JP2017163779A - 給電装置、１次側コントローラ、ａｃアダプタ、電子機器、短絡検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】受電装置における短絡を検出可能な給電装置を提供する。【解決手段】給電装置２００は、ケーブル１０６を介して受電装置３００にバス電圧ＶＢＵＳを供給する。電源回路２０２は、バス電圧ＶＢＵＳを発生する。バススイッチＳＷ１は、電源回路２０２の出力から延びるバスライン２１０の経路上に設けられる。給電側コントローラ２０４は、受電装置３００の受電側コントローラ３１０との間で通信可能であり、ネゴシエーションによって供給電圧を決定するとともに、バススイッチＳＷ１を制御する。短絡検出回路２１２は、電源回路２０２において、所定の状態が繰り返し発生するときに、短絡異常と判定する。【選択図】図３

Description

本発明は、電子機器への給電技術に関する。

携帯電話端末、スマートホン、タブレット端末、ノート型コンピュータ、ポータブルオーディオプレイヤをはじめとする電池駆動デバイスは、再充電可能な二次電池とともに、それを充電するための充電回路を内蔵する。充電回路には、外部からＵＳＢケーブルを介して供給されたＤＣ電圧（バス電圧Ｖ_ＢＵＳ）や、外部のＡＣアダプタからのＤＣ電圧にもとづいて二次電池を充電するものが存在する。

現在、モバイル機器に搭載される充電回路は、USB Battery Charging Specificationと呼ばれる規格（以下、ＢＣ規格という）に準拠したものが主流である。ＵＳＢホストあるいはチャージャ（以下、ＵＳＢ給電装置と総称する）には、いくつかの種類が存在する。ＢＣ revision 1.2規格においては、ＵＳＢ給電装置の種類として、ＳＤＰ（Standard Downstream Port）、ＤＣＰ（Dedicated Charging Port）、ＣＤＰ（Charging Downstream Port）が定義されている。そしてＵＳＢ給電装置が供給できる電流（電流容量）は、その種類に応じて規定されている。具体的には、ＤＣＰ、ＣＤＰでは１５００ｍＡ、ＳＤＰでは、ＵＳＢのバージョンに応じて１００ｍＡ、５００ｍＡ、９００ｍＡのように規定されている。

ＵＳＢを利用した次世代の二次電池充電の方式、システムとして、USB Power Deliveryと呼ばれる規格（以下、ＵＳＢ−ＰＤ規格という）が策定されている。ＵＳＢ−ＰＤ規格では、供給可能な電力がＢＣ規格の７．５Ｗから、最大１００Ｗまで大幅に増大する。具体的にはＵＳＢ−ＰＤ規格では、ＵＳＢバス電圧として、５Ｖより高い電圧（具体的には、９Ｖ，１２Ｖ，１５Ｖ，２０Ｖ等）の供給が許容されており、充電電流も、ＢＣ規格よりも大きな量（具体的には、２Ａ，３Ａ、５Ａ等）の供給が許容される。ＵＳＢ−ＰＤ規格は、ＵＳＢ ｔｙｐｅ−Ｃ規格にも採用されている。

図１は、本発明者が検討した給電システム１００Ｒのブロック図である。この給電システム１００Ｒは、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃ規格に準拠しており、ＵＳＢケーブル１０６を介して接続される給電装置２００Ｒと受電装置３００Ｒを備える。たとえば給電装置２００ＲはＡＣアダプタ１０２に搭載され、あるいは電子機器に搭載される。受電装置３００Ｒは、スマートホン、タブレット端末、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ポータブルオーディオプレイヤなど、電池駆動型の電子機器４００に搭載される。

給電装置２００Ｒは、電源回路２０２、給電側のＰＤコントローラ（以下、給電側コントローラという）２０４およびバススイッチＳＷ１を含む。電子機器４００のレセプタクル１０８にはＵＳＢケーブル１０６が着脱可能に接続される。なおレセプタクル１０８が省略され、ＵＳＢケーブル１０６がＡＣアダプタ１０２と一体となっている充電アダプタも存在する。

レセプタクル１０８は、バス電圧Ｖ_ＢＵＳを供給するためのＶＢＵＳ端子、接地電圧Ｖ_ＧＮＤを供給するためのＧＮＤ端子ならびにＣＣ（Configuration Channel）端子を含む。ＣＣ端子は、レセプタクルタイプにおいては２個設けられるが、本明細書では１個に省略して示している。電源回路２０２は、バス電圧Ｖ_ＢＵＳを発生する。電源回路２０２は、図示しない外部電源（たとえば商用交流電源）からのＡＣ１００Ｖを受け、それを直流のバス電圧Ｖ_ＢＵＳに変換するＡＣ／ＤＣコンバータを含んでもよい。電源回路２０２が発生したバス電圧Ｖ_ＢＵＳは、ＵＳＢケーブル１０６のバスラインおよびバススイッチＳＷ１を介して受電装置３００Ｒに供給される。

給電側コントローラ２０４および受電側コントローラ３１０はそれぞれ、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃに関するポートコントローラであり、ＣＣラインを介して互いに接続され、通信機能を提供する。給電側コントローラ２０４と受電側コントローラ３１０は、給電装置２００Ｒが供給すべきバス電圧Ｖ_ＢＵＳの電圧レベルをネゴシエートする。給電側コントローラ２０４は、決定した電圧レベルが得られるように電源回路２０２を制御し、またバススイッチＳＷ１のオン、オフを制御する。

電子機器４００は、受電装置３００Ｒに加えて負荷（システム）４０２を備える。負荷４０２は、ＣＰＵやメモリ、液晶ディスプレイ、オーディオ回路などを含む。レセプタクル４０４にはＵＳＢケーブル１０６を介してＡＣアダプタ１０２が着脱可能に接続される。

受電装置３００Ｒは、バッテリ３０２、充電回路３０４、受電側コントローラ３１０、バススイッチＳＷ２を備える。

バッテリ３０２は再充電可能な２次電池である。充電回路３０４は、ＵＳＢケーブル１０６およびバススイッチＳＷ２を介して給電装置２００Ｒからのバス電圧Ｖ_ＢＵＳ（受電装置３００Ｒ側において、アダプタ電圧Ｖ_ＡＤＰとも表記する）を受け、バッテリ３０２を充電する。充電回路３０４は、降圧ＤＣ／ＤＣコンバータ、リニアレギュレータあるいはそれらの組み合わせで構成される。

