电力供给装置、AC适配器、AC充电器、电子设备和电力供给系统的制作方法

文档序号:13518609阅读:299来源:国知局
电力供给装置、AC适配器、AC充电器、电子设备和电力供给系统的制作方法

本发明涉及电力供给装置、ac适配器、ac充电器、电子设备和电力供给系统。



背景技术:

以往,提供在对应于伴随电力供给的通信标准的终端装置和电力线载波通信网络之间可相互通信的直流插座。

在使用了数据线的电力供给技术中,有以太网供电(poe:poweroverethernet)技术和通用串行总线(usb:universalserialbus)技术。

在usb技术中,根据供给功率电平,有最大2.5w的usb2.0、最大4.5w的usb3.1、最大7.5w的电池充电标准bc1.2。

此外,usb供电规范是与以往的电缆和连接器都具备兼容性,并与usb2.0和usb3.1、usb电池充电标准bc1.2均共存的独立的标准。在该标准中,在电压5v~12v~20v、电流1.5a~2a~3a~5a的范围内,可选择充电电流、电压,可进行10w、18w、36w、65w、最大至100w的usb充电、供电。

作为实施这样的电力供给的电源,有dc/dc转换器。在dc/dc转换器中,有二极管整流方式和同步整流方式。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2011-82802号公报

非专利文献

非专利文献1:ボブ、ダンスタン(bobdunstan)編,“usbpowerdeliveryspecificationrevision1.0”,2012年7月5日リリース,http://www.usb.org/developers/docs/



技术实现要素:

发明要解决的问题

本发明提供削减安装空间、小型化和低成本并且可控制输出电压值和可输出电流量(max值)的电力供给装置、ac适配器、ac充电器、电子设备和电力供给系统。

解决问题的方案

根据本发明的一方式,提供一种电力供给装置,包括:dc/dc转换器,配置在输入和vbus输出之间;初级侧控制器,控制所述dc/dc转换器的输入电流;绝缘双向电路,与控制输入耦合,接收所述控制输入的控制输入信号,反馈到所述初级侧控制器;开关,配置在所述dc/dc转换器的输出和所述vbus输出之间,将所述dc/dc转换器的输出断路;以及次级侧控制器,连接到所述绝缘双向电路,对所述开关进行导通/截止控制,所述初级侧控制器基于从所述绝缘双向电路反馈的所述控制输入信号,控制所述输入电流,从而使所述dc/dc转换器的输出电压值和可输出电流量可变。

根据本发明的另一方式,提供一种电力供给装置,包括:dc/dc转换器,配置在输入和vbus输出之间;初级侧控制器,控制所述dc/dc转换器的输入电流;绝缘双向电路,与控制输入耦合,接收所述控制输入的控制输入信号,反馈到所述初级侧控制器;开关,配置在所述dc/dc转换器的输出和所述vbus输出之间,将所述dc/dc转换器的输出断路;次级侧控制器,连接到所述绝缘双向电路,对所述开关进行导通/截止控制;以及监视电路,检测所述dc/dc转换器的初级侧信号,所述初级侧控制器基于所述监视电路的检测信号,通过所述绝缘双向电路,控制所述次级侧控制器,从而使所述dc/dc转换器的输出电压值和可输出电流量可变。

根据本发明的另一方式,提供一种电力供给装置,包括:dc/dc转换器,配置在输入和vbus输出之间;初级侧控制器,控制所述dc/dc转换器的输入电流;绝缘双向电路,与控制输入耦合,接收所述控制输入的控制输入信号,反馈到所述初级侧控制器;开关,配置在所述dc/dc转换器的输出和所述vbus输出之间,将所述dc/dc转换器的输出断路;次级侧控制器,连接到所述绝缘双向电路,对所述开关进行导通/截止控制;以及误差放大器,连接在所述dc/dc转换器的输出和所述绝缘双向电路之间,所述初级侧控制器基于所述误差放大器的检测信号,接收通过所述绝缘双向电路接收到的反馈信号,并且基于所述反馈信号,通过所述绝缘双向电路控制所述次级侧控制器,从而使所述dc/dc转换器的输出电压值和可输出电流量可变。

根据本发明的另一方式,提供搭载了上述电力供给装置的ac适配器。

根据本发明的另一方式,提供搭载了上述电力供给装置的ac充电器。

根据本发明的另一方式,提供搭载了上述电力供给装置的电子设备。

根据本发明的另一方式,提供搭载了上述电力供给装置的电力供给系统。

发明的效果

根据本发明,可以提供削减安装空间、小型化和低成本并且可控制输出电压值和可输出电流量(max值)的电力供给装置、ac适配器、ac充电器、电子设备和电力供给系统。

附图说明

图1是基础技术的电力供给装置的示意性的电路结构框图。

图2的(a)是第1实施方式的电力供给装置的示意性的电路结构框图,(b)是第1实施方式的扩展例的电力供给装置的示意性的电路结构框图。

图3是第1实施方式的变形例1的电力供给装置的示意性的电路结构框图。

图4是可适用于第1实施方式的电力供给装置的绝缘双向电路的示意性的结构框图。

图5是表示用第1实施方式的电力供给装置得到的输出电压和输出电流之间的关系的示意图,(a)是表示cvcc的矩形形状的例子,(b)是表示倒梯形的“フ”字形状的例子,(c)是表示倒三角形的“フ”字形状的例子,(d)是表示梯形形状的例子,(e)是表示五边形形状的例子。

图6是可适用于第1实施方式的电力供给装置的次级侧控制器的示意性电路结构框图。

图7是第1实施方式的变形例2的电力供给装置的示意性的电路结构框图。

图8是第1实施方式的变形例3的电力供给装置的示意性的电路结构框图。

图9是第1实施方式的变形例4的电力供给装置的示意性的电路结构框图。

图10是可适用于第1实施方式的电力供给装置的绝缘双向电路的示意性的结构框图。

图11是可适用于第1实施方式的电力供给装置的绝缘双向电路的示意性的结构框图(结构例1)。

图12是可适用于第1实施方式的电力供给装置的绝缘双向电路的示意性的结构框图(结构例2)。

图13是可适用于第1实施方式的电力供给装置的绝缘双向电路的示意性的结构框图(结构例3)。

图14是可适用于第1实施方式的电力供给装置的绝缘双向电路的示意性的结构框图(结构例4)。

图15是可适用于第1实施方式的电力供给装置的绝缘双向电路的示意性的结构框图(结构例5)。

图16是可适用于第1实施方式的电力供给装置的绝缘双向电路的示意性的结构框图(结构例6)。

图17是可适用于第1实施方式的电力供给装置的绝缘双向电路的示意性的结构框图(结构例7)。

图18是可适用于第1实施方式的电力供给装置的绝缘双向电路和功率输出电路的示意性的结构框图。

图19是可适用于第1实施方式的电力供给装置的绝缘双向电路的示意性的结构框图(结构例8)。

图20是可适用于第1实施方式的电力供给装置的绝缘双向电路的示意性的结构框图(结构例9)。

图21的(a)是图20所示的端口选择器的结构例子,(b)是图20所示的端口选择器的另一结构例子。

图22是可适用于第1实施方式的电力供给装置的绝缘双向电路的示意性的结构框图(结构例10)。

图23是第1实施方式的变形例5的电力供给装置的示意性的电路结构框图。

图24是第1实施方式的变形例6的电力供给装置的示意性的电路结构框图。

图25是第1实施方式的变形例7的电力供给装置的示意性的电路结构框图。

图26是第2实施方式的电力供给装置的示意性的电路结构框图。

图27是第3实施方式的电力供给装置的示意性的电路结构框图。

图28是第4实施方式的电力供给装置的示意性的电路结构框图。

图29是第5实施方式的电力供给装置的示意性的电路结构框图。

图30是第6实施方式的电力供给装置的示意性的电路结构框图。

图31是第7实施方式的电力供给装置的示意性的电路结构框图。

图32(a)是第8实施方式的电力供给装置的示意性的电路结构框图,(b)是第8实施方式的变形例的电力供给装置的示意性的电路结构框图。

图33是适用于实施方式的电力供给装置的mos开关的示意性的电路结构框图。

图34是将第1实施方式的电力供给装置间通过插座连接的示意性的结构图。

图35是可适用于第1实施方式的电力供给装置的插座内部的示意性的结构图。

图36是将第1实施方式的电力供给装置间通过插座和插头连接的示意性的结构图。

图37(a)是将第1实施方式的电力供给装置间通过插座和插头电缆连接的示意性的结构图,(b)是表示2个插座间的连接关系的图。

图38(a)是说明可适用于第1实施方式的电力供给装置的功率输出电路和电源输入电路之间的连接关系的示意性的结构框图,(b)是对应于图38(a)的示意性的电路结构图。

图39(a)是图38(b)所示的功率输出电路的具体的电路结构例子,(b)是可适用于图39(a)的双向开关的结构图。

图40是可适用于第1实施方式的电力供给装置的功率输出电路的示意性的电路结构图(结构例1)。

图41是可适用于第1实施方式的电力供给装置的功率输出电路的示意性电路结构图(结构例2)。

图42是可适用于第1实施方式的电力供给装置的功率输出电路的示意性的电路结构图(结构例3)。

图43是可适用于第1实施方式的电力供给装置的功率输出电路的示意性的电路结构图(结构例4)。

图44是将可连接到插座的插头和ac适配器/ac充电器用电缆连接的接线例子,(a)是将ac适配器/ac充电器内的pd与外部的插头连接的例子,(b)是在ac适配器/ac充电器中包括插座的例子,(c)是将内置在ac适配器/ac充电器中的插头和外部的插头连接的例子。

图45是将可连接到插座的插头和ac适配器/ac充电器用usbpd电缆连接的接线例子,(a)是将ac适配器/ac充电器内的pd与外部的插头连接的例子,(b)是在ac适配器/ac充电器中包括插座的例子,(c)是将内置在ac适配器/ac充电器中的插头与外部的插头连接的例子。

图46是将可连接到插座的插头内置在ac适配器/ac充电器中的例子,(a)是将ac适配器/ac充电器内的pd与外部的插头连接的例子,(b)是在ac适配器/ac充电器中包括插座的例子,(c)是将内置在ac适配器/ac充电器中的插头与外部的插头连接的例子。

图47是将可连接到插座的插头内置在ac适配器/ac充电器中的例子,(a)是将ac适配器/ac充电器内的多个pd与外部的多个插头连接的例子,(b)是在ac适配器/ac充电器中包括多个插座的例子,(c)是将内置在ac适配器/ac充电器内的多个插头与外部的多个插头连接的例子。

图48(a)是将可连接到插座的插头和电子设备用电缆连接的接线例子,是在电子设备内部包括多个内置了插座的内部电路的例子,(b)是将可连接到插座的插头内置在电子设备中,在电子设备内部包括多个内置了插座的内部电路的例子。

图49(a)是在将可连接到插座的插头内置在电子设备中,在电子设备内部包括多个内置插座的内部电路的例子中,在1个内部电路内具有连接到外部的插座的例子,(b)是在将可连接到插座的插头内置在电子设备中,在电子设备内部包括多个内置插座的内部电路的例子中,在1个内部电路内具有连接到外部的多个插座的例子。

图50(a)是将连接对象设为智能手机的情况下的实施方式的电力供给装置的保护功能的说明图,(b)是将连接对象设为膝上pc的情况下的实施方式的电力供给装置的保护功能的说明图。

