JP7547156B2 - 給電機器および制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、給電機器および制御方法に関する。
特許文献1には、ケーブル認証チップを有するUSB(Universal Serial Bus)ケーブルとの認証通信が失敗した場合に、外部機器に供給する電力を制限する給電機器が記載されている。
特開2018-97643号公報
しかしながら、特許文献1に記載の給電機器は、ケーブルとの認証通信中に外部機器から要求を受信した場合には、認証通信を停止し、その要求に対応する応答を送信するため、認証通信に要する時間が長くなってしまう。
そこで、本発明は、認証通信に要する時間を短くできるようにすることを目的とする。
本発明に係る給電機器の一つは、通信手段と、前記給電機器にケーブルが接続された後、前記ケーブルとの認証通信を行うと共に、前記認証通信が完了するまで、前記給電機器に前記ケーブルを介して接続された外部機器からの要求を受け付けないように、前記通信手段を制御する制御手段と、前記通信手段が前記外部機器と通信するためのインターフェースと、を有し、前記制御手段は、前記認証通信が完了するまで、前記外部機器から前記給電機器への通信を制限することを示す電圧レベルに前記インターフェースの電圧レベルを変更するように、前記通信手段を制御する。
本発明に係る給電機器の一つは、通信手段と、前記給電機器にケーブルが接続された後、前記ケーブルとの認証通信を行うと共に、前記認証通信が完了するまで、前記給電機器に前記ケーブルを介して接続された外部機器からの要求を受け付けないように、前記通信手段を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記認証通信が完了するまで、前記要求に対する応答として、前記要求の拒否を示す応答を返すように、前記通信手段を制
御する
本発明に係る給電機器の一つは、通信手段と、前記給電機器にケーブルが接続された後、前記ケーブルとの認証通信を行うと共に、前記認証通信が完了するまで、前記給電機器に前記ケーブルを介して接続された外部機器からの要求を受け付けないように、前記通信手段を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記認証通信が完了するまで、前記要求に対する応答として、待機を指示する応答を返すように、前記通信手段を制御する
本発明に係る制御方法の一つは、給電機器の制御方法であって、前記給電機器にケーブルが接続された後、前記ケーブルとの認証通信を行うステップと、前記給電機器に前記ケーブルを介して接続された外部機器からの要求を受け付けるステップであって、前記認証通信が完了するまで前記要求を受け付けないステップと、前記認証通信が完了するまで、前記外部機器から前記給電機器への通信を制限することを示す電圧レベルに、前記外部機器と通信するためのインターフェースの電圧レベルを変更するステップと、を有する
本発明に係る制御方法の一つは、給電機器の制御方法であって、前記給電機器にケーブルが接続された後、前記ケーブルとの認証通信を行うステップと、前記給電機器に前記ケーブルを介して接続された外部機器からの要求を受け付けるステップであって、前記認証通信が完了するまで前記要求を受け付けないステップと、前記認証通信が完了するまで、前記要求に対する応答として、前記要求の拒否を示す応答を返すステップと、を有する
本発明に係る制御方法の一つは、給電機器の制御方法であって、前記給電機器にケーブルが接続された後、前記ケーブルとの認証通信を行うステップと、前記給電機器に前記ケーブルを介して接続された外部機器からの要求を受け付けるステップであって、前記認証通信が完了するまで前記要求を受け付けないステップと、前記認証通信が完了するまで、
前記要求に対する応答として、待機を指示する応答を返すステップと、を有する
本発明によれば、認証通信に要する時間を短くすることができる。
実施形態1における給電システムの構成要素を説明するための図である。 電子機器100の構成要素を説明するためのブロック図である。 ケーブル200の構成要素を説明するためのブロック図である。 給電機器300の構成要素を説明するためのブロック図である。 (a)は、デバイスコネクタ110およびソースコネクタ301を説明するための図であり、(b)は、ケーブルコネクタ201および202を説明するための図である。 給電機器300で行われる処理600の一例を説明するためのフローチャートである。 (a)は、給電機器300から電子機器100に供給可能な電力の一例を説明するための図であり、(b)は、ケーブル200の特性の一例を説明するための図であり、(c)は、第1の電力供給能力の一例を説明するための図であり、(d)は、第2の電力供給能力の一例を説明するための図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
[実施形態1]
図1は、実施形態1における給電システムの構成要素を説明するための図である。図1に示す給電システムは、電子機器100、ケーブル200および給電機器300を有する。
電子機器100は、給電機器300から電力を受けることのできる電子機器であり、図1の例ではデジタルカメラである。電子機器100は、電子機器100を給電機器300に接続するためのデバイスコネクタ110を有する。デバイスコネクタ110は、例えば、USB(Universal Serial Bus) Type-C規格に準拠したレセプタクルである。なお、電子機器100はデジタルカメラに限られず、例えばパーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレット端末などの情報処理装置であってもよい。
ケーブル200は、情報、電力などを伝送することのできるケーブルである。ケーブル200は、ケーブル200の一端にケーブルコネクタ201を有し、ケーブル200の他端にケーブルコネクタ202を有する。例えば、ケーブル200はUSBケーブルであり、ケーブルコネクタ201とケーブルコネクタ202のそれぞれは、USB Type-C規格に準拠したプラグである。