充電回路３０４から負荷４０２へは、アダプタ電圧Ｖ_ＡＤＰおよびバッテリ３０２の電圧Ｖ_ＢＡＴの少なくとも一方に応じたシステム電圧Ｖ_ＳＹＳが供給される。負荷４０２は、パワーマネージメントＩＣ（Integrated Circuit）、ＤＣ／ＤＣコンバータやリニアレギュレータなどを含むマルチチャンネル電源や、マイコン、液晶ディスプレイ、ディスプレイドライバなどを含む。

受電側コントローラ３１０は、アダプタ電圧Ｖ_ＡＤＰを電源として動作するよう接続されており、したがってバススイッチＳＷ１がオンした後に動作可能となる。受電側コントローラ３１０には、受電装置３００Ｒが要求するバス電圧Ｖ_ＢＵＳおよび最大電流を規定するデータ（要求ＰＤＯ：Power Data Object）が規定されている。ＡＣアダプタ１０２と電子機器４００が接続されると、給電側コントローラ２０４と受電側コントローラ３１０とがネゴシエーションを行い、要求ＰＤＯにもとづいてバス電圧Ｖ_ＢＵＳの電圧レベルが決定される。また受電側コントローラ３１０は、バススイッチＳＷ２のオン、オフを制御する。

図２は、図１の給電システム１００の動作シーケンス図である。給電装置２００Ｒと受電装置３００ＲがＵＳＢケーブル１０６を介して接続されると、給電側コントローラ２０４は、ＣＣ端子の状態にもとづいてその接続を検出する（Ｓ１００）。そしてバススイッチＳＷ１をオンし（Ｓ１０２）、デフォルトの５Ｖのバス電圧Ｖ_ＢＵＳを供給する。バススイッチＳＷ１がオンすると、受電側コントローラ３１０が動作可能となる。

続いて、給電側コントローラ２０４と受電側コントローラ３１０がネゴシエーションを行い、要求電圧にもとづいてバス電圧Ｖ_ＢＵＳを決定する（Ｓ１０４）。給電側コントローラ２０４は、バス電圧Ｖ_ＢＵＳを、５Ｖの初期電圧から要求電圧に変更する（Ｓ１０６）。

バス電圧Ｖ_ＢＵＳの要求電圧への変更が完了すると、そのことが給電側コントローラ２０４から受電側コントローラ３１０に通知される（Ｓ１０８）。受電側コントローラ３１０は、この通知に応答して、バススイッチＳＷ２をオンする（Ｓ１１０）。これにより充電回路３０４および負荷４０２にバス電圧Ｖ_ＢＵＳが供給される。

特開２０１３−１９８２６２号公報 特開２００６−６０９７７号公報 特開２００６−３０４５００号公報

給電システム１００Ｒにおいて短絡が生ずると発熱の原因となり、あるいは過電流により回路素子の信頼性が低下するおそれがあるため、短絡保護はきわめて重要な技術である。本発明者は、図１の給電システム１００Ｒにおける短絡保護について検討した結果、以下の課題を認識するに至った。

一般的に電源回路２０２は、その出力端子の短絡保護（ＳＣＰ：Short Circuit Protection）機能を備える。図１の給電システム１００Ｒにおいて、図中（i）で示すような、電源回路２０２の出力とバススイッチＳＷ１の間の短絡異常（本明細書において、第１モードと称する）については、電源回路２０２のＳＣＰ機能によって検出および保護することができる。

図２のシーケンス図を参照すると、バススイッチＳＷ１をオンする（Ｓ１０２）の前、５Ｖのバス電圧Ｖ_ＢＵＳを生成する段階において、電源回路２０２は出力のショートを検出でき、したがって電源回路２０２を停止し、その状態をラッチすることができる。

ところが図１の給電システム１００Ｒにおいて、電源回路２０２のＳＣＰ機能では、図中（ii）で示すような、バススイッチＳＷ２よりも負荷４０２側における短絡（本明細書において、第２モードと称する）を検出、保護することができない。

この理由を説明する。バススイッチＳＷ２がオンするより前に、第２モードの短絡経路はシステムに何の影響も及ぼさず、したがって図２のシーケンス図の処理Ｓ１０８までは正常に進行する。

受電装置３００Ｒ側のバススイッチＳＷ２がオンすると、アダプタ電圧Ｖ_ＡＤＰ、すなわち受電側コントローラ３１０の電源電圧がゼロ付近まで低下し、受電側コントローラ３１０がシャットダウンする。受電側コントローラ３１０がシャットダウンすると、バススイッチＳＷ２がオフするため、アダプタ電圧Ｖ_ＡＤＰは、電源回路２０２の出力電圧Ｖ_ＢＵＳ付近まで復帰する。

つまり電源回路２０２から見ると、バススイッチＳＷ２がオンであるごく短い期間のみ、出力が短絡していることとなる。電源回路２０２のＳＣＰ機能では、このように短い期間の出力の短絡を検出することは困難である。

なおこのような問題は、ＵＳＢ−ＰＤに限らず、それと類似するプロトコルを有する給電システムにおいても生じうる。

本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、受電装置における短絡を検出可能な給電装置の提供にある。

本発明のある態様は、ケーブルを介して受電装置にバス電圧を供給する給電装置に関する。給電装置は、バス電圧を発生する電源回路と、電源回路の出力から延びるバスラインの経路上に設けられたバススイッチと、受電装置の受電側コントローラとの間で通信可能であり、ネゴシエーションによって供給電圧を決定するとともに、バススイッチを制御する給電側コントローラと、電源回路において所定の状態が繰り返し発生するときに、短絡異常と判定する短絡検出回路と、を備える。

給電回路側のバススイッチより負荷側に短絡が生じていると、バススイッチのオン、受電側コントローラのオフ、バススイッチのオン、ネゴシエーションの再開というループに陥り、このとき電源回路では、同じ動作、あるいは同じ状態が繰り返し発生することとなる。そこで電源回路において生ずる所定状態の反復発生の有無にもとづいて、短絡異常を検出できる。

電源回路は、絶縁コンバータと１次側コントローラを含んでもよい。短絡検出回路は、１次側コントローラに内蔵される第１検出回路を含んでもよい。第１検出回路は、絶縁コンバータのスイッチングトランジスタに流れる電流が所定のしきい値を超える状態が、所定回数繰り返されると、短絡異常と判定してもよい。
絶縁コンバータの２次側が短絡するとき、スイッチングトランジスタには定常状態に比べて大きな電流が流れる。そこでスイッチングトランジスタの大きな電流の繰り返しの発生を検出することにより、短絡異常を検出できる。

