(57)【要約】【課題】安定した電源出力が可能な電源装置を低コストで提供する。【解決手段】第１の電源及び第２の電源から受電し負荷部へ電力を提供する電源装置は、第１の電源からの第１の電圧を変換し第１の変換電圧を出力する電圧変換手段と、電圧変換手段による第１の変換電圧を制御する制御手段と、第２の電源からの第２の電圧の出力と電圧変換手段からの第１の変換電圧の出力とを接続した接合部からの出力を負荷部へ提供する提供手段と、を有する。制御手段は、第１の電源と第２の電源の何れを優先して受電するかに基づいて前記第１の変換電圧を決定する。【選択図】図２
2019092315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電源及び第２の電源から受電し負荷部へ電力を提供する電源装置であって、
前記第１の電源からの第１の電圧を変換し第１の変換電圧を出力する電圧変換手段と、
前記電圧変換手段による前記第１の変換電圧を制御する制御手段と、
前記第２の電源からの第２の電圧の出力と前記電圧変換手段からの前記第１の変換電圧の出力とを接続した接合部からの出力を前記負荷部へ提供する提供手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記第１の電源と前記第２の電源の何れを優先して受電するかに基づいて前記第１の変換電圧を決定する
ことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記第１の電源と前記第２の電源の何れを優先して受電するかについての指示入力を受け付ける受付手段を更に有し、
前記制御手段は、前記受付手段が受け付けた指示入力に基づいて優先して受電する電源を決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記第１の電源は、ＬＡＮケーブルを介して電力を供給する電源である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記接合部は、第１のダイオードを介した前記電圧変換手段の出力と第２のダイオードを介した前記第２の電源の出力とのダイオードＯＲ接続である
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電源装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第１の電源を優先すると決定した場合、前記第１の変換電圧を前記第２の電圧よりも高くなるよう変更する
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の電源装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記第２の電源を優先すると決定した場合、前記第１の変換電圧を前記第２の電圧よりも低くなるよう変更する
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の電源装置。
【請求項７】
前記第２の電圧を検出する検出手段を更に有し、
前記制御手段は、更に前記検出手段により検出された電圧に基づいて前記電圧変換手段による前記第１の変換電圧を決定する
ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の電源装置。
【請求項８】
前記制御手段は、可変抵抗の抵抗値を制御することにより前記第１の変換電圧を制御するよう構成されており、
前記制御手段は、
前記検出手段により検出された電圧と前記第１の変換電圧とが等しくなる基準抵抗値を決定し、
前記第１の電源を優先する場合、前記第１の変換電圧を前記第２の電圧よりも高くなるようにすべく、前記可変抵抗の抵抗値を前記基準抵抗値より小さい値に設定し、
前記第２の電源を優先する場合、前記第１の変換電圧を前記第２の電圧よりも低くなるようにすべく、前記可変抵抗の抵抗値を前記基準抵抗値より大きい値に設定する
ことを特徴とする請求項７に記載の電源装置。
【請求項９】
前記負荷部は、撮像装置である
ことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の電源装置。
【請求項１０】
前記第１の電源に対して電力供給の可否を確認する確認手段と、
前記第１の電源に接続された電力消費手段と、
前記電力消費手段による電力消費を制御する信号を保持する信号保持手段と、
前記電圧変換手段から供給される電力により動作し、前記信号保持手段により保持される信号を出力する第２の制御手段と、
を更に有し、
前記第２の制御手段は、
前記電圧変換手段の動作を停止させることで前記電源装置の再起動を実行する場合、前記第１の電源から受電した電力を前記電力消費手段が消費するよう制御する所定の信号を前記信号保持手段に出力した後、前記電圧変換手段の動作を停止させ、
前記電圧変換手段の動作が復帰した後、前記信号保持手段に前記所定の信号が保持されている場合、前記確認手段による電力供給の可否の確認を行うことなく前記負荷部への電力供給を開始する
ことを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の電源装置。
【請求項１１】
第１の電源及び第２の電源から受電し負荷部へ電力を提供する電源装置の制御方法であって、
前記第１の電源からの第１の電圧を変換し第１の変換電圧を出力する電圧変換工程と、
