JP7005911B2

JP7005911B2 - 受電装置

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Publication number: JP7005911B2
Application number: JP2017038910A
Authority: JP
Inventors: 直人朝倉; 吉孝木村; 照幸武井; 崇弘鈴木
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2017-03-02
Filing date: 2017-03-02
Publication date: 2022-01-24
Anticipated expiration: 2037-03-02
Also published as: JP2018148621A

Description

本発明は、受電装置に関する。

給電装置より電力を受給する受給装置が知られている。例えば特許文献１に、この種の受電装置の具体的構成が記載されている。

特許文献１には、給電装置との接続ケーブルの配線抵抗によって適正な電力を受給できない不具合を解消するため、入力電圧や入力電流の検出を行い、その検出信号に基づいて給電装置より供給される電力を制御する受電装置が記載されている。

特開２００８－５９１４５号公報

近年、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）－ＰＤ（Power Delivery）など、給電装置から受電装置への供給電力を適宜変更することができるインタフェース規格が知られている。この種のインタフェース規格では、これまでの規格と比べて電流値の大きな電力を給電装置から受電装置に供給することが可能となっている。

しかし、給電装置から受電装置に電流値の大きな電力が供給される場合、接続ケーブルの配線抵抗による損失（発熱や電圧降下）が大きいという問題が指摘される。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、接続ケーブルの配線抵抗による損失を考慮した適正な動作を行うことができる受電装置を提供することである。

本発明の一実施形態に係る受電装置は、受電経路を介して給電装置と接続される装置であり、受電経路における損失を測定する測定手段と、測定された損失に基づいて給電装置より受電する受電電力を電力効率が上昇する電力に設定する設定手段とを備える。

本発明の一実施形態によれば、接続ケーブルの配線抵抗による損失を考慮した適正な動作を行うことができる受電装置が提供される。

本発明の一実施形態に係る電力供給システムの構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態に係る電力供給システムに備えられる給電装置と受電装置との接続部周りの構成を模式的に示す図である。本発明の実施例１において受電装置により実行される電力管理に関するフローチャートを示す図である。本発明の実施例２において受電装置により実行される電力管理に関するフローチャートを示す図である。本発明の実施例３において受電装置により実行される電力管理に関するフローチャートを示す図である。本発明の実施例４において受電装置により実行される電力管理に関するフローチャートを示す図である。本発明の実施例５において受電装置により実行される電力管理に関するフローチャートを示す図である。

以下、本発明の一実施形態に係る電力供給システムについて図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る電力供給システム１の構成を示すブロック図である。電力供給システム１は、少なくとも２台の機器から構成される。図１の例では、電力供給システム１は、機器１０及び機器２０から構成される。

電力供給システム１を構成する機器１０、２０は、機器同士の通信の結果に応じて電力供給や電力受給を行うことができるものであり、例示的には、ＵＳＢ－ＰＤ（Power Delivery）に対応した機器である。

機器１０、２０の具体例としては、デジタル一眼レフカメラ、ミラーレス一眼カメラ、コンパクトデジタルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ、カムコーダ、デスクトップＰＣ、ノートＰＣ、タブレット端末、ＰＨＳ（Personal Handy phone System）、スマートフォン、スマートウォッチ、フィーチャフォン、ゲーム機、音楽プレイヤ、ＴＶ、カーナビゲーション、プロジェクタ、プリンタやストレージ等の各種周辺機器、ストロボ、ＧＰＳユニット、外付けファインダ等の各種アクセサリ等が挙げられる。

機器１０、２０はデュアルロールデバイスであるため、給電装置（プロバイダ）にも受電装置（コンシューマ）にもなり得る。本実施形態では、便宜上、機器１０を、機器２０に電力を供給する給電装置とし、機器２０を、機器１０より電力を受給する受電装置として説明を行う。以下、機器１０を「給電装置１０」と記し、機器２０を「受電装置２０」と記す。また、本実施形態では、便宜上、機器特有の構成（例えば、デジタル一眼レフカメラでは固体撮像素子や撮影レンズ、ＰＣではモニタディスプレイやＨＤＤ、ストロボでは閃光ランプやトリガ回路等）や、ハウジング等の一般的な構成であって、説明を省略しても差し支えないものについては、その図示及び説明を適宜省略又は簡略する。

なお、機器１０、２０はデュアルロールデバイスでなく、例えば、機器１０がプロバイダのみの機能を有し、機器２０がコンシューマのみの機能を有する構成としてもよい。

図１に示されるように、給電装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１００、電源回路１１０、バッテリ１２０（充電式電池）、ＵＳＢコネクタ１３０、メモリ１４０及びＵＩ（User Interface）１５０を備えている。

