(57)【要約】【課題】電子装置に電源供給する電源供給モジュールを提供する。電子装置は、装置本体と電源供給モジュールとを備える。【解決手段】電源供給モジュールは、装置本体に結合されて装置本体に給電する。電源供給モジュールは、複数の電源制御回路を備える。これらの電源制御回路のそれぞれの入力端は、複数の電源装置のうち対応するものの入力電力を受信するためのものである。これらの電源制御回路のそれぞれの出力端は、装置本体に結合される。これらの電源制御回路のそれぞれは、受信した入力電力により対応する出力電力を生成し、ともに装置本体に並列給電する。これらの電源制御回路のそれぞれは、対応する電流制限情報により、対応する電源装置から抽出した電流を制限する。【選択図】図１
2020061928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体に給電するための電源供給モジュールであって、
それぞれの入力端が複数の電源装置のうち対応するものの入力電力を受信するためのものであり、それぞれの出力端が前記装置本体に結合される複数の電源制御回路であって、それぞれは受信した前記入力電力により対応する出力電力を生成し、ともに前記装置本体に並列給電し、それぞれは対応する電流制限情報により、対応する前記電源装置から抽出した電流を制限する複数の電源制御回路を備える、
電源供給モジュール。
【請求項２】
これらの電源制御回路のそれぞれは、
前記電源制御回路の前記入力端に結合されて対応する前記入力電力を受信し、これによって第1の電力を提供するパワー回路であって、対応する前記電流制限情報により、対応する前記電源装置から抽出した電流を制限するパワー回路と、
前記パワー回路と前記電源制御回路の前記出力端との間に結合され、前記第1の電力を前記出力電力として前記出力端に伝送し、電流の前記出力端から前記パワー回路への逆流を防止するための一方向導通回路と、を備える、
請求項1に記載の電源供給モジュール。
【請求項３】
前記電流制限情報は参照電圧であり、前記パワー回路は、
第1の端が前記電源制御回路の前記入力端に結合され、制御端が制御信号を受信するためのものであるトランジスターと、
前記トランジスターの第2の端と前記一方向導通回路との間に結合され、前記パワー回路の出力電流を検知してセンス電圧を生成するためのセンス抵抗と、
前記センス抵抗の両端に結合されて前記センス電圧を受信し、前記参照電圧及び前記センス電圧により前記制御信号を生成することで、前記トランジスターの阻抗値を制御する電流制御回路と、を備える、
請求項2に記載の電源供給モジュール。
【請求項４】
前記電流制御回路は、
前記センス抵抗の両端に結合されて前記センス電圧を増幅し、これによって増幅後電圧を生成する増幅器と、
前記増幅器に結合されて前記増幅後電圧を受信し、前記参照電圧を受信するコンパレータであって、前記増幅後電圧と前記参照電圧とを比較して前記制御信号を生成するコンパレータと、を備える、
請求項3に記載の電源供給モジュール。
【請求項５】
前記パワー回路は直流-直流変換回路又は低ドロップアウトレギュレーターである、請求項2に記載の電源供給モジュール。
【請求項６】
これらの電源制御回路に結合され、これらの電源制御回路のそれぞれの前記電流制限情報を提供するための処理回路をさらに備える、
請求項2に記載の電源供給モジュール。
【請求項７】
前記処理回路に結合される複数の電力供給コントローラであって、それぞれはこれらの電源装置のうち対応するものと通信して、対応する前記電源装置の電力供給情報を取得するための複数の電力供給コントローラをさらに備え、
前記電力供給コントローラは前記電力供給情報を前記処理回路に提供し、前記処理回路は前記電力供給情報により前記電流制限情報を提供する、
請求項6に記載の電源供給モジュール。
【請求項８】
装置本体と、
それぞれの入力端が複数の電源装置のうち対応するものの入力電力を受信するためのものであり、それぞれの出力端が前記装置本体に結合される複数の電源制御回路であって、それぞれは受信した前記入力電力により対応する出力電力を生成し、ともに前記装置本体に並列給電し、それぞれは対応する電流制限情報により、対応する前記電源装置から抽出した電流を制限する複数の電源制御回路を備え、前記装置本体に結合されて前記装置本体に給電する電源供給モジュールと、を備える、
電子装置。
【請求項９】
これらの電源制御回路のそれぞれは、
前記電源制御回路の前記入力端に結合されて対応する前記入力電力を受信し、これによって第1の電力を提供するパワー回路であって、対応する前記電流制限情報により、対応する前記電源装置から抽出した電流を制限するパワー回路と、
