プラグおよび電力供給システム
【課題】情報信号を電力に重畳して供給する電力供給システムにおいて、プラグとコンセントとの間の電気的接続を遮断することで、コンセントからプラグを抜き取る際にプラグとコンセントとの間の火花の発生を防ぐことが可能な、新規かつ改良されたプラグを提供すること。
【解決手段】バスラインを介して情報信号が重畳される電力が供給される電源線に接続されるプラグ電極と、プラグ電極の少なくとも一つと直列に接続される第１半導体スイッチング素子と、プラグ電極の少なくとも一つと直列に接続され、第１半導体スイッチング素子と並列に設けられるキャパシタと、を備えるプラグが提供される。かかる構成により、情報信号を電力に重畳して供給する電力供給システムにおいて、コンセントからプラグを抜き取る際にプラグとコンセントとの間の火花の発生を防ぐことが可能となる。
【解決手段】バスラインを介して情報信号が重畳される電力が供給される電源線に接続されるプラグ電極と、プラグ電極の少なくとも一つと直列に接続される第１半導体スイッチング素子と、プラグ電極の少なくとも一つと直列に接続され、第１半導体スイッチング素子と並列に設けられるキャパシタと、を備えるプラグが提供される。かかる構成により、情報信号を電力に重畳して供給する電力供給システムにおいて、コンセントからプラグを抜き取る際にプラグとコンセントとの間の火花の発生を防ぐことが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラグおよび電力供給システムに関し、より詳細には、情報信号を電力に重畳して供給する電力サーバと、情報信号および電力の供給を受ける機器との間を接続及び切断するプラグ、および当該プラグを備えた電力供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータやゲーム機のような電子機器の多くは、機器の動作やバッテリの充電のために、商用電源より交流（ＡＣ）の電力を入力して機器に合わせた電力を出力するＡＣアダプタが用いられている。通常、電子機器では直流（ＤＣ）によって動作するが、電圧や電流はそれぞれの機器で異なる。従って、機器に合わせた電力を出力するＡＣアダプタの規格も、機器毎に異なることになり、同じような形状を有するＡＣアダプタであっても互換性を有しないことになる、機器の増加に伴ってＡＣアダプタの数も増加してしまう問題があった。
【０００３】
このような問題に対して、バッテリやＡＣアダプタ等の、機器に電力を供給する電源供給ブロックと、当該電源供給ブロックから電力が供給される電源消費ブロックとを、直流の１つの共通バスラインに接続した電源バスシステムが提案されている（例えば特許文献１）。かかる電源バスシステムにおいては直流の電流がバスラインを流れている。また、かかる電源バスシステムにおいては、各ブロックは自らがオブジェクトとして記述されており、各ブロックのオブジェクトがバスラインを介して相互に情報（状態データ）の送受信を行っている。また各ブロックのオブジェクトは、他のブロックのオブジェクトからの要求に基づいて情報（状態データ）を生成し、回答データとして送信している。そして、回答データを受信したブロックのオブジェクトは、受信した回答データの内容に基づいて電力の供給や消費を制御することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３０６１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の交流電力の供給を受ける電子機器では、電子機器が電力を消費しており、かつ交流のピーク値付近である場合に、コンセント（プラグ受け）からプラグを抜き取ると、コンセントとプラグとの間で火花が発生する。また、この火花の発生が、直流電力が供給される電源バスシステムにおいては、常に発生することが考えられる。火花の発生はプラグ及びコンセントの劣化を招くという問題がある。従って、情報信号を電力に重畳して供給するような電力供給システムにおける電子機器においては、火花を発生させずにプラグをコンセントに抜き差しできるようにする必要がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、情報信号を電力に重畳して供給する電力供給システムにおいて、プラグとコンセントとの間の電気的接続を遮断することで、コンセントからプラグを抜き取る際にプラグとコンセントとの間の火花の発生を防ぐことが可能な、新規かつ改良されたプラグおよび電力供給システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、バスラインを介して情報信号が重畳される電力を供給する電源線に接続されるプラグ電極と、プラグ電極の少なくとも一つと直列に接続される第１半導体スイッチング素子と、プラグ電極の少なくとも一つと直列に接続され、第１半導体スイッチング素子と並列に設けられるキャパシタと、を備えるプラグが提供される。