ＵＩ１５０には、電源スイッチやモード設定スイッチなど、ユーザが給電装置１０を操作するための各種の操作手段が含まれる。一例として、ユーザにより電源スイッチが押されると、電源回路１１０が給電装置１０の各部に電源を供給する。なお、電源回路１１０への電力供給源は、例えばバッテリ１２０や商用電源である。給電装置１０は、基本的にバッテリ１２０からの供給電力で動作するが、商用電源に接続されたときには、商用電源からの供給電力による動作に切り替わる。

ＣＰＵ１００は、メモリ１４０にアクセスして制御プログラムを読み出してワークエリアにロードし、ロードされた制御プログラムを実行することにより、給電装置１０全体の制御を統括的に行う。

ＵＳＢコネクタ１３０は、ＵＳＢ－ＰＤ規格に準拠したコネクタであり、例えばＵＳＢＴｙｐｅ－Ｃコネクタである。ＵＳＢコネクタ１３０にはＵＳＢケーブル３０の一端が接続される。ＵＳＢケーブル３０は、ＵＳＢ－ＰＤ規格に準拠したケーブルであり、例えばＵＳＢＴｙｐｅ－Ｃケーブルである。

図１に示されるように、受電装置２０は、ＣＰＵ２００、電源回路２１０、バッテリ２２０（充電式電池）、ＵＳＢコネクタ２３０、メモリ２４０及びＵＩ２５０を備えている。なお、受電装置２０については、便宜上、給電装置１０と重複する部分の説明を適宜簡略又は省略する。

受電装置２０が例えばデジタル一眼レフカメラやミラーレス一眼カメラ等の撮影装置である場合、ＣＰＵ２００は、レリーズスイッチが押されると、ＡＥ制御及びＡＦ制御に基づいて適正な露出及びピントでの撮像処理を実行し、撮影画像データを生成して記録する。

ＵＳＢコネクタ２３０は、ＵＳＢ－ＰＤ規格に準拠したコネクタであり、例えばＵＳＢＴｙｐｅ－Ｃコネクタである。ＵＳＢコネクタ２３０にはＵＳＢケーブル３０の他端が接続される。

図２に、給電装置１０と受電装置２０との接続部周りの構成を模式的に示す。具体的には、図２には、ＵＳＢケーブル３０、ＵＳＢコネクタ１３０及びＵＳＢコネクタ１３０の後段に位置する給電装置１０内の一部の回路、並びにＵＳＢコネクタ２３０及びＵＳＢコネクタ２３０の後段に位置する受電装置２０内の一部の回路が示される。

図２に示されるように、ＵＳＢケーブル３０内には、電力供給ラインとして、給電装置１０のＶ_BUS端子Ｐ１０と受電装置２０のＶ_BUS端子Ｐ２０とを接続するＶ_BUSライン及び給電装置１０のＧＮＤ端子Ｐ１２と受電装置２０のＧＮＤ端子Ｐ２２とを接続するＧＮＤラインが設けられている。

また、ＵＳＢケーブル３０内には、機器間の接続を認識するためのラインとして、ｃｃ（Configuration Channel）ラインが設けられている。

ＵＳＢコネクタ１３０及び２３０は、ＵＳＢＴｙｐｅ－Ｃコネクタであるため、相反する二つの向きでリバーシブルに接続可能となっている。リバーシブルな接続を可能とする必要上、ＵＳＢコネクタ１３０、２３０の各コネクタには、ｃｃ端子が一対設けられている。一方の向きで接続されたときには、一例として、ｃｃラインを介して一方のｃｃ端子Ｐ１４ａ、Ｐ２４ａ同士が接続され、他方の向きで接続されたときには、一例として、ｃｃラインを介して他方のｃｃ端子Ｐ１４ｂ、Ｐ２４ｂ同士が接続される。各機器１０、２０では、ｃｃラインを介して接続されたＣＣ端子の組合せからＵＳＢコネクタ１３０と２３０との接続向きが検知される。

ｃｃ端子Ｐ１４ａ、Ｐ１４ｂには、それぞれ、プルアップ抵抗Ｒｐａ、Ｒｐｂが接続されている。ｃｃ端子Ｐ２４ａ、Ｐ２４ｂには、それぞれ、プルダウン抵抗Ｒｄａ、Ｒｄｂが接続されている。図２においては、ｃｃラインを介して給電装置１０のｃｃ端子Ｐ１４ａと受電装置２０のｃｃ端子Ｐ２４ａとが接続されている。そのため、プルアップ抵抗Ｒｐａ及びプルダウン抵抗Ｒｄａによる分圧によってｃｃ端子Ｐ１４ａ及びｃｃ端子Ｐ２４ａの電位が変化する。これにより、給電装置１０は受電装置２０の接続を検知し、受電装置２０は給電装置１０の接続を検知することができる。