前記パワー回路と前記電源制御回路の前記出力端との間に結合され、前記第1の電力を前記出力電力として前記出力端に伝送し、電流の前記出力端から前記パワー回路への逆流を防止するための一方向導通回路と、を備える、
請求項8に記載の電子装置。
【請求項１０】
前記電流制限情報は参照電圧であり、前記パワー回路は、
第1の端が前記電源制御回路の前記入力端に結合され、制御端が制御信号を受信するトランジスターと、
前記トランジスターの第2の端と前記一方向導通回路との間に結合され、前記パワー回路の出力電流を検知してセンス電圧を生成するためのセンス抵抗と、
前記センス抵抗の両端に結合されて前記センス電圧を受信し、前記参照電圧及び前記センス電圧により前記制御信号を生成することで、前記トランジスターの阻抗値を制御する電流制御回路と、を備える、
請求項9に記載の電子装置。
【請求項１１】
前記電流制御回路は、
前記センス抵抗の両端に結合されて前記センス電圧を増幅し、これによって増幅後電圧を生成する増幅器と、
前記増幅器に結合されて前記増幅後電圧を受信し、前記参照電圧を受信するコンパレータであって、前記増幅後電圧と前記参照電圧とを比較して前記制御信号を生成するコンパレータと、を備える、
請求項10に記載の電子装置。
【請求項１２】
前記パワー回路は直流-直流変換回路又は低ドロップアウトレギュレーターである、請求項9に記載の電子装置。
【請求項１３】
前記電源供給モジュールは、
これらの電源制御回路に結合され、これらの電源制御回路のそれぞれの前記電流制限情報を提供するための処理回路をさらに備える、
請求項9に記載の電子装置。
【請求項１４】
前記電源供給モジュールは、
前記処理回路に結合される複数の電力供給コントローラであって、それぞれはこれらの電源装置のうち対応するものと通信して、対応する前記電源装置の電力供給情報を取得するための複数の電力供給コントローラをさらに備え、
前記電力供給コントローラは前記電力供給情報を前記処理回路に提供し、前記処理回路は前記電力供給情報により前記電流制限情報を提供する、
請求項13に記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電源供給技術に関し、特に、並列給電機構を有する電源供給モジュール、及びこの電源供給モジュールを採用する電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の電子装置は、通常、複数の種類の異なる電源入力ポートを有する。電子装置は、これらの電源入力ポートによりそれぞれ複数の電源装置に結合されて、複数の入力電力を取得することができる。しかしながら、現在の電子装置における電源回路は、これらの電源装置のうち1つの入力電力のみを選択して電子装置における装置本体に給電する。このように、電子装置の全体的な効能は、必然的に選択された電源装置の給電能力に制限される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記の問題点を解決するために、電子装置及びその電源供給モジュールを提供する。電源供給モジュールは、受信した複数の入力電力により対応する複数の出力電力を生成し、ともに電子装置の装置本体に並列給電することができる。このように、装置本体の効能が単一の電源装置の給電能力に制限されることを回避させるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の電源供給モジュールは、装置本体に給電するためのものである。電源供給モジュールは、複数の電源制御回路を備える。これらの電源制御回路のそれぞれの入力端は、複数の電源装置のうち対応するものの入力電力を受信するためのものである。これらの電源制御回路のそれぞれの出力端は、装置本体に結合される。これらの電源制御回路のそれぞれは、受信した入力電力により対応する出力電力を生成し、ともに装置本体に並列給電する。これらの電源制御回路のそれぞれは、対応する電流制限情報により、対応する電源装置から抽出した電流を制限する。
【０００５】
本発明の電子装置は、装置本体と電源供給モジュールとを備える。電源供給モジュールは、装置本体に結合されて装置本体に給電する。電源供給モジュールは、複数の電源制御回路を備える。これらの電源制御回路のそれぞれの入力端は、複数の電源装置のうち対応するものの入力電力を受信するためのものである。これらの電源制御回路のそれぞれの出力端は、装置本体に結合される。これらの電源制御回路のそれぞれは、受信した入力電力により対応する出力電力を生成し、ともに装置本体に並列給電する。これらの電源制御回路のそれぞれは、対応する電流制限情報により、対応する電源装置から抽出した電流を制限する。
