない、かつUSB電源54もUSBType-Cコネクタ26に接続されていないと判断できる。定格判別ブロック72は、接続検出信号がローレベルであると判定した場合、ブロック104の判定を繰り返し実行する。
【0029】
接続検出信号がハイレベルである場合(ブロック104の判定がYesの場合)、ACアダプタ42が電源コネクタ24に接続され、及び/又はUSB電源54がUSBType-Cコネクタ26に接続されていると判断できる。しかし、接続検出信号だけでは、ACアダプタ42が電源コネクタ24に接続されたのか、USB電源54がUSBType-Cコネクタ26に接続されたのか、又はACアダプタ42が電源コネクタ24に接続されるとともにUSB電源54がUSBType-Cコネクタ26に接続されたのかは判別できない。そこで、EC66は、他の情報に基づいて、これらの3つの状態を識別する。
【0030】
ACアダプタ42が電源コネクタ24に接続されると、分圧抵抗46、48の接続点の電圧が第2の閾値電圧以上になる。第2の閾値電圧はACアダプタ42の定格電圧に基づいてあらかじめ決定できる。例えば、ACアダプタ42の定格電圧が19Vである場合、第2の閾値電圧は17Vとすることができる。
【0031】
このため、A/D変換ブロック74は、ブロック106で、分圧抵抗46、48の接続点の電圧をA/D変換し、A/D変換結果を定格判別ブロック72へ供給する。定格判別ブロック74は、ブロック112で、A/D変換結果が17V(第2の閾値電圧)以上であるか否かを判定する。A/D変換結果が17V以上ではない場合(ブロック112の判定がNoの場合)、ACアダプタ42が電源コネクタ24に接続されていないが、USB電源54がUSBType-Cコネクタ26に接続されていると判断できる。この場合、定格判別ブロック72は、ロードスイッチ56をオンさせ続ける。これにより、USBType-Cコネクタ26のVBUS端子からロードスイッチ56、ダイオード58を介するチャージャ回路52への電力供給路が維持され、USB電源54の出力電圧がチャージャ回路52へ印加され、PC10のシステム電源が生成される。
【0032】
A/D変換結果が17V以上である場合(ブロック112の判定がYesの場合)、ACアダプタ42が電源コネクタ24に接続されているが、USB電源54がUSBType-Cコネクタ26に接続されているか否か不明であると判断できる。この場合、USB電源54がUSBType-Cコネクタ26に接続されているか否かを判断するために、PD情報リードブロック70は、ブロック114で、USB PDコントローラ64内のメモリ65にPD情報が格納されているか否かを判定する。
【0033】
PD情報がUSB PDコントローラ64内のメモリ65に格納されていない場合(ブロック114の判定がNoの場合)、ACアダプタ42が電源コネクタ24に接続されているが、USB電源54がUSBType-Cコネクタ26に接続されていないと判断できる。この場合、ACアダプタ42の出力電圧がチャージャ回路52へ印加され、PC10のシステム電源が生成される。定格判別ブロック72は、ブロック126で、ロードスイッチ56をオフさせても良いし、USB電源54がUSBType-Cコネクタ26に接続されていないので、ロードスイッチ56をオンさせ続けても良い。
【0034】
このように、ACアダプタ42とUSB電源54の一方が電源コネクタ24又はUSBType-Cコネクタ26に接続される場合、接続された機器から電力が供給される。
次に、ACアダプタ42が電源コネクタ24に接続され、USB電源54がUSBType-Cコネクタ26に接続される場合の電源供給を説明する。
【0035】
USB PDコントローラ64内のメモリ65にPD情報が格納されている場合(ブロック114の判定がYesの場合)、ACアダプタ42が電源コネクタ24に接続され、かつUSB電源54がUSBType-Cコネクタ26に接続されていると判断できる。この場合、PD情報リードブロック70は、ブロック116で、USB PDコントローラ64内のメモリ65からPD情報を読み出す。PD情報リードブロック70は、ブロック118で、読み出したPD情報に基づいてUSB電源54の定格電力(定格電圧、定格電流)を認識する。
【0036】
