JP6943668B2 - 電子機器 - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施の形態に係る電子機器100のブロック図である。電子機器100は、ラップトップコンピュータ、タブレット端末、スマートホン、ポータブルオーディオプレイヤ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラなど、バッテリ駆動型のデバイスが例示される。
第1ポートP1:給電デバイスが接続
第2ポートP2:非接続
・第2状態φ2
第1ポートP1:非接続
第2ポートP2:給電デバイスが接続
・第3状態φ3
第1ポートP1:給電デバイスが接続
第2ポートP2:受電デバイスが接続
・第4状態φ4
第1ポートP1:受電デバイスが接続
第2ポートP2:給電デバイスが接続
・第5状態φ5
第1ポートP1:給電デバイスが接続
第2ポートP2:給電デバイスが接続
・第6状態φ6
第1ポートP1:受電デバイスが接続
第2ポートP2:受電デバイスが接続
・第7状態φ7
第1ポートP1:非接続
第2ポートP2:非接続
第1モードMODE1は、第1状態φ1において選択することができる。第1状態φ1において第1ポートP1には、給電デバイス201から充電電圧VCHG1が供給される。
第2モードMODE2は、第2状態φ2において選択することができる。第2状態φ2において第2ポートP2には、給電デバイス202から充電電圧VCHG2が供給される。
第3モードMODE3は、第3状態φ3において選択することができる。第3状態φ3において、第1ポートP1には充電電圧VCHG1が供給され、受電デバイス203には、第2ポートP2から電圧VSUP2が供給される。
第4モードMODE4は、第4状態φ4において選択することができる。第4状態φ4において、第2ポートP2には充電電圧VCHG2が供給され、受電デバイス204には、第1ポートP1から電圧VSUP1が供給される。
また出力電圧VOUT2は、第1スイッチングコンバータ111の出力OUTに供給される。第1コントローラ121は、第1スイッチングコンバータ111を逆方向モードで動作させ、第1スイッチングコンバータ111の入力INに、受電デバイス204が要求する電圧レベルを有する電圧VSUP1を発生させる。
第5モードMODE5は、第5状態φ5において選択することができる。第5状態φ5において、第1ポートP1には充電電圧VCHG1が、第2ポートP2には充電電圧VCHG2が供給される。
第6モードMODE6は、第6状態φ6において選択することができる。第6状態φ6において、受電デバイス204には第1ポートP1から電圧VSUP1が供給され、受電デバイス203には第2ポートP2から電圧VSUP2が供給される。
第7モードMODE7は、第7状態φ7において選択することができる。図8は、第7モードの電子機器100の等価回路図である。第1コントローラ121は、第1ロードスイッチ131をオン、第1入力スイッチ141をオフし、第1スイッチングコンバータ111を停止する。第2コントローラ122は、第2ロードスイッチ132、第2入力スイッチ142をオフし、第2スイッチングコンバータ112を停止する。これによりバッテリ電圧VBATが第1ロードスイッチ131を介して負荷104に供給される。
この電子機器100によれば、複数のモードを切り替えることにより、複数のポートを十分に活用できる。特に、図6に示す第5状態φ5においては、第5モードMODE5を選択することにより、2つのスイッチングコンバータを並列動作させて、大電流でバッテリ102を充電可能である。これにより、単一のスイッチングコンバータのみを利用する場合に比べて、充電時間を短縮できる。
図10は、第2の実施の形態に係る電子機器200のブロック図である。電子機器200は、図1の電子機器100に加えて、第3入力スイッチ243、第4入力スイッチ244を備える。第3入力スイッチ243は、第1スイッチングコンバータ111の入力INと第2スイッチングコンバータ112の入力INの間に設けられる。第4入力スイッチ244は、第1スイッチングコンバータ111の入力INと第2スイッチングコンバータ112の入力INの間に、第3入力スイッチ243と並列に設けられる。
第8モードMODE8は、第1状態φ1において選択することができる。
図11は、第8モードの電子機器200の等価回路図である。第8モードは、第1状態φ1において選択することができる。第8モードMODE8を、シングルポート入力ハイカレント充電モードとも称する。第8モードMODE8を、シングルポート入力ハイカレントモードとも称する。
図12は、第9モードの電子機器200の等価回路図である。第9モードMODE9は、第2状態φ2において選択することができる。第9モードMODE9では、第1入力スイッチ141がオフ、第2入力スイッチ142がオンであり、その他は第8モードMODE8と同様である。第9モードMODE9においても、第3入力スイッチ243と第4入力スイッチ244は少なくとも一方がオンである。
図13は、第10モードの電子機器200の等価回路図である。第10モードMODE10は、第2状態φ2において選択することができる。
Claims (12)
- 給電デバイスと受電デバイスのいずれかが接続可能な第1ポートと、
給電デバイスと受電デバイスのいずれかが接続可能な第2ポートと、
その出力に負荷が接続され、その入力からその出力に向かって電力を供給する順方向モードと、その出力からその入力に向かって電力を供給する逆方向モードと、が切り換え可能な第1スイッチングコンバータと、
その入力からその出力に向かって電力を供給する順方向モードと、その出力からその入力に向かって電力を供給する逆方向モードと、が切り換え可能な第2スイッチングコンバータと、
