受电装置、受电装置的控制方法以及存储介质与流程

本发明涉及包括多个电源的受电装置，尤其涉及用于通过切换供电的电源来接收电力的技术。

背景技术：

近年来，已知使用以太网(注册商标)线缆来供给数据和电力的技术。该技术符合被定义为国际标准的电气与电子工程师协会(ieee)802.3at，并且被称为以太网供电(poe，注册商标)。在poe(poweroverethernet)技术中，从用作供电装置的供电端设备(pse，powersourcingequipment)向用作受电装置的受电端设备(pd，powereddevice)供给电力。

此外，已知能够从电压不同的多个电源接收电力的受电装置。例如，已知如下受电装置，该受电装置能够从与符合ieee802.3at的poe技术相对应的电源(pse)和诸如交流(ac)适配器等的通用电源接收电力，并且选择其中一个电源并从所选电源接收电力。在同时连接第一电源(例如，通用电源)和第二电源(例如，pse)的情况下，一些这样的受电装置从第二电源接收电力(例如，日本特开2012-95502号公报)。在同时连接第一电源和第二电源的情况下并且当第二电源断开时，受电装置切换到由第一电源操作的状态。此外，当在仅连接第一电源的状态下连接第二电源时，受电装置切换到由第二电源操作的状态。

然而，通过日本特开2012-95502号公报中讨论的技术，当受电装置仅连接到通用电源、并且从通用电源向该受电装置供给等于或高于12.95w的电力时，可能停止从pse向pd的供电。

更具体地，当pse连接到受电装置时，电源从第一电源切换到第二电源，但受电装置的所有功能都由第一电源操作。结果，等于或大于400ma的限制值的电流在切换之后立即从pse流向pd。此时，防止过电流的功能在pse中工作，在某些情况下这会停止从pse向pd的供电。

技术实现要素：

根据本发明的一方面，提供了一种受电装置，用于从第一电源或第二电源接收电力，所述受电装置包括：第一检测单元，其被构造为检测所述受电装置是否连接到所述第一电源；第二检测单元，其被构造为检测所述受电装置是否连接到所述第二电源，并检测能够从所述第二电源供给的电力；电压转换单元，其被构造为转换从所述第二电源供给的电力的电压；开关单元，其被构造为向负载单元供给来自所述第一电源的电力和所述电压转换单元转换得到的电力其中之一；以及控制单元，其被构造为基于所述第一检测单元和所述第二检测单元的检测结果，来控制所述开关单元。

根据本发明的一方面，提供了一种受电装置的控制方法，所述受电装置用于从第一电源或第二电源接收电力，所述受电装置包括电压转换单元和开关单元，所述电压转换单元被构造为转换从所述第二电源供给的电力的电压，所述开关单元被构造为向负载单元供给来自所述第一电源的电力和所述电压转换单元转换得到的电力其中之一，所述控制方法包括：进行第一检测，以检测所述受电装置是否连接到所述第一电源；进行第二检测，以检测所述受电装置是否连接到所述第二电源并检测能够从所述第二电源供给的电力；以及基于所述第一检测和所述第二检测的检测结果，来控制所述开关单元。

根据本发明的一方面，提供了一种存储介质，其存储程序，所述程序使计算机执行以下步骤，所述计算机用于从第一电源或第二电源接收电力并包括电压转换单元和开关单元，所述电压转换单元被构造为转换从所述第二电源供给的电力的电压，所述开关单元被构造为向负载单元供给来自所述第一电源的电力和所述电压转换单元转换得到的电力其中之一，所述步骤包括：执行第一检测，以检测所述计算机是否连接到所述第一电源；执行第二检测，以检测所述计算机是否连接到所述第二电源并检测能够从所述第二电源供给的电力；以及基于所述第一检测和所述第二检测的检测结果，来执行所述开关单元的控制。