【発明の効果】
【０００６】
上記に基づいて、本発明の電源供給モジュールでは、複数の電源装置からの複数の入力電力により対応する複数の出力電力を生成しともに、電子装置の装置本体に並列給電することができる。このように、装置本体の効能が単一の電源装置の給電能力に制限されることを回避することができるので、装置本体の全体的な効能を効果的に向上させることができる。その他、各電源装置は、いずれも最大出力パワーに制限があるので、電源供給モジュールにおける各電源制御回路は、対応する電流制限情報により、対応する電源装置から抽出した電流を制限することができる。
【０００７】
本発明の上記特徴及び利点をさらに明らかで分かりやすくするために、以下、特に実施例を挙げ、添付図面によって、次のように詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
以下の添付図面は、本発明の明細書の一部であり、本発明の例示的実施例を示し、添付図面は、明細書の説明と共に本発明の原理を説明する。
【図１】本発明の一実施例による電子装置の回路ブロック模式図である。
【図２】本発明の一実施例による電源制御回路の回路ブロック模式図である。
【図３】本発明の一実施例によるパワー回路の回路構成模式図である。
【図４】本発明の別の実施例による電子装置の回路ブロック模式図である。
【図５】本発明のさらに別の実施例による電子装置の回路ブロック模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の内容をより理解しやすくできるように、以下、特に実施例を、本発明が確実に実施可能な例として挙げる。また、可能な限り、図面及び実施形態にお同一の符号を用いる要素・部材・工程は、同一又は類似するコンポーネントを表す。
【００１０】
以下、図1を参照し、図1は、本発明の一実施例による電子装置100の回路ブロック模式図である。本発明の一実施例において、電子装置100は、例えばノート型コンピュータ（notebook computer）又はタブレットコンピュータ（tablet）などであってもよいが、本発明はこれに限られない。電子装置100は、装置本体120と電源供給モジュール140とを備えることができる。装置本体120は、電子装置100の主要な機能を実行するための回路を備える。電源供給モジュール140は、装置本体120に結合されて装置本体120に給電する。電源供給モジュール140は、複数の電源制御回路を備える。しかし、説明の便宜、及び図面の簡素化のために、図1の実施例では、2つの電源制御回路141及び142を例として説明するが、電源制御回路が他の数である実施形態については、以下の説明により推知できる。
【００１１】
電源制御回路141の入力端は、対応する電源装置910の入力電力PI1を受信するためのものであり、電源制御回路141の出力端は、装置本体120に結合される。同様に、電源制御回路142の入力端は、対応する電源装置920の入力電力PI2を受信するためのものであり、電源制御回路142の出力端は、装置本体120に結合される。電源制御回路141及び142は、それぞれ受信した入力電力PI1及びPI2により対応する出力電力PO1及びPO2を生成し、ともに装置本体120に並列給電することができる。装置本体120の動作に必要とされる電力は、電源装置910及び920によりともに供給されるので、装置本体120の効能が単一の電源装置の給電能力に制限されることを回避することができる。
【００１２】
また、電源装置910及び920は、いずれも最大出力パワーに制限があるので、電源制御回路141は、対応する電流制限情報CLI1により、電源装置910から抽出した電流を制限することができ、電源制御回路142は、対応する電流制限情報CLI2により、電源装置920から抽出した電流を制限することができる。
【００１３】
本発明の一実施例において、電流制限情報CLI1は、例えば電源装置910の最大出力パワーに対応する第1の参照電圧であってもよいが、本発明はこれに限られない。類似的に、電流制限情報CLI2は、例えば電源装置920の最大出力パワーに対応する第2の参照電圧であってもよいが、本発明はこれに限られない。前記第1の参照電圧及び前記第2の参照電圧は、実際の応用又は設計要求に応じて決定することができる。
【００１４】