電源回路は、絶縁コンバータと１次側コントローラを含んでもよい。短絡検出回路は、１次側コントローラに内蔵される第２検出回路を含んでもよい。第２検出回路は、１次側コントローラの電源電圧が所定のしきい値電圧を超える状態が、所定回数繰り返されると、短絡異常と判定してもよい。
絶縁コンバータの２次側に短絡が生じていると、トランスの補助巻線を用いて生成されるコントローラの電源電圧が上昇する。そこでコントローラの電源電圧の上昇の繰り返しを検出することにより、短絡異常を検出できる。

電源回路は、絶縁コンバータと１次側コントローラを含んでもよい。短絡検出回路は、１次側コントローラに内蔵される第３検出回路を含んでもよい。第３検出回路は、１次側コントローラのフィードバック端子の電圧が、ハイレベル電圧となる状態が所定回数繰り返されると、短絡異常と判定してもよい。
絶縁コンバータの２次側に短絡が生じていると、シャントレギュレータの電流が減少し、したがってフィードバック端子の電圧がハイレベル電圧となる。そこでフィードバック電圧の上昇の繰り返しを検出することにより、短絡異常を検出できる。

ある態様の給電装置は、オン、オフが切りかえ可能であり、オン状態においてバスラインを充電する充電回路をさらに備えてもよい。給電側コントローラは、バススイッチをオンするより前に、充電回路をオンし、その結果得られるバスラインの電圧にもとづいて、短絡異常の有無を判定する第４検出回路を含んでもよい。
これにより、給電装置側のバススイッチと、受電装置側のバススイッチの間で生じた短絡異常を検出できる。

ある態様の給電装置は、ＵＳＢ−ＰＤ規格に準拠してもよい。

本発明の別の態様はＡＣアダプタに関する。ＡＣアダプタは上述のいずれかの給電装置を備えてもよい。本発明の別の態様は電子機器に関する。電子機器は上述のいずれかの給電装置を備えてもよい。

本発明の別の態様は、給電装置のＡＣ／ＤＣコンバータの１次側コントローラに関する。給電装置は、ＡＣ／ＤＣコンバータの出力から延びるバスライン上に設けられたバススイッチと、受電装置の受電側コントローラとの間で通信可能であり、ネゴシエーションによって供給電圧を決定するとともに、バススイッチを制御する給電側コントローラと、を備える。ＡＣ／ＤＣコンバータは、整流回路と、平滑キャパシタと、平滑キャパシタの電圧を変換する絶縁コンバータと、絶縁コンバータの出力電圧と目標値の誤差に応じた信号を生成するシャントレギュレータと、シャントレギュレータの出力を受け、フィードバック信号を生成するフォトカプラと、を備える。１次側コントローラは、フィードバック信号にもとづいて絶縁コンバータのスイッチングトランジスタのオン、オフを指示する制御パルスを生成するパルス変調器と、制御パルスに応じてスイッチングトランジスタを駆動するドライバと、絶縁コンバータにおいて所定の状態が繰り返されるときに、短絡異常と判定する短絡検出回路と、を備える。

短絡検出回路は、第１検出回路を含んでもよい。第１検出回路は、絶縁コンバータのスイッチングトランジスタに流れる電流が所定のしきい値を超える状態が、所定回数繰り返されると、短絡異常と判定してもよい。

短絡検出回路は、第２検出回路を含んでもよい。第２検出回路は、１次側コントローラの電源電圧が所定のしきい値電圧を超える状態が、所定回数繰り返されると、短絡異常と判定してもよい。

短絡検出回路は、第３検出回路を含んでもよい。第３検出回路は、１次側コントローラのフィードバック端子の電圧が、ハイレベル電圧となる状態が所定回数繰り返されると、短絡異常と判定してもよい。

給電装置は、オン、オフが切りかえ可能であり、オン状態においてバスラインを充電する充電回路をさらに備えてもよい。給電側コントローラは、バススイッチをオンするより前に、充電回路をオンし、その結果得られるバスラインの電圧にもとづいて、短絡異常の有無を判定する第４検出回路を含んでもよい。

１次側コントローラは、ひとつの半導体基板に一体集積化されてもよい。「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗やキャパシタなどが半導体基板の外部に設けられていてもよい。回路を１つのチップ上に集積化することにより、回路面積を削減することができるとともに、回路素子の特性を均一に保つことができる。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明のある態様によれば、給電装置によって、受電装置において生ずる短絡を検出できる。

本発明者が検討した給電システムのブロック図である。 図１の給電システムの動作シーケンス図である。 実施の形態に係る給電装置を備える給電システムのブロック図である。 図３の給電装置の動作波形図である。 図３の給電装置の動作波形図である。 給電装置の構成例を示す回路図である。 １次側コントローラの第１構成例を示す回路図である。 １次側コントローラの第２構成例を示す回路図である。 １次側コントローラの第３構成例を示す回路図である。 第１変形例に係る給電装置を示す図である。 図１１（ａ）は、給電装置を備えるＡＣアダプタを示す図であり、図１１（ｂ）、（ｃ）は、給電装置を備える電子機器を示す図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合や、部材Ａと部材Ｂが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。

図３は、実施の形態に係る給電装置２００を備える給電システム１００のブロック図である。給電システム１００は、受電装置３００と、受電装置３００にバス電圧Ｖ_ＢＵＳを供給する給電装置２００と、を備える。給電装置２００はアダプタ１０２に内蔵され、受電装置３００は電子機器４００に内蔵される。電子機器４００の構成は図１のそれと同様である。本実施の形態に係る給電システム１００は、ＵＳＢ−ＰＤ規格に準拠するものとする。

給電装置２００は、電源回路２０２、バススイッチＳＷ１および給電側コントローラ２０４、５Ｖ電源２０６を備える。５Ｖ電源２０６は、従来のＵＳＢ規格で規定されたＵＳＢ電圧Ｖ_ＵＳＢ＝５Ｖを生成する。電源回路２０２は、５Ｖより高い出力電圧Ｖ_ＯＵＴを生成する。セレクタ２０８によって、５Ｖの電圧Ｖ_ＵＳＢまたはそれよりも高い電圧Ｖ_ＯＵＴの一方が選択される。なお、５Ｖ電源２０６およびセレクタ２０８は、電源回路２０２と一体に構成されてもよい。言い換えれば、５Ｖの電圧Ｖ_ＵＳＢの生成は、電源回路２０２の機能のひとつであってもよく、したがって電源回路２０２は、５Ｖおよびそれよりも高い電圧を生成可能な可変電圧源であってもよい。バススイッチＳＷ１は、電源回路２０２の出力から延びるバスライン２１０の経路上に設けられる。