給電機器300は、外部機器である電子機器100に電力を供給することのできる給電機器であり、図1の例ではAC(Alternating Current)電源を利用するACアダプタである。給電機器300は、給電機器300を電子機器100に接続するためのソースコネクタ301を有する。ソースコネクタ301は、例えば、USB Type-C規格に準拠したレセプタクルである。なお、給電機器300はACアダプタに限られず、例えばパーソナルコンピュータなどの情報処理装置であってもよいし、モバイ
ルバッテリーなどであってもよい。
例えば、ケーブルコネクタ201がデバイスコネクタ110に接続され、ケーブルコネクタ202がソースコネクタ301に接続される。これにより、給電機器300は、ソースコネクタ301からケーブル200を介して電子機器100に電力を供給することができる。なお、ケーブルコネクタ202がデバイスコネクタ110に接続され、ケーブルコネクタ201がソースコネクタ301に接続されてもよい。
図2は、電子機器100の構成要素を説明するためのブロック図である。図5(a)は、デバイスコネクタ110を説明するための図である。
デバイスコネクタ110は、図5(a)に示すように、VBUS端子、CC1端子、CC2端子、GND端子などを含む複数の端子を有する。例えば、デバイスコネクタ110において、VBUS端子は電力を受けるための端子であり、CC1端子とCC2端子は給電機器300の情報を取得するための端子であり、GND端子は信号の基準を決定するための端子である。
デバイスコネクタ110のCC1端子と、デバイスコネクタ110のGND端子との間には、USB Type-C規格に準拠したプルダウン抵抗101(Rd)が接続されている。デバイスコネクタ110のCC2端子と、デバイスコネクタ110のGND端子との間には、USB Type-C規格に準拠したプルダウン抵抗106(Rd)が接続されている。プルダウン抵抗101(Rd)および106(Rd)は、例えば、給電機器300が電子機器100に接続されているか否かを判定するために用いられ、および給電機器300から電子機器100に供給された電圧を判定するために用いられる。
通信部102は、デバイスコネクタ110のCC1端子およびCC2端子に接続されており、CC1端子およびCC2端子を介してケーブル200または給電機器300との通信を行う。例えば、通信部102は、USB PD(Power Delivery)規格に基づいた通信を給電機器300と行い、給電機器300がUSB PD規格に準拠しているか否かを判定する。給電機器300がUSB PD規格に準拠している場合、通信部102は、所望の電力の供給を給電機器300に要求するように、USB PD規格に準拠したネゴシエーション通信を給電機器300と行う。さらに、通信部102は、USB Type-C AUTH(Authentication)規格に準拠した認証通信をケーブル200と行う。
ケーブル認証判定部103は、通信部102による認証通信の結果に基づいて、ケーブル200がUSB PD規格に準拠しているか否かを判定する。
受電部104は、デバイスコネクタ110のVBUS端子に接続されており、給電機器300からケーブル200を介して供給される電力を電子機器100の構成要素に供給する。受電部104は、通信部102による通信の結果に基づいて、給電機器300から供給される電力を制御する。
負荷部105は、受電部104から供給された電力を消費して動作する各種モジュールによって構成される。例えば、電子機器100がデジタルカメラである場合、負荷部105は、撮像レンズ、撮像素子、表示部、ユーザインターフェース部などを含む。撮像レンズは、被写体像のズーム倍率の変更、被写体像のフォーカス調整などを行う。撮像素子は、例えばCCD(Charge Coupled Device)またはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)で構成されたイメージセンサーであり、被写体像を電気的な画像情報に変換する。表示部は、
例えばLCD(Liquid Crystal Display)などであり、取得された画像情報などを表示する。ユーザインターフェース部は、スイッチなどを含み、ユーザーから電子機器100への指示を受け付ける。負荷部105によって消費される電力は、電子機器100の動作状態に依存して変化する。
図3は、ケーブル200の構成要素を説明するためのブロック図である。図5(b)は、ケーブルコネクタ201および202を説明するための図である。
ケーブルコネクタ201とケーブルコネクタ202のそれぞれは、図5(b)に示すように、VBUS端子、CC端子、VCONN端子、GND端子などを含む複数の端子(ピン)を有する。例えば、ケーブルコネクタ201とケーブルコネクタ202のそれぞれにおいて、VBUS端子は電力を伝送するための端子であり、CC端子は給電機器300の情報などの各種情報を伝送するための端子である。VCONN端子は通信部203に電力を供給するための端子であり、GND端子は信号の基準を決定するための端子である。
通信部203は、ケーブルコネクタ201のCC端子と、ケーブルコネクタ201のVCONN端子、ケーブルコネクタ202のCC端子と、ケーブルコネクタ202のVCONN端子とに接続されている。通信部203は、これらの端子を用いて、電子機器100または給電機器300との通信を行う。例えば、通信部203は、USB PD規格に準拠したネゴシエーション通信を、電子機器100と給電機器300の少なくとも一方に行う。このネゴシエーション通信により、通信部203は、ケーブル200の特性を示す特性情報を、電子機器100と給電機器300の少なくとも一方に送信する。図7(b)は、ケーブル200の特性の一例を説明するための図であり、ケーブル200が許容する電圧の上限(例えば20V)と、ケーブル200が許容する電流の上限(例えば3A)とを示す。上述した特性情報は、例えば、図7(b)の特性を示す情報である。電子機器100と給電機器300のそれぞれは、USB Type-C AUTH規格に準拠した認証通信を通信部203と行い、ケーブル200がUSB PD規格に準拠しているか否かを判定する。