なお、ブロック112の処理とブロック114、116、118の処理の実行順番はこの逆でも良い。すなわち、ブロック106、114、116、118、112の順番に実行しても良い。
定格判別ブロック72は、ブロック122で、ACアダプタ42の定格電圧がUSB電源54の定格電圧より高いか否かを判定する。チャージャ回路52の入力端子にはダイオード44のカソードとダイオード58のカソードが共通に接続されているので、チャージャ回路52の入力端子にはダイオード44のカソード電圧とダイオード58のカソード電圧の中の高い方の電圧が印加される。
【0037】
そのため、ACアダプタ42の定格電圧がUSB電源54の定格電圧より高い場合(ブロック122の判定がYesの場合)、ACアダプタ42の出力電圧がチャージャ回路52へ印加され、PC10のシステム電源が生成される。この時、定格判別ブロック72は、ロードスイッチ56をオンさせ続ける。これにより、ACアダプタ42とUSB電源54が接続されている状態からACアダプタ42が抜き取られた場合、瞬時にUSB電源54から電力が供給される。
【0038】
ACアダプタ42の定格電圧がUSB電源54の定格電圧より高くない場合(ブロック122の判定がNoの場合)、定格判別ブロック72は、ブロック124で、ACアダプタ42の定格電力がUSB電源54の定格電力より小さいか否かを判定する。ACアダプタ42の定格電力は、例えば45W(固定値)とする。
【0039】
ACアダプタ42の定格電力がUSB電源54の定格電力より小さい場合(ブロック124の判定がYesの場合)、ACアダプタ42を使うよりUSB電源54を使う方が好ましいと判断できる。そのため、定格判別ブロック72は、ロードスイッチ56をオンさせ続ける。これにより、USB電源54の出力電圧がチャージャ回路52へ印加され、PC10のシステム電源が生成される。
【0040】
ACアダプタ42の定格電力がUSB電源54の定格電力より小さくない場合(ブロック124の判定がNoの場合)、USB電源54を使うよりACアダプタ42を使う方が好ましいと判断できる。そのため、定格判別ブロック72は、ブロック126で、ロードスイッチ56をオフさせ、USBType-Cコネクタ26のVBUS端子からロードスイッチ56、ダイオード58を介するチャージャ回路52への電力供給路を遮断させる。これにより、定格電圧が低いが定格電力が大きいACアダプタ42の出力電圧がチャージャ回路52へ印加され、PC10のシステム電源が生成される。
【0041】
ACアダプタ42又はUSB電源54が電源コネクタ24又はUSB Type-Cコネクタ26から取り外されると、定格判別ブロック72はロードスイッチ56はオンさせる。
以上説明したように、第1実施形態によれば、ACアダプタ42とUSB電源54が電源コネクタ24とUSB Type-Cコネクタ26にそれぞれ接続されている場合、両者の定格電圧、定格電力の比較結果に基づいて最適な機器からの電力をPC10に供給することができる。例えば、ACアダプタ42の定格電圧がUSB電源54の定格電圧より高い場合、定格電力の大小に関わらずACアダプタ42からの電力がPC10に供給される。この時、USBType-Cコネクタ26のVBUS端子からチャージャ回路52への電力供給路を導通、非導通させるロードスイッチ56はオンされているが、オフされても良い。USB電源54の定格電圧がACアダプタ42の定格電圧より高い場合、USB電源54の定格電力がACアダプタ42の定格電力より大きければ、USB電源54からの電力がPC10に供給される。この時、USBType-Cコネクタ26のVBUS端子からチャージャ回路52への電力供給路を導通、非導通させるロードスイッチ56はオンされている。USB電源54の定格電圧がACアダプタ42の定格電圧より高くても、ACアダプタ42の定格電力がUSB電源54の定格電力より大きければ、ACアダプタ42からの電力がPC10に供給される。この時、USBType-Cコネクタ26のVBUS端子からチャージャ回路52への電力供給路を導通、非導通させるロードスイッチ56はオフされている。
【0042】