給電側コントローラ２０４は、受電装置３００の受電側コントローラ３１０との間で通信可能であり、ネゴシエーションによって供給電圧を決定し、電源回路２０２およびセレクタ２０８の状態を制御する。また給電側コントローラ２０４は、バススイッチＳＷ１を制御する。

電源回路２０２は、電源回路２０２の所定の状態が繰り返されるときに、短絡異常と判定する短絡検出回路２１２を含む。たとえば電源回路２０２は、絶縁型、あるいは非絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータであってもよい。

以上が給電装置２００の構成である。続いてその動作を説明する。
図４は、図３の給電装置２００の動作波形図である。図３の受電装置３００のバススイッチＳＷ２よりも負荷側において、短絡３１２が発生しているものとする。また、給電側コントローラ２０４は５Ｖ電源２０６から電源電圧を受けており、後述する短絡によって給電側コントローラ２０４の動作は停止しないものとする。

時刻ｔ０に、給電装置２００と受電装置３００が接続されると、ＣＣ端子に、給電装置２００側のプルアップ素子と、受電装置３００側のプルダウン素子に応じた電圧が発生する。給電側コントローラ２０４は、ＣＣ端子の電圧にもとづいて、電子機器４００を検出すると、時刻ｔ１にバススイッチＳＷ１をオンする。電源回路２０２は、１２Ｖの出力電圧Ｖ_ＯＵＴを生成した状態でスタンバイしている。

バススイッチＳＷ１がオンすると、５Ｖのバス電圧Ｖ_ＢＵＳが受電装置３００に供給され、アダプタ電圧Ｖ_ＡＤＰも５Ｖとなる。時刻ｔ２に、受電側コントローラ３１０が５Ｖのアダプタ電圧Ｖ_ＡＤＰによって動作可能となると、給電側コントローラ２０４と受電側コントローラ３１０のネゴシエーションが開始する。ネゴシエーションの結果、バス電圧Ｖ_ＢＵＳの電圧レベルが、５Ｖより高い電圧（たとえば１２Ｖ）に決定され、時刻ｔ３にセレクタ２０８が電源回路２０２の出力電圧Ｖ_ＯＵＴを選択する。これによりバス電圧Ｖ_ＢＵＳ、アダプタ電圧Ｖ_ＡＤＰが上昇する。そして時刻ｔ４にバス電圧Ｖ_ＢＵＳが規定電圧（１２Ｖ）に達すると、それを通知する信号（PS_RDYメッセージ）が、給電側コントローラ２０４から受電側コントローラ３１０に送信される。受電側コントローラ３１０はこの通知を受けると、時刻ｔ４にバススイッチＳＷ２をオンする。

バススイッチＳＷ２がオンすると、短絡３１２によって、アダプタ電圧Ｖ_ＡＤＰ、バス電圧Ｖ_ＢＵＳ、出力電圧Ｖ_ＯＵＴが、０Ｖ付近まで低下する。アダプタ電圧Ｖ_ＡＤＰが低下すると、受電側コントローラ３１０の電源供給が失われ、バススイッチＳＷ２のオンを維持できなくなり、時刻ｔ５にバススイッチＳＷ２がターンオフする。

受電側コントローラ３１０がシャットダウンした後に、時刻ｔ０に、給電側コントローラ２０４はＣＣ端子の電圧にもとづいて、再度、時刻ｔ０に受電側コントローラ３１０を検出し、バススイッチＳＷ１をオンする。

このように、受電装置３００側において短絡３１２が発生していると、時刻ｔ０〜ｔ５を１周期とするシーケンスが繰り返される。したがって電源回路２０２に着目すると、各周期において電源回路２０２は、同じ状態が発生する。したがって、短絡検出回路２１２は、電源回路２０２において、所定の状態が繰り返し発生したことを条件として、受電装置３００側における短絡を検出することができる。

たとえば短絡検出回路２１２は、所定のインターバルで、電源回路２０２の所定の状態が所定回数発生したときに、短絡異常と判定してもよい。所定のインターバルは、短絡時の給電システム１００全体の繰り返し動作の周期にもとづいて決定すればよく、ある程度の幅を有してもよい。

図３の給電装置２００において、５Ｖ電源２０６およびセレクタ２０８を省略し、電源回路２０２を５Ｖおよびそれより高い電圧（１２Ｖ、２０Ｖ）を生成可能な可変電圧源とすることも可能である。図５は、可変の電源回路２０２を備える給電装置２００の動作波形図である。図３の受電装置３００のバススイッチＳＷ２よりも負荷側において、短絡３１２が発生しているものとする。

また、給電側コントローラ２０４は電源回路２０２から電源電圧を受けており、電源回路２０２の出力電圧Ｖ_ＯＵＴが低下すると、給電側コントローラ２０４はシャットダウンする。

時刻ｔ０に、給電装置２００と受電装置３００が接続される。給電側コントローラ２０４は、ＣＣ端子の電圧にもとづいて、電子機器４００を検出すると、時刻ｔ１にバススイッチＳＷ１をオンする。電源回路２０２は、５Ｖの出力電圧Ｖ_ＯＵＴを生成した状態でスタンバイしている。

バススイッチＳＷ１がオンすると、５Ｖのバス電圧Ｖ_ＢＵＳが受電装置３００に供給され、アダプタ電圧Ｖ_ＡＤＰも５Ｖとなる。時刻ｔ２に、受電側コントローラ３１０が５Ｖのアダプタ電圧Ｖ_ＡＤＰによって動作可能となると、給電側コントローラ２０４と受電側コントローラ３１０のネゴシエーションが開始する。ネゴシエーションの結果、バス電圧Ｖ_ＢＵＳの電圧レベルが、５Ｖより高い電圧（たとえば１２Ｖ）に決定され、時刻ｔ３に電源回路２０２の設定電圧が１２Ｖに変更される。これにより出力電圧Ｖ_ＯＵＴが１２Ｖに上昇し、バス電圧Ｖ_ＢＵＳおよびアダプタ電圧Ｖ_ＡＤＰが上昇する。そして時刻ｔ４にバス電圧Ｖ_ＢＵＳが規定電圧（１２Ｖ）に達すると、それを通知する信号（PS_RDYメッセージ）が、給電側コントローラ２０４から受電側コントローラ３１０に送信される。受電側コントローラ３１０はこの通知を受けると、時刻ｔ４にバススイッチＳＷ２をオンする。