ケーブルコネクタ202のVCONN端子と、ケーブルコネクタ202のGND端子との間には、USB Type-C規格に準拠したプルダウン抵抗204(Ra)が接続されている。ケーブルコネクタ201のVCONN端子と、ケーブルコネクタ201のGND端子との間には、USB Type-C規格に準拠したプルダウン抵抗205(Ra)が接続されている。プルダウン抵抗204(Ra)および205(Ra)は、例えば、給電機器300が、給電機器300にケーブル200が接続されているか否かを判定するために用いられる。
逆流防止ダイオード206は、ケーブルコネクタ201のVCONN端子から供給された電力が、ケーブルコネクタ202のVCONN端子に供給されることを抑制するためのダイオードである。逆流防止ダイオード207は、ケーブルコネクタ202のVCONN端子から供給された電力が、ケーブルコネクタ201のVCONN端子に供給されることを抑制するためのダイオードである。
図4は、給電機器300の構成要素を説明するためのブロック図である。図5(a)は、ソースコネクタ301を説明するための図である。
ソースコネクタ301は、図5(a)に示すように、VBUS端子、CC1端子、CC2端子、GND端子などを含む複数の端子(ピン;インターフェース)を有する。例えば、ソースコネクタ301において、VBUS端子は電力を供給するための端子であり、CC1端子とCC2端子は給電機器300の情報を出力するための端子であり、GND端子
は信号の基準を決定するための端子である。なお、CC1端子とCC2端子のそれぞれは、ケーブル200のVCONN端子に接続された場合に、VCONN端子に電力を供給することができる。
接続部302は、AC電源、電池などの外部電源に接続され、外部電源から電力を得る。
電源制御部303は、接続部302から得た電力を、給電機器300から電子機器100に供給可能な電力に変換する。給電機器300から電子機器100に供給可能な電力は、接続部302が接続された外部電源などに依存して変化する。ここで、接続部302が家庭用コンセントなどのAC電源(例えば、100Vかつ50HzのAC電源など)に接続され、給電機器300が9VのDC(Direct Current)電圧で3Aの電流を電子機器100に供給する場合を考える。このような場合、電源制御部303は、9VのDC電圧かつ3Aの電流の電力が電子機器100に供給可能となるように、接続部302から得た電力のAC/DC変換を行う。電源制御部303は、給電機器300からケーブル200のVCONN端子に供給する電力も生成する。
システム制御部304は、給電機器300の構成要素を制御する。例えば、システム制御部304は、通信部306による認証通信の結果に基づいて、給電機器300から電子機器100に供給可能な1つ以上の電力を電子機器100に通知するために、第1の電力供給能力または第2の電力供給能力を選択する。図7(a)は、給電機器300から電子機器100に供給可能な電力の一例を説明するための図である。システム制御部304は、通信部306による通信の結果に基づいて電源制御部303を制御することで、給電機器300から電子機器100に供給する電力を制御する。
出力制御部305は、電源制御部303と、ソースコネクタ301のVBUS端子とに接続されている。出力制御部305は、電源制御部303から供給された電力を、ソースコネクタ301のVBUS端子と、ケーブル200とを介して、電子機器100に供給することができる。出力制御部305は、電子機器100への給電を停止することもできる。例えば、システム制御部304は、通信部306を介して出力制御部305を制御することで、出力制御部305による給電のタイミングを制御する。システム制御部304は、電子機器100から給電の停止コマンドを受信したことに応じて出力制御部305を制御することで、出力制御部305による給電を停止する。出力制御部305は、スイッチ319とスイッチ320とにも接続されており、ケーブル200のVCONN端子に供給する電力をスイッチ319とスイッチ320の少なくとも一方に供給することができる。出力制御部305は、スイッチ319への給電を停止したり、スイッチ320への給電を停止したりすることもできる。
通信部306は、ソースコネクタ301のCC1端子およびCC2端子に接続されており、CC1端子およびCC2端子を介してケーブル200または電子機器100との通信を行う。例えば、通信部306は、USB PD規格に準拠した通信を電子機器100と行い、電子機器100がUSB PD規格に準拠しているか否かを判定する。通信部306は、USB PD規格に準拠した通信をケーブル200と行い、ケーブル200がUSB PD規格に準拠しているか否かを判定する。
電子機器100がUSB PD規格に準拠している場合、通信部306は、USB PD規格に準拠したネゴシエーション通信を電子機器100と行う。このネゴシエーション通信により、通信部306は、給電機器300から電子機器100に供給可能な1つ以上の電力を電子機器100に通知するために、第1の電力供給能力または第2の電力供給能力を示す電力供給能力情報を電子機器100に送信する。さらに、通信部306は、US
B Type-C AUTH規格に準拠した認証通信を電子機器100と行う。この認証通信により、通信部306は、給電機器300がUSB PD規格に準拠していることを、電子機器100に通知する。
ケーブル200がUSB PD規格に準拠している場合、通信部306は、USB PD規格に準拠したネゴシエーション通信をケーブル200の通信部203と行うことで、ケーブル200の特性情報を取得する。さらに、通信部306は、USB Type-C