このように第1実施形態によれば、複数の電源機器の中の電圧の高い機器からの電力がチャージャ回路52に供給されるように電源コネクタ24とUSB Type-Cコネクタ26がチャージャ回路52に接続されているが、ACアダプタ42の定格電圧の方が低くてもACアダプタ42の定格電力の方が大きい場合、ロードスイッチ56がオフされ、USBType-Cコネクタ26からチャージャ回路52への電力供給路が遮断され、ACアダプタ42から電源が供給される。このため、PC10に十分な電力が供給され、システム電源を供給しつつ、バッテリ68の充電も可能になる。
【0043】
[第2実施形態]
図5は、第2実施形態のPC10の電源制御回路の一例を示す回路図である。図2に示す第1実施形態では、1個のUSB Type-Cコネクタ26が設けられているが、第2実施形態では、複数、ここでは2個のUSB電源54-1、54-2が同時にPC10に接続できるように、2個のUSB Type-Cコネクタ26-1、26-2が設けられている。
【0044】
USBType-Cコネクタ26-1、26-2のVBUSピンはロードスイッチ56-1、56-2を介してダイオード58-1、58-2のアノードにそれぞれ接続される。
ダイオード58-1、58-2のカソードはダイオード44のカソードとともにチャージャ回路52の入力端子に接続される。
【0045】
USB電源54-1、54-2は、それぞれUSB PDコントローラ62-1、62-2を備える。USB PDコントローラ62-1、62-2はそれぞれ情報を記憶するメモリ63-1、63-2を備える。
PD情報リードブロック70はSMバスを介してUSB PDコントローラ64-1、64-2に接続され、USB PDコントローラ64-1、64-2のメモリ65-1、65-2からPD情報を読み出す。
【0046】
定格判別ブロック72はロードスイッチ56-1、56-2をオン、オフさせる。ロードスイッチ56-1がオフの場合、USBType-Cコネクタ26-1のVBUS端子からチャージャ回路52への電力供給路が遮断される。ロードスイッチ56-2がオフの場合、USBType-Cコネクタ26-2のVBUS端子からチャージャ回路52への電力供給路が遮断される。
【0047】
図6図7図8は、第2実施形態のEC66による電源制御の一例を示すフローチャートである。図6図8のフローチャートの処理も、ACアダプタ42又はUSB電源54からの電力供給の前に行われ、この処理のための電力はバッテリ68から供給される。
【0048】
定格判別ブロック72は、ブロック202(図6)で、ロードスイッチ56-1、56-2をオンさせる。これにより、USBType-Cコネクタ26のVBUS端子からロードスイッチ56-1、56-2、ダイオード58-1、58-2を介するチャージャ回路52への2つの電力供給路が形成される。この後、ACアダプタ42が電源コネクタ24に接続される、及び/又はUSB電源54-1、54-2がUSBType-Cコネクタ26-1、26-2に接続され、図3に示すネゴシエーションが完了し、USB電源54-1、54-2のPD情報がUSB PDコントローラ64-1、64-2内のメモリ65-1、65-2にそれぞれに格納されていると想定する。
【0049】
定格判別ブロック72は、ブロック204で、接続検出信号がハイレベルであるか否かを判定する。定格判別ブロック72は、接続検出信号がローレベルである場合、ブロック204の判定を繰り返し実行する。
接続検出信号がハイレベルである場合(ブロック204の判定がYesの場合)、A/D変換ブロック74は、ブロック206で、分圧抵抗46、48の接続点の電圧をA/D変換し、A/D変換結果を定格判別ブロック72へ供給する。PD情報リードブロック70は、ブロック208で、USB PDコントローラ64-1、64-2内のメモリ65-1、65-2からPD情報を読み出す。PD情報リードブロック70は、ブロック210で、読み出したPD情報に基づいてUSB電源54-1、54-2の定格電力(定格電圧、定格電流)を認識する。認識結果は定格判別ブロック72へ供給される。なお、USB電源54-1、54-2がUSBType-Cコネクタ26-1、26-2に接続されていない場合、USB電源54-1、54-2の定格電力は認識されない。
【0050】
定格判別ブロック72は、ブロック216で、A/D変換結果が17V(第2の閾値電圧)以上であるか否かを判定する。A/D変換結果が17V以上ではない場合(ブロック216の判定がNoの場合)、ACアダプタ42が電源コネクタ24に接続されていないが、USB電源54-1及び/又は54-2がUSBType-Cコネクタ26-1及び/又は26-2に接続されていると判断できる。この場合、定格判別ブロック72は、ブロック242(図7)の処理を実行する。