補足すると、各ｃｃ端子Ｐ１４ａ、Ｐ１４ｂは、給電装置１０がデュアルロールデバイスであることから、各ｃｃ端子Ｐ１４ａ、Ｐ１４ｂとプルアップ抵抗及びプルダウン抵抗との間に設けられた切替スイッチの動作により、一方の抵抗に周期的かつ交互に接続される。各ｃｃ端子Ｐ２４ａ、Ｐ２４ｂも同じく、受電装置２０がデュアルロールデバイスであることから、各ｃｃ端子Ｐ２４ａ、Ｐ２４ｂとプルアップ抵抗及びプルダウン抵抗との間に設けられた切替スイッチの動作により、一方の抵抗に周期的かつ交互に接続される。

各装置においてｃｃ端子とプルアップ／プルダウン抵抗との接続が周期的かつ交互に切り替わるため、給電装置１０と受電装置２０とがＵＳＢケーブル３０を介して接続されたタイミングにより、プロバイダ（電力を供給するソース機能を持つデバイスであり、ｃｃ端子がプルアップ抵抗に接続されたもの）とコンシューマ（電力を受給するシンク機能を持つデバイスであり、ｃｃ端子がプルダウン抵抗に接続されたもの）とが暫定的に決まる。暫定的に決まったプロバイダとコンシューマは、任意に入れ替えることができる。ここでは、上述した通り、機器１０がプロバイダ（給電装置）に設定され、機器２０がコンシューマ（受電装置）に設定される前提で説明を行う。

また、ＵＳＢケーブル３０内には、給電装置１０の通信端子（Ｄ＋、Ｄ－）Ｐ１６と受電装置２０の通信端子（Ｄ＋、Ｄ－）Ｐ２６とを接続するデータ通信ラインが設けられている。なお、Ｄ＋端子とＤ－端子は別々の端子であるが、ここでは便宜上１つの端子として示している。

従って、受電装置２０は、以上の各ライン（ＵＳＢケーブル３０）を介して接続された給電装置１０から電力を受給することができ、また、給電装置１０との間で相互通信を行うことができる。

ｃｃラインを介して装置同士の接続が検知されると、給電装置１０から受電装置２０にＶ_BUSラインを介して電源電圧（５Ｖ）が供給される。その後のネゴシエーションにより、Ｖ_BUSラインによる供給電力が適宜変更される。給電装置１０から受電装置２０には、ネゴシエーションによって決まるプロファイル（供給可能な電圧と最大電流との組み合わせ）に従った電力供給が行われる。

アクティブデバイスを搭載したE-Markedケーブルが知られている。E-Markedケーブルでは、最大１００Ｗの送電が可能である。一方、アクティブデバイスを搭載しないパッシブケーブルでは、基本的には、６０Ｗの送電が限度である。品質の低いパッシブケーブルでは、損失（発熱や電圧降下）が大きすぎて、６０Ｗを正常に送電できない虞もある。また、E-Markedケーブルであっても、経年劣化や物理的なストレスによる断線等によりＶ_BUSラインの抵抗値が上がると、損失（発熱や電圧降下）が大きくなってしまう。

そこで、本実施形態に係る受電装置２０は、この種の損失を考慮して適正な動作を行えるように構成されている。以下においては、受電装置２０の動作例を５つ説明する。

《実施例１》
図３は、本発明の実施例１においてＣＰＵ２００により実行される電力管理に関するフローチャートを示す。図３のフローチャートは、例えば、受電装置２０の電源がオンされたときに実行が開始される。

［図３のＳ１１（プロバイダの接続検知）］
本処理ステップＳ１１では、ｃｃ端子Ｐ２４ａのモニタ結果に基づいてプロバイダ（給電装置１０）の接続が検知されたか否かが判定される。ＵＳＢケーブル３０を介して給電装置１０に受電装置２０が接続されると、各装置のプルアップ抵抗及びプルダウン抵抗による分圧によってｃｃ端子Ｐ２４ａの電位が変化する。これにより、給電装置１０の接続が検知される。給電装置１０から受電装置２０には、Ｖ_BUSラインを介して電源電圧（５Ｖ）が入力される。