【０００８】
かかる構成によれば、プラグ電極はバスラインを介して情報信号が重畳される電力を供給する電源線に接続され、第１半導体スイッチング素子はプラグ電極の少なくとも一つと直列に接続され、キャパシタはプラグ電極の少なくとも一つと直列に接続され、第１半導体スイッチング素子と並列に設けられる。その結果、情報信号を電力に重畳して供給する電力供給システムにおいて、コンセントからプラグを抜き取る際に、第１半導体スイッチング素子によってプラグとコンセントとの間の電気的接続を遮断することで、プラグとコンセントとの間の火花の発生を防ぐことが可能となる。
【０００９】
上記プラグは、第１半導体スイッチング素子を開閉させるスイッチ部をさらに備えてもよい。
【００１０】
スイッチ部は、押しボタンであり、押しボタンを押下することで第１半導体スイッチング素子を遮断させるようにしてもよい。
【００１１】
上記プラグは、第１半導体スイッチング素子の開閉を制御する第２半導体スイッチング素子をさらに備えていてもよい。
【００１２】
上記電源は直流電源であってもよい。
【００１３】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、バスラインを介して情報信号が重畳される電力を供給する電源サーバと、電源サーバから電力の供給を受けるクライアントと、を含み、電源サーバまたはクライアントの少なくともいずれかに、電源に接続されるプラグ電極と、プラグ電極の少なくとも一つと直列に接続される第１半導体スイッチング素子と、プラグ電極の少なくとも一つと直列に接続され、第１半導体スイッチング素子と並列に設けられるキャパシタと、を備えるプラグを含む、電力供給システムが提供される。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように本発明によれば、情報信号を電力に重畳して供給する電力供給システムにおいて、プラグとコンセントとの間の電気的接続を遮断することで、コンセントからプラグを抜き取る際にプラグとコンセントとの間の火花の発生を防ぐことが可能な、新規かつ改良されたプラグおよび電力供給システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１６】
また、以下の順序に従って本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
〔１〕電力供給システムの構成
〔２〕電力伝送システムによる電力供給処理
〔３〕本発明の一実施形態にかかるプラグの構成
〔４〕本発明の一実施形態にかかるプラグの変形例
〔５〕まとめ
【００１７】
〔１〕電力供給システムの構成
まず、本発明の一実施形態にかかるプラグを用いた電力供給システムの構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる電力供給システム１の構成について説明する説明図である。以下、図１を用いて本発明の一実施形態にかかる電力供給システム１の構成について説明する。
【００１８】
図１に示したように、本発明の一実施形態にかかる電力供給システム１は、電源サーバ１００と、クライアント２００と、を含んで構成される。電源サーバ１００とクライアント２００とは、バスライン１０を介して接続されている。
【００１９】
電源サーバ１００は、クライアント２００に対して直流電力を供給するものである。また、電源サーバ１００は、クライアント２００との間で情報信号を送受信する。本実施形態においては、電源サーバ１００とクライアント２００との間の直流電力の供給および情報信号の送受信は、バスライン１０で共用されている。電源サーバ１００の構成については後述する。
【００２０】
クライアント２００は、電源サーバ１００から直流電力の供給を受けるものである。また、クライアント２００は、電源サーバ１００との間で情報信号を送受信する。クライアント２００の構成については後述する。
【００２１】
なお、図１に示した電源供給システム１では、１つの電源サーバ１００と、２つのクライアント２００とを図示しているが、本発明においては、電源サーバの数とおよびクライアントの数はかかる例に限定されないことは言うまでも無い。
【００２２】
以上、図１を用いて本発明の一実施形態にかかる電力供給システム１の構成について説明した。次に、本発明の一実施形態にかかる電源サーバ１００の構成について説明する。