前記第1ポートと前記第1スイッチングコンバータの入力の間に設けられる第1入力スイッチと、
前記第2ポートと前記第2スイッチングコンバータの入力の間に設けられる第2入力スイッチと、
第1端と第2端を有し、前記第1端が前記第1スイッチングコンバータの出力と接続され、前記第2端がバッテリと接続されている第1ロードスイッチと、
第1端と第2端を有し、前記第1端が前記第2スイッチングコンバータの出力と接続され、前記第2端が前記バッテリと接続されている第2ロードスイッチと、
前記第1スイッチングコンバータのオン、オフおよび順方向モード、逆方向モード、前記第1入力スイッチのオン、オフ、前記第1ロードスイッチのオン、オフを制御する第1コントローラと、
前記第2スイッチングコンバータのオン、オフおよび順方向モード、逆方向モード、前記第2入力スイッチのオン、オフ、前記第2ロードスイッチのオン、オフを制御する第2コントローラと、
を備えることを特徴とする電子機器。 - 前記第2ポートに給電デバイスが接続される状態において、前記第2入力スイッチ、前記第2ロードスイッチ、前記第1ロードスイッチがオンであり、前記第2スイッチングコンバータが前記順方向モードで動作し、前記第1スイッチングコンバータがオフであるモードを選択可能であることを特徴とする請求項1に記載の電子機器。
- 前記第1ポートに給電デバイスが接続され、前記第2ポートに受電デバイスが接続される状態において、前記第1入力スイッチ、前記第2入力スイッチ、前記第1ロードスイッチ、前記第2ロードスイッチがオンであり、前記第1スイッチングコンバータが順方向モード、前記第2スイッチングコンバータが逆方向モードで動作するモードを選択可能であることを特徴とする請求項1または2に記載の電子機器。
- 前記第1ポートに受電デバイスが接続され、前記第2ポートに給電デバイスが接続される状態において、前記第1入力スイッチ、前記第2入力スイッチ、前記第1ロードスイッチ、前記第2ロードスイッチがオンであり、前記第1スイッチングコンバータが逆方向モード、前記第2スイッチングコンバータが順方向モードで動作するモードを選択可能であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の電子機器。
- 前記第1ポートに給電デバイスが接続され、前記第2ポートに給電デバイスが接続される状態において、前記第1入力スイッチ、前記第2入力スイッチ、前記第1ロードスイッチ、前記第2ロードスイッチがオンであり、前記第1スイッチングコンバータおよび前記第2スイッチングコンバータが順方向モードで動作するモードを選択可能であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の電子機器。
- 前記第1ポートに受電デバイスが接続され、前記第2ポートに受電デバイスが接続される状態において、前記第1入力スイッチ、前記第2入力スイッチ、前記第1ロードスイッチ、前記第2ロードスイッチがオンであり、前記第1スイッチングコンバータおよび前記第2スイッチングコンバータが逆方向モードで動作するモードを選択可能であることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の電子機器。
- 前記第1スイッチングコンバータの入力と前記第2スイッチングコンバータの入力の間に設けられる第3入力スイッチと、
前記第1スイッチングコンバータの入力と前記第2スイッチングコンバータの入力の間に、前記第3入力スイッチと並列に設けられる第4入力スイッチと、
をさらに備え、
前記第1コントローラは、前記第3入力スイッチをさらに制御し、
前記第2コントローラは、前記第4入力スイッチをさらに制御することを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の電子機器。 - 前記第1ポートに給電デバイスが接続される状態において、前記第1入力スイッチ、前記第1ロードスイッチ、前記第2ロードスイッチがオンであり、前記第3入力スイッチ、前記第4入力スイッチの少なくとも一方がオンであり、前記第1スイッチングコンバータおよび前記第2スイッチングコンバータが順方向モードで動作するモードを選択可能であることを特徴とする請求項7に記載の電子機器。
- 前記第2ポートに給電デバイスが接続される状態において、前記第2入力スイッチ、前記第1ロードスイッチ、前記第2ロードスイッチがオンであり、前記第3入力スイッチ、前記第4入力スイッチの少なくとも一方がオンであり、前記第1スイッチングコンバータおよび前記第2スイッチングコンバータが順方向モードで動作するモードを選択可能であることを特徴とする請求項7または8に記載の電子機器。
- 前記第2ポートに給電デバイスが接続される状態において、前記第2入力スイッチ、前記第1ロードスイッチがオンであり、前記第3入力スイッチ、前記第4入力スイッチの少なくとも一方がオンであり、前記第1スイッチングコンバータが順方向モードで動作し、前記第2スイッチングコンバータがオフであるモードを選択可能であることを特徴とする請求項7から9のいずれかに記載の電子機器。
- 前記第1スイッチングコンバータと前記第2スイッチングコンバータは、昇降圧コンバータであることを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載の電子機器。
- 前記第1ポートおよび前記第2ポートは、USB−PD規格に対応することを特徴とする請求項1から11のいずれかに記載の電子機器。
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