バススイッチＳＷ２がオンすると、短絡３１２によって、アダプタ電圧Ｖ_ＡＤＰ、バス電圧Ｖ_ＢＵＳ、出力電圧Ｖ_ＯＵＴが、０Ｖ付近まで低下する。アダプタ電圧Ｖ_ＡＤＰが低下すると、受電側コントローラ３１０の電源供給が失われ、バススイッチＳＷ２のオンを維持できなくなり、時刻ｔ５にバススイッチＳＷ２がターンオフする。また出力電圧Ｖ_ＯＵＴがゼロとなることで、給電側コントローラ２０４の電源も失われ、リセットされる。給電側コントローラ２０４がリセットされると、プルアップが解除され、ＣＣ端子の電圧はローレベルに落ちる。出力電圧Ｖ_ＯＵＴが復帰し、給電側コントローラ２０４が動作可能となると給電側のＣＣ端子のプルアップが復活し、ＣＣ端子には、給電装置２００側のプルアップ素子と、受電装置３００側のプルダウン素子に応じた電圧が発生する。

そして給電側コントローラ２０４および受電側コントローラ３１０がシャットダウンした後に、時刻ｔ０に、給電側コントローラ２０４はＣＣ端子の電圧にもとづいて、再度、時刻ｔ０に受電側コントローラ３１０を検出し、バススイッチＳＷ１をオンする。

このように、受電装置３００側において短絡３１２が発生していると、時刻ｔ０〜ｔ５を１周期とするシーケンスが繰り返される。したがって電源回路２０２に着目すると、各周期において電源回路２０２は、同じ状態が発生する。したがって、短絡検出回路２１２は、電源回路２０２において、所定の状態が繰り返し発生したことを条件として、受電装置３００側における短絡を検出することができる。

たとえば短絡検出回路２１２は、所定のインターバルで、電源回路２０２の所定の状態が所定回数発生したときに、短絡異常と判定してもよい。所定のインターバルは、短絡時の給電システム１００全体の繰り返し動作の周期にもとづいて決定すればよく、ある程度の幅を有してもよい。

本発明は、図３のブロック図や回路図として把握され、あるいは上述の説明から導かれるさまざまな装置、回路に及ぶものであり、特定の構成に限定されるものではない。以下、本発明の範囲を狭めるためではなく、発明の本質や回路動作の理解を助け、またそれらを明確化するために、より具体的な構成例を説明する。

図６は、給電装置２００の構成例を示す回路図である。電源回路２０２はＡＣ／ＤＣコンバータである。交流電圧Ｖ_ＡＣは、整流回路２２０および平滑キャパシタ２２２によって整流、平滑化され、直流入力電圧Ｖ_ＩＮに変換される。絶縁コンバータ２２４は、直流入力電圧Ｖ_ＩＮを降圧し、直流出力電圧Ｖ_ＯＵＴを生成する。絶縁コンバータ２２４は、スイッチングトランジスタＭ１、トランスＴ１、整流素子Ｄ１、キャパシタＣ１を備える。

１次側コントローラ２２６は、シャントレギュレータ２２８およびフォトカプラ２３０とともに、出力電圧Ｖ_ＯＵＴを目標値に安定化させる。シャントレギュレータ２２８は、出力電圧Ｖ_ＯＵＴとその目標値Ｖ_ＲＥＦの誤差に応じた電流Ｉ_ＥＲＲを発生する。フォトカプラ２３０は、２次側の電流Ｉ_ＥＲＲに応じたフィードバック電流Ｉ_ＦＢを発生する。１次側コントローラ２２６は、フィードバック電流Ｉ_ＦＢに応じたフィードバック電圧Ｖ_ＦＢを受け、フィードバック電圧Ｖ_ＦＢに応じたデューティ比で、絶縁コンバータ２２４のスイッチングトランジスタＭ１を駆動する。スイッチングトランジスタＭ１のソースと接地の間には、センス抵抗Ｒ_Ｓが設けられる。１次側コントローラ２２６は、センス抵抗Ｒ_Ｓの電圧降下（電流検出信号）Ｖ_ＣＳにもとづいて、スイッチングトランジスタＭ１に流れる電流Ｉ_Ｍ１を検出する。

給電側コントローラ２０４は、受電装置３００の接続を検出するとバススイッチＳＷ１をオンする。給電側コントローラ２０４は、ネゴシエーションの結果にもとづいて、シャントレギュレータ２２８を制御し、出力電圧Ｖ_ＯＵＴの目標値Ｖ_ＲＥＦを変化させる。また給電側コントローラ２０４は、ネゴシエーションが完了し、適切なバス電圧Ｖ_ＢＵＳが発生すると、ＣＣラインを介して受電側コントローラ３１０に通知信号を送信する。

絶縁コンバータ２２４のトランスＴ１には、１次巻線Ｗ１、２次巻線Ｗ２に加えて、補助巻線Ｗ３が設けられる。補助巻線Ｗ３とダイオードＤ３、キャパシタＣ３は、補助コンバータ２３２を形成しており、この補助コンバータ２３２によって、１次側コントローラ２２６の電源電圧Ｖ_ＣＣが生成される。

図７は、１次側コントローラ２２６の第１構成例（２２６ａ）を示す回路図である。１次側コントローラ２２６ａは、パルス変調器（デューティコントローラ）２４０、ドライバ２４２、過電流保護（ＯＣＰ）回路２４４に加えて、図３の短絡検出回路２１２の一部あるいは全部である第１検出回路２５０を含む。パルス変調器２４０は、フィードバック電圧Ｖ_ＦＢに応じたデューティ比（あるいは周波数）を有するパルス信号Ｓ_ＰＷＭを生成する。パルス変調器２４０の構成は特に限定されず、電圧モードあるいは電流モードの変調器で構成することができる。多くのコンバータで使用される電流モードのパルス変調器２４０は、電流検出信号Ｖ_ＣＳを安定化させるフィードバックループを備える。ドライバ２４２は、パルス信号Ｓ_ＰＷＭに応じてスイッチングトランジスタＭ１を駆動する。

ＯＣＰ回路２４４は、電流検出信号Ｖ_ＣＳをしきい値Ｖ_ＯＣＰと比較することにより、過電流状態を検出し、過電流状態において、ＯＣＰ信号Ｓ_ＯＣＰをアサート（たとえばハイレベル）する。ドライバ２４２は、ＯＣＰ信号がアサートされると、スイッチングトランジスタＭ１を直ちにオフする。