AUTH規格に準拠した認証通信をケーブル200と行う。そして、システム制御部304は、ケーブル200との認証通信の結果に基づいて、ケーブル200がUSB PD規格に準拠しているか否かを判定する。
出力制御部305とスイッチ308の間には、プルアップ抵抗307(Rpa)が接続されている。プルアップ抵抗307(Rpa)は、USB Type-C規格に準拠した抵抗であり、例えば3Aの給電が可能であることを示す抵抗値を有する。
プルアップ抵抗307(Rpa)と、ソースコネクタ301のCC2端子との間には、スイッチ308が接続されている。システム制御部304は、制御信号EN_Rpa2を用いて、スイッチ308の状態を導通状態と非導通状態の間で切り替えることができる。スイッチ308の状態が導通状態になると、プルアップ抵抗307(Rpa)が有効になる。
出力制御部305とスイッチ310の間には、プルアップ抵抗309(Rpb)が接続されている。プルアップ抵抗309(Rpb)は、USB Type-C規格に準拠した抵抗であり、例えば1.5Aの給電が可能であることを示す抵抗値を有する。
プルアップ抵抗309(Rpb)と、ソースコネクタ301のCC2端子との間には、スイッチ310が接続されている。システム制御部304は、制御信号EN_Rpb2を用いて、スイッチ310の状態を導通状態と非導通状態の間で切り替えることができる。スイッチ310の状態が導通状態になると、プルアップ抵抗309(Rpb)が有効になる。
ソースコネクタ301のCC2端子と、プルダウン抵抗312(Rd)との間には、スイッチ311が接続されている。システム制御部304は、制御信号EN_Rd2を用いて、スイッチ311の状態を導通状態と非導通状態の間で切り替えることができる。スイッチ311の状態が導通状態になると、プルダウン抵抗312(Rd)が有効になる。
スイッチ311と、ソースコネクタ301のGND端子との間には、プルダウン抵抗312(Rd)が接続されている。
出力制御部305とスイッチ314の間には、プルアップ抵抗313(Rpa)が接続されている。プルアップ抵抗313(Rpa)は、USB Type-C規格に準拠した抵抗であり、例えば3Aの給電が可能であることを示す抵抗値を有する。
プルアップ抵抗313(Rpa)と、ソースコネクタ301のCC1端子との間には、スイッチ314が接続されている。システム制御部304は、制御信号EN_Rpa1を用いて、スイッチ314の状態を導通状態と非導通状態の間で切り替えることができる。スイッチ314の状態が導通状態になると、プルアップ抵抗313(Rpa)が有効になる。
出力制御部305とスイッチ316の間には、プルアップ抵抗315(Rpb)が接続
されている。プルアップ抵抗315(Rpb)は、USB Type-C規格に準拠した抵抗であり、例えば1.5Aの給電が可能であることを示す抵抗値を有する。
プルアップ抵抗315(Rpb)と、ソースコネクタ301のCC1端子との間には、スイッチ316が接続されている。システム制御部304は、制御信号EN_Rpb1を用いて、スイッチ316の状態を導通状態と非導通状態の間で切り替えることができる。スイッチ316の状態が導通状態になると、プルアップ抵抗315(Rpb)が有効になる。
ソースコネクタ301のCC1端子と、プルダウン抵抗318(Rd)との間には、スイッチ317が接続されている。システム制御部304は、制御信号EN_Rd1を用いて、スイッチ317の状態を導通状態と非導通状態の間で切り替えることができる。スイッチ317の状態が導通状態になると、プルダウン抵抗318(Rd)が有効になる。
スイッチ317と、ソースコネクタ301のGND端子との間には、プルダウン抵抗318(Rd)が接続されている。
出力制御部305と、ソースコネクタ301のCC2端子との間には、スイッチ319が接続されている。システム制御部304は、制御信号EN_VCONN2を用いて、スイッチ319の状態を導通状態と非導通状態の間で切り替えることができる。ケーブル200のVCONN端子がソースコネクタ301のCC2端子に接続されている場合には、スイッチ319が導通されることで、電源制御部303により生成された電力がケーブル200のVCONN端子に供給される。
出力制御部305と、ソースコネクタ301のCC1端子との間には、スイッチ320が接続されている。システム制御部304は、制御信号EN_VCONN1を用いて、スイッチ320の状態を導通状態と非導通状態の間で切り替えることができる。ケーブル200のVCONN端子がソースコネクタ301のCC1端子に接続されている場合には、スイッチ320が導通されることで、電源制御部303により生成された電力がケーブル200のVCONN端子に供給される。
システム制御部304は、給電機器300がUSB PD規格に準拠したDRP(Dual Role Port)として動作するように、スイッチ308、310、311、314、316および317を制御することができる。例えば、システム制御部304は、所定の周期で、プルアップ抵抗307(Rpa)、プルダウン抵抗312(Rd)、プルアップ抵抗313(Rpa)およびプルダウン抵抗318(Rd)のいずれかが有効になるように、スイッチ308、311、314および317を制御する。プルアップ抵抗307(Rpa)または313(Rpa)が有効な状態で給電機器300が電子機器100に接続された場合、給電機器300は、USB PD規格に準拠したソースとして動作する。プルダウン抵抗312(Rd)または318(Rd)が有効な状態で給電機器300が電子機器100に接続された場合、給電機器300は、USB PD規格に準拠したシンクとして動作する。システム制御部304は、給電機器300をソースまたはシンクとして動作させることで、電子機器100がソース、シンク、DRPのいずれで動作する場合であっても、電子機器100と給電機器300との接続を検出することができる。そして、システム制御部304は、通信部306を制御して、電子機器100との通信を行うことができる。システム制御部304は、通信部306を制御して、スイッチ308、310、311、314、316、317、319および320を制御することができる。