前記電圧変換手段による前記第１の変換電圧を制御する制御工程と、
前記第２の電源からの第２の電圧の出力と前記電圧変換手段からの前記第１の変換電圧の出力とを接続した接合部からの出力を前記負荷部へ提供する提供工程と、
を含み、
前記制御工程では、前記第１の電源と前記第２の電源の何れを優先して受電するかに基づいて前記第１の変換電圧を決定する
ことを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供給元の電源を切り替えて利用する電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＡＮ（Local Area Network）ケーブルに接続される周辺機器の電源として、ＩＥＥＥ８０２．３ａｔ規格で規定されたＰｏＥ（Power over Ethernet（登録商標））電源が知られている。ネットワークカメラ等の撮像装置においては、設置性向上のためこのＰｏＥ電源に対応した製品が多く普及している。また、ＰｏＥ電源に対応した周辺機器には、ＰｏＥ電源からの給電が停止した場合のバックアップのため、あるいは、ＰｏＥ電源における規格上の電力制限を回避するため、汎用電源からも受電可能なものが存在する。特に、撮像装置の負荷状況や設置環境等によってどちらの電源を優先に使用すべきか異なるため、供給元の電源を選択可能な受電装置への需要は高い。
【０００３】
ところで、状況に応じてＰｏＥ電源及び汎用電源を切り替えて使用する電源装置において、電源供給元の切り替えを行う際に周辺機器への電源供給が停止してしまうと、当該周辺機器は動作を停止し再起動が生じることになる。その結果、例えば監視カメラとして使用される撮像装置においては、監視できなくなる期間が生じ、証拠となる場面の撮像を逃してしまう可能性が発生することになる。そこで、電源供給を停止することなくシームレスに電源供給元を切り替え可能な電源装置が提案されている。
【０００４】
特許文献１では、汎用電源からＰｏＥ電源に切り替える場合に、ＰｏＥ電源から電源装置への突入電流による給電遮断を防止するために、電解コンデンサ等の電荷蓄積部に十分な電荷が蓄積されたことを検知してから切り替えを行う技術を開示している。また、特許文献２では、ＰｏＥ電源から電源装置への突入電流による給電遮断を防止するために、汎用電源からの入力部に昇圧回路を設ける構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−９５５０２号公報
【特許文献２】特開２０１５−１９２５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、汎用電源（１２Ｖなど）及びＰｏＥ電源（３７Ｖ〜５７Ｖ）からの幅広い入力電圧に対応する必要があるため、電圧変換回路の入力容量を大きくする必要がある。また、特許文献２では、昇圧回路に起因する電圧変換ロスを考慮した高い出力電力の汎用電源が必要となる。その結果、電源装置のコストが高くなるという課題がある。
【０００７】
本発明はこのような課題を鑑みてなされたものであり、安定した電源出力が可能な電源装置を低コストで提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するため、本発明に係る電源装置は以下の構成を備える。すなわち、第１の電源及び第２の電源から受電し負荷部へ電力を提供する電源装置は、前記第１の電源からの第１の電圧を変換し第１の変換電圧を出力する電圧変換手段と、前記電圧変換手段による前記第１の変換電圧を制御する制御手段と、前記第２の電源からの第２の電圧の出力と前記電圧変換手段からの前記第１の変換電圧の出力とを接続した接合部からの出力を前記負荷部へ提供する提供手段と、を有し、前記制御手段は、前記第１の電源と前記第２の電源の何れを優先して受電するかに基づいて前記第１の変換電圧を決定する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、安定した電源出力が可能な電源装置を低コストで提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態におけるシステムの全体構成を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る電源装置を含む撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態における供給元電源を切り替える際の動作を示すフローチャートである。
【図４】絶縁型ＤＣＤＣの出力電圧を説明する図である。
【図５】第２実施形態に係る電源装置を含む撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図６】第２実施形態における供給元電源を切り替える際の動作を示すフローチャートである。
【図７】第３実施形態におけるシステムの全体構成を示す図である。
【図８】第３実施形態に係る電源装置を含む受電機器（ＰＤ）の構成を示すブロック図である。
【図９】第３実施形態における電源装置停止時の動作を示すフローチャートである。
【図１０】第３実施形態における電源装置起動時の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、図面を参照して、この発明の実施の形態の一例を詳しく説明する。なお、以下の実施の形態はあくまで例示であり、本発明の範囲を限定する趣旨のものではない。