【００２３】
図２は、本発明の一実施形態にかかる電源サーバ１００の構成について説明する説明図である。以下、図２を用いて本発明の一実施形態にかかる電源サーバ１００の構成について説明する。
【００２４】
図２に示したように、本発明の一実施形態にかかる電源サーバ１００は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１０と、サーバコントローラ１２０と、モデム１３０と、インダクタ１４０と、スイッチ１５０と、プラグ１７０と、を含んで構成される。
【００２５】
ＡＣ／ＤＣコンバータ１１０は、商用電源１６０から供給される交流の電力を、クライアント２００に供給できるように直流の電力に変換する交流／直流変換部である。ＡＣ／ＤＣコンバータ１１０で交流から直流へ変換された電力はバスライン１０を経由してクライアント２００に供給される。なお、バスライン１０のうちの１本と、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１０との間には、図２に示したようにインダクタ１４０およびスイッチ１５０が設けられる。インダクタ１４０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１０の出力部に通常設けられるバイパスコンデンサによって、通信路のインピーダンスを低下させないために設けられるものである。また、スイッチ１５０は、電源サーバ１００からいきなりバスライン１０に電力が出力されないようにするために設けられるものである。
【００２６】
サーバコントローラ１２０は、電源サーバ１００による電力供給のための各種機能を実行するための制御部である、サーバコントローラ１２０は、例えば、マイクロプロセッサおよび当該マイクロプロセッサを動作させる周辺回路から構成される。サーバコントローラ１２０が実行する制御には、例えば、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１０から供給される電力をバスライン１０と接続するか否かの制御、クライアント２００との間の通信における通信プロトコルの制御、クライアント２００との間の情報信号の送受信制御などがある。またサーバコントローラ１２０は、その電力仕様（サーバプロファイル）や情報信号のためのプロトコル、通信により取得したクライアント２００の情報などを内部情報として記憶する記憶部（図示せず）を備えている。
【００２７】
モデム１３０は、バスライン１０を介した、電源サーバ１００とクライアント２００との間の情報信号の送受信を可能とするものである。本実施形態にかかる電力供給システム１においては、情報信号と電力とは、同一の一対の導線を共有する。従って、混信しないように、周波数分割により、情報信号と電力とを分離する必要がある。本実施形態にかかる電力供給システム１では、電源サーバ１００とクライアント２００との間では、バスライン１０を介して情報信号の送受信が行われる。この情報信号の送受信は、電力の伝送で使用する周波数帯域（例えば４００Ｈｚ以下程度の低周波帯域）と混信しないように、十分高い周波数帯域を使用して行われる。モデム１３０は、この十分高い周波数帯域を使用して行われる情報信号の送受信における、信号の変調・復調を行うものである。
【００２８】
プラグ１７０は、本発明の直流プラグの一例であり、電源サーバ１００とバスライン１０とを接続するものである。プラグ１７０の構成については後に詳述する。
【００２９】
以上、本発明の一実施形態にかかる電源サーバ１００の構成について説明した。次に、本発明の一実施形態にかかるクライアント２００の構成について説明する。
【００３０】
図３は、本発明の一実施形態にかかるクライアント２００の構成について説明する説明図である。以下、図３を用いて本発明の一実施形態にかかるクライアント２００の構成について説明する。
【００３１】
図３に示したように、本発明の一実施形態にかかるクライアント２００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１０と、クライアントコントローラ２２０と、モデム２３０と、インダクタ２４０と、スイッチ２５０、２６０と、バッテリ２７０と、プラグ２９０と、を含んで構成される。