图51是可适用于搭载了插座的ac适配器、ac充电器、电子设备和坞站的实施方式的电力供给装置的示意性的俯视构造例子。

图52是可适用于搭载了插座的ac适配器、ac充电器、电子设备和坞站的实施方式的电力供给装置的示意性的俯视构造例子。

图53是可适用于搭载了多个插座的ac适配器、ac充电器、电子设备和坞站的实施方式的电力供给装置的示意性的俯视构造例子。

图54是可适用于搭载了插头的ac适配器、ac充电器、电子设备和坞站的实施方式的电力供给装置的示意性的俯视构造例子。

图55是说明在可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统中,2个pc间的数据通信和电力供给的示意性的结构框图。

图56是说明在可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统中,2个pc间的数据通信和电力供给的示意性的结构框图。

图57是由内置了实施方式的电力供给装置的ac适配器/ac充电器和智能手机构成的电力供给系统的示意性的结构框图。

图58是由内置了实施方式的电力供给装置的2个组件构成的电力供给系统的示意性的结构框图。

图59是在可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统中,由另外的2个组件构成的示意性的结构框图。

图60是可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统的第1示意性的结构框图。

图61是可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统的第2示意性的结构框图。

图62是可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统的第3示意性的结构框图。

图63是可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统的第4示意性的结构框图。

图64是在可适用于实施方式的电力供给装置的电力供给系统中,控制器内置在cpu接口内的结构的示意性的结构框图。

具体实施方式

接着,参照附图,说明本实施方式。在以下的附图的记载中,对同一或类似的部分附加同一或类似的标号。但是,应该注意的是附图是示意性的,厚度和平面尺寸之间的关系、各层的厚度的比率等与现实的情况是不同的。因此,具体的厚度和尺寸应该考虑以下的说明来判断。或者,当然也包含在附图相互间彼此的尺寸的关系和比率不同的部分。

此外,以下所示的实施方式,是例示用于将技术的思想具体化的装置和方法的实施方式,没有将结构部件的材质、形状、构造、配置等特定于下述的情况。该实施方式,在权利要求的范围内,可以施加各种变更。

[基本技术]

如图1所示,基础技术的电力供给装置4a包括:配置在输入、输出间,由变压器15、二极管d1、电容器c1以及在变压器15的初级侧电感器l1上与接地电位之间串联连接的mos晶体管q1和电阻rs构成的dc/dc转换器13;控制mos晶体管q1的初级侧控制器30;连接在输入和初级侧控制器30间,对初级侧控制器30供给电源的电源供给电路10;连接到输出,可控制输出电压vo和输出电流io的次级侧控制器16;连接到dc/dc转换器13的输出和次级侧控制器16的误差补偿用的误差放大器21;以及连接到误差放大器21,将输出信息反馈到初级侧控制器30的绝缘电路20。

此外,次级侧控制器16也可以通过ac耦合电容器连接到输出(vbus)。

此外,如图1所示,基础技术的电力供给装置4a包括:将dc/dc转换器13的输出和电力线输出(vbus)断路的开关sw;以及在开关sw和电力线输出(vbus)之间配置的滤波电路(lf、cf)。该开关sw通过次级侧控制器16可控制导通/截止(on/off)。

在基础技术的电力供给装置4a中,ac信号从外部重叠输入到电力线输出(vbus)上。

在基础技术的电力供给装置4a中,控制输入信号从电力线输出(vbus)被输入到次级侧控制器16,输出侧的电力信息通过误差放大器21和绝缘电路20,被反馈到初级侧控制器30。初级侧控制器30控制mos晶体管q1的导通/截止,使输出电压稳定。

此外,在基础技术的电力供给装置4a中,通过电流检测用电阻rs,检测初级侧电感器l1中导通的电流量,初级侧控制器30控制初级侧过电流等的电流量。作为结果,基础技术的电力供给装置4a具有输出电压值和输出电流值max可变功能。

在基础技术的电力供给装置4a中,通过从次级侧控制器16向初级侧控制器30的反馈控制,具有降压型dc/dc转换器13的输出电压值和可输出电流量(max值)可变功能。因此,具有根据输出上连接的负载(例如,智能手机、膝上pc、平板pc等),使输出电压vo和输出电流io之间的关系可变的功能。

由输出侧的滤波线圈形成的电感器lf是隔离用的电感器。即,通过由电感器lf和电容器cf构成的滤波电路,从输出隔离控制输入信号被输入到dc/dc转换器13的情况。

[第1实施方式]

第1实施方式的电力供给装置的示意性的电路结构框图如图2(a)所示。

如图2所示,第1实施方式的电力供给装置4包括:配置在输入和vbus输出之间的dc/dc转换器13;控制dc/dc转换器13的输入电流的初级侧控制器30;以及与控制输入耦合,接收控制输入的控制输入信号,反馈到初级侧控制器30的绝缘双向电路34。这里,初级侧控制器30基于从绝缘双向电路34反馈的控制输入信号,控制dc/dc转换器13的输入电流,从而使dc/dc转换器13的输出电压值和可输出电流量(max值)可变。

此外,如图2所示,第1实施方式的电力供给装置4也可以包括配置在dc/dc转换器13的输出和vbus输出之间,将dc/dc转换器13的输出断路的开关sw;以及对开关sw进行导通/截止控制的次级侧控制器16。

此外,如图2所示,第1实施方式的电力供给装置4也可以包括将绝缘双向电路34和控制输入进行耦合的耦合ac电容器cc。或者,绝缘双向电路34和控制输入也可以不通过耦合电容器cc而直接连接。

此外,如图2所示,第1实施方式的电力供给装置4也可以包括控制端子ct,控制输入与控制端子ct耦合。此外,通过控制端子ct,能够对外部设备输出第1实施方式的电力供给装置4的控制输出信号。

此外,在第1实施方式的电力供给装置4中,绝缘双向电路34能够执行变频、直流电平转换、振幅电平转换的任一个。

此外,在第1实施方式的电力供给装置4中,能够通过开关sw,将dc/dc转换器13的输出和电力线输出(vbus)断路。开关sw通过次级侧控制器16,可控制导通/截止。开关sw也可以包括绝缘栅型场效应晶体管(mosfet:metaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor)。

此外,如图2所示,第1实施方式的电力供给装置4也可以包括连接在dc/dc转换器13的输入和初级侧控制器30之间、对初级侧控制器30供给电源的电源供给电路10。

第1实施方式的电力供给装置4通过从绝缘双向电路34向初级侧控制器30的反馈控制,具有降压型dc/dc转换器13输出电压值和可输出电流量(max值)可变功能。因此,根据输出上所连接的负载(例如,智能手机、膝上pc、平板pc等),在输出电压vo和输出电流io之间的关系上具有可变功能。

(扩展例)

第1实施方式的扩展例的电力供给装置的示意性的电路结构框图如图2(b)所示那样表示。

第1实施方式的扩展例1的电力供给装置通过与第1实施方式不同的反馈控制而动作。即,如图2(b)所示,第1实施方式的扩展例1的电力供给装置包括检测dc/dc转换器13的初级侧信号的监视电路22,初级侧控制器30基于监视电路22的检测信号,通过绝缘双向电路34控制次级侧控制器16,从而使dc/dc转换器13的输出电压值和可输出电流量可变。

例如,监视电路22可由检测图1所示的mos晶体管q1的栅极/漏极间电压的电路等构成。

第1实施方式的扩展例2的电力供给装置通过与第1实施方式及其扩展例1不同的反馈机构而动作。即,如图2(b)所示,第1实施方式的扩展例2的电力供给装置包括连接在dc/dc转换器13的输出和绝缘双向电路34之间的误差放大器21,初级侧控制器30基于误差放大器21的检测信号,接收通过绝缘双向电路34接收到的反馈信号,并且基于该反馈信号,通过绝缘双向电路34控制次级侧控制器16,从而使dc/dc转换器13的输出电压值和可输出电流量可变。

第1实施方式的扩展例1和2的结构和反馈控制,在以下的第1实施方式的变形例1~变形例7中也同样地可扩展,可适用同样的反馈控制。此外,第1实施方式的扩展例1和2的结构,在第2实施方式~第8实施方式中也能够同样地适用,而其反馈控制也能够同样地适用。以下,省略重复说明。

(变形例1)

第1实施方式的变形例1的电力供给装置的示意性的电路结构框图如图3所示那样表示。

如图3所示,第1实施方式的变形例1的电力供给装置4包括:配置在输入和vbus输出之间的dc/dc转换器13;控制dc/dc转换器13的输入电流的初级侧控制器30;与控制输入耦合,接收控制输入的控制输入信号,反馈到初级侧控制器30的绝缘双向电路34;配置在dc/dc转换器13的输出和vbus输出之间,将dc/dc转换器13的输出断路的开关sw;连接到绝缘双向电路34,对开关sw进行导通/截止控制的次级侧控制器16;以及配置在次级侧控制器16和vbus输出之间的输出电容器co。这里,初级侧控制器30基于从绝缘双向电路34反馈的控制输入信号,控制dc/dc转换器13的输入电流,从而使dc/dc转换器13的输出电压值和可输出电流量(max值)可变。

绝缘双向电路34还可实施vbus输出的ac信号分量的信号转换和切换。vbus输出的ac信号分量通过连接在vbus输出和次级侧控制器16之间的输出电容器co,与次级侧控制器16耦合,可传输到绝缘双向电路34。

此外,如图3所示,第1实施方式的变形例1的电力供给装置4也可以包括控制端子ct,控制输入与控制端子ct耦合。此外,通过控制端子ct,对外部设备,可输出第1实施方式的变形例1的电力供给装置4的控制输出信号。

此外,第1实施方式的电力供给装置4还能够通过输出电容器co,对外部设备输出第1实施方式的变形例1的电力供给装置4的控制输出信号。

由输出侧的滤波线圈形成的电感器lf是分离用的电感器。即,通过由电感器lf和电容器cf构成的滤波电路,从vbus输出隔离控制输入信号输入到dc/dc转换器13。其他的结构,与第1实施方式是同样的。

(绝缘双向电路)

可适用于第1实施方式的电力供给装置的绝缘双向电路34的示意性的结构框图如图4所示表示。

如图4所示,绝缘双向电路34也可以包括多个绝缘单向电路35、37。

此外,如图4所示,绝缘双向电路34也可以包括可dc耦合和ac耦合的第1绝缘单向电路35、以及可ac耦合的第2绝缘单向电路37。

绝缘单向电路35、37中,可适用电容器、光电耦合器、变压器等。此外,根据用途,也可适用带绝缘驱动器的双向变压器、双向元件等。

这里,绝缘单向电路35可传输dc信息和从次级侧向初级侧的输入ac信息,绝缘单向电路37可传输从初级侧向次级侧的输出ac信息。通过使多个绝缘单向电路35、37组合,作为结果,可构成绝缘双向电路34。

第1实施方式的电力供给装置4通过从绝缘双向电路34向初级侧控制器30的反馈控制,具有降压型dc/dc转换器13的输出电压值和可输出电流量(max值)可变功能。因此,根据连接到输出的负载(例如,智能手机、膝上pc、平板pc等),在输出电压vo和输出电流io之间的关系上具有可变功能。

用第1实施方式的电力供给装置4得到的输出电压vo和输出电流io之间的关系,可采用图5(a)所示的矩形形状、图5(b)所示的倒梯形的“フ”字形状、图5(c)所示的倒三角形的“フ”字形状、图5(d)所示的梯形形状、图5(e)所示的五边形形状等各种各样的形状。例如,图5(a)所示的矩形形状是cvcc(constantvoltageconstantcurrent;恒定电压恒定电流)的例子。

再者,在第1实施方式的电力供给装置4中,示出了将用于提取电力线输出(vbus)中从外部重叠输入的ac信号的输出电容器co连接在次级侧控制器16和电力线输出(vbus)间的例子,但这种情况下,需要隔离用的电感器lf。即,需要从电力线输出(vbus)隔离输入到dc/dc转换器13的控制输入信号,所以需要由电感器lf和电容器cf构成的滤波电路。另一方面,在第1实施方式的电力供给装置4中,不适用输出电容器co,所以不需要隔离用的电感器lf。这种情况下,可削减隔离用的电感器lf,所以可削减安装面积,能够实现小型化和轻量化。