【００１２】
（第１実施形態）
本発明に係る電源装置の第１実施形態として、ネットワークカメラを例に挙げて以下に説明する。
【００１３】
＜システム構成＞
図１は、第１実施形態におけるシステムの全体構成を示す図である。撮像装置１０００は、所定画角内の動画像を撮像する電源装置を含むネットワークカメラである。撮像装置１０００は、第１実施形態に係る電源装置と当該電源装置の出力電圧により動作する負荷装置を一体として構成した機器の一例であり。負荷装置は任意の装置であり得、また、電源装置と負荷装置とが別体の構成であってもよい。
【００１４】
クライアント装置２０００は、外部装置である。撮像装置１０００とクライアント装置２０００は、ネットワーク１５００介して相互に通信可能に接続されている。特に、撮像装置１０００は、ネットワーク機器でありかつＰｏＥ規格に対応した給電装置（ＰＳＥ：Power Sourcing Equipment）１１００から給電を受けるように構成されている。
【００１５】
撮像装置１０００は、クライアント装置２０００を含む外部装置からの情報を入力する入力部を有している。クライアント装置２０００は、撮像装置１０００に対して各種制御コマンドを送信することができる。制御コマンドには、例えば、撮像装置１０００における各種のパラメータ設定の変更指令等のコマンドが含まれる。また、撮像装置１０００は、制御コマンドを受信すると、当該制御コマンドに対するレスポンスをクライアント装置２０００に送信する。
【００１６】
ネットワーク１５００は、例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）規格に準拠した複数のネットワーク機器（ルータ、スイッチ等）及びケーブル等から構成される。ネットワーク１５００に接続されたＰＳＥ１１００は、ＬＡＮケーブルに電源電力を重畳することにより、受電装置（ＰＤ：Power Device）である撮像装置１０００とのデータ通信および撮像装置１０００への電源供給ができるようになっている。
【００１７】
撮像装置１０００は、ＰＳＥ１１００から受電可能に構成されると共に、汎用電源装置１２００からも受電可能に接続されている。ここでは、汎用電源装置１２００は、商用ＡＣ電源からＡＣＤＣ変換して得られる直流電源を出力するＡＣアダプタを想定するが、例えばバッテリ等の他の電源でもよく、特定の電源に限定するものではない。
【００１８】
図２は、第１実施形態に係る電源装置を含む撮像装置の構成を示すブロック図である。特に、撮像装置１０００内部の電源関連部分の詳細構造を示している。
【００１９】
撮像装置１０００は、電源部１０１、負荷部２０１、制御部３０１の大きく３つのブロックに分類することが出来る。電源部１０１は、外部から入力された電源から所定の出力電圧を生成する。負荷部２０１は、電源部１０１の出力を電源として動作する所定の機能部である。制御部３０１は、電源部１０１、負荷部２０１を含む撮像装置１０００全体を統括的に制御する。第１実施形態に係る電源装置は、電源部１０１および制御部３０１の構成に相当する。
【００２０】
負荷部２０１は、ここではカメラであり、被写体の光学映像は、負荷部２０１に備えられた光学レンズ、光学フィルター等を通過して、ＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサ等の撮像素子に入射する。そして、撮像素子上に結像した被写体像は、画像データに変換される。ただし、上述したように、負荷部２０１は電源部１０１の出力電圧を用いて動作される負荷であればカメラに限定されるものではない。
【００２１】
制御部３０１において、システムコントローラ３０２はＣＰＵを含み、撮像装置１０００の各構成要素を統括的に制御し、また各種パラメータの設定等を行う。また、システムコントローラ３０２のＣＰＵはメモリ３０５に格納されたプログラムを実行する。なお、メモリ３０５は、ＣＰＵが実行するプログラムの格納領域として使用されるほか、実行中プログラムのワーク領域、各種パラメータの格納領域、負荷部２０１からの出力データの格納領域等としても使用される。
【００２２】
通信部３０４は、各制御コマンドをクライアント装置２０００から受信する場合、また各制御コマンドに対するレスポンスをクライアント装置２０００へ送信する場合に使用され、システムコントローラ３０２の指示に従い動作する。
【００２３】
優先順位判定部３０３は、ネットワーク１５００を介してクライアント装置２０００から受信した優先電源設定やメモリ３０５に予め格納された優先電源設定に基づいて、どの電源を優先して選択するかを判定する。そして、判定結果をシステムコントローラ３０２に通知する。なお、ここで優先順位判定部３０３はネットワークを介してクライアント装置２０００から指令を受信する構成としているが、これに限定されるものではない。例えば、撮像装置１０００に配置された不図示の入力スイッチの状態に基づいて優先電源設定を判定する構成であってもよい。
【００２４】
電源部１０１においては、第１の電源であるＰＳＥ１１００から受電した電力は、絶縁型ＤＣＤＣ１０２に接続される。これは、ＰｏＥ規格において、ＰＤはフレームグラウンドを含むすべての外部導体との間に電気的絶縁を必要とするためである。絶縁型ＤＣＤＣ１０２の出力部には、直列に接続された抵抗Ｒ１およびＲ２が接続される。抵抗Ｒ１およびＲ２の間の分圧は、絶縁型ＤＣＤＣ１０２のフィードバック（ＦＢ）端子に入力される。第１の変換電圧である絶縁型ＤＣＤＣ１０２の出力部からの出力電圧Ｖoutは、抵抗Ｒ１とＲ２およびＦＢ端子の閾値Ｖthによって以下のように設定される。