【００３２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２１０は、電源サーバ１００から供給された直流の電力を、クライアント２００に接続された負荷２８０が必要とする電流・電圧に変換するものである。そして、図３に示したように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１０とバスライン１０のうちの１本のバスラインとの間には、インダクタ２４０、およびスイッチ２５０、２６０が設けられている、これらのインダクタおよびスイッチは、上述した電源サーバ１００のインダクタ１４０およびスイッチ１５０と同様に機能する。
【００３３】
クライアントコントローラ２２０は、クライアント２００が電源供給を受けるために、各種機能を実行するためのものである。クライアントコントローラ２２０は、上述したサーバコントローラ１２０と同様に、例えば、マイクロプロセッサおよび当該マイクロプロセッサを動作させる周辺回路から構成される。クライアントコントローラ２２０は、例えば、電源サーバ１００から供給された電力をどのように消費するかの決定、電源サーバ１００との間の情報信号の通信におけるプロトコルの制御などを行う。また、クライアントコントローラ２２０は、情報信号の送受信のためのプロトコルや、クライアント２００の仕様に関するクライアント情報（クライアント電源プロファイル）などを内部情報として記憶する記憶部（図示せず）を備えている。
【００３４】
モデム２３０は、バスライン１０を介した、電源サーバ１００とクライアント２００との間の情報信号の送受信を可能とするものである。モデム２３０は、上述したモデム１３０と同じく、十分高い周波数帯域を使用して行われる情報信号の送受信における、信号の変調・復調を行うものである。
【００３５】
なお、クライアント２００は、負荷２８０の消費電力がゼロまたは少ない場合に、電源サーバ１００から供給された電力をバッテリ２７０に蓄積することができる。
【００３６】
プラグ２９０は、本発明の直流プラグの一例であり、クライアント２００とバスライン１０とを接続するものである。プラグ２９０の構成については後に詳述する。
【００３７】
以上、本発明の一実施形態にかかるクライアント２００の構成について説明した。次に、本発明の一実施形態にかかる電力伝送システム１による電力供給処理について説明し、続いて、電源サーバ１００およびクライアント２００に用いられるプラグ１７０、２９０の構成について説明する。
【００３８】
〔２〕電力伝送システムによる電力供給処理
本発明の一実施形態にかかる電力伝送システム１では、電源サーバ１００からクライアント２００への電力供給処理は、電源サーバ１００からバスライン１０に対して定期的に出力される同期パケットに基づいて行われる。クライアント２００は、バスライン１０を伝送されてくる同期パケットによって電源サーバ１００の存在を認識し、電源サーバ１００にアクセスすることができる。クライアント２００からのアクセスを受けた電源サーバ１００は、クライアント２００に対して自身のアドレスを送信する。電源サーバ１００のアドレスを受信したクライアント２００は、電源サーバ１００に対して、受信したアドレス宛に電力供給を要求する情報信号を送信する。クライアント２００からの電力供給を要求する情報信号を受信した電源サーバ１００は、クライアント２００に対して電力を供給する。
【００３９】
図８は、本発明の一実施形態にかかる電力伝送システム１による電力供給処理について説明する説明図である。以下、図８を用いて、本発明の一実施形態にかかる電力伝送システム１による電力供給処理についてより詳細に説明する。
【００４０】
図８に示したように、電源サーバ１００は、バスライン１０に対して定期的に同期パケットＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・を出力する。また、電源サーバ１００は、クライアント２００に電力を供給するために、クライアント２００との間で送受信される情報信号である情報パケットＢ１、Ｂ２、Ｂ３、・・・および電力エネルギーをパケット化した電力パケットＣ１、Ｃ２、Ｃ３、・・・を出力する。一方、クライアント２００は、電源サーバ１００から電力の供給を受けるために、電源サーバ１００との間で送受信される情報信号である情報パケットＤ１、Ｄ２、Ｄ３、・・・を出力する。
【００４１】