在第1实施方式的电力供给装置中,如图6所示,次级侧控制器16也可以包括控制输出电压vo和输出电流io的电压电流控制电路17。

(变形例2)

第1实施方式的变形例2的电力供给装置的示意性的电路结构框图如图7所示那样表示。

在第1实施方式的变形例2的电力供给装置4中,绝缘双向电路34与多个控制输入耦合,可实施多个控制输入的控制输入信号的信号转换和切换。

如图7所示,第1实施方式的变形例2的电力供给装置4包括:配置在输入和vbus输出之间的dc/dc转换器13;控制dc/dc转换器13的输入电流的初级侧控制器30;以及与多个控制输入耦合,实施多个控制输入的控制输入信号的信号转换,并且将信号转换后的控制输入信号反馈到初级侧控制器30的绝缘双向电路34。这里,初级侧控制器30基于从绝缘双向电路34反馈的控制输入信号,控制dc/dc转换器13的输入电流,从而使dc/dc转换器13的输出电压值和可输出电流量(max值)可变。

此外,如图7所示,第1实施方式的变形例2的电力供给装置4,dc/dc转换器13对于与多个控制输入成对配置的多个vbus输出可供给输出电压。

此外,如图7所示,第1实施方式的变形例3的电力供给装置4包括多个vbus功率输出端子pt1、pt2、…、ptn,dc/dc转换器13可通过多个vbus功率输出端子pt1、pt2、…、ptn供给输出电压。

此外,初级侧控制器30也可以包括可实施码转换的通信电路19。即,在初级侧控制器30内的通信电路19中也可实施在绝缘双向电路34中实施的多个控制输入的控制输入信号的信号转换。这种情况下,例如,绝缘双向电路34也可以包括将图4所示的绝缘单向电路仅配置相当控制输入的数的结构。

此外,如图7所示,第1实施方式的变形例2的电力供给装置4也可以包括将次级侧控制器16和vbus输出进行耦合的输出电容器co。

绝缘双向电路34还可实施vbus输出的ac信号分量的信号转换和切换。vbus输出的ac信号分量通过连接在vbus输出和次级侧控制器16之间的输出电容器co,与次级侧控制器16、绝缘双向电路34耦合。

此外,如图7所示,也可以是,第1实施方式的变形例2的电力供给装置4包括多个控制端子ct1、ct2、…、ctn,多个控制输入与多个控制端子ct1、ct2、…、ctn耦合。此外,通过多个控制端子ct1、ct2、…、ctn,对外部设备,可输出第1实施方式的变形例2的电力供给装置4的控制输出信号。也可以包括将多个控制端子ct1、ct2、…、ctn和绝缘双向电路34耦合的耦合电容器cc。或者,绝缘双向电路34和多个控制输入也可以不通过耦合电容器cc而直接连接。

此外,第1实施方式的变形例2的电力供给装置4中,即使经由输出电容器co,也能够对外部设备输出第1实施方式的变形例2的电力供给装置4的控制输出信号。

此外,如图3所示,第1实施方式的变形例2的电力供给装置4也可以包括:将dc/dc转换器13的输出和vbus输出断路的开关sw;以及配置在开关sw和vbus输出之间的滤波电路(lf、cf)。

此外,第1实施方式的变形例2的电力供给装置4中,在不适用将次级侧控制器16和vbus输出进行耦合的输出电容器co的情况下,电感器lf也可以省略。其他的结构,与第1实施方式的变形例1是同样的。

(变形例3)

第1实施方式的变形例3的电力供给装置的示意性的电路结构框图如图8所示那样表示。

如图8所示,第1实施方式的变形例3的电力供给装置4包括:连接到初级侧控制器30,对于与多个控制输入成对配置的多个vbus输出供给输出电压的多个dc/dc转换器131、132、133;配置在多个dc/dc转换器131、132、133的输出和vbus输出之间的开关sw1、sw2、sw3;以及连接到绝缘双向电路34,实施开关sw1、sw2、sw3的导通/截止控制的次级侧控制器161、162、163。

此外,如图8所示,第1实施方式的变形例3的电力供给装置4包括多个vbus功率输出端子pt1、pt2、pt3,多个dc/dc转换器131、132、133能够通过多个vbus功率输出端子pt1、pt2、pt3供给输出电压。

此外,也可以是,第1实施方式的变形例3的电力供给装置4包括与多个控制输入耦合的ac耦合电容器(省略图示),绝缘双向电路34通过ac耦合电容器与多个控制输入耦合。

此外,多个控制输入也可以直接连接到绝缘双向电路34。即,如图8所示,绝缘双向电路34中也可以将多个控制输入的控制输入信号不通过ac耦合电容器而直接输入。

此外,初级侧控制器30也可以包括可实施码转换的通信电路19。即,也可以在初级侧控制器30内的通信电路19中实施在绝缘双向电路34中实施的多个控制输入的控制输入信号的信号转换。这种情况下,例如,绝缘双向电路34也可以为将图4所示的绝缘单向电路仅配置相当控制输入的数的结构。

此外,如图8所示,第1实施方式的变形例3的电力供给装置4也可以包括将次级侧控制器161、162、163和vbus输出进行耦合的输出电容器co。

绝缘双向电路34还可实施vbus输出的ac信号分量的信号转换和切换。vbus输出的ac信号分量通过连接在vbus输出和次级侧控制器161、162、163之间的输出电容器co,与次级侧控制器161、162、163、绝缘双向电路34耦合。其他的结构,与第1实施方式的变形例2是同样的。

(变形例4)

第1实施方式的变形例4的电力供给装置的示意性的电路结构框图如图9所示那样表示。

如图9所示,第1实施方式的变形例3的电力供给装置4包括:配置在输入和vbus输出之间的dc/dc转换器13;控制dc/dc转换器13的输入电流的初级侧控制器30;以及与多个控制输入耦合,实施多个控制输入的控制输入信号的信号转换,并且将信号转换后的控制输入信号反馈到初级侧控制器30的绝缘双向电路34。这里,初级侧控制器30基于从绝缘双向电路34反馈的控制输入信号,控制dc/dc转换器13的输入电流,从而使dc/dc转换器13的输出电压值和可输出电流量(max值)可变。

如图9所示,第1实施方式的变形例4的电力供给装置4包括连接到初级侧控制器30,对于与多个控制输入成对配置的多个vbus输出供给输出电压的功率输出电路130。这里,功率输出电路130也可以包括多个dc/dc转换器。

此外,如图9所示,第1实施方式的变形例4的电力供给装置4包括多个vbus功率输出端子pt1、pt2、…、ptn,功率输出电路130能够通过多个vbus功率输出端子pt1、pt2、…、ptn供给输出电压。

此外,第1实施方式的变形例4的电力供给装置4包括与多个控制输入耦合的ac耦合电容器(省略图示),绝缘双向电路34也可以通过ac耦合电容器与多个控制输入耦合。

此外,多个控制输入也可以直接连接到绝缘双向电路34。即,绝缘双向电路34中也可以将多个控制输入的控制输入信号不通过ac耦合电容器而直接输入。

此外,如图9所示,第1实施方式的变形例4的电力供给装置4也可以包括:配置在dc/dc转换器13的输出和vbus输出之间,将dc/dc转换器13的输出断路的开关sw;以及连接到绝缘双向电路34,对开关sw控制导通/截止的次级侧控制器16。

此外,也可以包括将次级侧控制器16和vbus输出进行耦合的输出电容器co。

此外,初级侧控制器30也可以包括:可实施变频的协议转换单元18;以及可实施码转换的通信电路19。即,也可以在初级侧控制器30内的协议转换单元18、通信电路19中实施在绝缘双向电路34中实施的多个控制输入的控制输入信号的信号转换。这种情况下,例如,绝缘双向电路34也可以为将图4所示的绝缘单向电路仅配置相当控制输入的数的结构。

初级侧控制器30还可实施vbus输出的ac信号分量的信号转换和切换。vbus输出的ac信号分量通过连接在vbus输出和次级侧控制器16之间的输出电容器co,与次级侧控制器16、绝缘双向电路34、初级侧控制器30耦合。

此外,如图9所示,也可以是,第1实施方式的变形例4的电力供给装置4包括多个控制端子ct1、ct2、…、ctn,多个控制输入与多个控制端子ct1、ct2、…、ctn耦合。此外,通过多个控制端子ct1、ct2、…、ctn,对外部设备,可输出第1实施方式的变形例4的电力供给装置4的控制输出信号。也可以包括将多个控制端子ct1、ct2、…、ctn和绝缘双向电路34耦合的耦合电容器cc。或者,绝缘双向电路34和多个控制输入也可以不通过耦合电容器cc而直接连接。

此外,第1实施方式的变形例2的电力供给装置4中,即使经由输出电容器co,对外部设备,也可输出第1实施方式的变形例2的电力供给装置4的控制输出信号。

此外,如图3所示,第1实施方式的变形例2的电力供给装置4也可以包括:将dc/dc转换器13的输出和vbus输出断路的开关sw;以及配置在开关sw和vbus输出之间的滤波电路(lf、cf)。

此外,第1实施方式的变形例2的电力供给装置4中,在不适用将次级侧控制器16和vbus输出进行耦合的输出电容器co的情况下,也可以省略电感器lf。其他的结构,与第1实施方式的变形例2是同样的。

根据第1实施方式的变形例2~变形例4的电力供给装置,可以提供对于多个设备可切换,削减零件数量,小型化、低成本并且可控制输出电压值和可输出电流量(max值)的电力供给装置。

(绝缘双向电路的结构)

可适用于第1实施方式的电力供给装置的绝缘双向电路34的示意性的结构框图如图10所示那样表示。

第1实施方式的电力供给装置中,如图10所示,绝缘双向电路34也可以包括:与初级侧控制器30连接、实施变频的协议转换单元18;以及配置在协议转换单元18和控制输入之间,实施码转换的通信电路19。

第1实施方式的电力供给装置中,多个控制端子ct1、ct2、…、ctn中的控制输入在通信电路19中被编码调制,并且在协议转换单元18中,例如变频为频率f1→f2,输入到初级侧控制器30。

此外,通过多个控制端子ct1、ct2、…、ctn,对外部设备,可输出第1实施方式的电力供给装置4的控制输出信号。即,来自初级侧控制器30的控制信号,在协议转换单元18中,例如也变频为频率f2→f1,并且在通信电路19中被编码调制,可输出到多个控制端子ct1、ct2、…、ctn。

此外,重叠在vbus输出上的ac信号分量,通过输出电容器co、次级侧控制器16,在协议转换单元18中,例如变频为频率f1→f2,并且在通信电路19中被编码调制,输入到初级侧控制器30。此外,来自初级侧控制器30的控制信号,在协议转换单元18中,例如也变频为频率f2→f1,并且在通信电路19中被编码调制,通过次级侧控制器16、输出电容器co,可输出到vbus输出。这样,即使经由vbus输出,也能够对外部设备输出第1实施方式的电力供给装置4的控制输出信号。

(结构例1)

可适用于第1实施方式的电力供给装置的绝缘双向电路34s的示意性的结构框图例子1,如图11所示那样表示。

第1实施方式的电力供给装置中,如图11所示,绝缘双向电路34s也可以包括:连接到初级侧控制器30,在次级侧控制器16和输入到控制端子ct的控制输入之间进行切换的切换开关(s1、t0、t1)。

(结构例子2)