通过以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得清楚。

附图说明

图1是例示受电装置的构造的概要图。

图2是例示电源的连接状态的变化、第一开关单元的操作状态以及向第一负载单元的供电的状态的状态转变图。

图3是例示在仅连接通用电源的情况下的供电状态的示意图。

图4是例示在供电端设备(pse)电源和通用电源二者连接、并且进行延迟处理和通过链路层发现协议(lldp，linklayerdiscoveryprotocol)的协商的情况下的供电状态的示意图。

图5是例示在通用电源和pse电源二者连接的情况下的供电状态的示意图。

图6是例示在仅连接pse电源的情况下的供电状态的示意图。

图7是例示控制单元的处理的流程图。

图8a至图8d是例示控制单元的处理、第一开关单元的操作状态、向防回流二极管输入的电压、从绝缘型电压转换单元输出的电压以及向第一负载单元供给的电压的时序图。

图9是在受电装置包括第二开关单元并且第一负载单元包括控制单元的功能的情况下的概要图。

具体实施方式

描述第一示例性实施例。下面参照附图详细描述示例性实施例。

图1是例示包括根据本示例性实施例的受电装置的信息处理系统的概要构造的图。受电装置104连接到诸如交流/直流(ac/dc)适配器等的第一电源(通用电源)101、进行符合ieee802.3at标准的供电的第二电源(供电端设备(pse))102和互联网协议(ip)通信网络103。在本示例性实施例中，pse电源102是如下交换集线器，该交换集线器可连接多个以太网线缆连接器(多个端口)，并且可以进行通过传输控制协议/互联网协议(tcp/ip)的通信以及与以太网供电(poe)标准对应的供电。

另外描述了与第二电源(pse)102兼容的ieee802.3at标准。在ieee802.3at标准中，受电端设备(pd，受电装置)可以选择在poe技术中从pse向pd供给的最大电力。当选择类型1(类型1标准)时，pd可以从pse接收高达12.95w的电力。另一方面，当选择类型2(类型2标准)时，pd可以从pse接收高达25.5w的电力。使用物理层的二级类别检测或数据链路层的链路层发现协议(lldp)来选择类型1或类型2。在下文中，通过物理层的二级类别检测和数据链路层的lldp来选择类型1或类型2的处理被称为“协商”。

当pd连接到pse时，pse进行符合ieee802.3at标准的协商流程，然后开始向pd供电。在pd选择类型2的情况下，pse包括如下功能：停止供电直到协商流程结束，以防止过大的电流流动。

在使用上述物理层的二级类别检测的情况下，进行如下规定：在协商完成之前，从pse流向pd的电流的上限被限制为例如400ma。在协商完成之后，pd可以接收高达25.5w的电力(电流高达684ma)。

与此相对，在使用上述lldp并且选择类型2作为供电类型的情况下，在基于lldp的数据通信完成之前，从pse流向pd的电流的上限被限制为400ma。在通过lldp的协商完成之后，pd可以接收高达25.5w的电力(电流高达684ma)。

受电装置包括符合上述协商规范的构造，并且紧接在启动之后，在进行装置的初始化等的同时进行协商。因此，受电装置的所有功能在启动之后不立即工作，并且受电装置需要在受限的电流值内进行协商。

受电装置104被构造为，使得包括第一电源(在下文中，称为通用电源)101的辅助电源系统和包括第二电源(在下文中，称为pse电源)102的主电源系统彼此绝缘。在这种情况下，通用电源101和pse电源102可以在受电装置104插入家用插座等的状态下供电。与此相对，当受电装置104与连接到插座等的电源断开时，通用电源101和pse电源102不能供电。

受电装置104还包括：中央处理单元(cpu)117，其控制与pse电源102的lldp处理、通过ip通信网络与对方装置的数据通信、输出信号向控制单元116的发送、受电装置104的摄像操作等。