本発明の一実施例において、電流制限情報CLI1、CLI2は、例えばそれぞれ電源制御回路141、142に内蔵されてもよいが、本発明はこれに限られない。
【００１５】
本発明の別の実施例において、装置本体120は、電源設定アプリケーション（図示せず）を含んでもよい。ユーザは、装置本体120にこの電源設定アプリケーションを実行させ、装置本体120のスクリーンにこの電源設定アプリケーションのユーザインタフェース（user interface、UI）を表示させることができる。ここで、電源設定アプリケーションのユーザインタフェースは、電流制限情報CLI1、CLI2の設定オプションを含んでもよい。装置本体120は、ユーザインタフェースにおいて電流制限情報CLI1に対応する設定オプションに応じて、対応する第1の参照電圧を電源制御回路141に生成することができる。同様に、装置本体120は、ユーザインタフェースにおいて電流制限情報CLI2に対応する設定オプションに応じて、対応する第2の参照電圧を電源制御回路142に生成することができる。このように、ユーザは、電源装置910及び920の最大出力パワーに応じて電流制限情報CLI1、CLI2の設定オプションをクリックし、それぞれ電源装置910、920から抽出した電流を制限することができる。
【００１６】
本発明の一実施例において、電源装置910、920は、例えばアダプタ（adaptor）、ユニバーサル・シリアル・バス電力供給（USB Power Delivery）装置又は無線給電装置（wireless power supplier）などであってもよいが、本発明はこれに限られない。
【００１７】
図1に示す実施例において、電源制御回路141及び電源制御回路142は回路構成が類似するので、以下、電源制御回路141を例として説明するが、電源制御回路142の実施形態及び動作については、これによって類推できる。
【００１８】
以下、図1及び図2を併せて参照し、図2は、本発明の一実施例による電源制御回路141の回路ブロック模式図である。電源制御回路141は、パワー回路1412と一方向導通回路1414とを備える。パワー回路1412は、電源制御回路141の入力端に結合されて対応する入力電力PI1を受信し、これによって第1の電力PT1を提供する。パワー回路1412は、対応する電流制限情報CLI1により電源装置910から抽出した電流を制限することができる。一方向導通回路1414は、パワー回路1412と電源制御回路141の出力端との間に結合され、第1の電力PT1を出力電力PO1として電源制御回路141の出力端に伝送し、電流の電源制御回路141の出力端からパワー回路1412への逆流を防止するためのものである。
【００１９】
以下、図2及び図3を併せて参照し、図3は、本発明の一実施例によるパワー回路1412の回路構成模式図である。パワー回路1412は、トランジスターM1と、センス抵抗R1と、電流制御回路CTRとを備える。トランジスターM1の第1の端は、電源制御回路141の入力端に結合される。トランジスターM1の制御端は、制御信号CSを受信するためのものである。センス抵抗R1は、トランジスターM1の第2の端と一方向導通回路1414との間に結合され、パワー回路1412の出力電流I1を検知してセンス電圧VSを生成するためのものである。電流制御回路CTRは、センス抵抗R1の両端に結合されてセンス電圧VSを受信し、センス電圧VS及び第1の参照電圧VR1（即ち、電流制限情報CLI1）により制御信号CSを生成することで、トランジスターM1の阻抗値を制御し、出力電流I1の大きさを制限する。
【００２０】
さらには、電流制御回路CTRは、増幅器AMPとコンパレータCMPとを備える。増幅器AMPは、センス抵抗R1の両端に結合されてセンス電圧VSを増幅し、これによって増幅後電圧VAを生成する。コンパレータCMPは、増幅器AMPに結合されて増幅後電圧VAを受信し、第1の参照電圧VR1を受信する。コンパレータCMPは、増幅後電圧VAと第1の参照電圧VR1とを比較して制御信号CSを生成する。
【００２１】
詳細的には、出力電流I1の電流値が電流制限値よりも大きい場合、増幅器AMPで生成した増幅後電圧VAは第1の参照電圧VR1よりも大きくなる。このように、コンパレータCMPは、制御信号CSによりトランジスターM1の制御端の電圧を制御することで、トランジスターM1の阻抗値を制御し、出力電流I1の電流値を前記電流制限値に制限する（即ち、電源装置910から抽出した電流を制限する）。第1の参照電圧VR1は、上述した電流制限値と、センス抵抗R1の抵抗値と増幅器AMPの増幅倍率との積であることを理解することができる。