［図３のＳ１２（トランジスタＳ１のオン）］
本処理ステップＳ１２は、処理ステップＳ１１（プロバイダの接続検知）にて給電装置１０の接続が検知されたと判定された場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）に実行される。ここで、図１に示されるように、受電装置２０には、Ｖ_BUS端子Ｐ２０の後段にトランジスタＳ１が設けられている。Ｖ_BUS端子Ｐ２０とトランジスタＳ１との間には負荷抵抗Ｒが設けられている。本処理ステップＳ１２では、トランジスタＳ１がオンされる。

［図３のＳ１３（電圧Ｖ_Ｒの測定）］
本処理ステップＳ１３では、負荷抵抗Ｒにおける電圧Ｖ_Ｒ（負荷抵抗ＲのＶ_BUS端子Ｐ２０側の電位）が測定される。ＵＳＢケーブル３０（Ｖ_BUSライン）における損失（電圧降下）が大きいほど、測定される電圧Ｖ_Ｒの値が小さくなり、Ｖ_BUSラインにおける損失が小さいほど、測定される電圧Ｖ_Ｒの値が大きくなる。従って、電圧Ｖ_Ｒを測定することにより、ＵＳＢケーブル３０の状態を把握することが可能となる。

［図３のＳ１４（電圧Ｖ_Ｒの判定）］
本処理ステップＳ１４では、処理ステップＳ１３（電圧Ｖ_Ｒの測定）にて測定された電圧Ｖ_Ｒが所定値以下か（言い換えると、Ｖ_BUSラインにおける損失が所定の許容値を超えるか）否かが判定される。

なお、電圧Ｖ_Ｒを基にＶ_BUSラインにおける損失（電圧降下）を計算し、計算された電圧降下からＶ_BUSラインの抵抗値を計算することができる。そのため、本処理ステップＳ１４において判定基準が電圧Ｖ_ＲからＶ_BUSラインの抵抗値に代えられてもよい。

［図３のＳ１５（警告の通知）］
本処理ステップＳ１５は、処理ステップＳ１４（電圧Ｖ_Ｒの判定）にて電圧Ｖ_Ｒが所定値以下と判定された場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）に実行される。本処理ステップＳ１５では、所定の警告がユーザに通知される。

警告内容としては、損失（発熱、電圧降下）が大きいことを理由にＵＳＢケーブル３０の交換を推奨するものが例示として挙げられる。警告の方法としては、受電装置２０の表示モニタにメッセージを表示するものや、受電装置２０の内蔵スピーカでメッセージを再生するものが例示として挙げられる。

なお、ＵＳＢケーブル３０の発熱に伴う不具合の発生を抑えるため、警告通知後に受電装置２０の動作が停止されてもよい。

［図３のＳ１６（ネゴシエーション）］
本処理ステップＳ１６は、処理ステップＳ１４（電圧Ｖ_Ｒの判定）にて電圧Ｖ_Ｒが所定値を上回る（言い換えると、Ｖ_BUSラインにおける損失が所定の許容値内である）と判定された場合（Ｓ１４：ＮＯ）に実行される。本処理ステップＳ１６では、給電装置１０との間でネゴシエーションが実行され、ネゴシエーションによって決まるプロファイルに従った電力受給が行われる。

例示的には、給電装置１０は、受電装置２０に対して給電能力（Capability）を通知する。給電能力（Capability）を受けた受電装置２０は、給電能力（Capability）にて通知された複数種類のプロファイルの中から１つのプロファイルを選択し、選択されたプロファイルの給電要求（Request）を給電装置１０に返す。給電要求（Request）を受けた給電装置１０は、給電要求（Request）に従った給電許可（Accept）及び給電準備完了（PS_RDY）を受電装置２０に通知する。Ｖ_BUS端子Ｐ１０への出力電圧は、給電要求（Request）に従って５Ｖから適宜変更される。ネゴシエーションが完了すると、給電装置１０から受電装置２０に給電要求（Request）に従った電力が供給される。

ネゴシエーションによって電流値の高いプロファイルが選択されるほどＶ_BUSラインにおける損失が増大する。そこで、本実施例１では、Ｖ_BUSラインにおける損失が所定の許容値を超える場合には、ネゴシエーションを実行しない。そのため、電流値の高いプロファイルに従った電力供給が行われることによってＶ_BUSラインにおける損失が過大になるという問題が避けられる。また、ネゴシエーションを実行しないことにより、処理負荷を軽減すると共に所定の警告をユーザに迅速に通知することができる。