受电装置104还包括：第一负载单元118，其包括图像传感器、图像处理集成电路(ic)、存储器、cpu117等。

受电装置104还包括：绝缘型电压转换单元106，其转换pd控制器105的电压和pse电源102的电压。pd控制器105进行与pse电源102的硬件协商。

受电装置104还包括第二检测单元107和光电耦合器108。第二检测单元107检测出pse电源102被连接，并检测二级类别检测信号。光电耦合器108将第二检测单元107的检测结果从主电源系统发送到辅助电源系统。

受电装置104还包括第二负载单元109和第一开关单元110。第二负载单元109设置在绝缘型电压转换单元106和第一负载单元118之间。第一开关单元110设置在绝缘型电压转换单元106和第一负载单元118之间。

受电装置104还包括设置在绝缘型电压转换单元106和第一负载单元118之间的防回流二极管111。

受电装置104还包括脉冲变压器112和物理层(phy)113，脉冲变压器112和物理层113被设置为使得能够进行通过pse电源102和ip通信网络103的对方装置和cpu117之间的通信。

受电装置104还包括第一检测单元114和防回流二极管115。第一检测单元114检测出通用电源101被连接。防回流二极管115设置在通用电源101和第一负载单元118之间。

受电装置104还包括：控制单元116，其基于第一检测单元114和第二检测单元107各自的检测结果以及来自cpu117的控制信号来控制第一开关单元110。

在本示例性实施例中，从pse电源102输出的电压是48v，从通用电源101输出的电压是12v，并且从绝缘型电压转换单元106输出的电压是15v。另外，仅在连接通用电源101时，控制单元116被供电并且进行预定操作。

cpu117包括进行lldp数据通信的功能，并且可以使用该功能与pse电源102进行协商。控制单元116可与cpu117相互通信，并且cpu117因此可以识别通过lldp的协商的开始定时。

此外，除非从控制单元116提供信号，否则第一开关单元110处于on(开启)状态。

下面将描述由上述配置中的各块进行的详细操作。

图2是例示图1中的第一电源和第二电源以及第一开关单元110各自的操作状态以及向第一负载单元118的供电的改变的状态转变图。图中的各箭头表示相应的状态转变的条件。

图2中的状态s201表示通用电源101和pse电源102都未连接的状态。在这种状态下，显然不会从任一电源向第一负载单元118供电。如上所述，因为不从控制单元116向第一开关单元110提供信号，所以第一开关单元110处于on状态。

在图2中的状态s201中连接了通用电源101的情况下，状态转变到状态s202。在转变之后，通用电源101的状态改变为连接状态，并且从通用电源101供电。此时，第一开关单元110从on状态改变为off(关闭)状态。

当在状态s202中断开通用电源101时，状态转变到状态s201。在该状态转变中，第一开关单元110从off状态改变为on状态，这是因为停止向控制单元116供电并且停止为第一开关单元110提供的信号。

在状态s202中连接pse电源102的情况下，状态转变到状态s203。在转变之后，pse电源102的状态改变为连接状态，但是从通用电源101继续供电。在状态s203下，第一开关单元110仍然处于off状态。

当在状态s203下完成协商时，状态转变到图2中的状态s204。在状态s204下，第一开关单元110进入on状态，并且从pse电源102供电。

当在状态s204中断开pse电源102时，状态转变到状态s202。

状态s202中的第一开关单元110的操作状态和电源状态如上所述。在转变之后，pse电源102进入未连接状态，并且从通用电源101供电。第一开关单元110从on状态改变为off状态。

在状态s201中连接了pse电源102的情况下，状态转变到状态s210。在转变之后，pse电源102的状态进入连接状态，并且从pse电源102供电。在状态s210下，第一开关单元110仍然处于on状态。

当在状态s210中断开pse电源102时，状态转变到状态s201。在该状态转变中，不切换第一开关单元110。因此，第一开关单元110在状态s201中仍处于on状态。