可适用于第1实施方式的电力供给装置的绝缘双向电路34s的示意性的结构框图例子2如图12所示那样表示。

第1实施方式的电力供给装置中,如图12所示,绝缘双向电路34s也可以包括:连接到次级侧控制器16的发送接收器26;以及连接到初级侧控制器30,在发送接收器26和输入到控制端子ct的控制输入之间进行切换的切换开关(s1、t0、t1)。

(结构例子3)

可适用于第1实施方式的电力供给装置的绝缘双向电路34s的示意性的结构框图例子3如图13所示那样表示。

第1实施方式的电力供给装置中,如图13所示,绝缘双向电路34s也可以包括:连接到初级侧控制器30,在次级侧控制器16和输入到控制端子ct的控制输入之间进行切换的发送接收器26。这里,发送接收器26在次级侧控制器16和输入到控制端子ct的控制输入之间可实施发送接收信号转换和切换。

(结构例4)

可适用于第1实施方式的电力供给装置的绝缘双向电路34s的示意性的结构框图例子4如图14所示那样表示。

第1实施方式的电力供给装置中,如图14所示,绝缘双向电路34s也可以包括:连接到次级侧控制器16的第1发送接收器260;连接到输入到控制端子ct的控制输入的第2发送接收器261;以及连接到初级侧控制器30,在第1发送接收器260和第2发送接收器261之间进行切换的切换开关(s1、t0、t1)。这里,第1发送接收器260和第2发送接收器261具有相同的结构。

(结构例5)

可适用于第1实施方式的电力供给装置的绝缘双向电路34s的示意性的结构框图例子5如图15所示那样表示。

第1实施方式的电力供给装置中,如图15所示,绝缘双向电路34s也可以包括:连接到次级侧控制器16的第1发送接收器260;连接到输入到控制端子ct的控制输入的第2发送接收器261;以及连接到初级侧控制器30,在第1发送接收器260和第2发送接收器261之间进行切换的切换开关(s1、t0、t1)。这里,第1发送接收器260和第2发送接收器261具有彼此不同的结构。

(结构例6)

可适用于第1实施方式的电力供给装置的绝缘双向电路34s的示意性的结构框图例子6如图16所示那样表示。

第1实施方式的电力供给装置中,如图16所示,绝缘双向电路34s也可以包括:连接到次级侧控制器16的第1发送接收器260;分别连接到输入到多个控制端子ct1、ct2、ct3的控制输入的多个第2发送接收器261、262、263;以及连接到初级侧控制器30,在第1发送接收器260和多个第2发送接收器261、262、263之间进行切换的切换开关(s1、t0、t1)。这里,多个第2发送接收器261、262、263具有相同的结构,第1发送接收器260和第2发送接收器261、262、263也可以具有彼此不同的结构。

(结构例7)

可适用于第1实施方式的电力供给装置的绝缘双向电路34s的示意性的结构框图例子7如图17所示那样表示。

第1实施方式的电力供给装置中,如图17所示,绝缘双向电路34s也可以包括连接到初级侧控制器30,在次级侧控制器16和输入到多个控制端子ct1、ct2、ct3、…、ctn的多个控制输入之间进行切换的切换开关(s1、t0、t1、t2、t3、…、tn)。

(结构例8)

可适用于第1实施方式的电力供给装置的绝缘双向电路34s和功率输出电路130的示意性的结构框图如图18所示那样表示。

图11~图17所示的绝缘双向电路34s的示意性的结构框图例子1~7中也可以包括连接到初级侧控制器30,对于与多个控制输入成对配置的多个vbus输出供给输出电压的功率输出电路130。

即,如图18所示,包括与多个控制端子ct1、ct2、…、ctn成对配置的多个vbus功率输出端子pt1、pt2、…、ptn,功率输出电路130可通过多个vbus功率输出端子pt1、pt2、…、ptn供给输出电压。

可适用于第1实施方式的电力供给装置的绝缘双向电路34s的示意性的结构框图例子8如图19所示那样表示。

如图19所示,第1实施方式的电力供给装置也可以包括连接到初级侧控制器30、对于与多个控制输入成对配置的多个vbus输出供给输出电压的功率输出电路130,绝缘双向电路34s也可以包括切换多个控制输入的切换开关(s1、t0、t1、t2、t3、…、tn)。

此外,如图19所示,多个控制输入与多个控制端子ct1、ct2、…、ctn耦合,经由多个控制端子ct1、ct2、…、ctn,对外部设备,可输出第1实施方式的电力供给装置4的控制输出信号。

此外,如图19所示,功率输出电路130可经由多个vbus功率输出端子pt1、pt2、…、ptn供给输出电压。

(结构例9)

可适用于第1实施方式的电力供给装置的绝缘双向电路34的示意性的结构框图例子9如图20所示那样表示。

如图20所示,也可以是,第1实施方式的电力供给装置包括连接到初级侧控制器30的、对于与多个控制输入成对配置的多个vbus输出供给输出电压的功率输出电路130,绝缘双向电路34也可以包括切换多个控制输入的端口选择器116。

此外,如图20所示,多个控制输入与多个控制端子ct1、ct2、…、ctn耦合,通过多个控制端子ct1、ct2、…、ctn,对外部设备,可输出第1实施方式的电力供给装置4的控制输出信号。

此外,如图20所示,功率输出电路130可通过多个vbus功率输出端子pt1、pt2、…、ptn供给输出电压。

此外,端口选择器116的结构例子,如图21(a)那样表示,另一结构例,如图21(b)所示那样表示。

如图21(a)所示,端口选择器116也可以包括:cpu125;以及连接到cpu125,切换多个控制端子ct1、ct2、…、ctn的开关sw。

此外,如图21(b)所示,端口选择器116也可以包括连接到多个控制端子ct1、ct2、…、ctn的cpu125。即,在图21(b)所示的例子中,cpu125自身也可以具备切换多个控制端子ct1、ct2、…、ctn的开关功能。

(结构例子10)

可适用于第1实施方式的电力供给装置的绝缘双向电路34的示意性的结构框图例子10如图22所示那样表示。

第1实施方式的电力供给装置中,如图22所示,绝缘双向电路34也可以包括多个端口选择器1161、1162。

如图22所示,控制输入端子ct1、ct2连接到端口选择器1161,控制输入端子ct3、ct4连接到端口选择器1162。

与图19的结构例子8或图20的结构例子9同样,第1实施方式的电力供给装置也可以包括连接到初级侧控制器30,对于与多个控制输入成对配置的多个vbus输出供给输出电压的功率输出电路。

此外,与图21(a)、图21(b)的结构例子9同样,端口选择器1161、1162也可以包括:cpu;以及连接到cpu,对多个控制端子进行切换的开关,此外,也可以包括连接到多个控制端子的cpu。

(变形例5)

如图23所示,第1实施方式的变形例5的电力供给装置4也可以包括内置了次级侧控制器16的绝缘双向电路34e。即,如图23所示,绝缘双向电路34、次级侧控制器16也可以一体化形成。其他的结构,与第1实施方式是同样的。

(变形例6)

此外,如图24所示,第1实施方式的变形例6的电力供给装置4也可以包括内置了初级侧控制器30的绝缘双向电路34p。即,如图24所示,初级侧控制器30、绝缘双向电路34也可以一体化形成。其他的结构,与第1实施方式是同样的。

(变形例7)

此外,如图25所示,第1实施方式的变形例7的电力供给装置4也可以包括内置了次级侧控制器16和初级侧控制器30的绝缘双向电路34g。即,如图25所示,次级侧控制器16、初级侧控制器30、绝缘双向电路34也可以一体化形成。其他的结构,与第1实施方式是同样的。

根据第1实施方式及其变形例,可以提供削减安装空间、小型化、低成本并且可控制输出电压值和可输出电流量(max值)的电力供给装置。

[第2实施方式]

第2实施方式的电力供给装置4,如图26所示那样表示。

第2实施方式的电力供给装置4中,如图26所示,dc/dc转换器13具备二极管整流型。

第2实施方式的电力供给装置4中,如图26所示,dc/dc转换器13包括:变压器15;串联连接在变压器15的初级侧电感器l1和接地电位之间的第1mos晶体管q1和电流检测用电阻rs;连接在变压器15的次级侧电感器l2和vbus输出之间的二极管d1;以及连接在vbus输出和接地电位之间的第1电容器c1。

如图26所示,第2实施方式的电力供给装置4包括:配置在输入和vbus输出之间的dc/dc转换器13;控制dc/dc转换器13的输入电流的初级侧控制器30;以及与控制输入耦合,接收控制输入的控制输入信号,并反馈到初级侧控制器30的绝缘双向电路34。这里,初级侧控制器30基于从绝缘双向电路34反馈的控制输入信号,控制dc/dc转换器13的输入电流,从而使dc/dc转换器13的输出电压值和可输出电流量(max值)可变。

此外,如图26所示,第2实施方式的电力供给装置4也可以包括:配置在dc/dc转换器13的输出和vbus输出之间,将dc/dc转换器13的输出断路的mos开关qsw;以及连接到绝缘双向电路34,对mos开关qsw控制导通/截止的次级侧控制器16。

此外,图26所示,第2实施方式的电力供给装置4也可以包括控制端子ct,控制输入与控制端子ct耦合。此外,通过控制端子ct,对外部设备,可输出第2实施方式的电力供给装置4的控制输出信号。其他的结构,与第1实施方式是同样的。

根据第2实施方式,可以提供削减安装空间、小型化、低成本并且可控制输出电压值和可输出电流量(max值)的电力供给装置。

[第3实施方式]

第3实施方式的电力供给装置4,如图27所示那样表示。

第3实施方式的电力供给装置4中,如图27所示,dc/dc转换器13具备同步整流型。

第3实施方式的电力供给装置4中,如图27所示,dc/dc转换器13包括:变压器15;串联连接在变压器15的初级侧电感器l1和接地电位之间的第1mos晶体管q1和电流检测用电阻rs;连接在变压器15的次级侧电感器l2和输出之间的第2mos晶体管m1;以及连接在输出和接地电位之间的第1电容器c1。

如图27所示,第3实施方式的电力供给装置4包括:配置在输入和vbus输出之间的dc/dc转换器13;控制dc/dc转换器13的输入电流的初级侧控制器30;以及与控制输入耦合,实施控制输入的控制输入信号的信号转换,并且将信号转换后的控制输入信号反馈到初级侧控制器30的绝缘双向电路34。这里,初级侧控制器30基于从绝缘双向电路34反馈的控制输入信号,控制dc/dc转换器13的输入电流,从而使dc/dc转换器13的输出电压值和可输出电流量(max值)可变。

此外,如图27所示,第3实施方式的电力供给装置4也可以包括:配置在dc/dc转换器13的输出和vbus输出之间,将dc/dc转换器13的输出断路的mos开关qsw;以及连接到绝缘双向电路34,对mos开关qsw进行导通/截止控制的次级侧控制器16。

此外,如图27所示,第3实施方式的电力供给装置4也可以包括控制端子ct,控制输入与控制端子ct耦合。此外,通过控制端子ct,对外部设备,可输出第3实施方式的电力供给装置4的控制输出信号。其他的结构,与第1实施方式是同样的。

第3实施方式的电力供给装置4,在dc/dc转换器中采用同步整流方式取代二极管整流方式,所以与具有二极管整流方式的第2实施方式相比,可以增大dc/dc电力转换效率。

根据第3实施方式,可以提供削减安装空间、小型化、低成本并且可控制输出电压值和可输出电流量(max值)的电力供给装置。

[第4实施方式]

如图28所示,第4实施方式的电力供给装置4包括连接到ac输入的、由保险丝11、扼流线圈12、二极管整流桥14、电容器c5、c6、c3等构成的ac/dc转换器,取代第1实施方式中的电源供给电路10。