《実施例２》
図４は、本発明の実施例２においてＣＰＵ２００により実行される電力管理に関するフローチャートを示す。以降の各実施例においては、便宜上、実施例１と重複する部分の説明を適宜簡略又は省略する。

［図４のＳ２１～Ｓ２３］
図３の処理ステップＳ１１～Ｓ１３と同様に、処理ステップＳ２１（プロバイダの接続検知）、処理ステップＳ２２（トランジスタＳ１のオン）及び処理ステップＳ２３（電圧Ｖ_Ｒの測定）が実行される。

［図４のＳ２４（電圧Ｖ_Ｒの第一の閾値判定）］
受電装置２０は、通常モード又は省電力モードで動作可能となっている。省電力モードは、通常モードよりも電力消費の少ない動作モードである。省電力モード時は、通常モード時に対して一部の機能が制限されたり動作速度が低下されたりする。ここでは、初期的には通常モードに設定されているものとする。本処理ステップＳ２４では、電圧Ｖ_Ｒが第一の閾値以上か否かが判定される。

電圧Ｖ_Ｒが第一の閾値以上ある場合、通常モードによる動作を行うのに適した電力がＶ_BUSラインから受電装置２０に供給されている状態にある。通常モードによる動作を行うのに適した電力とは、例えば、通常モードによる動作を行うのに必要な最低限の電力や、通常モードによる動作を行うのに十分な電力（必要最低限の電力よりも所定値以上高い電力）である。

［図４のＳ２５（電圧Ｖ_Ｒの第二の閾値判定）］
本処理ステップＳ２５は、処理ステップＳ２４（電圧Ｖ_Ｒの第一の閾値判定）にて電圧Ｖ_Ｒが第一の閾値未満と判定された場合（Ｓ２４：ＮＯ）に実行される。本処理ステップＳ２５では、電圧Ｖ_Ｒが第一の閾値よりも低い第二の閾値以上か否かが判定される。

電圧Ｖ_Ｒが第二の閾値以上ある場合、省電力モードによる動作を行うのに適した電力がＶ_BUSラインから受電装置２０に供給されている状態にある。省電力モードによる動作を行うのに適した電力とは、例えば、省電力モードによる動作を行うのに必要な最低限の電力や、省電力モードによる動作を行うのに十分な電力（必要最低限の電力よりも所定値以上高い電力）である。

［図４のＳ２６（警告の通知）］
本処理ステップＳ２６は、処理ステップＳ２５（電圧Ｖ_Ｒの第二の閾値判定）にて電圧Ｖ_Ｒが第二の閾値未満と判定された場合（Ｓ２５：ＮＯ）に実行される。本処理ステップＳ２６では、所定の警告がユーザに通知される。警告内容としては、損失（発熱、電圧降下）が大きいことを理由にＵＳＢケーブル３０の交換を推奨するものや、損失や大きすぎて通常モードでも省電力モードでも正常に動作できない可能性があることをユーザに通知するものが例示として挙げられる。

［図４のＳ２７（省電力モードへの切替）］
本処理ステップＳ２７は、処理ステップＳ２５（電圧Ｖ_Ｒの第二の閾値判定）にて電圧Ｖ_Ｒが第二の閾値以上と判定された場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）に実行される。本処理ステップＳ２７では、動作モードが通常モードから省電力モードに切り替えられる。動作モードが省電力モードに切り替えられたことは、表示や音声によってユーザに通知されてもよい。

［図４のＳ２８（ネゴシエーション）］
本処理ステップＳ２８は、処理ステップＳ２４（電圧Ｖ_Ｒの第一の閾値判定）にて電圧Ｖ_Ｒが第一の閾値以上と判定された場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）又は処理ステップＳ２５（電圧Ｖ_Ｒの第二の閾値判定）にて電圧Ｖ_Ｒが第二の閾値以上と判定された場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）に実行される。すなわち、前者は、受電装置２０が通常モードで動作する場合であり、後者は、受電装置２０が省電力モードで動作する場合である。

本処理ステップＳ２８では、給電装置１０との間でネゴシエーションが実行され、ネゴシエーションによって決まるプロファイルに従った電力受給が行われる。

本実施例２において、受電装置２０は、Ｖ_BUSラインにおける損失を考慮して適正な動作モード（通常モード又は省電力モード）で動作することができる。

《実施例３》
図５は、本発明の実施例３においてＣＰＵ２００により実行される電力管理に関するフローチャートを示す。

［図５のＳ３１（プロバイダの接続検知）］
図３の処理ステップＳ１１（プロバイダの接続検知）と同様に、処理ステップＳ３１（プロバイダの接続検知）が実行される。

［図５のＳ３２（ネゴシエーション）］
本処理ステップＳ３２は、処理ステップＳ３１（プロバイダの接続検知）にて給電装置１０の接続が検知されたと判定された場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）に実行される。本処理ステップＳ３２では、電圧Ｖ_Ｒの測定に先行してネゴシエーションが実行され、ネゴシエーションによって決まるプロファイルに従った電力受給が行われる。