【００２５】
Ｖout  ＝  Ｖth  ×（１＋Ｒ１／Ｒ２）  ・・・（１）
ここで、抵抗Ｒ２は可変抵抗であり、システムコントローラ３０２によって抵抗値の調整が可能となっている。そのため、抵抗Ｒ２の抵抗値を調整することにより、出力電圧Ｖoutを調整することが出来る。ただし、絶縁型ＤＣＤＣ１０２の出力電圧の調整は、上述した方法にかぎるものではなく、例えばシステムコントローラ３０２から直接ＦＢ端子にアナログ電圧を出力することによって出力電圧を調整する構成であってもよい。
【００２６】
絶縁型ＤＣＤＣ１０２の出力は、ダイオードＤ２のアノード側に接続されている。また、もう一つの電源としての第２の電源である汎用電源は、ダイオードＤ１のアノード側に接続されている。そして、ダイオードＤ１およびダイオードＤ２は、カソード同士が接続され、ダイオードＯＲ接続の接合部を形成している。これにより、汎用電源の出力電圧および絶縁型ＤＣＤＣ１０２の出力電圧のうち高い方の出力電圧が非絶縁型ＤＣＤＣ１０３に入力（給電）される構成となっている。
【００２７】
非絶縁型ＤＣＤＣ１０３は、ダイオードＯＲ接続から入力された電圧を負荷部２０１および制御部３０１が要求する電圧に変換する。なお、ここでは１つの非絶縁型ＤＣＤＣ１０３のみ図示しているが、負荷部２０１や制御部３０１が要求する電圧種類に応じて複数個配置するよう構成してもよい。また、非絶縁型ＤＣＤＣ１０３は、電圧変換方式を限定するものではなく、例えばＬＤＯレギュレータであってもよい。
【００２８】
ＰｏＥ規格においては、ＰｏＥ電源は、電流値が所定閾値より少ない状態が継続した場合、給電を停止してしまう。そのため、絶縁型ＤＣＤＣ１０２の出力部を抵抗Ｒ３を介してＧＮＤに接続することにより、所定の電流量を下回らないようにしている。これにより、汎用電源による給電により電源部１０１の電圧変換が行われている最中であってもＰｏＥ電源による給電は行われることになる。そのため、汎用電源が突如停止した場合であっても、ＰｏＥ電源による電圧変換に瞬時に切り替わることが可能となる。
【００２９】
＜装置の動作＞
図３は、第１実施形態における供給元電源を切り替える際の動作を示すフローチャートである。具体的には、電源優先順位判定ならびに絶縁型ＤＣＤＣ１０２の出力電圧調整に関する処理を示している。これらの処理は、システムコントローラ３０２又はシステムコントローラ３０２の指令を受けた優先順位判定部３０３が実行する。
【００３０】
Ｓ１０１では、優先順位判定部３０３は、クライアント装置２０００から優先電源の指示入力（ユーザ設定）があったか否かを確認する。クライアント装置２０００からの指示入力を受付けた場合はＳ１０２に進み、無かった場合はＳ１０３に進む。Ｓ１０２では、優先順位判定部３０３は、ユーザ設定を読み込む。一方、Ｓ１０３では、優先順位判定部３０３は、メモリ３０５に格納された設定値を読み込む。
【００３１】
Ｓ１０４では、優先順位判定部３０３は、Ｓ１０２またはＳ１０３で読み取った設定値がＰｏＥ電源を優先して選択するか汎用電源を優先して選択するかを判定する。ＰｏＥを優先する場合はＳ１０５に進み、汎用電源を優先する場合はＳ１０６に進む。
【００３２】
Ｓ１０５では、システムコントローラ３０２は、絶縁型ＤＣＤＣ１０２の出力電圧を所定の電圧に設定するために、抵抗Ｒ２の値をメモリ３０５に格納された抵抗値”Ｒ２−”に決定する。一方、Ｓ１０６では、システムコントローラ３０２は、絶縁型ＤＣＤＣ１０２の出力電圧を所定の電圧に設定するために、抵抗Ｒ２の値をメモリ３０５に格納された抵抗値”Ｒ２＋”に決定する。
【００３３】
図４は、絶縁型ＤＣＤＣの出力電圧を説明する図である。図３のフローチャートの処理において、電源優先順位の判定結果より設定される絶縁型ＤＣＤＣ１０２の出力電圧（電圧Ｖ02および電圧Ｖ04）について、図４を用いて詳細に説明する。
【００３４】
電圧Ｖ03は、汎用電源装置１２００の出力電圧の範囲（電源装置が許容する電圧範囲）を示している。電圧Ｖ02および電圧Ｖ04は、それぞれ、絶縁型ＤＣＤＣ１０２の出力電圧を示している。電圧Ｖ01および電圧Ｖ05は、それぞれ、非絶縁型ＤＣＤＣ１０３の入力電圧範囲の上限値・下限値を示している。
【００３５】
ここでは、Ｖ03は１２Ｖ±１０％（１０．８Ｖ〜１３．２Ｖ）に設定されているものとする。また、非絶縁型ＤＣＤＣ１０３は所定の出力電圧を出力するために必要な入力電圧範囲の上限値Ｖ05は２０Ｖ、下限値Ｖ01は８Ｖとなっているものとする。なお、これらの電圧値は、一例であり、記載の数値のみに限定されるものではない。
【００３６】
上述のように、ＰｏＥ電源を優先に使用すると判定した場合（Ｓ１０４でＹｅｓ）、システムコントローラ３０２は、抵抗Ｒ２の値をメモリ３０５に格納された抵抗値”Ｒ２−”に設定する。ここで、抵抗値”Ｒ２−”は、絶縁型ＤＣＤＣ１０２の出力電圧が、電圧Ｖ03よりも高い出力電圧Ｖ04となるように設定された値であり、メモリ３０５に予め格納されている。ここでは、出力電圧Ｖ04は１５Ｖに設定される。これによって、ダイオードＯＲ接続を介して非絶縁型ＤＣＤＣ１０３に入力される電力は、ＰｏＥ電源からの電力となる。すなわち、撮像装置１０００にはＰｏＥ電源からの電力が供給され動作するようになる。