此外,如图28所示,包括由变压器15的初级侧的辅助绕组构成的辅助电感器l4、以及与辅助电感器l4并联连接的二极管d2、电容器c4,从电容器c4对初级侧控制器30供给直流电压vcc。

如图28所示,第4实施方式的电力供给装置4包括:配置在输入(ac/dc转换器的dc输出)和vbus输出之间的dc/dc转换器13;控制dc/dc转换器13的输入电流的初级侧控制器30;以及与控制输入耦合,实施控制输入的控制输入信号的信号转换,并且将信号转换后的控制输入信号反馈到初级侧控制器30的绝缘双向电路34。这里,初级侧控制器30基于从绝缘双向电路34反馈的控制输入信号,控制dc/dc转换器13的输入电流,从而使dc/dc转换器13的输出电压值和可输出电流量(max值)可变。

此外,如图28所示,第4实施方式的电力供给装置4也可以包括配置在绝缘双向电路34和dc/dc转换器13的输出之间的次级侧控制器16。

此外,如图28所示,也可以包括控制端子ct,控制输入与控制端子ct耦合。此外,通过控制端子ct,对外部设备,可输出第4实施方式的电力供给装置4的控制输出信号。

次级侧控制器16中,记载了来自usb插座的pddet1、pddet2,但也可以没有它们。

第4实施方式的电力供给装置4中,dc/dc转换器13为二极管整流型。即,dc/dc转换器13包括:变压器15;串联连接在变压器15的初级侧电感器l1和接地电位之间的第1mos晶体管q1和电流检测用电阻rs;连接在变压器15的次级侧电感器l2和输出之间的二极管d1;以及连接在输出和接地电位之间的第1电容器c1。

根据第4实施方式,可以提供小型化、低成本并且可控制输出电压值和可输出电流量(max值)的电力供给装置。

[第5实施方式]

如图29所示,第5实施方式的电力供给装置4包括连接到ac输入的、由保险丝11、扼流线圈12、二极管整流桥14、电容器c5、c6、c3等构成的ac/dc转换器,取代第1实施方式中的电源供给电路10。

此外,如图29所示,包括由变压器15的初级侧的辅助绕组构成的辅助电感器l4、以及与辅助电感器l4并联连接的二极管d2、电容器c4,从电容器c4对初级侧控制器30供给直流电压vcc。

如图29所示,第5实施方式的电力供给装置4包括:配置在输入(ac/dc转换器的dc输出)和vbus输出之间的dc/dc转换器13;控制dc/dc转换器13的输入电流的初级侧控制器30;以及与控制输入耦合,实施控制输入的控制输入信号的信号转换,并且将信号转换后的控制输入信号反馈到初级侧控制器30的绝缘双向电路34。这里,初级侧控制器30基于从绝缘双向电路34反馈的控制输入信号,控制dc/dc转换器13的输入电流,从而使dc/dc转换器13的输出电压值和可输出电流量(max值)可变。

此外,如图29所示,第5实施方式的电力供给装置4也可以包括:配置在dc/dc转换器13的输出和vbus输出之间、将dc/dc转换器13的输出断路的mos开关qsw;以及连接到绝缘双向电路34,对mos开关qsw进行导通/截止控制的次级侧控制器16。

此外,如图29所示,也可以包括控制端子ct,控制输入与控制端子ct耦合。此外,通过控制端子ct,对外部设备,可输出第5实施方式的电力供给装置4的控制输出信号。

次级侧控制器16中,记载了来自usb插座的pddet1、pddet2,但也可以没有它们。

第5实施方式的电力供给装置4中,dc/dc转换器13为二极管整流型。即,dc/dc转换器13包括:变压器15;串联连接在变压器15的初级侧电感器l1和接地电位之间的第1mos晶体管q1和电流检测用电阻rs;连接在变压器15的次级侧电感器l2和输出之间的二极管d1;以及连接在输出和接地电位之间的第1电容器c1。其他的结构,与第2实施方式是同样的。

根据第5实施方式,可以提供小型化、低成本并且可控制输出电压值和可输出电流量(max值)的电力供给装置。

[第6实施方式]

如图30所示,第6实施方式的电力供给装置4包括连接到ac输入的、由保险丝11、扼流线圈12、二极管整流桥14、电容器c5、c6、c3等构成的ac/dc转换器,取代第3实施方式中的电源供给电路10。

此外,图30所示,包括由变压器15的初级侧的辅助绕组构成的辅助电感器l4、以及与辅助电感器l4并联连接的二极管d2、电容器c4,从电容器c4对初级侧控制器30供给直流电压vcc。

如图30所示,第6实施方式的电力供给装置4包括:配置在输入(ac/dc转换器的dc输出)和vbus输出之间的dc/dc转换器13;控制dc/dc转换器13的输入电流的初级侧控制器30;以及与多个控制输入耦合,实施多个控制输入的控制输入信号的信号转换,并且将信号转换后的控制输入信号反馈到初级侧控制器30的绝缘双向电路34。这里,初级侧控制器30基于从绝缘双向电路34反馈的控制输入信号,控制dc/dc转换器13的输入电流,从而使dc/dc转换器13的输出电压值和可输出电流量(max值)可变。

此外,如图30所示,第6实施方式的电力供给装置4也可以包括配置在绝缘双向电路34和dc/dc转换器13的输出之间的次级侧控制器16。

此外,如图30所示,也可以包括控制端子ct,控制输入与控制端子ct耦合。此外,通过控制端子ct,对外部设备,可输出第6实施方式的电力供给装置4的控制输出信号。

次级侧控制器16中,记载了来自usb插座的pddet1、pddet2,但也可以没有它们。

第6实施方式的电力供给装置4中,dc/dc转换器13为同步整流型。即,dc/dc转换器13包括:变压器15;串联连接在变压器15的初级侧电感器l1和接地电位之间的第1mos晶体管q1和电流检测用电阻rs;连接在变压器15的次级侧电感器l2和输出之间的第2mos晶体管m1;以及连接在输出和接地电位之间的第1电容器c1。其他的结构,与第3实施方式是同样的。

第6实施方式的电力供给装置4在dc/dc转换器中采用同步整流方式取代二极管整流方式,所以与具有二极管整流方式的第2实施方式、第4实施方式、第5实施方式相比,可以增大dc/dc电力转换效率。

根据第6实施方式,可以提供小型化、低成本并且可控制输出电压值和可输出电流量(max值)的电力供给装置。

[第7实施方式]

如图31所示,第7实施方式的电力供给装置4在包括连接到ac输入、由保险丝11、扼流线圈12、二极管整流桥14、电容器c5、c6、c3等构成的ac/dc转换器,取代第3实施方式中的电源供给电路10方面,与第6实施方式是同样的。

此外,如图31所示,包括由变压器15的初级侧的辅助绕组构成的辅助电感器l4、以及与辅助电感器l4并联连接的二极管d2、电容器c4,从电容器c4对初级侧控制器30供给直流电压vcc。

如图31所示,第7实施方式的电力供给装置4包括:配置在输入(ac/dc转换器的dc输出)和vbus输出之间的dc/dc转换器13;控制dc/dc转换器13的输入电流的初级侧控制器30;以及与控制输入耦合,实施控制输入的控制输入信号的信号转换,并且将信号转换后的控制输入信号反馈到初级侧控制器30的绝缘双向电路34。这里,初级侧控制器30基于从绝缘双向电路34反馈的控制输入信号,控制dc/dc转换器13的输入电流,从而使dc/dc转换器13的输出电压值和可输出电流量(max值)可变。

此外,如图31所示,第7实施方式的电力供给装置4也可以包括:配置在dc/dc转换器13的输出和vbus输出之间,将dc/dc转换器13的输出断路的mos开关qsw;以及连接到绝缘双向电路34,对mos开关qsw进行导通/截止控制的次级侧控制器16。

此外,如图31所示,也可以包括控制端子ct,控制输入与控制端子ct耦合。此外,通过控制端子ct,对外部设备,可输出第5实施方式的电力供给装置4的控制输出信号。

次级侧控制器16中,记载了pddet1、pddet2,但也可以没有它们。

第7实施方式的电力供给装置4中,dc/dc转换器13为同步整流型。即,如图31所示,dc/dc转换器13包括:变压器15;串联连接在变压器15的初级侧电感器l1和接地电位之间的第1mos晶体管q1和电流检测用电阻rs;连接在变压器15的次级侧电感器l2和输出之间的第2mos晶体管m1;以及连接在输出和接地电位之间的第1电容器c1。其他的结构,与第6实施方式是同样的。

第7实施方式的电力供给装置4在dc/dc转换器中采用同步整流方式取代二极管整流方式,所以与具有二极管整流方式的第2实施方式、第4实施方式、第5实施方式相比,可以增大dc/dc电力转换效率。

根据第7实施方式,可以提供小型化、低成本并且可控制输出电压值和可输出电流量(max值)的电力供给装置。

[第8实施方式]

如图32(a)所示,第8实施方式的电力供给装置4包括:配置在输入和输出之间的dc/dc转换器13;控制dc/dc转换器13的输入电流的初级侧控制器30;以及连接到控制输入,将控制输入的控制输入信号反馈到初级侧控制器30的绝缘双向电路34m。这里,控制输入的控制输入信号被输入到绝缘双向电路34m的通信引脚com。此外,初级侧控制器30基于从绝缘双向电路34m反馈的控制输入信号,控制dc/dc转换器13的输入电流,从而使dc/dc转换器13的输出电压值和可输出电流量(max值)可变。

此外,如图32(a)所示,也可以包括控制端子ct,控制输入与控制端子ct耦合。此外,通过控制端子ct,对外部设备,可输出第8实施方式的电力供给装置4的控制输出信号。

此外,也可以是,第8实施方式的电力供给装置4包括与控制输入耦合的ac耦合电容器cc,绝缘双向电路34m通过ac耦合电容器cc连接到控制输入。

此外,控制输入也可以直接连接到绝缘双向电路34m。即,绝缘双向电路34m中也可以不经由ac耦合电容器cc而直接输入控制输入的控制输入信号。

绝缘双向电路34m中,可适用电容器、光电耦合器、变压器等。此外,根据用途,也可以使用带绝缘驱动器的双向变压器、双向元件等。

此外,在第8实施方式的电力供给装置4中,如图32(a)所示,次级侧控制器被除外。

此外,如图32(a)所示,第8实施方式的电力供给装置4也可以包括连接到dc/dc转换器13的输出,将dc/dc转换器13的输出电压断路的开关sw。通过该开关sw,可以将dc/dc转换器13的输出和电力线输出(vbus)断路。该开关sw能够由初级侧控制器30或绝缘双向电路34m进行导通/截止控制。开关sw也可以包括mos开关。

在第8实施方式的电力供给装置4中,控制输入信号从控制输入经由ac耦合电容器cc输入到绝缘双向电路34m,通过该控制输入信号,包含输出侧的电力信息的控制信息反馈到初级侧控制器30。初级侧控制器30控制dc/dc转换器13的输入电流,使输出电压稳定。其他的结构,与第1实施方式是同样的。

在第8实施方式的电力供给装置4中,也可以将电力线输出(vbus)、ac重叠模式与电力线输出(vbus)、ac隔离模式并用。

(变形例)

如图32(b)所示,第8实施方式的变形例的电力供给装置4包括:配置在输入和输出之间的dc/dc转换器13;控制dc/dc转换器13的输入电流的初级侧控制器30;以及连接到控制输入,将控制输入的控制输入信号反馈到初级侧控制器30的绝缘双向电路34c。这里,控制输入信号被输入到绝缘双向电路34c的通信引脚com。此外,初级侧控制器30基于从绝缘双向电路34c反馈的控制输入信号,控制dc/dc转换器13的输入电流,从而使dc/dc转换器13的输出电压值和可输出电流量(max值)可变。