［図５のＳ３３（トランジスタＳ１のオン）］
本処理ステップＳ３３では、トランジスタＳ１がオンされる。

［図５のＳ３４（電圧Ｖ_Ｒの測定）］
本処理ステップＳ３４では、電圧Ｖ_Ｒが測定される。

［図５のＳ３５（電圧Ｖ_Ｒの判定）］
本処理ステップＳ３５では、処理ステップＳ３４（電圧Ｖ_Ｒの測定）にて測定された電圧Ｖ_Ｒが所定値以下か否かが判定される。

［図５のＳ３６（警告の通知）］
本処理ステップＳ３６は、処理ステップＳ３５（電圧Ｖ_Ｒの判定）にて電圧Ｖ_Ｒが所定値以下と判定された場合（Ｓ３５：ＹＥＳ）に実行される。本処理ステップＳ３６では、図３の処理ステップＳ１５（警告の通知）と同様の警告がユーザに通知される。一方、処理ステップＳ３５（電圧Ｖ_Ｒの判定）にて電圧Ｖ_Ｒが所定値を上回ると判定された場合（Ｓ３５：ＮＯ）、Ｖ_BUSラインにおける損失が問題ないレベルであるため、特に警告が通知されることなく本フローチャートの処理が完了する。

本実施例３では、ネゴシエーションの実行後に電圧Ｖ_Ｒが測定される。そのため、ネゴシエーションによって決まったプロファイル（受電装置２０側で所望されるプロファイル）で送電が行われているときのＶ_BUSラインにおける損失が測定される。このような測定結果を用いることにより、処理ステップＳ３５（電圧Ｖ_Ｒの判定）では、より実用に即した（実際に使用されるプロファイルでの送電時における）閾値判定が行われることとなる。

《実施例４》
図６は、本発明の実施例４においてＣＰＵ２００により実行される電力管理に関するフローチャートを示す。

［図６のＳ４１～Ｓ４４］
図５の処理ステップＳ３１～Ｓ３４と同様に、処理ステップＳ４１（プロバイダの接続検知）、処理ステップＳ４２（ネゴシエーション）、処理ステップＳ４３（トランジスタＳ１のオン）及び処理ステップＳ４４（電圧Ｖ_Ｒの測定）が実行される。

［図６のＳ４５～Ｓ４８］
図４の処理ステップＳ２４～Ｓ２７と同様に、処理ステップＳ４５（電圧Ｖ_Ｒの第一の閾値判定）、処理ステップＳ４６（電圧Ｖ_Ｒの第二の閾値判定）、処理ステップＳ４７（警告の通知）及び処理ステップＳ４８（省電力モードへの切替）が実行される。

本実施例４においてもネゴシエーションの実行後に電圧Ｖ_Ｒが測定される。そのため、受電装置２０は、ネゴシエーションによって決まったプロファイル（受電装置２０側で所望されるプロファイル）で送電が行われているときのＶ_BUSラインにおける損失を考慮して適正な動作モード（通常モード又は省電力モード）で動作することができる。

《実施例５》
図７は、本発明の実施例５においてＣＰＵ２００により実行される電力管理に関するフローチャートを示す。

［図７のＳ５１～Ｓ５２］
図３の処理ステップＳ１１～Ｓ１２と同様に、処理ステップＳ５１（プロバイダの接続検知）及び処理ステップＳ５２（トランジスタＳ１のオン）が実行される。

［図７のＳ５３（抵抗値Ｒｃの算出）］
本処理ステップＳ５３では、電圧Ｖ_Ｒが測定され、電圧Ｖ_Ｒを基に５Ｖ送電時におけるＶ_BUSラインにおける損失（電圧降下）が計算され、計算された電圧降下からＶ_BUSラインの抵抗値Ｒｃが計算される。

［図７のＳ５４（ネゴシエーション）］
本処理ステップＳ５４では、ネゴシエーションが実行され、ネゴシエーションによって決まるプロファイルに従った電力受給が行われる。以下、説明の便宜上、ネゴシエーションによって決まったプロファイルを「動作可能プロファイル」と記す。