図6は、給電機器300で行われる処理600の一例を説明するためのフローチャート
である。実施形態1では、給電機器300がケーブル200を介して電子機器100に接続されるものとする。
ステップS601において、システム制御部304は、DRPの動作により、給電機器300がソースとして接続されたか否かを判定する。例えば、スイッチ308または314が導通している状態で電子機器100と給電機器300との接続を検出した場合、システム制御部304は、給電機器300がソースとして接続されたと判定する。スイッチ311または317が導通している状態で電子機器100と給電機器300との接続を検出した場合、システム制御部304は、給電機器300がシンクとして接続されたと判定する。電子機器100と給電機器300との接続は、例えば、ソースコネクタ301のCC1端子の電圧レベル、ソースコネクタ301のCC2端子の電圧レベルなどから検出できる。システム制御部304は、給電機器300がソースとして接続されたと判定した場合にはステップS602に進み、給電機器300がシンクとして接続されたと判定した場合にはステップS607に進む。
ステップS602において、システム制御部304は、通信部306を制御することにより、電子機器100とのPD通信を開始する。PD通信は、USB PD規格に準拠した通信である。実施形態1では、電子機器100はシンクとして動作し、給電機器300はソースとして動作する場合を説明する。さらに、実施形態1では、ソースコネクタ301のCC1端子にケーブル200のCC端子が接続され、ソースコネクタ301のCC2端子にケーブル200のVCONN端子が接続される場合を説明する。PD通信を開始した後、システム制御部304は、ステップS603に進む。
ステップS603において、システム制御部304は、電源制御部303と出力制御部305を制御することにより、電子機器100への電力Aの供給を開始する。電力Aは、例えば、USB3.1規格に準拠したデフォルトUSBパワー(5V、900mA)、USB2.0規格に準拠したデフォルトUSBパワー(5V、500mA)などである。電子機器100への電力Aの供給を開始した後、システム制御部304は、ステップS604に進む。
ステップS604およびS605において、システム制御部304は、電子機器100からの要求(例えば、認証通信を開始するための要求など)を受け付けないように、通信部306を制御する。なお、ステップS604とステップS605の一方の処理が省略されてもよい。
ステップS604において、システム制御部304は、通信部306を制御することにより、通信部306の拒否/待機応答設定を有効にする。拒否/待機応答設定は、電子機器100からの要求に対する応答として、要求の拒否を示す応答、または、待機を指示する応答を返す設定である。例えば、拒否/待機応答設定は、USB PD規格に準拠したVCONN_SwapメッセージまたはTry.SRCメッセージに対する応答としてRejectメッセージまたはWaitメッセージを返す設定である。VCONN_SwapメッセージおよびTry.SRCメッセージは、給電機器300をソースまたはシンクとして動作させるためのメッセージである。Rejectメッセージは拒否を示すメッセージであり、Waitメッセージは待機を指示するメッセージである。通信部306の拒否/待機応答設定を有効にした後、システム制御部304は、ステップS605に進む。
ステップS605において、システム制御部304は、通信部306を制御することにより、スイッチ314の状態を非導通状態に切り替え、スイッチ316の状態を導通状態に切り替える。これにより、プルアップ抵抗315(Rpb)が有効になるので、ソースコネクタ301のCC1端子の電圧レベルが、3Aの電力供給能力に対応する電圧レベル
から1.5Aの電力供給能力に対応する電圧レベルに変更される。ここで、実施形態1では、CC1端子の電圧レベルは、給電機器300と電子機器100との間の通信の制御に用いられ、電子機器100から給電機器300への通信が制限されているか否かを示す。CC1端子の電圧レベルが、1.5Aの電力供給能力に対応する電圧レベルであれば、給電機器300から電子機器100からの通信が可能であり、電子機器100から給電機器300への通信が制限される。CC1端子の電圧レベルが、3Aの電力供給能力に対応する電圧レベルであれば、給電機器300から電子機器100からの通信が制限され、電子機器100から給電機器300への通信が可能である。ステップS605では、CC1端子の電圧レベルが、電子機器100から給電機器300への通信が制限されていることを示す電圧レベルに変更されるため、電子機器100から給電機器300への通信が制限される。電子機器100から給電機器300への通信を制限した後、システム制御部304は、ステップS606に進む。
ステップS606において、システム制御部304は、通信部306を制御することにより、スイッチ319の状態を導通状態に切り替える。これにより、ソースコネクタ301のCC2端子からケーブル200のVCONN端子を介してケーブル200の通信部203に電力が供給され、通信部203が動作可能になる。ケーブル200のVCONN端子への給電を開始した後、システム制御部304は、ステップS613に進む。
ステップS607において、システム制御部304は、通信部306を制御することにより、電子機器100とのPD通信を開始する。実施形態1では、電子機器100はソースとして動作し、給電機器300はシンクとして動作する。PD通信を開始した後、システム制御部304は、ステップS608に進む。
ステップS608において、システム制御部304は、電子機器100から電力Aを受ける。電子機器100からの受電を開始した後、システム制御部304は、ステップS609に進む。