【００３７】
この状況において、ＰＳＥ１１００の故障やＰＳＥ１１００の使用状況によりＰｏＥ電源からの電力が遮断されてしまった場合は、絶縁型ＤＣＤＣ１０２の出力電圧Ｖ04が低下することになる。そして、出力電圧Ｖ04が低下し、汎用電源の電圧Ｖ03の方が高い状態になると、ダイオードＯＲ接続を介して非絶縁型ＤＣＤＣ１０３に入力される電力は、自動的に汎用電源からの電力となる。
【００３８】
同様に、汎用電源を優先に使用すると判定した場合（Ｓ１０４でＮｏ）、システムコントローラ３０２は、抵抗Ｒ２の値をメモリ３０５に格納された抵抗値”Ｒ２＋”に設定する。ここで、抵抗値”Ｒ２＋”は、絶縁型ＤＣＤＣ１０２の出力電圧が、電圧Ｖ03よりも低い出力電圧Ｖ02となるように設定された値であり、メモリ３０５に予め格納されている。ここでは、出力電圧Ｖ02は１０Ｖに設定される。これによって、ダイオードＯＲ接続を介して非絶縁型ＤＣＤＣ１０３に入力される電力は、汎用電源からの電力となる。すなわち、撮像装置１０００には汎用電源からの電力が供給され動作するようになる。
【００３９】
この状況において、汎用電源装置１２００が故障し汎用電源からの電力が遮断されてしまった場合は、絶縁型ＤＣＤＣ１０２の出力電圧Ｖ03が低下することになる。そして、出力電圧Ｖ03が低下し、絶縁型ＤＣＤＣ１０２の出力電圧Ｖ02の方が高い状態になると、ダイオードＯＲ接続を介して非絶縁型ＤＣＤＣ１０３に入力される電力は、自動的に絶縁型ＤＣＤＣ１０２からの電力となる。
【００４０】
以上説明したとおり第１実施形態によれば、ユーザから指定された一方の電源を優先して選択し受電することが可能となる。また、選択された電源が停止してしまった場合であっても、他方の電源にスムーズに切り替えることが可能となる。すなわち、非絶縁型ＤＣＤＣ１０３の入力電圧範囲内（電圧Ｖ01〜電圧Ｖ05）で、自動的に絶縁型ＤＣＤＣ１０２からの電力（ＰｏＥ電源からの電力）と汎用電源からの電力とを切り替えることが出来る。
【００４１】
更に、ＰｏＥ電源のみ絶縁型ＤＣＤＣ１０２で電圧を変換し、絶縁型ＤＣＤＣ１０２の出力（２次側）と汎用電源の出力とのダイオードＯＲ接続を用いた電源切り替え構成とすることが出来る。すなわち、絶縁型ＤＣＤＣ１０２の入力側（１次側）で切替える従来の電源切り替え構成に比較して簡易な電源切り替え構成とすることが出来る。
【００４２】
また、汎用電源については絶縁型ＤＣＤＣを介さないため、電源変換ロスが少ない。そのため、汎用電源装置１２００に対する要求仕様を低減することも可能となる。そのため、電源装置を低コストで提供することが可能である。
【００４３】
なお、上述の説明では、ＰｏＥ電源を例として説明を行ったため絶縁型ＤＣＤＣを用いた電圧変換を行う構成としたが、ＰｏＥ電源と絶縁型ＤＣＤＣの組み合わせに限定されるものではない。
【００４４】
（第２実施形態）
第２実施形態では、電源装置の他の形態について説明する。具体的には、汎用電源からの電圧をモニタして、供給元電源を切り替える形態について説明する。
【００４５】
＜装置構成＞
図５は、第２実施形態に係る電源装置を含む撮像装置の構成を示すブロック図である。図５では、第１実施形態（図２）に示した電源部１０１に対して、汎用電源からの電圧を検知する電圧検知部１０４を加えた構成となっている。システムコントローラ３０２は、汎用電源電圧のモニタ結果と、優先順位判定部３０３の結果に応じて抵抗Ｒ２の値を調整する。抵抗Ｒ２の調整方法については図６を参照して後述する。
【００４６】
＜装置の動作＞
図６は、第２実施形態における供給元電源を切り替える際の動作を示すフローチャートである。具体的には、電源優先順位判定ならびに絶縁型ＤＣＤＣ１０２の出力電圧調整に関する処理を示している。これらの処理は、システムコントローラ３０２又はシステムコントローラ３０２の指令を受けた優先順位判定部３０３や電圧検知部１０４が実行する。
【００４７】
Ｓ２０１では、優先順位判定部３０３は、クライアント装置２０００から優先電源の指定（ユーザ設定）があったか否かを確認する。クライアント装置２０００からの指定がある場合はＳ２０２に進み、無かった場合はＳ２０３に進む。Ｓ２０２では、優先順位判定部３０３は、ユーザ設定を読み込む。一方、Ｓ２０３では、優先順位判定部３０３は、メモリ３０５に格納された設定値を読み込む。
【００４８】
Ｓ２０４では、電圧検知部１０４は、汎用電源の電圧を検出し、Ｓ２０５では、システムコントローラ３０２は、絶縁型ＤＣＤＣ１０２の出力電圧が検出された汎用電源電圧と等しくなる基準抵抗値Ｒ２refを算出する。
【００４９】
Ｓ２０６では、優先順位判定部３０３は、Ｓ２０２またはＳ２０３で読み取った設定値がＰｏＥ電源を優先して選択するか汎用電源を優先して選択するかを判定する。ＰｏＥを優先する場合はＳ２０７に進み、汎用電源を優先する場合はＳ２０８に進む。
【００５０】
Ｓ２０７では、システムコントローラ３０２は、絶縁型ＤＣＤＣ１０２の出力電圧を所定の電圧に設定するために、抵抗Ｒ２の値を基準抵抗値Ｒ２refより小さい“Ｒ２−”に設定する。例えば、Ｓ２０４において検出された汎用電源電圧が１２Ｖであった場合、絶縁型ＤＣＤＣ１０２の出力電圧が１３Ｖとなるような抵抗値“Ｒ２−”を設定する。
【００５１】