此外,如图32(b)所示,也可以包括控制端子ct,控制输入与控制端子ct耦合。此外,通过控制端子ct,能够对外部设备输出第8实施方式的变形例的电力供给装置4的控制输出信号。

此外,如图19(b)所示,第8实施方式的变形例的电力供给装置4包括与控制输入耦合的ac耦合电容器cc。这里,ac耦合电容器cc被内置在绝缘双向电路34c中。

绝缘双向电路34c通过内置的ac耦合电容器cc连接到控制输入。

此外,在第8实施方式的变形例的电力供给装置4中,如图32(b)所示,次级侧控制器被除外。

在第8实施方式的变形例的电力供给装置4中,从控制输入对绝缘双向电路34c输入控制输入信号,通过该控制输入信号,包含输出侧的电力信息的控制信息反馈到初级侧控制器30。初级侧控制器30控制dc/dc转换器13的输入电流,使输出电压稳定。其他的结构,与第8实施方式是同样的。

在第8实施方式的变形例的电力供给装置4中,也可以将电力线输出(vbus)、ac重叠模式与电力线输出(vbus)、ac隔离模式并用。

根据第8实施方式及其变形例,可以提供在输出侧不需要滤波线圈、削减安装空间、小型化和低成本、并且可控制输出电压值和可输出电流量(max值)的电力供给装置。

(mos开关)

可适用于第1实施方式、第8实施方式的电力供给装置4的开关sw、或可适用于第2实施方式、第3实施方式、第5实施方式、第7实施方式的电力供给装置4的mos开关qsw的示意性的电路块结构例子,如图33所示,包括2个串联连接的n沟道mosfetqn1、qn2、以及连接到该串联连接的n沟道mosfetqn1、qn2的两端的放电用mosfetqd1、qd2。2个串联连接的n沟道mosfetqn1、qn2的栅极连接到次级侧控制器16,通过次级侧控制器16进行导通/截止控制。次级侧控制器16中,内置电压电流控制电路17,控制输入信号被输入到次级侧控制器16的通信引脚com。

(经由插座的接线例子)

通过插座41r、42r连接了第1实施方式的电力供给装置间的示意性结构,如图34所示那样表示。

插座41r、42r分别具有vbus端子、cc1端子、cc2端子、d-端子、d+端子、gnd端子,分别连接在第1实施方式的电力供给装置间。

vbus端子连接到用于装置之间进行双向通信的电力线路pol。一个端子连接到负载(load),另一端子连接到例如约5v~约20v(max)的可变电源。这里,可变电源相当于第1实施方式的电力供给装置的输出电压。gnd端子是接地端子。

cc1端子、cc2端子是连接到用于装置之间进行双向通信的通信专用线路col的通信端子。cc1端子被设定得通过电源vdd、阻抗电路z1、z2,可供给固定电压,从一个cc1端子,例如被供给数据(bmc),在另一个cc1端子通过比较器接收。cc1端子也可以连接到恒流源,取代供给固定电压。这里,阻抗电路z1、z2例如分别可由电流源和电阻的并联电路构成,可以选择电流源或电阻的任一个。此外,也可以在一个cc2端子连接电压控制调节器(vcon),在另一个cc2端子连接负载(load)。

d-端子、d+端子是实现翻转(flipping)功能的串行数据接口端子。

(插座内部的结构例子)

可适用于第1实施方式的电力供给装置的插座41r(42r)内部的示意性结构,如图35所示那样表示。这里,插座41r(42r)的内部结构中,vbus、cc1、cc2、d-、d+、gnd端子配置在端子配置基板的两面。因此,无里外的区别。

(通过插座和插头的接线例子)

通过插座41r(42r)和插头41p(42p)连接了第1实施方式的电力供给装置间的示意性结构,如图36所示那样表示。如图36所示,在插座41r(42r)中,插入插头41p(42p)而能够通过电力线路pol进行电力供给,能够通过通信专用线路col进行数据通信。

通过插座41r、42r、插头2、电缆(pol/col)连接了第1实施方式的电力供给装置间的示意性结构,如图37(a)所示那样表示。这里,插头2对应于图36所示的插头41p(42p)。

插头2对应于图35所示的插座41r、42r的形状,在单面包括电极,具有vbus、cc1、cc2、d-、d+、gnd端子。而且,插头2在背面侧也包括电极,具有gnd、d+、d-、cc2、cc1、vbus端子。插头2可以称为改进型usb插头,插座41r(42r)可以称为改进型usb插座。

2个插座41r、42r间的连接关系,如图37(b)所示那样表示。2个插座41r、42r间的连接关系,如图37(b)所示,插座41r、42r在插头41p、42p之间,可有正常连接n/正常连接n的关系、正常连接n/反向连接r的关系、反向连接r/正常连接n的关系、反向连接r/反向连接r的关系这4组连接关系。

(功率电路间的连接关系)

说明可适用于第1实施方式的电力供给装置的功率输出电路130和负载电路134的连接关系的示意性的结构框图如图38(a)所示那样表示,对应于图38(a)的示意性的电路结构如图38(b)所示那样表示。

可以假定负载电路134被配置于通过插座41r、42r间的连接而与外部连接的外部装置内。

在图38(a)所示的例子中,在功率输出电路130中,存在多个vbus输出,分别通过电力线路pol1、pol2、plo3,连接到负载电路134。如图38(b)所示,功率输出电路130包括多个开关(swp、p1、p2、p3),负载电路134包括连接到电力线路pol1、pol2、plo3的多个开关(swp、p1、p2、p3),连接到负载1、负载2、负载3。功率输出电路130、负载电路134间,可双向连接。

图38(b)所示的功率输出电路130的具体的电路结构,如图39(a)所示那样表示。如图39(a)所示,功率输出电路130包括:连接到初级侧控制器30的缓冲器136;以及连接到缓冲器136的输出的多个开关(swp1、swp2、swp3)。这里,例如,如图23(b)所示,多个开关(swp1、swp2、swp3)可由双向开关构成。

(功率输出电路的结构)

(结构例子1)

可适用于第1实施方式的电力供给装置的功率输出电路130的示意性的电路结构例子1,如图40所示那样表示。

如图27所示,可适用于第1实施方式的电力供给装置的功率输出电路130的示意性的电路结构例子1包括从二极管整流型dc/dc转换器13的变压器15的次级侧电感器l2分支的结构。即,从二极管d11、电容器c11的输出通过开关sw1、滤波电路lf1、cf1得到vbus输出vbus1,从二极管d12、电容器c12的输出通过开关sw2、滤波电路lf2、cf2得到vbus输出vbus2,从二极管d13、电容器c13的输出通过开关sw3、滤波电路lf3、cf3得到vbus输出vbus3。

(结构例子2)

可适用于第1实施方式的电力供给装置的功率输出电路的示意性的电路结构例子2,如图41所示那样表示。

如图41所示,可适用于第1实施方式的电力供给装置的功率输出电路的示意性的电路结构例子2包括多个dc/dc转换器131、132、…、13n。即,从dc/dc转换器131的输出通过开关sw1、滤波电路lf1、cf1得到vbus输出vbus1,从dc/dc转换器132的输出通过开关sw2、滤波电路lf2、cf2得到vbus输出vbus2、…、从dc/dc转换器13n的输出通过开关swn、滤波电路lfn、cfn得到vbus输出vbusn。

(结构例3)

可适用于第1实施方式的电力供给装置的功率输出电路的示意性的电路结构例子3,如图42所示那样表示。

如图42所示,可适用于第1实施方式的电力供给装置的功率输出电路的示意性的电路结构例子3包括:二极管整流型dc/dc转换器13;以及连接到二极管整流型dc/dc转换器13的输出的多个dc/dc转换器1131、1132、…、113n。即,从dc/dc转换器1131的输出通过开关sw1、滤波电路lf1、cf1得到vbus输出vbus1,从dc/dc转换器1132的输出通过开关sw2、滤波电路lf2、cf2得到vbus输出vbus2、…、从dc/dc转换器113n的输出通过开关swn、滤波电路lfn、cfn得到vbus输出vbusn。

(结构例子4)

可适用于第1实施方式的电力供给装置的功率输出电路的示意性的电路结构例子4,如图43所示那样表示。

如图43所示,可适用于第1实施方式的电力供给装置的功率输出电路130的示意性的电路结构例4包括:二极管整流型dc/dc转换器13;以及连接到dc/dc转换器13的输出,通过次级侧控制器16可控制导通状态的多个mos开关ms11、ms12、ms21、ms22、ms31、ms32。即,从多个mos开关ms11、ms12、ms21、ms22、ms31、ms32的输出得到vbus输出vbus1、vbus2、vbus输出vbus3。

(ac适配器/ac充电器)

第1实施方式~第8实施方式的电力供给装置4,如图44(a)~图44(c)和图45(a)~图45(c)所示,可内置在ac适配器/ac充电器3中。

如图44(a)所示,内置了实施方式的电力供给装置(pd)4的ac适配器/ac充电器3可用电缆与可连接到插座1的插头2连接,此外可与配置在外部的插头5连接。电力供给装置(pd)4、插头5间通过电力线路pol、通信专用线路col连接。电力线路pol、通信专用线路col直接连接在电力供给装置(pd)4上。

此外,如图44(b)所示,内置了实施方式的电力供给装置(pd)4的ac适配器/ac充电器3可用电缆与可连接到插座1的插头2连接,此外也可以包括插座41r。

此外,如图44(c)所示,内置了实施方式的电力供给装置(pd)4的ac适配器/ac充电器3可用电缆与可连接到插座1的插头2连接,此外也可以包括插头41p。插头41p可与配置在外部的插头5连接。插头41p、插头5间通过电力线路pol、通信专用线路col连接。

此外,如图45(a)所示,内置了实施方式的电力供给装置(pd)4的ac适配器/ac充电器3用usbpd电缆6与可连接到插座1的插头2连接,此外可与配置在外部的插头5连接。电力供给装置(pd)4、插头5间通过电力线路pol、通信专用线路col连接。电力线路pol、通信专用线路col直接连接在电力供给装置(pd)4上。

此外,如图45(b)所示,内置了实施方式的电力供给装置的ac适配器/ac充电器3可用usbpd电缆6与可连接到插座1的插头2连接,此外,也可以包括插座41r。

此外,如图45(c)所示,内置了实施方式的电力供给装置(pd)4的ac适配器/ac充电器3也可以用usbpd电缆6与可连接到插座1的插头2连接,此外还包括插头41p。插头41p可与配置在外部的插头5连接。插头41p、插头5间通过电力线路pol、通信专用线路col连接。

此外,如图46(a)~图46(c)所示,可连接到插座1中的插头2也可以内置在内置了实施方式的电力供给装置(pd)4的ac适配器/ac充电器3中。

如图46(a)所示,内置了实施方式的电力供给装置(pd)4和插头2的ac适配器/ac充电器3可与配置在外部的插头5连接。电力供给装置(pd)4、插头5间通过电力线路pol、通信专用线路col连接。电力线路pol、通信专用线路col直接连接在电力供给装置(pd)4上。

此外,如图46(b)所示,内置了实施方式的电力供给装置(pd)4和插头2的ac适配器/ac充电器3也可以包括插座41r。

此外,如图46(c)所示,内置了实施方式的电力供给装置(pd)4和插头2的ac适配器/ac充电器3也可以包括插头41p。插头41p可与配置在外部的插头5连接。插头41p、插头5间通过电力线路pol、通信专用线路col连接。