ステップS609において、システム制御部304は、通信部306を制御することにより、機能変更要求を電子機器100に送信する。機能変更要求は、例えば、USB PD規格に準拠したVCONN_Swapメッセージ、または、USB PD規格に準拠したTry.SRCメッセージである。機能変更要求を電子機器100に送信した後、システム制御部304は、ステップS610に進む。
ステップS610において、システム制御部304は、ステップS609で送信された機能変更要求を電子機器100が受け入れたか否かを判定する。例えば、機能変更要求に対する応答として、USB PD規格に準拠したAcceptメッセージを受信した場合、システム制御部304は、機能変更要求を電子機器100が受け入れたと判定する。Acceptメッセージを受信していない場合、システム制御部304は、機能変更要求を電子機器100が受け入れなかったと判定する。機能変更要求を電子機器100が受け入れたと判定した場合、システム制御部304は、USB PD規格に準拠した所定の処理を行うことで、給電機器300をシンクまたはソースとして動作させることができる。その後、システム制御部304は、ステップS604に進む。機能変更要求を電子機器100が受け入れなかったと判定した場合、システム制御部304は、ステップS611に進む。
ステップS611において、システム制御部304は、カウントnの値を1増加させる。カウントnの値を1増加させた後、システム制御部304は、ステップS612に進む。
ステップS612において、システム制御部304は、カウントnの値が所定値に達したか否かを判定する。所定値は例えば3である。カウントnの値が所定値に達したと判定した場合、システム制御部304は、タイムアウト処理を行う。タイムアウト処理では、システム制御部304は、給電機器300と電子機器100の間の接続を、USB PD規格に準拠した接続から、USB Type-C規格に準拠した接続に切り替え、図6の処理600を終了する。カウントnの値が所定値に達していないと判定した場合、システム制御部304は、ステップS609に進む。従って、システム制御部304は、所定時間に所定回数(例えば3回)の頻度で機能変更要求の送信(ステップS609)を繰り返し行い、所定時間が経過してもAcceptメッセージを受信できなかった場合に、タイムアウト処理を行う。所定時間が経過する前にAcceptメッセージを受信できた場合、システム制御部304は、ステップS604に進む。所定時間は、USB PD規格に準拠されている時間であり、例えば195μsecである。なお、ステップS609の処理の後、機能変更要求に対する応答としてRejectメッセージを受信した場合、システム制御部304は、ステップS611およびS612の処理を省略して、タイムアウト処理を行ってもよい。
ステップS613において、システム制御部304は、通信部306を制御することにより、USB Type-C AUTH規格(USB Type-C Authentication規格)に準拠した認証通信をケーブル200と行う。ケーブル200との認証通信を開始した後、システム制御部304は、ステップS614に進む。
ステップS614において、システム制御部304は、ステップS613の認証通信が完了(成功)したか否かを判定する。例えば、USB Type-C AUTH規格の通信プロトコルに基づいた所定の認証情報を受信した場合、システム制御部304は、認証通信が完了(成功)したと判定する。所定の認証情報を受信していない場合、システム制御部304は、認証通信が完了(成功)していないと判定する。所定の認証情報は、例えば、機器固有の情報(XIDなど)である。システム制御部304は、認証通信が完了したと判定した場合にはステップS615に進み、認証通信が完了していないと判定した場合にはステップS619に進む。
ステップS619において、システム制御部304は、ステップS613の認証通信の開始から所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間は、USB PD規格に準拠した時間であり、例えば4.5secである。認証通信の開始から所定時間が経過したと判定した場合、システム制御部304は、認証通信が完了できなかった(認証通信が失敗した)と判定し、タイムアウト処理を行う。例えば、給電機器300と電子機器100の間の接続の状態に不具合がある場合に、認証通信が失敗する。タイムアウト処理では、システム制御部304は、給電機器300と電子機器100の間の接続を、USB PD規格に準拠した接続から、USB Type-C規格に準拠した接続に切り替え、図6の処理600を終了する。認証通信の開始から所定時間が経過していないと判定した場合、システム制御部304は、ステップS614に進む。
ステップS615において、システム制御部304は、通信部306を制御することにより、通信部306の拒否/待機応答設定を無効にする。通信部306の拒否/待機応答設定を無効にした後、システム制御部304は、ステップS616に進む。
ステップS616において、システム制御部304は、通信部306を制御することにより、スイッチ314の状態を導通状態に切り替え、スイッチ316の状態を非導通状態に切り替える。これにより、プルアップ抵抗313(Rpa)が有効になるので、ソースコネクタ301のCC1端子の電圧レベルが、1.5Aの電力供給能力に対応する電圧レベルから3Aの電力供給能力に対応する電圧レベルに変化する。CC1端子の電圧レベル
が、電子機器100から給電機器300への通信が可能であることを示す電圧レベルに変更されるため、電子機器100から給電機器300への通信が可能となる。電子機器100から給電機器300への通信の制限を解除した後、システム制御部304は、ステップS617に進む。