【００２２】
説明すべきなのは、図3に示すパワー回路1412の回路構成は、例に過ぎず、本発明を制限するためのものではないことである。本発明の他の実施例において、パワー回路1412は、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者にとって公知の電流制限器により実現してもよい。
【００２３】
本発明の別の実施例において、図2のパワー回路1412は、電流制限機能を持つ低ドロップアウトレギュレーター（Low Dropout Regulator、LDO）により実現してもよい。
【００２４】
本発明のさらに別の実施例において、図2のパワー回路1412は、電源制御回路141の電源変換効率を向上させるように、電流制限機能を持つ直流-直流変換回路（DC to DC converter）により実現してもよい。
【００２５】
本発明の一実施例において、図2の一方向導通回路1414は、ダイオードにより実現してもよいが、本発明はこれに限られない。本発明の他の実施例において、図2の一方向導通回路は、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者にとって公知の一方向電力伝送回路により実現してもよい。
【００２６】
以下、図4を参照し、図4は、本発明の別の実施例による電子装置400の回路ブロック模式図である。電子装置400は、装置本体120と電源供給モジュール440とを備えることができる。図4の装置本体120及び電源供給モジュール440は、それぞれ図1の装置本体120及び電源供給モジュール140に類似し、両方の差異は、電源供給モジュール440が処理回路445をさらに備えることのみにある。処理回路445は、電源制御回路141及び142に結合される。処理回路445は、電源制御回路141の電流制限情報CLI1及び電源制御回路142の電流制限情報CLI2を提供するためのものである。また、図4の装置本体120及び電源供給モジュール440の他の実施詳細及び動作については、上記した図1〜図3の関連する説明を参照でき、ここで重複して述べない。
【００２７】
本発明の一実施例において、処理回路445は、ハードウェア、ファームウェア、又は、メモリに格納されてマイクロコントローラ（Microcontroller Unit）やエンベデッドコントローラ（Embed Controller）によりロードし実行されるソフトウェアや、機器が実行可能なプログラムコードであってもよい。ハードウェアにより実現すると、処理回路445は、単一の整合回路チップにより実現してもよく、複数の回路チップにより実現してもよいが、本発明はこれに限られない。上記した複数の回路チップ又は単一の整合回路チップは、特定用途向け集積回路（ASIC）又は現場でプログラム可能なゲートアレイ（FPGA）又は複雑なプログラマブルロジックデバイス（CPLD）により実現してもよい。前記メモリは、例えば、ランダムアクセスメモリ（RAM）、リードオンリーメモリ（ROM）又はフラッシュメモリ（Flash Memoroy）などであってもよい。
【００２８】
以下、図5を参照し、図5は、本発明のさらに別の実施例による電子装置500の回路ブロック模式図である。電源装置910、920は、ユニバーサル・シリアル・バス電力供給装置である。電子装置500は、装置本体120と電源供給モジュール540とを備えることができる。図5の装置本体120及び電源供給モジュール540は、それぞれ図4の装置本体120及び電源供給モジュール440に類似し、両方の差異は、電源供給モジュール540が電力供給コントローラ（PD controller）543、544をさらに備えることのみにある。電力供給コントローラ543は、電源装置910及び処理回路445に結合される。電力供給コントローラ543は、電源装置910と通信して、電源装置910の電力供給情報IFO1を取得し、電力供給情報IFO1は、電源装置910の出力電圧情報及び出力電流情報（又は、最大出力パワー情報）を含んでもよい。類似的に、電力供給コントローラ544は、電源装置920及び処理回路445に結合される。電力供給コントローラ544は、電源装置920と通信して、電源装置920の電力供給情報IFO2を取得し、電力供給情報IFO2は、電源装置920の出力電圧情報及び出力電流情報（又は、最大出力パワー情報）を含んでもよい。電力供給コントローラ543、544は、それぞれ電力供給情報IFO1、IFO2を処理回路445に提供することができる。このように、処理回路445は、それぞれ電力供給情報IFO1、IFO2により電流制限情報CLI1、CLI2を提供することができる。