如图47(a)~图47(c)所示,实施方式的电力供给装置在ac适配器/ac充电器3中可内置多个。此外,内置可连接到插座1的插头2。

图47(a)所示,内置了多个实施方式的电力供给装置(pd)41、42和插头2的ac适配器/ac充电器3可与配置在外部的多个插头51、52连接。电力供给装置(pd)41、42、插头51、52间通过电力线路pol、通信专用线路col连接。电力线路pol、通信专用线路col直接连接在电力供给装置(pd)41、42上。

此外,如图47(b)所示,内置了多个实施方式的电力供给装置(pd)41、42和插头2的ac适配器/ac充电器3,也可以包括插座41r、42r。

此外,如图47(c)所示,内置了多个实施方式的电力供给装置(pd)41、42和插头2的ac适配器/ac充电器3,也可以包括插头41p、42p。插头41p、42p可与配置在外部的插头51、52连接。插头41p、42p、插头51、52间通过电力线路pol、通信专用线路col连接。

(电子设备)

第1实施方式~第8实施方式的电力供给装置,如图48~图49所示,可内置在电子设备7中。作为电子设备,例如,可适用监视器、外部硬盘驱动器、机顶盒、膝上pc、平板pc、智能手机、电池充电器系统、个人计算机、坞站、显示器、打印机、吸尘器、冰箱、传真机、电话、汽车导航仪、车载电脑、电视机、眼镜、头戴式显示器、风扇、空调、激光显示器或墙壁插座等各种各样的设备。

作为将可连接到插座1的插头2和电子设备7用电缆连接的接线例子,在电子设备7内部包括电力供给装置41、42和内置插座41r、42r的内部电路71、72的例子,如图48(a)所示那样表示。

此外,将可连接到插座1的插头2内置在电子设备7中,在电子设备7内部包括内置电力供给装置41、42和插座41r、42r的内部电路71、72的例子,如图48(b)所示那样表示。

在图48(a)、图48(b)中,插座41r、42r间可通过电力线路pol、通信专用线路col连接。

将可连接到插座1的插头2内置在电子设备7中,在电子设备7内部包括内置电力供给装置41、42和插座41r、42r的内部电路71、72的例子中,在1个内部电路72内具有连接到外部的插座43r的例子,如图49(a)所示那样表示。

此外,将可连接到插座1的插头2内置在电子设备7中,在电子设备7内部包括内置电力供给装置41、42以及插座41r、42r的内部电路71、72的例子中,在1个内部电路72内具有连接到外部的多个插座43r、44r的例子,如图49(b)所示那样表示。

在图49(a)、图49(b)中,插座41r、42r间,还能够通过电力线路pol、通信专用线路col连接。

(保护功能)

将连接对象设为智能手机160的情况下的实施方式的电力供给装置4的保护功能的说明图,如图50(a)所示那样表示,将连接对象设为膝上pc140的情况下的实施方式的电力供给装置4的保护功能的说明图,如图50(b)所示那样表示。

如图50(a)、图50(b)所示,实施方式的电力供给装置4也可以包括初级侧过电力保护电路(opp1)81、83、以及与初级侧过电力保护电路(opp1)81、83连接的次级侧过电力保护电路(opp2)82、84。初级侧过电力保护电路(opp1)81、83连接到初级侧控制器(省略图示)。此外,初级侧过电力保护电路(opp1)81、83也可以被内置在初级侧控制器中。次级侧过电力保护电路(opp2)82、84连接到绝缘双向电路34、次级侧控制器16。

根据插座41r上连接的目标设备(装置),插座41r中的电力信息、通信控制信息从绝缘双向电路34被传输到次级侧过电力保护电路(opp2)82、84,进而次级侧过电力保护电路(opp2)82、84将该电力信息、通信控制信息传输到初级侧过电力保护电路(opp1)81、83。其结果,根据插座41r上连接的目标设备(装置),能够变更过电流检测设定值而实施dc/dc转换器13的电力切换。

插座41r中的电力信息、通信控制信息是否超过了过电流检测设定值的判断,也可以由初级侧过电力保护电路(opp1)81、次级侧过电力保护电路(opp2)82的其中一个实施。

在判断为插座41r中的电力信息、通信控制信息超过了过电流(过电力)检测设定值的情况下,初级侧过电力保护电路(opp1)81、83对初级侧控制器(省略图示)发送过电流(过电力)保护控制信号,可实施用于dc/dc转换器13的电力抑制的切换。

在实施方式的电力供给装置4中,可适用过电流保护(ocp:overcurrentprotection)、过电力保护(opp:overpowerprotection)、过电压(ovp:overvoltageprotection)保护、过载保护(olp:overloadprotection)、过温保护(tsd:thermalshutdown)等各种功能。

在实施方式的电力供给装置4中,例如,也可以具备在初级侧控制器(省略图示)中连接某个传感器元件,根据该传感器元件的特性而实施保护的传感器(sensor)保护功能。

在实施方式的电力供给装置4中,在变更过电流(过电力)检测设定值的情况下,如上述,将插座41r中的电力信息、通信控制信息通过绝缘双向电路34、次级侧过电力保护电路(opp2)82、84传输到初级侧过电力保护电路(opp1)81、83,根据连接到插座41r的目标设备(装置(set)),能够变更过电流检测设定值而实施dc/dc转换器13的电力切换。

此外,在实施方式的电力供给装置4中,变更过电流(过电力)检测设定值的情况下,也可以将插座41r中的电力信息、通信控制信息从次级侧控制器16直接传输到初级侧过电力保护电路(opp1)81、83,在初级侧过电力保护电路(opp1)81、83中,直接变更设定值。

此外,也可以从实施方式的电力供给装置4的外部直接传输到初级侧过电力保护电路(opp1)81、83。

这样,在实施方式的电力供给装置4中,在初级侧过电力保护电路(opp1)81、83中,根据连接到插座41r的目标设备(装置),可变更供给电力电平(level)。其结果,可防止异常状态下的目标设备(装置)的损坏。

在将连接对象设为智能手机160的情况下,对于智能手机160(电能5v×1a=5w),若从绝缘双向电路34对次级侧过电力保护电路(opp2)82例如传输7w的电力信息、通信控制信息,则从次级侧过电力保护电路(opp2)82对初级侧过电力保护电路(opp1)81传输该7w的电力信息、通信控制信息,在初级侧过电力保护电路(opp1)81中,进行从7w向例如10w的过电流(过电力)检测设定值up的切换(sw)。其结果,在实施方式的电力供给装置4的dc/dc转换器中,可进行直至10w的电力传输。

在将连接对象设为膝上pc140的情况下,对于膝上pc140(电能20v×3a=60w),从绝缘双向电路34对次级侧过电力保护电路(opp2)84,例如若传输80w的电力信息、通信控制信息,则从次级侧过电力保护电路(opp2)84对初级侧过电力保护电路(opp1)83传输该80w的电力信息、通信控制信息,在初级侧过电力保护电路(opp1)83中,进行从80w向例如100w的过电流(过电力)检测设定值up的切换(sw)。其结果,在实施方式的电力供给装置4的dc/dc转换器中,可进行直至100w的电力传输。

(插座/插头)

可适用于搭载了插座的ac适配器、ac充电器、电子设备、坞站的实施方式的电力供给装置85,如图51所示,例如可连接到具有ac电源100v~115v的插座,并且可插入连接到电力线路pol、通信专用线路col的插头。图37或图54中示出插头构造的例子。

电力线路pol可连接到插座的上侧电力端子pu、下侧电力端子pd的任一个,通信专用线路col可连接到插座的上侧通信端子cu、下侧通信端子cd的任一个。

电力线路pol中可传输电力信息,通信专用线路col中可传输通信控制信息。可适用于搭载了实施方式的电力供给装置的ac适配器、ac充电器、电子设备、坞站的电力供给装置85,如图54所示,可连接到电力端子pu、pd、通信端子cu、cd的任一个,不需要选择对应的插头的上下(表里),使用方便。这里,插座的上侧电力端子pu、下侧电力端子pd对应于图34、图35中所示的插座41r(42r)的上侧vbus端子、下侧vbus端子。此外,插座的上侧通信端子cu、下侧通信端子cd对应于图34、图35中所示的插座41r(42r)的上侧通信端子cc1(cc2)、下侧通信端子cc1(cc2)。再者,对于其他端子,省略图示,简化表示。

此外,可适用于搭载了插座的ac适配器、ac充电器、电子设备、坞站的实施方式的电力供给装置86,如图52所示,例如可连接到具有ac电源230v的插座,并且可插入连接到电力线路pol、通信专用线路col的插头。图37或图54中示出插头构造的例子。

此外,可适用于搭载了插座的ac适配器、ac充电器、电子设备、坞站的实施方式的电力供给装置87,如图53所示,例如可连接到具有ac电源100v~115v的插座,并且可插入连接到电力线路pol、通信专用线路col的多个插头。图37或图54中示出插头构造的例子。

绝缘双向电路34,在ac适配器、ac充电器、电子设备、坞站中可内置1个或多个。通过这样的绝缘双向电路34的信号转换和切换电路动作,可各种各样地选择电力供给装置85、86、87的输出的取出个数。例如,也可以将取出个数比设为1:n、1:1、n:1。这里,n为2以上的整数。此外,也可以与usbpd插座同时使用。

此外,可适用于搭载了插头2的ac适配器、ac充电器、电子设备、坞站的实施方式的电力供给装置88,如图54所示,例如可连接到具有ac电源100v~115v的插座、具有ac电源230v的插座上。插头2与图44(a)、图44(c)、图45(a)、图45(c)、图46(a)、图46(c)、图47(a)、图47(c)的形式相同。此外,插头2也可以还适用于usb-pd。因此,在图54中,插头2可以称为改进型usb插头。

(电力供给系统)

在可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统中,可以不改变电缆的方向而切换电源。例如,能够在不更换电缆下实现从外部设备对膝上pc的电池的充电、从膝上pc的电池对外部设备(显示器等)的供电。

此外,通过电力线路pol、通信专用线路col,在2个组件间,可实现电力传输、半双工数据通信。

在可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统中,在电池充电器系统和膝上pc之间,能够用电力线路pol、通信专用线路col传输dc电力供给(dc输出vbus)和数据通信。这里,在电池充电器系统、膝上pc中,搭载实施方式的电力供给装置。

在可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统中,在智能手机和膝上pc之间,也是能够用电力线路pol、通信专用线路col传输dc电力供给(dc输出vbus)、数据通信。这里,在智能手机、膝上pc中,搭载实施方式的电力供给装置。

在可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统中,说明2个个人计算机pca、pcb间的数据通信和电力供给的示意性的结构框图如图55所示那样表示。在图55中,省略图示dc/dc转换器,表示绝缘双向电路34a、34b和次级侧控制器16a、16b。在个人计算机pca、pcb中,搭载实施方式的电力供给装置。

个人计算机pca、pcb间,通过电力线路pol和通信专用线路col连接。通信专用线路col连接在控制端子ct1、ct2间。

如图55所示,控制端子ct1连接到绝缘双向电路34a,控制端子ct2连接到绝缘双向电路34b。绝缘双向电路34a、34b和控制端子ct1、ct2间,也可以通过ac耦合电容器cc连接。此外,在个人计算机pca中,搭载电池e和电池e所连接的电池充电器ic(chg)53,在个人计算机pcb中,搭载功率管理ic(pmic:powermanagementic)54。再者,可分别省略构成滤波电路的电感器lf、cf。

在可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统中,例如,能够不更换电缆而实现从个人计算机pcb对个人计算机pca的电池e的充电、从个人计算机pca的电池e对个人计算机pcb的供电。

此外,在通信专用线路col上连接有绝缘双向电路34a、34b,在个人计算机pca、pcb间,例如,实现半双工数据通信。这里,载波频率例如为约23.2mhz,fsk调制解调频率例如为约300kbps。这里,也可以内置误码率(ber:biterrorrate)例如为约1×10-6、内建自测试(bist:built-inselftest)用的lsi。