在状态s210中连接了通用电源101的情况下，状态转变到状态s204。由于通用电源101的连接，因此向控制单元116供电；然而，如果此时控制单元116已经检测到pse电源102的连接，则控制单元116不输出用于切换第一开关单元110的信号。

因此，此时第一开关单元110仍处于on状态，并且从pse电源102继续供电。

当在状态s204中断开了通用电源101时，状态转变到状态s210。在该状态转变中，继续来自pse电源102的供电。此时，不进行电源的切换。第一开关单元110仍处于on状态。

图3例示了图2中的状态s202下的第一开关单元110的操作状态和供电状态。在从通用电源101供电而不从pse电源102供电的情况下，通过防回流二极管115向第一负载单元118供电。当供电时，第一负载单元118中的cpu117开始初始化，并且在初始化之后进行预定操作。此时，当从通用电源101供电时，第一检测单元114检测从通用电源101供给的电力。控制单元116基于第一检测单元114的检测结果，将第一开关单元110改变为off状态。

图4例示了图2中的状态s203中的第一开关单元110的操作状态和供电状态。当在状态s202中连接了pse电源102时，如图4所示，状态转变到状态s203。下面将描述此时的操作。在连接pse电源102之后，pd控制器105与pse电源102进行协商，并且pse电源102开始向第二负载单元109供电。当开始来自pse电源102的供电时，绝缘型电压转换单元106开始操作并输出15v的电压。在受电装置104已经从通用电源101接收到电力的情况下，因为第一开关单元110处于off状态，所以从pse电源102向第二负载单元109供电。此时，电流流经第二负载单元109，以消耗由ieee802.3at定义的最小负载电流。此外，当开始来自pse电源102的供电时，受电装置根据pse电源102进行二级类别检测或通过数据链路层的lldp的协商，这是因为受电装置是类型2的受电装置。在二级类别检测或通过数据链路层的lldp的协商期间，消耗电流被限制为400ma，这是因为受电装置仅能够进行作为类型1的受电。pd控制器105进行二级类别检测。cpu117通过phy113和脉冲变压器112，使用lldp与第二电源102进行通过数据链路层的lldp的协商。

图5例示了图2中的状态s204中的第一开关单元110的操作状态和供电状态。控制单元116包括如下功能：检测是否完成了二级类别检测和通过数据链路层的lldp的协商。当正常完成了二级类别检测和通过数据链路层的lldp的协商时，受电装置104被识别为类型2的受电装置，并且变得能够接收协商中所需的电流的电力。当控制单元116检测到协商完成时，控制单元116将第一开关单元110从off状态改变为on状态。此时，从绝缘型电压转换单元106输出的电压(15v)通过第一开关单元110和防回流二极管111。由于电压高于从通用电源101所提供的电压(12v)，因此通过防回流二极管115和防回流二极管111的或(or)二极管构造，优先从输出自绝缘型电压转换单元106的电压(15v)供电。换句话说，如图5所示，优先从pse电源102供电。

图6例示了图2的状态s210中的第一开关单元110的操作状态和供电状态。在没有从通用电源101供电的状态下连接了pse电源102的情况下，与pde电源102的协商由pd控制器105进行，并且开始来自pse电源102的供电。当开始来自pse电源102的供电时，绝缘型电压转换单元106开始操作并输出15v的电压。

在不从通用电源101供电的情况下，由于第一开关单元110处于on状态，因此通过第一开关单元110和防回流二极管111向第一负载单元118供电。当供电时，第一负载单元118中的cpu117开始初始化以进行初始化操作。由于受电装置是类型2的受电装置，因此受电装置在开始来自pse电源102的供电之后，根据pse电源102进行二级硬件协商或lldp协商。在二级硬件协商或lldp协商期间，消耗电流被限制为400ma，这是因为受电装置仅能够进行作为类型1的受电。在此期间，进行cpu117的初始化，并且不利用所有功能进行操作。由pd控制器105进行二级硬件协商。cpu117通过phy113和脉冲变压器112，使用lldp与第二电源102进行lldp协商。在正常完成二级硬件协商或lldp协商之后，pse电源102将受电装置104识别为类型2的受电装置，并且受电装置104变得能够接收协商中所需的电流的电力。