一方、Ｓ２０８では、システムコントローラ３０２は、絶縁型ＤＣＤＣ１０２の出力電圧を所定の電圧に設定するために、抵抗Ｒ２の値を基準抵抗値Ｒ２refより大きい“Ｒ２＋”に設定する。例えば、Ｓ２０４において検出された汎用電源電圧が１２Ｖであった場合、絶縁型ＤＣＤＣ１０２の出力電圧が１１Ｖとなるような抵抗値“Ｒ２＋”を設定する。
【００５２】
以上説明したとおり第２実施形態によれば、第１実施形態によれば、ユーザから指定された一方の電源を優先して選択し受電することが可能となる。また、選択された電源が停止してしまった場合であっても、他方の電源にスムーズに切り替えることが可能となる。
【００５３】
また、上述の第１実施形態では、絶縁型ＤＣＤＣ１０２の出力電圧を汎用電源装置１２００に許容する入力電圧の１２Ｖ±１０％の範囲外に設定する必要があった。そのため、非絶縁型ＤＣＤＣ１０３の入出力電圧差が大きくなり、電圧変換効率が低下する可能性がある。第２実施形態では、汎用電源電圧のモニタ結果に応じて抵抗Ｒ２を設定する構成により、必要最小限の入出力電圧差とすることが出来、電圧変換効率の低下を抑制することができる。
【００５４】
（第３実施形態）
第３実施形態では、ＰｏＥ給電により電力を受電する受電装置において、受電装置の再起動にかかる時間を短縮可能とする形態について説明する。
【００５５】
＜前提技術＞
ＰｏＥ給電において、受電装置が給電装置より電力を受電するにあたって、給電装置と受電装置の間で以下の処理が行われる。まず、ディテクションとして、給電装置は、受電装置に対して所定電圧を出力し受電装置の抵抗値を測定する。そして、給電装置は、測定された抵抗値が所定範囲内であれば受電装置が存在すると判断する。続いて、給電装置は、クラシフィケーションを実施し、受電装置が要求する電力クラスを確認する。そして、給電装置は、確認した電力に対し、給電装置自身が供給可能な状態にあると判断した場合、受電装置に対して電力供給を開始する。
【００５６】
ＰｏＥ給電が有効となっている間、給電装置は、受電装置の切断を検知する処理を行い、切断を検知した場合にはＰｏＥ給電を遮断する。具体的には、期間Ｔmpdo（３００ｍｓ〜４００ｍｓ）の間に、所定時間Ｔmps（６０ｍｓ）以上の間、所定電流Ｉport（１０ｍＡ）以上流れなければ、受電装置が切断されたと判断し、電力供給を遮断する。
【００５７】
以上のように、ＰｏＥ給電により電力を受電するためには、規格（ＩＥＥＥ８０２．３ａｔ）で規定された起動手順や、動作条件を満足しなければならない。そのため、受電装置を再起動する場合、再度ＰｏＥ給電のディテクションおよびクラシフィケーションを実施しなくてはならない。また、給電装置に対し所望電力を供給可能かどうかを交渉する電力ネゴシエーションを実施するために数分の時間を要することになる。
【００５８】
とりわけ、ネットワークカメラ等の撮像装置においては、システムの再起動にかかる時間が長いと、本来の機器の目的が果たせずに重要な現場の撮影を逃すなどの問題が発生する可能性がある。
【００５９】
＜システム構成＞
図７は、第３実施形態におけるシステムの全体構成を示す図である。給電装置（ＰＳＥ）３０００は、ＰｏＥ給電に対応した給電装置であり、ここではＰｏＥ対応ＨＵＢを想定しているが、他のネットワーク機器であってもよい。受電装置（ＰＤ）３００１は、ここではネットワークカメラを想定しているが、他の電子機器であってもよい。給電装置３０００と受電装置３００１はＬＡＮケーブル３００２を介して接続されている。給電装置３０００は、受電装置３００１とのデータ通信および受電装置３００１への電源供給ができるようになっている。給電装置３０００は、商用ＡＣ電源やバッテリ等の外部電源３００３により電力を受け動作する。
【００６０】
ＰｏＥによる電力の送受信の方式は２種類ある。一方はＬＡＮケーブル３００２内の通信線に電力を重畳させる方式であり、他方は通信線とは別の予備線を用いて電力を送受信する方式である。受電装置３００１は、後述する回路を用いてどちらの方式でも対応できるようになっている。
【００６１】
図８は、第３実施形態に係る電源装置を含む受電装置３００１の構成を示すブロック図である。
【００６２】
コネクタ４０１は、ＬＡＮケーブル３００２を接続するためのコネクタを示す。パルストランス４０２は、通信線に電源が重畳されている場合に通信データと電源を分離する。分離された電源は、整流ダイオード４０４を介してＰＤコントローラ４０５に入力される。パルストランス４０２は制御部４０７に接続されており、分離された通信データは制御部４０７に送信される。これにより制御部４０７は給電装置３０００との通信が可能になる。
【００６３】
また、通信線とは別の予備線によって受電する場合は、整流ダイオード４０３を介してＰＤコントローラ４０５に入力される。この時、パルストランス４０２は、単に通信データを伝送するのみの役割を担う。通信線より伝導された通信データは制御部４０７に送信される。
【００６４】
ＰＤコントローラ４０５は、ＩＥＥＥ８０２．３ａｔ規格で規定された給電シーケンスを実行するコントローラであり、ディテクション抵抗、電力クラシフィケーション抵抗、電源ノイズフィルタ等を含んでいる。すなわち、ＰＤコントローラ４０５は、給電装置１０００からの電力供給の可否を確認する。ＰＤコントローラ４０５からの出力電圧は、電圧変換部４０６により制御部４０７および負荷部４０８に適した電圧へと変換される。図８においては、説明を簡単にするために電圧変換部４０６は１つのブロックで示しているが、制御部４０７および負荷部４０８が所望する電圧種類に応じて複数存在してもよい。