第１検出回路２５０は、絶縁コンバータ２２４のスイッチングトランジスタＭ１に流れる電流Ｉ_Ｍ１が所定のしきい値Ｉ_ＴＨを超える状態が、所定回数繰り返されると、短絡異常と判定する。具体的には第１検出回路２５０は、コンパレータ２５２および判定部２５４を含む。コンパレータ２５２は、電流Ｉ_Ｍ１に応じた電流検出信号Ｖ_ＣＳを、しきい値Ｉ_ＴＨに応じたしきい値電圧Ｖ_ＴＨ１と比較し、比較結果を示す比較信号Ｓ_{ＣＯＭＰ１}を生成する。比較信号Ｓ_{ＣＯＭＰ１}は、Ｖ_ＣＳ＞Ｖ_ＴＨ１のときアサートされる（たとえばハイレベル）。

判定部２５４は、比較信号Ｓ_{ＣＯＭＰ１}が、所定のインターバルで、所定回数アサートされると、短絡保護信号（ＳＣＰ１信号）をアサート（たとえばハイレベル）する。ＳＣＰ１信号がアサートされると、１次側コントローラ２２６ａは、スイッチングトランジスタＭ１の駆動を停止し、その状態をラッチする。このラッチは、１次側コントローラ２２６ａがリセットされるまで維持される。あるいはスイッチングの停止が、所定時間の経過後に自動的に解除される自動復帰タイプの保護を行ってもよい。１次側コントローラ２２６ａは、ＳＣＰ１信号のアサートを外部のマイコン等に通知してもよい。

続いて図７の１次側コントローラ２２６ａの動作を説明する。図４の波形図において、バススイッチＳＷ２がオンである期間ｔ４〜ｔ５の間、絶縁コンバータ２２４の出力が短絡される。このとき、電流Ｉ_ＥＲＲおよびフィードバック電流Ｉ_ＦＢがゼロ付近まで減少すると、フィードバック電圧Ｖ_ＦＢが増加し、スイッチングトランジスタＭ１のスイッチングのデューティ比が最大値まで増加する。そうすると、スイッチングトランジスタＭ１の電流Ｉ_Ｍ１のピーク値が増加し、しきい値Ｉ_ＴＨを上回り、比較信号Ｓ_{ＣＯＭＰ１}がアサートされる。比較信号Ｓ_{ＣＯＭＰ１}のアサートは、図４の各周期において発生する。したがって、比較信号Ｓ_{ＣＯＭＰ１}のアサートの繰り返しを条件として、短絡を検出できる。

なお、しきい値電流Ｉ_ＴＨと、過電流保護のためのしきい値を等しくしてもよい。この場合には、第１検出回路２５０のコンパレータ２５２と、ＯＣＰ回路２４４の内部のコンパレータを共通化してもよい。

図８は、１次側コントローラ２２６の第２構成例（２２６ｂ）を示す回路図である。１次側コントローラ２２６ｂは、図３の短絡検出回路２１２の一部あるいは全部である第２検出回路２６０を含む。

第２検出回路２６０は、１次側コントローラ２２６ｂの電源電圧Ｖ_ＣＣが所定のしきい値電圧Ｖ_ＴＨ２を超える状態が、所定回数繰り返されると、短絡異常と判定する。第２検出回路２６０は、図７の第１検出回路２５０と同様に構成することができ、コンパレータ２６２および判定部２６４を含む。コンパレータ２６２は、電源電圧Ｖ_ＣＣあるいはそれに応じた電圧検出信号を、しきい値Ｖ_ＴＨ２と比較し、比較結果を示す比較信号Ｓ_{ＣＯＭＰ２}を生成する。比較信号Ｓ_{ＣＯＭＰ２}は、Ｖ_ＣＣ＞Ｖ_ＴＨ２のときアサートされる（たとえばハイレベル）。

判定部２６４は、比較信号Ｓ_{ＣＯＭＰ２}が、所定のインターバルで、所定回数アサートされると、短絡保護信号（ＳＣＰ２信号）をアサート（たとえばハイレベル）する。ＳＣＰ２信号がアサートされると、１次側コントローラ２２６ｂは、スイッチングトランジスタＭ１の駆動を停止し、その状態をラッチする。

続いて図８の１次側コントローラ２２６ｂの動作を説明する。図４の波形図において、バススイッチＳＷ２がオンである期間ｔ４〜ｔ５の間、絶縁コンバータ２２４の出力が短絡される。このとき、電流Ｉ_ＥＲＲおよびフィードバック電流Ｉ_ＦＢがゼロ付近まで減少すると、フィードバック電圧Ｖ_ＦＢが増加し、スイッチングトランジスタＭ１のスイッチングのデューティ比が最大値まで増加する。そうすると、補助巻線Ｗ３からキャパシタＣ３に供給される電流が過剰となり、電源電圧Ｖ_ＣＣが上昇し、比較信号Ｓ_{ＣＯＭＰ２}がアサートされる。比較信号Ｓ_{ＣＯＭＰ２}のアサートは、図４の各周期において発生する。したがって、比較信号Ｓ_{ＣＯＭＰ２}のアサートの繰り返しを条件として、短絡を検出できる。

図９は、１次側コントローラ２２６の第３構成例（２２６ｃ）を示す回路図である。１次側コントローラ２２６ｃは、図３の短絡検出回路２１２の一部あるいは全部である第３検出回路２７０を含む。

第３検出回路２７０は、１次側コントローラ２２６ｃのフィードバック（ＦＢ）端子の電圧Ｖ_ＦＢが、ハイレベル電圧となる状態が所定回数繰り返されると、短絡異常と判定する。第３検出回路２７０は、図７の第１検出回路２５０あるいは図８の第２検出回路２６０と同様に構成することができ、コンパレータ２７２および判定部２７４を含む。コンパレータ２７２は、フィードバック電圧Ｖ_ＦＢあるいはそれに応じた電圧検出信号を、しきい値Ｖ_ＴＨ３と比較し、比較結果を示す比較信号Ｓ_{ＣＯＭＰ３}を生成する。比較信号Ｓ_{ＣＯＭＰ３}は、Ｖ_ＦＢ＞Ｖ_ＴＨ３のときアサートされる（たとえばハイレベル）。

判定部２７４は、比較信号Ｓ_{ＣＯＭＰ３}が、所定のインターバルで、所定回数アサートされると、短絡保護信号（ＳＣＰ３信号）をアサート（たとえばハイレベル）する。ＳＣＰ３信号がアサートされると、１次側コントローラ２２６ｃは、スイッチングトランジスタＭ１の駆動を停止し、その状態をラッチする。