【0051】
A/D変換結果が17V以上である場合(ブロック216の判定がYesの場合)、定格判別ブロック72は、ブロック218で、USB電源54-1を認識したか否かを判定する。USB電源54-1が認識されない場合(ブロック218の判定がNoの場合)、ACアダプタ42とUSB電源54-2が接続されていると判断でき、定格判別ブロック72は、ブロック262(図8)の処理を実行する。
【0052】
USB電源54-1が認識された場合(ブロック218の判定がYesの場合)、定格判別ブロック72は、ブロック220で、USB電源54-2を認識したか否かを判定する。USB電源54-2が認識されない場合(ブロック220の判定がNoの場合)、ACアダプタ42とUSB電源54-1が接続されていると判断でき、定格判別ブロック72は、ブロック224の処理を実行する。
【0053】
なお、ブロック216、218、220の処理の実行順番はこれに限らず、どの順番に実行しても良い。
USB電源54-2が認識された場合(ブロック220の判定がYesの場合)、ACアダプタ42とUSB電源54-1、54-2が接続されていると判断でき、定格判別ブロック72は、ブロック222で、USB電源54-1の定格電力がUSB電源54-2の定格電力より大きいか否か判定する。
【0054】
USB電源54-1の定格電力がUSB電源54-2の定格電力より大きくない場合(ブロック222の判定がNoの場合)、定格判別ブロック72は、ブロック262(図8)の処理を実行する。
USB電源54-1の定格電力がUSB電源54-2の定格電力より大きい場合(ブロック222の判定がYesの場合)、又はUSB電源54-2が認識されない場合(ブロック220の判定がNoの場合)、定格判別ブロック72は、ブロック224で、第1実施形態と同様に、ACアダプタ42の定格電圧がUSB電源54-1の定格電圧より高いか否かを判定する。ACアダプタ42の定格電圧がUSB電源54-1の定格電圧より高い場合(ブロック224の判定がYesの場合)、ACアダプタ42の出力電圧がチャージャ回路52へ印加され、PC10のシステム電源が生成される。この時、定格判別ブロック72は、ロードスイッチ56-1、56-2をオンさせ続ける。これにより、ACアダプタ42とUSB電源54-1、54-2が接続されている状態からACアダプタ42が抜き取られた場合、瞬時にUSB電源54-1又は54-2から電力が供給される。
【0055】
ACアダプタ42の定格電圧がUSB電源54-1の定格電圧より高くない場合(ブロック224の判定がNoの場合)、定格判別ブロック72は、ブロック226で、ACアダプタ42の定格電力がUSB電源54-1の定格電力より小さいか否かを判定する。
【0056】
ACアダプタ42の定格電力がUSB電源54-1の定格電力より小さい場合(ブロック226の判定がYesの場合)、ACアダプタ42を使うよりUSB電源54-1を使う方が好ましいと判断できる。そのため、定格判別ブロック72は、ロードスイッチ56-1、56-2をオンさせ続ける。これにより、USB電源54-1の出力電圧がチャージャ回路52へ印加され、PC10のシステム電源が生成される。
【0057】
ACアダプタ42の定格電力がUSB電源54-1の定格電力より小さくない場合(ブロック226の判定がNoの場合)、USB電源54-1を使うよりACアダプタ42を使う方が好ましいと判断できる。そのため、定格判別ブロック72は、ブロック228で、ロードスイッチ56-1、56-2をオフさせ、USBType-Cコネクタ26-1、26-2のVBUS端子からロードスイッチ56-1、56-2、ダイオード58-1、58-2を介するチャージャ回路52への2個の電力供給路を遮断させる。これにより、ACアダプタ42の出力電圧がチャージャ回路52へ印加され、PC10のシステム電源が生成される。なお、定格判別ブロック72は、USB電源54-2はUSBType-Cコネクタ26-2に接続されていないので、ロードスイッチ56-2をオンさせ続けても良い。
【0058】