图7是例示按照图2中的状态s202、s203、s204和s202的顺序或者按照状态s202、s203、s204和s210的顺序的状态转变中的控制单元116的处理的流程图。从通用电源101向控制单元116供电。因此在状态s201中连接了通用电源101并且开始向控制单元116供电的时间点被表示为流程图的start(开始)。假设在通用电源101未连接的状态(默认状态)中第一开关单元110处于on状态。在步骤s701中，控制单元116首先在控制单元116接收电力之后将第一开关单元110从on状态改变为off状态。在步骤s702中，控制单元116在步骤s701中的处理之后判断是否存在来自第二检测单元107的信号。在控制单元116检测到来自第二检测单元107的信号的情况下(步骤s702中的“是”)，控制单元116在步骤s703中确认是否存在二级类别检测信号。在控制单元116检测到二级类别检测信号的情况下(步骤s703中的“是”)，在步骤s704中进行如下延迟处理，其中，在该延迟处理中，等待80毫秒的延迟时间以防止浪涌电流然后进行切换。与此相对，在控制单元116未检测到二级类别检测信号的情况下(步骤s703中的“否”)，在步骤s705中，控制单元116进入等待使用lldp数据通信的协商完成的状态。在包括步骤s704中的切换的80毫秒的延迟处理或者在步骤s705中的使用lldp通信的协商完成之后，控制单元116在步骤s706中将第一开关单元110从off状态改变为on状态。

结果，pse电源102开始向第一负载单元118供电。另外，在步骤s706中的处理之后，在步骤s707中，控制单元116判断是否存在来自第一检测单元114和第二检测单元107各自的信号。在步骤s706中的处理之后断开pse电源102的情况下，即，在来自第二检测单元107的通知消失的情况下(步骤s707中的“是”)，在步骤s708中，控制单元116将第一开关单元110从on状态改变为off状态。在步骤s708中的处理之后，再次进行步骤s702中的判断处理，并且此后基于连续流程进行操作。在步骤s706中的处理之后断开通用电源101的情况下，即，在来自第一检测单元114的通知消失的情况下(步骤s707中的“是”)，向控制单元116的供电停止。该状态指示图2中的状态s210，并且在未连接通用电源101的状态(默认状态)下，继续第一开关单元110的on状态。结果，控制单元116的控制流程结束(end)。

通过控制单元116的上述处理，可以根据pse所进行的协商的类型改变第一开关单元110的切换定时。

图8a至图8d是例示在以图2中的状态s201、s202、s203、s204和s202这种顺序的状态转变中电源的切换状态的四个图。在图8a中的图中，由high(高)来表示存在从控制单元116输出的信号，并由low(低)来表示不存在输出信号。图8b的图例示了与来自控制单元116的信号相关联的第一开关单元110的操作状态。在图8c的图中，纵轴表示从绝缘型电压转换单元106输出的电压(虚线)和输入到防回流二极管115的电压(实线)。在图8d的图中，纵轴表示向第一负载单元118供给的电压。

四个图各自的水平轴表示时间t。当各图中的时间t为零时，两个电源都都是未连接的。时间t0表示连接通用电源101的定时。换句话说，从0到t0的时间段表示图2中的状态s201。时间t1表示连接pse电源102并开始协商的定时。换句话说，从t0到t1的时间段表示图2中的状态s202。时间t2表示协商完成的定时。换句话说，从t1到t2的时间段表示图2中的状态s203。时间t3表示pse电源102断开的定时。换句话说，从t2到t3的时间段表示图2中的状态s204，并且t3之后的时间段表示图2中的状态s202。