電源サーバ１００は、所定の間隔（例えば１秒間隔）のタイムスロットの開始時に、同期パケットＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・を出力する。タイムスロットは、情報パケットが送信される情報スロットと、電力パケットが送信される電力スロットとからなる。情報スロットＩＳ１、ＩＳ２、ＩＳ３、・・・は、電源サーバ１００とクライアント２００との間で情報パケットのやり取りが行われる区間である。また電源スロットＰＳ１、ＰＳ２、ＰＳ３、・・・は、電源サーバ１００からクライアント２００へ供給される電力パケットＣ１、Ｃ２、Ｃ３、・・・が出力される区間である。情報パケットは、情報スロットＩＳ１、ＩＳ２、ＩＳ３、・・・の区間においてのみ出力可能なパケットである。従って、１つの情報スロットにおいて情報パケットの送受信が完了しない場合には複数の情報スロットに渡って情報パケットが送信される。一方、電力パケットは、電源スロットＰＳ１、ＰＳ２、ＰＳ３、・・・の区間においてのみ出力可能なパケットである。
【００４２】
電源サーバ１００は、自身が供給可能な電力仕様を示すサーバ電源プロファイルを１または２以上有しており、クライアント２００は、自身の仕様に適合する電力を供給可能な電源サーバ１００から、電力の供給を受けるものとする。このとき、クライアント２００は、電源サーバ１００からサーバ電源プロファイルを取得して、自身に対する電源サーバ１００の仕様（サーバ電源プロファイル）を決定する。このためにまず、クライアント２００は、電源サーバ１００が出力する同期パケットＡ１を検出して、同期パケットＡ１に含まれる電源サーバ１００のアドレスを取得する。アドレスは、例えばＭＡＣアドレスとすることができる。次いで、クライアント２００は、電源サーバ１００に対して、電源サーバ１００が有するサーバ電源プロファイルの数の送信を要求する情報パケットＤ１を送信する。
【００４３】
情報パケットＤ１を受信した電源サーバ１００は、情報パケットＢ１において、電源サーバ１００が有するサーバ電源プロファイルの数であるサーバ電源プロファイル数を送信する。情報パケットＢ１を受信したクライアント２００は、電源サーバ１００のサーバ電源プロファイルの数だけサーバ電源プロファイルの内容を電源サーバ１００から取得する。例えば電源サーバ１００が２つのサーバ電源プロファイルを有する場合、クライアント２００は、まず、１つめのサーバ電源プロファイルを取得する。１つめのサーバ電源プロファイルを取得したクライアント２００は、電源の使用を要求する情報パケットＤ２として電源サーバ１００に送信する。
【００４４】
情報パケットＤ２を受信した電源サーバ１００は、サーバコントローラ１２０の記憶部（図示せず）に記憶された第１のサーバ電源プロファイルを、情報パケットＢ２としてクライアント２００に送信する。電源サーバ１００から情報パケットＢ２を受信したクライアント２００は、第２のサーバ電源プロファイルを取得するための情報パケットを送信する。しかし、この時点では情報スロットＩＳ１が終了し、電源パケットを送信するための電源スロットＰＳ１が開始している。従って、かかる情報パケットは次の情報スロットＩＳ２において送信される。また、電源スロットＰＳ１においては、クライアント２００が電源サーバ１００から供給を受ける電源仕様が確定していないため、電力の供給は行われない。
【００４５】
電源スロットＰＳ１が終了し、次のタイムスロットの開始を示す同期パケットＡ２が電源サーバ１００から出力される。その後、電源サーバ１００から情報パケットＢ２を受信したクライアント２００は、第２のサーバ電源プロファイルを取得するための情報を情報パケットＤ３として送信する。
【００４６】
情報パケットＤ３を受信した電源サーバ１００は、サーバコントローラ１２０の記憶部（図示せず）に記憶された第２のサーバ電源プロファイルを、情報パケットＢ３としてクライアント２００に送信する。情報パケットＢ３を受信して電源サーバ１００の有する２つのサーバ電源プロファイルを取得したクライアント２００は、自身に適合する電源仕様のサーバ電源プロファイルを選択する。そして、クライアント２００は、電源サーバ１００に対して選択したサーバ電源プロファイルを確定させるための情報パケットＤ４を送信する。
【００４７】
情報パケットＤ４を受信した電源サーバ１００は、クライアント２００に対して第１のサーバ電源プロファイルを確定したことを通知するため、情報パケットＢ４として電源仕様が確定した旨の応答を表す情報を、クライアント２００に送信する。その後、情報スロットＩＳ２が終了して電源スロットＰＳ２が開始すると、電源サーバ１００はクライアント２００に対して電源パケットＣ１を出力し、電源供給を行う。なお、電力パケットの送信のタイミングについては、送信開始時間設定リクエストを表す情報を用いることにより、電力供給開始時間をクライアント２００から電源サーバ１００に指定することができる。
【００４８】