ブロック216でA/D変換結果が17V以上でないと判定(Noの判定)された場合、ACアダプタ42が電源コネクタ24に接続されていないが、USB電源54-1及び/又は54-2がUSBType-Cコネクタ26-1及び/又は26-2に接続されていると判断できる。この場合、定格判別ブロック72は、図7に示すブロック242で、USB電源54-1を認識したか否かを判定する。USB電源54-1が認識されない場合(ブロック242の判定がNoの場合)、USB電源54-2のみが接続されていると判断でき、定格判別ブロック72は、ブロック250で、ロードスイッチ56-1をオフさせ、USBType-Cコネクタ26-1のVBUS端子からロードスイッチ56-1、ダイオード58-1を介するチャージャ回路52への電力供給路を遮断させる。これにより、USB電源54-2の出力電圧がチャージャ回路52へ印加され、PC10のシステム電源が生成される。
【0059】
USB電源54-1が認識された場合(ブロック242の判定がYesの場合)、定格判別ブロック72は、ブロック244で、USB電源54-2を認識したか否かを判定する。USB電源54-2が認識されない場合(ブロック244の判定がNoの場合)、USB電源54-1のみが接続されていると判断でき、定格判別ブロック72は、ブロック248で、ロードスイッチ56-2をオフさせ、USBType-Cコネクタ26-2のVBUS端子からロードスイッチ56-2、ダイオード58-2を介するチャージャ回路52への電力供給路を遮断させる。これにより、USB電源54-1の出力電圧がチャージャ回路52へ印加され、PC10のシステム電源が生成される。
【0060】
USB電源54-2が認識された場合(ブロック244の判定がYesの場合)、USB電源54-1、54-2が接続されていると判断でき、定格判別ブロック72は、ブロック245で、USB電源54-1の定格電圧がUSB電源54-2の定格電圧より高いか否か判定する。
【0061】
USB電源54-1の定格電圧がUSB電源54-2の定格電圧より高い場合(ブロック245の判定がYesの場合)、USB電源54-2を使うよりUSB電源54-1を使う方が好ましいと判断できる。そのため、定格判別ブロック72は、ブロック248の処理を行う。この結果、USB電源54-1の出力電圧がチャージャ回路52へ印加され、PC10のシステム電源が生成される。
【0062】
USB電源54-1の定格電圧がUSB電源54-2の定格電圧より高くない場合(ブロック245の判定がNoの場合)、定格判別ブロック72は、ブロック246で、USB電源54-1の定格電力がUSB電源54-2の定格電力より大きいか否か判定する。
【0063】
USB電源54-1の定格電力がUSB電源54-2の定格電力より大きくない場合(ブロック246の判定がNoの場合)、定格判別ブロック72は、ブロック250の処理を実行する。この結果、USB電源54-2の出力電圧がチャージャ回路52へ印加され、PC10のシステム電源が生成される。USB電源54-1の定格電力がUSB電源54-2の定格電力より大きい場合(ブロック246の判定がYesの場合)、定格判別ブロック72は、ブロック248の処理を実行する。この結果、USB電源54-1の出力電圧がチャージャ回路52へ印加され、PC10のシステム電源が生成される。
【0064】
図6のブロック218でUSB電源54-1を認識しないと判定された場合、ACアダプタ42とUSB電源54-2が接続されていると判断でき、定格判別ブロック72は、ブロック262(図8)の処理を実行する。
図6のブロック222でUSB電源54-1の定格電力がUSB電源54-2の定格電力より大きくない場合(判定がNoの場合)、定格判別ブロック72は、ブロック262(図8)の処理を実行する。定格判別ブロック72は、ブロック262で、ACアダプタ42の定格電圧がUSB電源54-2の定格電圧より高いか否かを判定する。ACアダプタ42の定格電圧がUSB電源54-2の定格電圧より高い場合(ブロック262の判定がYesの場合)、ACアダプタ42の出力電圧がチャージャ回路52へ印加され、PC10のシステム電源が生成される。この時、定格判別ブロック72は、ロードスイッチ56-1、56-2をオンさせ続ける。これにより、ACアダプタ42とUSB電源54-1又は54-2が接続されている状態からACアダプタ42が抜き取られた場合、瞬時にUSB電源54-1又は54-2から電力が供給される。