在状态s201下，不从两个电源供电。因此，从图8a中的控制单元116输出的信号是lo，图8b中的第一开关单元110处于on状态，图8c中的电压是0v，并且在图8d中向第一负载单元118供给的电压也是0v。

在状态s202下，从通用电源101供给12v的电压。因此，在图8a中从控制单元116输出的信号变为hi，并且在图8b中第一开关单元110进入off状态。在图8c中输入到防回流二极管115的电压变为12v，并且在图8d中向第一负载单元118供给的电压变为大约12v。

在状态s203下，连接pse电源102并进行协商。因此，在图8a中从控制单元116输出的信号仍然是hi，并且在图8b中第一开关单元110处于off状态。在此期间，在图8c中从绝缘型电压转换单元106输出的电压从0v改变为15v，并且输入到防回流二极管115的电压并未从12v变化。在图8d中向第一负载单元118供给的电压并未从大约12v变化。

在状态s204下，协商已经完成。因此，在图8a中从控制单元116输出的信号变为lo，并且在图8b中第一开关单元110进入on状态。图8c中的电压没有改变，但是在图8d中向第一负载单元118供给的电压改变为15v。

在最终状态s202下，从通用电源101供给12v的电压。因此，在图8a中从控制单元116输出的信号变为hi，并且在图8b中第一开关单元110进入off状态。在图8c中从绝缘型电压转换单元106输出的电压从15v变为0v，并且输入到防回流二极管115的电压是12v。此外，在图8d中向第一负载单元118供给的电压变成大约12v。

如上所述，在图2中的状态s201中连接了pse电源102的情况下，可以在不停止向第一负载单元118供电的情况下切换电源。此外，在状态s204中断开了pse电源102的情况下，同样可以在不停止向第一负载单元118供电的情况下切换电源。

在第二示例性实施例中，如图9所示，将描述如下情况：除了参考图1描述的受电装置104的构造之外，受电装置104包括第二开关单元119，并且cpu117还包括控制单元116的功能。根据第二示例性实施例的各电源的主要构造类似于根据第一示例性实施例的图1中的构造。因此，省略其描述。

第二开关单元119与第一开关单元110联动地接通或断开。当第一开关单元110处于on状态时，第二开关单元119处于off状态。当第一开关单元110处于off状态时，第二开关单元119处于on状态。

例如，在如图5所示通用电源101和pse电源102两者连接的情况下，第一开关单元110如上所述处于on状态。此时，第二开关单元119进入off状态，这使得可以消除第二负载单元109的电力消耗并提高电力效率。

此外，在如图4所示的连接状态下pse电源102执行延迟处理和通过lldp的协商处理期间，第一开关单元110如上所述处于off状态，而此时第二开关单元119处于on状态。这允许pse电源102向第二负载单元109供电，并且使pse电源102进入待机状态以向第一负载单元118供电。在完成上述处理之后，第一开关单元110进入on状态，并且第二开关单元119与第一开关单元110联动地进入off状态。通过采用这种构造，最小负载电力不会被不断消耗，而是仅在使pse电源102待机时才被消耗。这提高了电力效率。

此外，在第二示例性实施例中，代替地，由cpu117接收第一示例性实施例中的控制单元116接收的信号。另外，基于从cpu输出的信号来切换第一开关单元。这样的构造使得可以减少控制单元116消耗的电力，并因此提高电力效率。

以上描述了本发明的示例性实施例；然而，本发明不限于这些示例性实施例，并且可以在本发明的范围内进行各种修改和替换。

本发明的示例性实施例使得可以抑制紧接在切换电源之后针对受电装置的负载单元的过电流和供电停止。

其他实施例

还可本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现，即，通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供给系统或装置，该系统或装置的计算机或是中央处理单元(cpu)、微处理单元(mpu)读出并执行程序的方法。

虽然参照示例性实施例对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不限于所公开的示例性实施例。应当对所附权利要求的范围给予最宽的解释，以使其涵盖所有这些变型例以及等同的结构和功能。