【００６５】
電圧変換部４０６は、抵抗４０９を介して自身の入力電圧を監視し、所定以上の入力電圧になったことを検出すると出力電圧を生成するようになっている。制御部４０７は、不図示のメモリに格納されたプログラムに基づき、負荷部４０８の制御や給電装置３０００との電力ネゴシエーションを含む各種制御を行う。また、制御部４０７は、トランジスタ４１０に対して所定電圧を出力することで、電圧変換部４０６の電圧監視（ＥＮ）端子の電圧を低下させることが出来る。ＥＮ端子の電圧を低下させ電圧変換部４０６の出力を停止することで、制御部４０７および負荷部４０８に対して電源再起動を実施できるようになっている。
【００６６】
ここでは、トランジスタ４１０は、デジタルトランジスタを想定しているが、それに限定されるものではない。例えば、ＦＥＴやオープンコレクタ出力の汎用ロジックＩＣ等で構成されてもよいし、制御部４０７自身がトランジスタ４１０の機能を含み、オープンコレクタ出力として出力する形式でもよい。
【００６７】
また、制御部４０７は、信号ラッチ部４１１に対して、動作開始信号（ＳＴＡＲＴ）と動作停止信号（ＳＴＯＰ）の送信することが出来る。また、電力消費部４１２の動作状況を確認するための動作確認信号（ＤＥＴ）を受信することが出来る。
【００６８】
ここでは、信号ラッチ部４１１は、信号保持を可能にすべくＤフリップフロップにより構成されることを想定している。制御部４０７により動作開始信号（ＳＴＡＲＴ）が出力されると、信号ラッチ部４１１は、ＣＬＫ端子の立上りエッジを検出しＱ端子がＨｉ出力にする。Ｑ端子はトランジスタ４１３へ接続され、Ｑ端子がＨｉ出力になると、トランジスタ４１３にコレクタ電流が流れ、電力消費部４１２にて電力が消費されることになる。
【００６９】
ここでは、電力消費部４１２は抵抗であり、ＰｏＥ給電の電圧（３７Ｖ〜５７Ｖ）に対して、ＰｏＥ給電が遮断されないための電流Ｉport（１０ｍＡ）を上回る消費電力が発生するように、３．３ｋΩが選定されている。しかし、電力消費部４１２を、例えば同等以上の電流が流れるＬＥＤやＦＡＮなどの駆動回路としてもよい。
【００７０】
また、電力消費部４１２のＧＮＤ側の電圧を制御部４０７へ出力することで、制御部４０７は、電力消費部４１２が電力を消費している状態かどうかを確認することができる。すなわち、電力消費部４１２で電力が消費されていない場合は、制御部４０７のＤＥＴ端子にＨｉ信号が出力され、消費されている場合はＬｏｗ信号が出力される。
【００７１】
また、制御部４０７は、ＳＴＯＰ端子から信号ラッチ部４１１に対して動作停止信号Ｈｉを出力すると、信号ラッチ部４１１のＱ端子の出力はリセットされてＬｏｗとなり、電力消費部４１２による電力消費がなくなる。このように、信号ラッチ部４１１は、制御部４０７の動作開始信号の立上りエッジを検出すると、制御部４０７より動作停止信号が入力されるまで電流消費部４１２を動作し続けることが可能となっている。ここでは、信号ラッチ部４１１をＤフリップフロップにより構成することを想定したが、これに限定されるものではない。例えば、トランジスタ等を用いて同様の機能を有する回路を設けてもよいし、マイコンにより同機能を実装するようにしてもよい。
【００７２】
なお、負荷部４０８は、ここではネットワークカメラを想定しており、具体的にはネットワークカメラを構成する鏡筒、撮像センサ、画像処理エンジン、冷却ＦＡＮ等を想定しているが、これに限定されるものではない。
【００７３】
＜装置の動作＞
続いて、図９および図１０を参照して、受電装置３００１を再起動する場合の制御部４０７の動作について説明する。図９は、第３実施形態における電源装置停止時の動作を示すフローチャートである。一方、図１０は、第３実施形態における電源装置起動時の動作を示すフローチャートである。
【００７４】
図９のフローチャートは、制御部４０７が、受電装置３００１に対して電源停止要求を検出することにより開始される。
【００７５】
Ｓ３０１では、制御部４０７は、負荷部４０８の動作を停止する。Ｓ３０２では、制御部４０７は、ＰｏＥ給電の遮断要求の有無を判断する。ＰｏＥ給電を遮断することなく電源再起動を実施する場合はＳ３０３へ、そうでない場合はＳ３０５へ進む。
【００７６】
Ｓ３０３では、制御部４０７は、ＳＴＯＰ端子の出力をＬｏｗに変更し、信号ラッチ部４１１のリセットを解除する。Ｓ３０４では、制御部４０７は、ＳＴＡＲＴ端子の出力をＨｉにする。それにより、信号ラッチ部４１１は、ＳＴＡＲＴ端子の信号立上りエッジを検出し、信号ラッチ部４１１のＱ端子の出力がＨｉとなり、電力消費部４１２による電力消費が開始される。
【００７７】
Ｓ３０５では、制御部４０７は、ＰＤＯＷＮ端子をＨｉにする。これにより、電圧変換部４０６のＥＮ端子がＬｏｗとなり、電圧変換部４０６の動作が停止し、制御部４０７および負荷部４０８への電源供給が停止される。制御部４０７への電源供給が停止されることで、ＰＤＯＷＮ端子の出力は次第にＬｏｗとなり、電圧変換部４０６のＥＮ端子に印加される電圧が上昇する。ＥＮ端子の電圧が所定電圧を上回ると制御部４０７および負荷部４０８へ電源供給が再開される。
【００７８】
制御部４０７への電源供給が再開されると、制御部４０７は、所定の初期化処理等を実施した後、電源装置を起動する動作を開始する。
【００７９】