在可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统中,说明2个组件56、58间的数据通信和电力供给的示意性的结构框图如图56所示那样表示。

2个组件56、58间通过电力线路pol和通信专用线路col连接。电力线路pol和通信专用线路col被插头连接到内置在2个组件56、58中的插座41r、42r上。

2个组件56、58是任意的电子设备,搭载实施方式的电力供给装置。在图56中,省略图示dc/dc转换器,示出绝缘双向电路34a、34b。ac耦合电容器cc被省略。

由内置了实施方式的电力供给装置的ac适配器/ac充电器3、智能手机160构成的电力供给系统的示意性的结构框图如图57所示那样表示。

ac适配器/ac充电器3、智能手机160间,通过电力线路pol和通信专用线路col连接。电力线路pol和通信专用线路col被插头连接到内置在ac适配器3、智能手机160中的插座41r、42r上。

ac适配器/ac充电器3、智能手机160中,搭载了实施方式的电力供给装置。图57中,省略图示dc/dc转换器,示出绝缘双向电路34a、34b。

ac适配器/ac充电器3包括ac/dc转换器60、绝缘双向电路34a。智能手机160包括绝缘双向电路34b、嵌入式控制器(embc)64、cpu68、pmic54、电池66、电池充电器ic(chg)62。在绝缘双向电路34a、34b和插座41r、42r间,也可以包括ac耦合电容器cc。再者,可分别省略构成滤波电路的电感器lf、cf。

在可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统中,例如,能够不更换电缆而实现从ac适配器/ac充电器3对智能手机160的电池66的充电、从智能手机160的电池66对外部设备的供电。

由内置了实施方式的电力供给装置的2个组件56、58构成的电力供给系统的示意性的结构框图如图58所示那样表示。

2个组件56、58间通过电力线路pol和通信专用线路col连接。电力线路pol和通信专用线路col被插头连接到内置在2个组件56、58中的插座41r、42r上。

2个组件56、58中,搭载了实施方式的电力供给装置。图58中,省略图示dc/dc转换器,示出绝缘双向电路34a、34b。

组件56包括ac/dc转换器60、绝缘双向电路34a,组件58包括绝缘双向电路34b、负载70。在绝缘双向电路34a、34b和插座41r、42r间,也可以包括ac耦合电容器cc。这里,负载70可由cpu、电池bat、控制器ctr等构成。再者,可分别省略构成滤波电路的电感器lf、cf。

在可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统中,例如,能够不更换电缆而实现从组件56对组件58的供电、从组件58对外部设备的供电。

此外,通信专用线路col上连接有绝缘双向电路34a、34b,在组件56、58间,例如,也实现半双工数据通信。

在可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统中,由与图58的结构不同的2个组件56、58构成的示意性的结构框图如图59所示那样表示。

组件56包括电池e、cpu68a、绝缘双向电路34a。组件58包括cpu68b、绝缘双向电路34b、负载cl。

2个组件56、58间,通过电力线路pol和通信专用线路col连接。电力线路pol和通信专用线路col被插头连接到内置在2个组件56、58中的插座41r、42r中(省略图示)。电力线路pol连接在电池e、负载cl间,通信专用线路col连接在绝缘双向电路34a、34b间。在绝缘双向电路34a、34b和通信专用线路col间,也可以分别通过ac耦合电容器cc连接。

在可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统中,例如,能够不更换电缆而实现从组件58对组件56的电池e的充电、以及从组件56的电池e对组件58的供电。此外,在组件56、58间,例如,也实现半双工数据通信。

可全球地适用实施方式的电力供给装置的第1电力供给系统100,如图60所示,包括:通过插头连接到插座的监视器110、连接到监视器110的外部硬盘驱动器120、机顶盒180、膝上pc140、平板pc150、智能手机160。这里,监视器110另外也可以是tv和坞站。

在各构成要素中,搭载实施方式的电力供给装置4,但在图60中,省略图示dc/dc转换器,示出绝缘双向电路34。此外,也可以对通信专用线路col适用ac耦合电容器cc。

在监视器110和外部硬盘驱动器120、机顶盒180、膝上pc140、平板pc150、智能手机160之间,能够使用电力线路pol和通信专用线路col进行电力传输和通信数据传输。电力线路pol以粗实线表示,通信专用线路col以虚线表示。此外,在适用usbpd的情况下,也可以取代以虚线表示的通信专用线路col而使用电力线路pol。此外,通信专用线路col通过ac耦合电容器cc(省略图示)连接到绝缘双向电路34。另一方面,也可以不通过ac耦合电容器cc而直接连接到绝缘双向电路34。

以圆形虚线表示的部分表示电力线路pol用的电缆和通信专用线路col用的电缆隔离的情况。作为电力线路pol用的电缆,可适用usbpd电缆,作为通信专用线路col用电缆,可适用通信专用电缆(com)。此外,也可以使用电力线路pol、通信专用线路col转换内置电缆。

在监视器110中,搭载ac/dc转换器60、绝缘双向电路34,在外部硬盘驱动器120中,搭载cpu+接口板122、绝缘双向电路34,在机顶盒180中,搭载cpu+接口板132、绝缘双向电路34,在膝上pc140中,搭载nvdc(narrowvoltagedc/dc)充电器142、cpu148、pch(platformcontrolhub,平台路径控制中心)147、ec(embeddedcontroller,嵌入式控制器)146、绝缘双向电路34,在平板pc150中,搭载acpu(applicationcpu)156、电池充电器ic(chg)158、电池157、绝缘双向电路34,在智能手机160中,搭载acpu166、usb电池充电器162、电池172、绝缘双向电路34。

如图61所示,可全局地适用实施方式的电力供给装置的第2电力供给系统200包括:通过插头连接到插座的usbpd适配器230;连接到usbpd适配器230的膝上pc140;以及连接到膝上pc140的外部硬盘驱动器120、监视器110、平板pc150、智能手机160。这里,膝上pc140另外也可以是坞站。

在各构成要素中,搭载实施方式的电力供给装置4,但在图61中,省略图示dc/dc转换器,示出绝缘双向电路34。此外,也可以对通信专用线路col适用ac耦合电容器cc。

在膝上pc140和usbpd适配器230、外部硬盘驱动器120、监视器110、平板pc150、智能手机160之间,能够使用电力线路pol和通信专用线路col进行电力传输和通信数据传输。

在usbpd适配器230中,搭载ac/dc转换器60、绝缘双向电路34。在膝上pc140中,搭载nvdc充电器142、cpu148、pch147、ec146、电池154、dc/dc转换器159、绝缘双向电路341、342,在监视器110中,搭载pmic112、绝缘双向电路34。其他结构与第1电力供给系统100(图60)是同样的。

如图62所示,可全局地适用实施方式的电力供给装置的第3电力供给系统300包括:通过插头连接到插座的usbpd适配器/充电器310、连接到usbpd适配器/充电器310的外部硬盘驱动器120、监视器110、机顶盒180、膝上pc140、平板pc150、智能手机160。

在各构成要素中,搭载实施方式的电力供给装置4,但在图62中,省略图示dc/dc转换器,示出绝缘双向电路34。此外,也可以对通信专用线路col适用ac耦合电容器cc。

在usbpd适配器/充电器310和外部硬盘驱动器120、监视器110、机顶盒180、膝上pc140、平板pc150、智能手机160之间,能够使用电力线路pol和通信专用线路col进行电力传输和通信数据传输。

在usbpd适配器/充电器310中,搭载ac/dc转换器60、绝缘双向电路34。其他结构与第1电力供给系统100(图60)、第2电力供给系统200(图61)是同样的。

如图63所示,可全局地适用实施方式的电力供给装置的第4电力供给系统400包括:通过插头连接到插座的高性能usbpd适配器/充电器330、连接到高性能usbpd适配器/充电器330的外部硬盘驱动器120、监视器110、机顶盒180、膝上pc140、平板pc150、智能手机160。

在各构成要素中,搭载实施方式的电力供给装置4,但在图63中,省略图示dc/dc转换器,示出绝缘双向电路34。此外,也可以对通信专用线路col适用ac耦合电容器cc。

在高性能usbpd适配器/充电器330和外部硬盘驱动器120、监视器110、机顶盒180、膝上pc140、平板pc150、智能手机160之间,能够使用电力线路pol和通信专用线路col进行电力传输和通信数据传输。

在高性能usbpd适配器/充电器330中,搭载内置了同步fet开关转换器的ac/dc转换器60a和绝缘双向电路34。其他结构,与第3电力供给系统300(图62)是同样的。

在可适用实施方式的电力供给装置的电力供给系统中,在cpu+接口板122(132)内内置绝缘双向电路34的结构的示意性的块结构,如图64所示那样表示。即,在图60~图63所示的电力供给系统100~400中,也可以在cpu+接口板122(132)内内置绝缘双向电路34和控制器16。这种情况下,在cpu+接口板122中能够用电力线路pol和通信专用线路col传输电力和通信数据。这样的cpu+接口板122(132)内内置了控制器16的芯片,也可以作为包含了控制器的cpu、dsp和其他控制器的集成芯片来构成。

如以上说明的,根据本发明,可以提供在输出侧不需要滤波线圈、削减安装空间、小型化和低成本、并且可控制输出电压值和可输出电流量(max值)的电力供给装置、ac适配器、ac充电器、电子设备和电力供给系统。

[其他的实施方式]

如上述,虽通过实施方式进行了记载,但不应该理解为形成本发明的一部分的论述和附图限定这些实施方式。从本发明中,对本领域技术人员来说各种各样的代替实施方式、实施例和运用技术当然是显而易见的。

这样,本发明包括这里未记载的各种各样的实施方式等。

工业实用性

本发明的电力供给装置、ac适配器、ac充电器、电子设备和电力供给系统可适用于家电设备、移动设备等。

标号说明

1…插座

2、5、41p、42p、51、52…插头

3…ac适配器/ac充电器

4、4a、41、42、85、86、87、88…电力供给装置(pd)

6…usbpd电缆

7…电子设备

10…电源供给电路

11…保险丝

12…扼流线圈

13…dc/dc转换器

14…二极管桥

15…变压器

16、16a、16b…次级侧控制器(控制器)

17…电压电流控制电路

18…协议转换单元

19…通信电路

20…绝缘电路

21…误差放大器(ea)

22…监视电路

30…初级侧控制器

34、34c、34e、34g、34m、34p、341、342…绝缘双向电路

35、37…绝缘单向电路

41r、42r、43r、44r、…插座

44…放大器

53、62、158…电池充电器ic(chg)

54、112…电源管理ic(pmic)

56、58…组件(unit)

60、60a…ac/dc转换器

64…嵌入式控制器(embc)

66、154、157、172…电池

68、68a、68b、148…cpu

70…负载

71、72…内部电路

81、83…初级侧opp电路单元

82、84…次级侧opp电路单元

100、200、300、400…电力供给系统

110…监视器(tv、坞站(dockingstation))

116、1161、1162…端口选择器

120…外部硬盘驱动器(hdd)

122、132…cpu+接口板

125…cpu

130…功率输出电路

134…电源输入电路

136…缓冲器

140…膝上pc

142…nvdc充电器ic

146…ec

147…pch

150…平板pc

156、166…acpu

159…dc/dc转换器

160…智能手机

161…变频电路(fsk)

162…usb电池充电器ic

164…发送器

165…接收器

180…机顶盒

230…usbpd适配器

ct1、ct2、…、ctn…控制端子

pt1、pt2、…、ptn…vbus功率输出端子

cc…耦合电容器

co…输出电容器

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