ステップS617において、システム制御部304は、ステップS613の認証通信の結果に基づいて、ケーブル200がUSB PD規格に準拠しているか否かを判定する。例えば、給電機器300は、複数のケーブルに対応する複数のXIDを含むリストが予め記録された記憶部を有する。そして、システム制御部304は、ステップS613の認証通信により取得したXIDと、リストとを照合する。認証通信により取得したXIDがリストで示されている場合、システム制御部304は、ケーブル200がUSB PD規格に準拠していると判定する。認証通信により取得したXIDがリストで示されていない場合、システム制御部304は、ケーブル200がUSB PD規格に準拠していないと判定する。システム制御部304は、ケーブル200がUSB PD規格に準拠していると判定した場合にはステップS618に進み、ケーブル200がUSB PD規格に準拠していないと判定した場合にはステップS620に進む。ケーブル200がUSB PD規格に準拠していると判定した場合、システム制御部304は、通信部306を制御することによってケーブル200とのPD通信を行い、ケーブル200の特性情報をケーブル200から取得する。
ステップS618において、システム制御部304は、給電機器300から電子機器100に供給可能な1つ以上の電力を電子機器100に通知するために、第1の電力供給能力を決定する。そして、システム制御部304は、通信部306を制御することにより、第1の電力供給能力を示す電力供給能力情報を、電子機器100に送信する。例えば、システム制御部304は、電力供給能力情報をSource Capability Messageに格納して送信する。図7(c)は、第1の電力供給能力の一例を説明するための図である。第1の電力供給能力は、例えば、ケーブル200の特性情報に基づいて決定される第1の電力供給能力であり、ケーブル200が許容する1つ以上の電力を含む。図7(c)に示す例では、第1の電力供給能力に含まれている最大電流(3A)は、ケーブル200が許容する電流の上限(例えば3A)と同じである。さらに、図7(c)に示す例では、第1の電力供給能力に含まれている最大電圧(20V)は、ケーブル200が許容する電圧の上限(例えば20V)と同じである。電子機器100は、第1の電力供給能力に含まれる1つ以上の電力から電力Bを選択し、選択した電力Bを給電機器300に要求する。そして、給電機器300は、電子機器100からの要求に応じて、電子機器100に供給する電力を電力Aから電力Bに変更する。例えば、システム制御部304は、電源制御部303と出力制御部305を制御することにより、電子機器100に供給する電力を電力Aから電力Bに変更する。
ステップS620において、システム制御部304は、給電機器300から電子機器100に供給可能な1つ以上の電力を電子機器100に通知するために、第2の電力供給能力を決定する。そして、システム制御部304は、通信部306を制御することにより、第2の電力供給能力を示す電力供給能力情報を、電子機器100に送信する。例えば、システム制御部304は、電力供給能力情報をSource Capability Messageに格納して送信する。図7(d)は、第2の電力供給能力の一例を説明するための図である。図7(d)に示す例では、第2の電力供給能力に含まれている最大電力(9.9W)は、第1の電力供給能力に含まれている最大電力(60W)よりも低い。図7(d)に示す例では、第2の電力供給能力に含まれている最大電流(2A)は、ケーブル200が許容する電流の上限(例えば3A)よりも低い。さらに、図7(d)に示す例では、第2の電力供給能力に含まれている最大電圧(9V)は、ケーブル200が許容する電圧の上限(例えば20V)よりも低い。電子機器100は、第2の電力供給能力に含ま
れる1つ以上の電力から電力Bを選択し、選択した電力Bを給電機器300に要求する。そして、給電機器300は、電子機器100からの要求に応じて、電子機器100に供給する電力を電力Aから電力Bに変更する。例えば、システム制御部304は、電源制御部303と出力制御部305を制御することにより、電子機器100に供給する電力を電力Aから電力Bに変更する。
以上説明したように、実施形態1によれば、給電機器300は、ケーブル200との認証通信が完了するまで、電子機器100からの要求を受け付けない。これにより、給電機器300は、電子機器100から要求に対する応答よりも、認証通信を優先して行うことができ、認証通信を短時間で行うことができる。ひいては、給電機器300は、認証通信の結果に基づく処理を素早く開始することができ、第1の電力供給能力または第2の電力供給能力を短時間で選択することができる。
なお、上述した例では、電子機器100はケーブル200を介して給電機器300に接続され、給電機器300は、ケーブル200との認証通信が完了するまで、電子機器100からの要求を受け付けないが、他の構成も可能である。例えば、給電機器300は、給電機器300に電子機器100が接続された後、電子機器100との認証通信を行うと共に、電子機器100との認証通信が完了するまで、電子機器100からの要求を受け付けなくてもよい。このような場合、電子機器100は、ケーブル200を用いずに無線通信などで給電機器300と接続されてもよい。
[実施形態2]
実施形態1で説明した様々な機能、処理または方法は、パーソナルコンピュータ、マイクロコンピュータ、CPU(Central Processing Unit)またはマイクロプロセッサがプログラムを実行することによって実現することもできる。以下、実施形態2では、パーソナルコンピュータ、マイクロコンピュータ、CPUまたはマイクロプロセッサを「コンピュータX」と呼ぶ。実施形態2では、コンピュータXを制御するためのプログラムであって、実施形態1で説明した様々な機能、処理または方法を実現するためのプログラムを「プログラムY」と呼ぶ。