Ｓ４０１では、制御部４０７は、ＤＥＴ端子の入力信号を検出する。信号レベルがＬｏｗであればＳ４０２に進み、信号レベルがＨｉであればＳ４０４に進む。
【００８０】
Ｓ４０４では、制御部４０７は、給電装置３０００に対してＰｏＥ規格に定められた電力ネゴシエーションを実施する。これは、信号レベルがＨｉである場合、制御部４０７は、ＰｏＥ給電による起動タイミングであると認識するからである。なお、当該起動は、ＬＡＮケーブル３００２が接続されたことによる起動、又は、上述のＳ３０２においてＰｏＥ遮断要求があった場合のＰｏＥ給電が復帰した起動である。
【００８１】
ところで、ＩＥＥＥ８０２．３ａｔ規格では、受電装置の消費電力が０〜１３Ｗは“ＴＹＰＥ１”、１３〜２５．５Ｗは“ＴＹＰＥ２”として分類され、それぞれ給電装置から必要な電力が受電可能かを判断する電力ネゴシエーションの方法が異なる。ここでは、負荷部４０８の消費電力は１５ＷであるＴＹＰＥ２を想定する。ＴＹＰＥ２の受電装置においては、給電装置３０００から所望の電力を受電可能か判断する方法として以下の２つがある。
【００８２】
給電装置３０００において２イベントクラシフィケーションが実施された場合、ＰＤコントローラ４０５は、給電装置３０００はＴＹＰＥ２に適合した給電装置であることを示す「Ｔ２Ｐ信号」を制御部４０７に送信する。制御部４０７は、Ｔ２Ｐ信号を受信すると、負荷部４０８を起動可能であると判断しＳ４０５に進む。Ｓ４０５では、制御部４０７は、負荷部４０８を起動させる。
【００８３】
一方、給電装置３０００において１イベントクラシフィケーションが実施された場合、ＰＤコントローラ４０５は、Ｔ２Ｐ信号を出力しない。この場合は、受電装置３００１は給電装置３０００と通信し、所望の電力が給電可能かどうかを交渉する。なお、交渉が確立するまで、受電装置３００１は消費電力１３Ｗ以下で動作しなくてはならないと規格で定義されているため、負荷部４０８を起動できない。その後、交渉が成立した場合は、Ｓ４０５において制御部４０７は負荷部４０８を起動させる。この交渉には、数分の時間を要する場合がある。
【００８４】
一方で、給電装置３０００に１３Ｗ以上の電力供給能力がなく、交渉が成立しなかった場合は、負荷部４０８を起動することはできない。その場合はＳ４０６に進む。Ｓ４０６では、制御部４０７は、ＰｏＥによる電力供給を切断し、電源を停止させる処理を実行させる。
【００８５】
上述の説明においてはＴＹＰＥ２の受電装置の場合を説明したが、ＴＹＰＥ１でもよい。その場合は給電装置３０００との電力ネゴシエーションは実施しなくてよいため、Ｓ４０４の処理は省略し、直接Ｓ４０５へと進むことが可能となる。ただし、ＴＹＰＥ１とする場合、受電装置３００１の消費電力が１３Ｗ以下となる負荷部に限定される。
【００８６】
Ｓ４０２では、制御部４０７は、負荷部４０８を起動させる。この場合、負荷部４０８を瞬時に起動可能である。これは、Ｓ４０４おける電力ネゴシエーションが省略可能であるからである。すなわち、ＬＡＮケーブル３００２が接続されたことによる最初の起動において給電装置３０００との交渉は実施済であり、かつ、電力消費部４１２による電力消費によりＰｏＥ給電が遮断されることなく継続していることが確認できるためである。Ｓ４０３では、制御部４０７は、電力消費部４１２による電力消費を停止するために、ＳＴＯＰ端子の出力をＨｉにする。
【００８７】
以上説明したとおり第３実施形態によれば、電力消費部４１２による電力消費を利用することにより、電圧変換部４０６の動作停止中であってもＰｏＥによる電力供給が途切れないまま制御部４０７および負荷部４０８の再起動を実行することができる。このため、ＰｏＥ電力を受電するためのディテクションやクラシフィケーションといった処理を省略することが出来るため、起動時間を短縮することが可能となる。加えて、ＴＹＰＥ２の受電装置においては、電力ネゴシエーションの実施も必要ないため、更なる起動時間の短縮が可能となる。
【００８８】
なお、上述の説明においては、電力消費部の動作状況を電力消費部の電圧を検出することで実施したが、他の手法を用いてもよい。例えば、不揮発性メモリを備え、当該不揮発性メモリに電力消費部の動作履歴を記憶し読出すことで確認するよう構成してもよい。
【００８９】
なお、第３実施形態に示すＰｏＥ電源制御を第１及び第２実施形態におけるＰｏＥ電源部に適用することにより、より安定した電源装置を提供することが可能となる。
【００９０】
（その他の実施例）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１０００  撮像装置；  １１００  ＰＳＥ；  １２００  汎用電源装置；  ２０００  クライアント装置；  １０１  電源部；  １０２  絶縁型ＤＣＤＣ；  １０３  非絶縁型ＤＣＤＣ；  １０４  電圧検知部；  ２０１  負荷部；  ３０１  制御部；  ３０２  システムコントローラ；  ３０３  優先順位判定部；  ３０４  通信部；  ３０５  メモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2019092315.tif 000008
【図７】
2019092315.tif 000009
【図８】
2019092315.tif 000010
【図９】
2019092315.tif 000011
【図１０】
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