以上、本発明の一実施形態にかかる電力伝送システム１による電力供給処理について説明した。次に、本発明の一実施形態にかかる電力伝送システム１における電源サーバ１００およびクライアント２００に用いられる、プラグ１７０、２９０の構成について説明する。なお、以下の説明では、プラグ１７０のみを例示して説明するが、以下において説明する構成はプラグ２９０にも同様に適用可能であることは言うまでも無い。
【００４９】
〔３〕本発明の一実施形態にかかるプラグの構成
図４は、本発明の一実施形態にかかるプラグ１７０の構成について説明する説明図である。以下、図４を用いて本発明の一実施形態にかかるプラグ１７０の構成について説明する。
【００５０】
図４に示したように、本発明の一実施形態にかかるプラグ１７０は、プラグ電極１７１、１７２と、第１半導体スイッチング素子１７３と、キャパシタ１７４と、抵抗１７５と、を含んで構成される。
【００５１】
プラグ電極１７１、１７２は、それぞれ電源サーバ１００をバスライン１０に接続するための電極である。プラグ電極１７１、１７２には極性があり、逆の極性で電源サーバ１００をバスライン１０に接続しないよう、誤挿入を防ぐ構成であることが望ましい。本実施形態では、プラグ電極１７２をＧＮＤ（負極）側とするものとして説明するが、本発明においては逆の極性であってもよい。
【００５２】
第１半導体スイッチング素子１７３は、半導体スイッチ１７３ａと、導通および切断を制御するＬＥＤ１７３ｂと、を含んで構成されるスイッチング素子である。半導体スイッチ１７３ａは、例えばパワーＭＯＳトランジスタ等によって構成されていてもよい。抵抗１７５は、ＬＥＤ１７３ｂを動作させるための抵抗である。第１半導体スイッチング素子１７３は、外部（例えばサーバコントローラ１２０）からの制御によって導通・切断される。
【００５３】
このように、プラグ電極１７１と直列に第１半導体スイッチング素子１７３を設けることで、プラグ１７０を外す際に、第１半導体スイッチング素子１７３によって予めバスライン１０と電源サーバ１００との間の電力供給路の接続を遮断することができる。そして、第１半導体スイッチング素子１７３によってバスライン１０と電源サーバ１００との間の接続を遮断した状態でプラグ１７０を外すことで、火花を発生させることなくプラグ１７０をコンセントから引き抜くことができる。火花を発生させることなくプラグ１７０をコンセントから引き抜くことができるので、プラグ１７０の劣化を抑えることができる。
【００５４】
そして、キャパシタ１７４は、図４に示したように、第１半導体スイッチング素子１７３と並列に接続されている。このようにキャパシタ１７４を設けることで、第１半導体スイッチング素子１７３によってバスライン１０と電源サーバ１００との間の電力供給路の接続が遮断されていても、高周波帯域での接続は遮断されない。従って、第１半導体スイッチング素子１７３によって、バスライン１０と電源サーバ１００との間の電力供給路の接続が遮断されていても、電源サーバ１００とクライアント２００との間の情報信号の授受を継続することができる。
【００５５】
以上、図４を用いて本発明の一実施形態にかかるプラグ１７０の構成について説明した。なお、本発明における直流プラグの構成は、図４に図示した例に限られない。以下では、本発明の一実施形態にかかるプラグの変形例について説明する。
【００５６】
〔４〕本発明の一実施形態にかかるプラグの変形例
図５は、本発明の一実施形態の第１の変形例にかかるプラグ１７０’の構成について説明する説明図である。以下、図５を用いて本発明の一実施形態の第１の変形例にかかるプラグ１７０’の構成について説明する。
【００５７】
図５に示した本発明の一実施形態の第１の変形例にかかるプラグ１７０’は、図４に示したプラグ１７０と比較して、スイッチ１７６が追加されている。スイッチ１７６は、押しボタン式のスイッチであり、いわゆるノーマリオンタイプのスイッチであることが望ましい。スイッチ１７６を指などによって押下することでＬＥＤ１７３ｂへの電流の供給を遮断することができる。
【００５８】
図６Ａは、図５に示したプラグ１７０’を上部から見た場合の一例について示す説明図であり、図６Ｂは、図５に示したプラグ１７０’の断面の一例について示す説明図である。
【００５９】
図６Ａおよび図６Ｂに示したようにプラグ１７０’を構成すると、スイッチ１７６が押されていない状態であれば、接点１７６ａ、１７６ｂを導体１７６ｃによって短絡することができる。また、スイッチ１７６が押されている状態であれば、接点１７６ａ、１７６ｂとの間が短絡されなくなる。
【００６０】
電源サーバ１００やクライアント２００が通常に動作しており、ある程度の電圧によって電流が流れている際にコンセントからプラグを抜き去ると、コンセントとプラグとの間で火花が発生する。この火花の発生は、電極を焼損するだけでなく、大きなノイズ源となるので、避けることが望ましい。