続いて図９の１次側コントローラ２２６ｃの動作を説明する。図４の波形図において、バススイッチＳＷ２がオンである期間ｔ４〜ｔ５の間、絶縁コンバータ２２４の出力が短絡される。このとき、電流Ｉ_ＥＲＲおよびフィードバック電流Ｉ_ＦＢがゼロ付近まで減少すると、ＦＢ端子が抵抗Ｒ１１によってハイレベル電圧Ｖ_Ｈにプルアップされてしきい値電圧Ｖ_ＴＨ３を超え、比較信号Ｓ_{ＣＯＭＰ３}がアサートされる。比較信号Ｓ_{ＣＯＭＰ３}のアサートは、図４の各周期において発生する。したがって、比較信号Ｓ_{ＣＯＭＰ３}のアサートの繰り返しを条件として、短絡を検出できる。

以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。

（第１変形例）
図１０は、第１変形例に係る給電装置２００ａを示す図である。給電装置２００ａは、充電回路２８０をさらに備える。充電回路２８０は、オン、オフが切りかえ可能であり、オン状態においてバスライン２１０を充電する。たとえばバスライン２１０は、バススイッチＳＷ１と並列な経路に設けられたスイッチＳＷ３および抵抗Ｒ３を含む。スイッチＳＷ３のオンが、充電回路２８０のオンに対応する。充電回路２８０は、オン、オフ可能な電流源で構成してもよい。

給電側コントローラ２０４ａは、第４検出回路２９０を含む。給電側コントローラ２０４ａは、バススイッチＳＷ１をオンするより前に、充電回路２８０をオンする。第４検出回路２９０は、その結果得られるバスライン２１０の電圧Ｖ_ＢＵＳにもとづいて、短絡異常の有無を判定し、異常を検出すると、ＳＣＰ４信号をアサート（たとえばハイレベル）する。第４検出回路２９０は、バス電圧Ｖ_ＢＵＳをしきい値電圧Ｖ_ＴＨ４と比較するコンパレータ２９２を含んでもよい。

バスライン２１０（あるいはＵＳＢケーブル１０６）において短絡２８２が発生していなければ、充電回路２８０をオンしたときに、バス電圧Ｖ_ＢＵＳは、時間とともに上昇し、しきい値電圧Ｖ_ＴＨ４を超える。もし短絡２８２が発生していれば、バス電圧Ｖ_ＢＵＳは上昇せず、しきい値電圧Ｖ_ＴＨ４を超えない。

このように、第４検出回路２９０を設けることにより、バススイッチＳＷ１とバススイッチＳＷ２の間の短絡異常を検出できる。

（第２変形例）
実施の形態では、（i）スイッチングトランジスタＭ１の電流Ｉ_Ｍ１の増大の繰り返し、（ii）給電側コントローラ２０４の電源電圧Ｖ_ＣＣの増大の繰り返し、（iii）給電側コントローラ２０４のＦＢ端子の電圧Ｖ_ＦＢの増大、のいずれかの繰り返し、を短絡検出の条件としたが、本発明はそれに限定されない。たとえば図７から図９の第１検出回路２５０、第２検出回路２６０、第３検出回路２７０の任意の複数を組み合わせを、給電側コントローラ２０４に内蔵してもよい。この場合、判定部２５４、２６４、２７４は、共通化してもよい。

（第３変形例）
あるいは、短絡検出の条件としうる、電源回路２０２の所定の状態は、上述の（i）〜（iii）の他に、電源回路２０２の起動あるいは停止を利用してもよい。あるいは、電源回路２０２が、５Ｖと、それより高い電圧（たとえば１２Ｖ，２０Ｖなど）を生成可能な可変電源である場合には、出力電圧の切りかえの繰り返し発生を、短絡検出の条件としてもよい。

（第４変形例）
実施の形態では、ＵＳＢ−ＰＤ規格に準拠した給電装置２００について説明したが本発明はそれに限定されず、ＵＳＢ−ＰＤ規格と類似した特徴を有する将来策定される規格にも適用可能である。

（用途）
最後に給電装置２００の用途を説明する。図１１（ａ）は、給電装置２００を備えるＡＣアダプタ５００の斜視図である。ＡＣアダプタ５００は、筐体５０２、レセプタクル５０４および給電装置２００を備える。給電装置２００の電源回路２０２は、ＡＣ／ＤＣコンバータで構成される。

図１１（ｂ）は、給電装置２００を備える電子機器６００の斜視図である。この電子機器６００は、ディスプレイ装置のようにバッテリを内蔵しないデバイスである。電子機器６００は、筐体６０２、レセプタクル６０４および給電装置２００を備える。給電装置２００の電源回路２０２は、ＡＣ／ＤＣコンバータで構成される。

図１１（ｃ）は、給電装置２００を備える電子機器７００の斜視図である。この電子機器７００は、ノート型ＰＣやタブレットＰＣのようにバッテリを内蔵するデバイスである。電子機器７００は、筐体７０２、レセプタクル７０４、バッテリ７０６および給電装置２００を備える。給電装置２００の電源回路２０２は、バッテリ７０６からの直流電圧Ｖ_ＢＡＴあるいは外付けのＡＣアダプタ７２０からの直流電圧Ｖ_ＥＸＴを受け、バス電圧Ｖ_ＢＵＳを発生するＤＣ／ＤＣコンバータで構成される。

このように給電装置２００は、さまざまな電子機器やＡＣアダプタに搭載することができる。

実施の形態にもとづき、具体的な用語を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。

１００…給電システム、１０２…アダプタ、１０６…ＵＳＢケーブル、１０８…レセプタクル、２００…給電装置、２０２…電源回路、２０４…給電側コントローラ、ＳＷ１…バススイッチ、２０６…５Ｖ電源、２０８…セレクタ、２１０…バスライン、２１２…短絡検出回路、２２０…整流回路、２２２…平滑キャパシタ、２２４…絶縁コンバータ、２２６…１次側コントローラ、２２８…シャントレギュレータ、２３０…フォトカプラ、２４０…パルス変調器、２４２…ドライバ、２４４…ＯＣＰ回路、２５０…第１検出回路、２５２…コンパレータ、２５４…判定部、Ｍ１…スイッチングトランジスタ、２６０…第２検出回路、２６２…コンパレータ、２６４…判定部、２７０…第３検出回路、２７２…コンパレータ、２７４…判定部、２８０…充電回路、２９０…第４検出回路、３００…受電装置、３０２…バッテリ、３０４…充電回路、３１０…受電側コントローラ、ＳＷ２…バススイッチ、４００…電子機器、４０２…負荷、４０４…レセプタクル、５００…ＡＣアダプタ、５０２…筐体、５０４…レセプタクル、６００…電子機器、６０２…筐体、６０４…レセプタクル、７００…電子機器、７０２…筐体、７０４…レセプタクル、７０６…バッテリ。