［図７のＳ５５（第一の閾値判定）］
ＵＳＢ－ＰＤ規格では、動作可能プロファイルの最大電力内であれば、電圧や電流をある程度自由に設定変更することができる。本実施例５では、設定Ａ（電圧：低、電流：高）、設定Ｂ（電圧：中、電流：中）及び設定Ｃ（電圧：高、電流：低）に設定できるものとする。

本処理ステップＳ５５では、電圧が最も低い設定Ａ（電圧：低、電流：高）の電流値と処理ステップＳ５３（抵抗値Ｒｃの算出）にて算出された抵抗値Ｒｃとが乗算され、この乗算値が動作可能プロファイル適用時のＶ_BUSラインにおける損失（電圧降下）の推定値（以下、「推定損失Ａ」と記す。）として得られる。

設定Ａは設定Ａ～Ｃの中で電流値が最も高いため、推定損失Ａも最も高い値となる。本処理ステップＳ５５では、推定損失Ａが所定の許容値内か否かが判定される。

［図７のＳ５６（第二の閾値判定）］
本処理ステップＳ５６は、処理ステップＳ５５（第一の閾値判定）にて推定損失Ａが所定の許容値を超えると判定された場合（Ｓ５５：ＮＯ）に実行される。本処理ステップＳ５６では、電圧が中程度の設定Ｂ（電圧：中、電流：中）の電流値と処理ステップＳ５３（抵抗値Ｒｃの算出）にて算出された抵抗値Ｒｃとが乗算され、この乗算値が動作可能プロファイル適用時のＶ_BUSラインにおける損失（電圧降下）の推定値（以下、「推定損失Ｂ」と記す。）として得られる。

設定Ｂは設定Ａ～Ｃの中で電流値が中程度であるため、推定損失Ｂも中程度の値となる。本処理ステップＳ５６では、推定損失Ｂが所定の許容値内か否かが判定される。

［図７のＳ５７（第三の閾値判定）］
本処理ステップＳ５７は、処理ステップＳ５６（第二の閾値判定）にて推定損失Ｂが所定の許容値を超えると判定された場合（Ｓ５６：ＮＯ）に実行される。本処理ステップＳ５７では、電圧が最も高い設定Ｃ（電圧：高、電流：低）の電流値と処理ステップＳ５３（抵抗値Ｒｃの算出）にて算出された抵抗値Ｒｃとが乗算され、この乗算値が動作可能プロファイル適用時のＶ_BUSラインにおける損失（電圧降下）の推定値（以下、「推定損失Ｃ」と記す。）として得られる。

設定Ｃは設定Ａ～Ｃの中で電流値が最も低いため、推定損失Ｃも最も低い値となる。本処理ステップＳ５７では、推定損失Ｃが所定の許容値内か否かが判定される。

［図７のＳ５８（警告の通知）］
本処理ステップＳ５８は、処理ステップＳ５７（第三の閾値判定）にて推定損失Ｃが所定の許容値を超えると判定された場合（Ｓ５７：ＮＯ）に実行される。本処理ステップＳ５８では、図３の処理ステップＳ１５（警告の通知）と同様の警告がユーザに通知される。

［図７のＳ５９（電力変更の要求）］
本処理ステップＳ５９は、
（１）処理ステップＳ５５（第一の閾値判定）にて推定損失Ａが所定の許容値内であると判定された場合（Ｓ５５：ＹＥＳ）、
（２）処理ステップＳ５６（第二の閾値判定）にて推定損失Ｂが所定の許容値内であると判定された場合（Ｓ５６：ＹＥＳ）、
（３）処理ステップＳ５７（第三の閾値判定）にて推定損失Ｃが所定の許容値内であると判定された場合（Ｓ５７：ＹＥＳ）、
に実行される。

・上記（１）の場合
本処理ステップＳ５９では、設定Ａ（電圧：低、電流：高）の電力を受給すべく、給電装置１０に要求が送られる。これにより、設定Ａの電力が受給可能となる。設定Ａの電力を既に受給している場合には、本要求が行われることなく本フローチャートの処理が終了する。

一般に、受電装置２０に対する入力電圧が高いほどＶ_BUS端子Ｐ２０と他の端子とが短絡したことによって生じる不具合が問題となりやすい。また、受電装置２０での必要電圧に対して入力電圧が高いほど電力効率が低下する。言い換えると、必要電圧と入力電圧との差が小さいほど電力効率が高くなる。すなわち、設定Ａは、効率が最も高い電力設定である。そのため、上記（１）の場合、Ｖ_BUSラインにおける損失が許容値に収まると共に高い電力効率（電力効率の上昇）が達成される。また、Ｖ_BUS端子Ｐ２０と他の端子との短絡等も発生し難くなる。