【0065】
ACアダプタ42の定格電圧がUSB電源54-2の定格電圧より高くない場合(ブロック262の判定がNoの場合)、定格判別ブロック72は、ブロック264で、ACアダプタ42の定格電力がUSB電源54-2の定格電力より小さいか否かを判定する。
【0066】
ACアダプタ42の定格電力がUSB電源54-2の定格電力より小さい場合(ブロック264の判定がYesの場合)、ACアダプタ42を使うよりUSB電源54-2を使う方が好ましいと判断できる。そのため、定格判別ブロック72は、ロードスイッチ56-1、56-2をオンさせ続ける。なお、定格判別ブロック72はロードスイッチ56-1をオフさせても良い。これにより、USB電源54-2の出力電圧がチャージャ回路52へ印加され、PC10のシステム電源が生成される。
【0067】
ACアダプタ42の定格電力がUSB電源54-2の定格電力より小さくない場合(ブロック264の判定がNoの場合)、USB電源54-2を使うよりACアダプタ42を使う方が好ましいと判断できる。そのため、定格判別ブロック72は、ブロック286で、ロードスイッチ56-1、56-2をオフさせ、USBType-Cコネクタ26-1、26-2のVBUS端子からロードスイッチ56-1、56-2、ダイオード58-1、58-2を介するチャージャ回路52への2個の電力供給路を遮断させる。これにより、ACアダプタ42の出力電圧がチャージャ回路52へ印加され、PC10のシステム電源が生成される。なお、定格判別ブロック72は、ロードスイッチ56-1をオンさせ続けても良い。
【0068】
以上説明したように、第2実施形態によれば、ACアダプタ42とUSB電源54-1、54-2が電源コネクタ24とUSB Type-Cコネクタ26-1、26-2にそれぞれ接続されている場合、3つの機器の定格電圧、定格電力の比較結果に基づいて最適な機器からの電力をPC10に供給することができる。例えば、ACアダプタ42の定格電圧がUSB電源54-1、54-2の定格電圧より高い場合は、定格電力の大小に関わらずACアダプタ42からの電力がPC10に供給される。この時、USBType-Cコネクタ26のVBUS端子からチャージャ回路52への電力供給路を導通、非導通させるロードスイッチ56―1、65-2はオンされているが、オフされても良い。USB電源54-1又は54-2の定格電圧がACアダプタ42の定格電圧より高い場合、USB電源54-1又は54-2の定格電力がACアダプタ42の定格電力より大きければ、USB電源54-1又は54-2からの電力がPC10に供給される。この時、USBType-Cコネクタ26のVBUS端子からチャージャ回路52への電力供給路を導通、非導通させるロードスイッチ56-1、56-2はオンされている。USB電源54-1又は54-2の定格電圧がACアダプタ42の定格電圧より高くても、USB電源54-1又は54-2の定格電力がACアダプタ42の定格電力より小さければ、定格電圧は低くても定格電力が大きいACアダプタ42からの電力がPC10に供給される。この時、USBType-Cコネクタ26のVBUS端子からチャージャ回路52への電力供給路を導通、非導通させるロードスイッチ56-1、56-2はオフされている。
【0069】
第2実施形態によっても、ACアダプタ42よりも定格電力の小さいUSB電源54が接続された場合は、ロードスイッチ56がオフされ、USB Type-Cコネクタ26からチャージャ回路52への電力供給路が遮断され、ACアダプタ42から電源が供給され、システム電源を供給しつつ、バッテリ68の充電も可能になる。
【0070】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。例えば、ACアダプタ42以外の電源機器はUSB電源に限らず、USB Type-Cコネクタ以外のコネクタに接続される機器でも良い。
【符号の説明】
【0071】
24…電源コネクタ、26…USB Type-Cコネクタ、42…ACアダプタ、54…USB電源、56…ロードスイッチ、64…USB PDコントローラ、65…メモリ、66…EC、70…PD情報リードブロック、72…定格判別ブロック、74…A/D変換ブロック。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8