Claims (19)

1. ケーブルを介して受電装置にバス電圧を供給する給電装置であって、
   バス電圧を発生する電源回路と、
   前記電源回路の出力から延びるバスラインの経路上に設けられたバススイッチと、
   前記受電装置の受電側コントローラとの間で通信可能であり、ネゴシエーションによって供給電圧を決定するとともに、前記バススイッチを制御する給電側コントローラと、
   前記電源回路において、所定の状態が繰り返し発生するときに、短絡異常と判定する短絡検出回路と、
   を備えることを特徴とする給電装置。
2. 前記電源回路は、絶縁コンバータと１次側コントローラを含み、
   前記短絡検出回路は、前記１次側コントローラに内蔵される第１検出回路を含み、
   前記第１検出回路は、前記絶縁コンバータのスイッチングトランジスタに流れる電流が所定のしきい値を超える状態が、所定回数繰り返されると、前記短絡異常と判定することを特徴とする請求項１に記載の給電装置。
3. 前記電源回路は、絶縁コンバータと１次側コントローラを含み、
   前記短絡検出回路は、前記１次側コントローラに内蔵される第２検出回路を含み、
   前記第２検出回路は、前記１次側コントローラの電源電圧が所定のしきい値電圧を超える状態が、所定回数繰り返されると、前記短絡異常と判定することを特徴とする請求項１または２に記載の給電装置。
4. 前記電源回路は、絶縁コンバータと１次側コントローラを含み、
   前記短絡検出回路は、前記１次側コントローラに内蔵される第３検出回路を含み、
   前記第３検出回路は、前記１次側コントローラのフィードバック端子の電圧が、ハイレベル電圧となる状態が所定回数繰り返されると、前記短絡異常と判定す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給電装置。
5. オン、オフが切りかえ可能であり、オン状態において前記バスラインを充電する充電回路をさらに備え、
   前記給電側コントローラは、前記バススイッチをオンするより前に、前記充電回路をオンし、その結果得られる前記バスラインの電圧にもとづいて、短絡異常の有無を判定する第４検出回路を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の給電装置。
6. ＵＳＢ−ＰＤ規格に準拠す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給電装置。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の給電装置を備えることを特徴とするＡＣアダプタ。
8. 請求項１から６のいずれかに記載の給電装置を備えることを特徴とする電子機器。
9. 給電装置のＡＣ／ＤＣコンバータの１次側コントローラであって、
   前記給電装置は、
   前記ＡＣ／ＤＣコンバータの出力から延びるバスライン上に設けられたバススイッチと、
   受電装置の受電側コントローラとの間で通信可能であり、ネゴシエーションによって供給電圧を決定するとともに、前記バススイッチを制御する給電側コントローラと、
   を備え、
   前記ＡＣ／ＤＣコンバータは、
   整流回路と、
   平滑キャパシタと、
   前記平滑キャパシタの電圧を変換する絶縁コンバータと、
   前記絶縁コンバータの出力電圧と目標値の誤差に応じた信号を生成するシャントレギュレータと、
   前記シャントレギュレータの出力を受け、フィードバック信号を生成するフォトカプラと、
   を備え、
   前記１次側コントローラは、
   前記フィードバック信号にもとづいて前記絶縁コンバータのスイッチングトランジスタのオン、オフを指示する制御パルスを生成するパルス変調器と、
   前記制御パルスに応じて前記スイッチングトランジスタを駆動するドライバと、
   前記絶縁コンバータにおいて、所定の状態が繰り返される場合に、短絡異常と判定する短絡検出回路と、
   を備えることを特徴とする１次側コントローラ。
10. 前記短絡検出回路は、第１検出回路を含み、
    前記第１検出回路は、前記絶縁コンバータのスイッチングトランジスタに流れる電流が所定のしきい値を超える状態が、所定回数繰り返されると、前記短絡異常と判定することを特徴とする請求項９に記載の１次側コントローラ。
11. 前記短絡検出回路は、第２検出回路を含み、
    前記第２検出回路は、前記１次側コントローラの電源電圧が所定のしきい値電圧を超える状態が、所定回数繰り返されると、前記短絡異常と判定することを特徴とする請求項９または１０に記載の１次側コントローラ。
12. 前記短絡検出回路は、第３検出回路を含み、
    前記第３検出回路は、前記１次側コントローラのフィードバック端子の電圧が、ハイレベル電圧となる状態が所定回数繰り返されると、前記短絡異常と判定することを特徴とする請求項９から１１のいずれかに記載の１次側コントローラ。
13. 前記給電装置は、オン、オフが切りかえ可能であり、オン状態において前記バスラインを充電する充電回路をさらに備え、
    前記給電側コントローラは、
    前記バススイッチをオンするより前に、前記充電回路をオンし、その結果得られる前記バスラインの電圧にもとづいて、短絡異常の有無を判定する第４検出回路を含むことを特徴とする請求項９から１２のいずれかに記載の１次側コントローラ。
14. ＵＳＢ−ＰＤ規格に準拠することを特徴とする請求項９から１３のいずれかに記載の１次側コントローラ。
15. ひとつの半導体基板に一体集積化されることを特徴とする請求項９から１４のいずれかに記載の１次側コントローラ。
16. ＵＳＢ−ＰＤ規格に準拠する給電装置における短絡検出方法であって、
    前記給電装置は電源回路を含み、
    前記短絡検出方法は、
    電源回路が所定の状態となると、検出信号をアサートするステップと、
    前記検出信号が繰り返しアサートされるときに、短絡異常と判定するステップと、
    を備えることを特徴とする短絡検出方法。
17. 前記電源回路は絶縁コンバータを含み、
    前記所定の状態は、前記絶縁コンバータのスイッチングトランジスタに流れる電流が所定のしきい値を超えた状態を含むことを特徴とする請求項１６に記載の短絡検出方法。
18. 前記電源回路は絶縁コンバータを含み、
    前記所定の状態は、前記絶縁コンバータの１次側コントローラの電源電圧が所定のしきい値電圧を超える状態を含むことを特徴とする請求項１６または１７に記載の短絡検出方法。
19. 前記電源回路は絶縁コンバータを含み、
    前記所定の状態は、前記絶縁コンバータの１次側コントローラのフィードバック端子の電圧が、ハイレベル電圧となる状態を含むことを特徴とする請求項１６から１８のいずれかに記載の短絡検出方法。

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