・上記（２）の場合
本処理ステップＳ５９では、設定Ｂ（電圧：中、電流：中）の電力を受給すべく、給電装置１０に要求が送られる。これにより、設定Ｂの電力が受給可能となる。設定Ｂの電力を既に受給している場合には、本要求が行われることなく本フローチャートの処理が終了する。

・上記（３）の場合
本処理ステップＳ５９では、設定Ｃ（電圧：高、電流：低）の電力を受給すべく、給電装置１０に要求が送られる。これにより、設定Ｃの電力が受給可能となる。設定Ｃの電力を既に受給している場合には、本要求が行われることなく本フローチャートの処理が終了する。上記（３）の場合、設定Ａ～Ｃの中で電流値が最も低いため、Ｖ_BUSラインにおける損失が最小限に抑えられる（損失が従前よりも減少する）。

上記においては、電力効率を優先するため、設定Ａ、Ｂ、Ｃの順で閾値判定が行われている。別の実施形態では、Ｖ_BUSラインにおける損失低減を優先するため、設定Ｃ、Ｂ、Ａの順で閾値判定が行われてもよい。

ここで、電力効率について補足する。給電装置１０が受電装置２０に送る電力をＰとし、電源回路１１０における変換効率をηｐとし、電源回路２１０における変換効率をηｃとし、Ｖ_BUSラインの抵抗値をＲｃとし、電流値をＩとした場合に、電力供給システム１全体のトータル損失は次式で示される。なお、電源回路１１０及び２１０の変換効率は、入力電圧や出力電圧/電流に応じて変化する。

トータル損失＝Ｐ/ηｐ－（Ｐ－ＲｃＩ^２）×ηｃ

例えば本実施例５においてトータル損失が推定できる場合、受電装置２０は、電力供給システム１全体の省電力化を達成すべく、設定Ａ～Ｃの中でトータル損失が最も小さくなるものを選択して電力受給を行ってもよい。

以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば明細書中に例示的に明示される実施形態等又は自明な実施形態等を適宜組み合わせた内容も本願の実施形態に含まれる。

上記の実施形態においては、負荷抵抗Ｒが１つしか設けられていないが、別の実施形態では、プロファイル（電圧・電流）に対応して複数の負荷抵抗Ｒが設けられていてもよい。複数の負荷抵抗Ｒは例えば並列に接続されており、異なる負荷抵抗Ｒがプロファイルに応じて選択的にＶ_BUS端子Ｐ２０と接続される。

１電力供給システム
１０給電装置
２０受電装置
３０ＵＳＢケーブル
１００ＣＰＵ
１１０電源回路
１２０バッテリ
１３０ＵＳＢコネクタ
１４０メモリ
１５０ＵＩ
２００ＣＰＵ
２１０電源回路
２２０バッテリ
２３０ＵＳＢコネクタ
２４０メモリ
２５０ＵＩ

Claims

受電経路を介して給電装置と接続される受電装置において、
前記受電経路における損失を測定する測定手段と、
測定された損失に基づいて前記給電装置より受電する受電電力を電力効率が上昇する電力に設定する設定手段と、
を備え、
前記給電装置と前記受電装置を備える電力供給システムのトータル損失は、前記給電装置が前記受電装置に送る電力をＰとし、前記給電装置の電源回路における変換効率をηｐとし、前記受電装置の電源回路における変換効率をηｃとし、前記給電装置から前記受電装置への電力供給ラインであるＶ _BUS ラインの抵抗値をＲｃとし、電流値をＩとした場合に次式で示され、
トータル損失＝Ｐ／ηｐ－（Ｐ－ＲｃＩ ^２）×ηｃ
前記設定手段は、
前記給電装置とのネゴシエーションによりプロファイルを決定し、
電圧と電流の設定パターンであって、前記プロファイルの最大電力内で選択可能な複数の設定パターンの中から、前記トータル損失が最も小さくなる設定パターンを選択し、
選択された設定パターンの電圧と電流をもつ電力を前記受電電力として設定する、
受電装置。
前記測定手段により所定の許容値を超える損失が測定されたことを報知する報知手段
を更に備える、
請求項１に記載の受電装置。
前記測定手段により測定された損失に基づいて通常モード又は前記通常モードよりも電力消費の少ない省電力モードで動作するかを決定するモード決定手段
を更に備える、
請求項１又は請求項２に記載の受電装置。