実施形態1で説明した様々な機能、処理または方法は、コンピュータXがプログラムYを実行することによって実現される。この場合において、プログラムYは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を介してコンピュータXに供給される。実施形態2におけるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、ハードディスク装置、磁気記憶装置、光記憶装置、光磁気記憶装置、メモリカード、揮発性メモリ、不揮発性メモリなどの少なくとも一つを含む。実施形態2におけるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、non-transitory(非一時的)な記憶媒体である。
300:給電機器 304:システム制御部 306:通信部

Claims (11)

  1. 給電機器であって、
    通信手段と、
    前記給電機器にケーブルが接続された後、前記ケーブルとの認証通信を行うと共に、前記認証通信が完了するまで、前記給電機器に前記ケーブルを介して接続された外部機器からの要求を受け付けないように、前記通信手段を制御する制御手段と
    前記通信手段が前記外部機器と通信するためのインターフェースと、
    を有し、
    前記制御手段は、前記認証通信が完了するまで、前記外部機器から前記給電機器への通信を制限することを示す電圧レベルに前記インターフェースの電圧レベルを変更するように、前記通信手段を制御する
    ことを特徴とする給電機器。
  2. 給電機器であって、
    通信手段と、
    前記給電機器にケーブルが接続された後、前記ケーブルとの認証通信を行うと共に、前記認証通信が完了するまで、前記給電機器に前記ケーブルを介して接続された外部機器からの要求を受け付けないように、前記通信手段を制御する制御手段と、
    を有し、
    前記制御手段は、前記認証通信が完了するまで、前記要求に対する応答として、前記要求の拒否を示す応答を返すように、前記通信手段を制御する
    ことを特徴とする給電機器。
  3. 給電機器であって、
    通信手段と、
    前記給電機器にケーブルが接続された後、前記ケーブルとの認証通信を行うと共に、前記認証通信が完了するまで、前記給電機器に前記ケーブルを介して接続された外部機器からの要求を受け付けないように、前記通信手段を制御する制御手段と、
    を有し、
    前記制御手段は、前記認証通信が完了するまで、前記要求に対する応答として、待機を
    指示する応答を返すように、前記通信手段を制御する
    ことを特徴とする給電機器。
  4. 前記通信手段が前記外部機器と通信するためのインターフェースをさらに有し、
    前記制御手段は、前記認証通信が完了するまで、前記外部機器から前記給電機器への通信を制限することを示す電圧レベルに前記インターフェースの電圧レベルを変更するように、前記通信手段を制御する
    ことを特徴とする請求項2または3に記載の給電機器。
  5. 前記認証通信は、USB Type-C Authentication規格に準拠した通信である
    ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の給電機器。
  6. 前記制御手段は、前記認証通信が完了できなかった場合に、前記給電機器と前記外部機器の間の接続を、USB Type-C規格に準拠した接続に切り替える
    ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の給電機器。
  7. 前記制御手段は、前記認証通信が完了した後、前記認証通信の結果に基づいて、第1の電力供給能力と、前記第1の電力供給能力よりも低い第2の電力供給能力とを含む複数の電力供給能力のいずれかを選択し、選択した電力供給能力を示す情報を前記外部機器に送信するように前記通信手段を制御する
    ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の給電機器。
  8. 前記制御手段は、
    前記認証通信の結果に基づいて、前記ケーブルがUSB PD規格に準拠しているか否かを判定し、
    前記ケーブルがUSB PD規格に準拠していると判定した場合に、前記第1の電力供給能力を選択し、
    前記ケーブルがUSB PD規格に準拠していないと判定した場合に、前記第2の電力供給能力を選択する
    ことを特徴とする請求項7に記載の給電機器。
  9. 給電機器の制御方法であって、
    前記給電機器にケーブルが接続された後、前記ケーブルとの認証通信を行うステップと、
    前記給電機器に前記ケーブルを介して接続された外部機器からの要求を受け付けるステップであって、前記認証通信が完了するまで前記要求を受け付けないステップと
    前記認証通信が完了するまで、前記外部機器から前記給電機器への通信を制限することを示す電圧レベルに、前記外部機器と通信するためのインターフェースの電圧レベルを変更するステップと、
    を有することを特徴とする制御方法。
  10. 給電機器の制御方法であって、
    前記給電機器にケーブルが接続された後、前記ケーブルとの認証通信を行うステップと、
    前記給電機器に前記ケーブルを介して接続された外部機器からの要求を受け付けるステップであって、前記認証通信が完了するまで前記要求を受け付けないステップと、
    前記認証通信が完了するまで、前記要求に対する応答として、前記要求の拒否を示す応答を返すステップと、
    を有することを特徴とする制御方法。
  11. 給電機器の制御方法であって、
    前記給電機器にケーブルが接続された後、前記ケーブルとの認証通信を行うステップと、
    前記給電機器に前記ケーブルを介して接続された外部機器からの要求を受け付けるステップであって、前記認証通信が完了するまで前記要求を受け付けないステップと、
    前記認証通信が完了するまで、前記要求に対する応答として、待機を指示する応答を返すステップと、
    を有することを特徴とする制御方法。
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