【００２９】
例を挙げて、電源装置910が提供可能な出力電圧は5ボルトであり、出力電流は4アンペアであり、即ち、電源装置910が提供可能な最大出力パワーは20ワットであると仮定する。この場合に、電力供給コントローラ543は、電源装置910と通信して、電源装置910の電力供給情報IFO1（即ち、出力電圧は5ボルトであり、出力電流は4アンペアである）を取得することができる。したがって、処理回路445は、電力供給情報IFO1のうちの出力電流情報（即ち、4アンペア）及びルックアップテーブルにより、4アンペアに対応する電流制限情報CLI1を電源制御回路141に提供することができる。このように、電源制御回路141は、4アンペアに対応する電流制限情報CLI1により、電源装置910から抽出した最大電流を4アンペアに制限し、電源装置910が提供可能な最大出力パワー（20ワットである）を超えることを回避することができる。電源制御回路141の電流制限動作については、上記した図1〜図3の関連する説明を参照でき、ここで重複して述べない。
【００３０】
本発明の一実施例において、電力供給コントローラ543、544は、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者にとって公知のUSB電力供給コントローラにより実現してもよいが、本発明はこれに限られない。
【００３１】
本発明の一実施例において、電力供給情報IFO1、IFO2は、例えば、USB3.1の電力供給（Power Delivery）規格を満たす5種類のプロフィール（Profiles）のうちのいずれか1つであってもよいが、本発明はこれに限られない。
【００３２】
以上、本発明の実施例に提出された電子装置及びその電源供給モジュールでは、電源供給モジュールは、複数の電源装置からの複数の入力電力により対応する複数の出力電力を生成し、ともに電子装置の装置本体に並列給電することができる。このように、装置本体の効能が単一の電源装置の給電能力に制限されることを回避することができるので、装置本体の全体的な効能を効果的に向上させることができる。その他、各電源装置は、いずれも最大出力パワーに制限があるので、電源供給モジュールにおける各電源制御回路は、対応する電流制限情報により、対応する電源装置から抽出した電流を制限することができる。
【００３３】
本発明は、実施例により以上のように開示されたが、これらの実施例は、本発明を限定するためのものではなく、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の精神及び範囲から逸脱しない範囲内に、若干の変更及び修飾を行うことができるので、本発明の保護範囲は、添付の特許請求の範囲に記載の範囲に限定されているものを基準とすべきである。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の電源供給モジュールでは、複数の電源装置からの複数の入力電力により対応する複数の出力電力を生成しともに、電子装置の装置本体に並列給電することができる。その他、各電源装置は、いずれも最大出力パワーに制限があるので、電源供給モジュールにおける各電源制御回路は、対応する電流制限情報により、対応する電源装置から抽出した電流を制限することができる。
【符号の説明】
【００３５】
100、400、500  ：  電子装置
120  ：  装置本体
140、440、540  ：  電源供給モジュール
141、142  ：  電源制御回路
1412  ：  パワー回路
1414  ：  一方向導通回路
445  ：  処理回路
543、544  ：  電力供給コントローラ
910、920  ：  電源装置
AMP  ：  増幅器
CMP  ：  コンパレータ
CLI1、CLI2  ：  電流制限情報
CS  ：  制御信号
CTR  ：  電流制御回路
I1  ：  出力電流
IFO1、IFO2  ：  電力供給情報
M1  ：  トランジスター
PI1、PI2  ：  入力電力
PO1、PO2  ：  出力電力
PT1  ：  第1の電力
R1  ：  センス抵抗
VA  ：  増幅後電圧
VR1  ：  第1の参照電圧
VS  ：  センス電圧
【図１】
2020061928.tif 000003
【図２】
2020061928.tif 000004
【図３】
2020061928.tif 000005
【図４】
2020061928.tif 000006
【図５】
2020061928.tif 000007