【００６１】
従って、図６Ａおよび図６Ｂに示したようにプラグ１７０’を構成することにより、ユーザがプラグ１７０’をコンセントに差し込む際には、スイッチ１７６を押し下げた状態で差し込むことで、スイッチ１７６から指を離すまで電力は供給されない。そして、ユーザがプラグ１７０’をコンセントから抜き取る際には、スイッチ１７６を押し下げた状態で抜き取ることで、火花を発生させることなく抜き取ることができる。
【００６２】
以上、本発明の一実施形態の第１の変形例にかかるプラグ１７０’の構成について説明した。次に、本発明の一実施形態の第２の変形例にかかるプラグの構成について説明する。
【００６３】
図７は、本発明の一実施形態の第２の変形例にかかるプラグ１７０’’の構成について説明する説明図である。以下、図７を用いて本発明の一実施形態の第２の変形例にかかるプラグ１７０’’の構成について説明する。
【００６４】
図７に示したプラグ１７０’’は、図５に示したプラグ１７０’と比較して、第２半導体スイッチング素子１７７が追加されている点で、図５に示したプラグ１７０’と異なっている。第２半導体スイッチング素子１７７は、例えばＭＯＳトランジスタまたはバイポーラトランジスタその他のスイッチング素子を用いることができる。
【００６５】
図７に示したようにプラグ１７０’’を構成することで、プラグ１７０’’の先に接続されている電気機器（電源サーバ１００）から論理的に第２半導体スイッチング素子１７７をオフさせることができる。第２半導体スイッチング素子１７７をオフさせることで第１半導体スイッチング素子１７３をオフにさせることができ、バスライン１０から電源サーバ１００への電力の供給を遮断することができる。そして、第１半導体スイッチング素子１７３をオフにさせても、キャパシタ１７４の存在によってプラグ１７０’’がコンセントから引き抜かれるまでは高周波的な接続は遮断されない。
【００６６】
以上、本発明の一実施形態の第２の変形例にかかるプラグ１７０’’の構成について説明した。なお、プラグ１７０’’における第２半導体スイッチング素子１７７のオン・オフは上述の例に限定されないことは言うまでも無い。例えば、プラグ１７０’’の内部や、プラグ１７０’’を接続する電子機器の内部に赤外線または無線による制御機構を備え、プラグ１７０’’の外部から送信される赤外線または無線によって制御してもよい。また、図７ではスイッチ１７６を図示しているが、スイッチ１７６は設けなくても良い。
【００６７】
なお、上述したプラグを備える電子機器においては、半導体スイッチング素子やスイッチによって電力の供給が遮断された場合であっても、バッテリによって動作できるようにしてもよい。
【００６８】
〔５〕まとめ
以上説明したように本発明の一実施形態によれば、プラグをコンセントから抜き取る前に、バスライン１０とプラグ電極との接続を、第１半導体スイッチング素子１７３、スイッチ１７６、第２半導体スイッチング素子１７７によって遮断する。これらを用いてバスライン１０とプラグ電極との接続を遮断してからプラグをコンセントから抜き取ることで、プラグの火花の発生を防ぐことができ、火花の発生によるプラグの劣化を抑えることができる。
【００６９】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、プラグおよび電力供給システムに関し、特に、情報信号を電力に重畳して供給する電力サーバと、情報信号および電力の供給を受ける機器との間を接続及び切断するプラグ、および当該プラグを備えた電力供給システムに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の一実施形態にかかる電力供給システム１の構成について説明する説明図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる電源サーバ１００の構成について説明する説明図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかるクライアント２００の構成について説明する説明図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかるプラグ１７０の構成について説明する説明図である。
【図５】本発明の一実施形態の第１の変形例にかかるプラグ１７０’の構成について説明する説明図である。
【図６Ａ】プラグ１７０’を上部から見た場合の一例について示す説明図である。
【図６Ｂ】プラグ１７０’の断面の一例について示す説明図である。
【図７】本発明の一実施形態の第２の変形例にかかるプラグ１７０’’の構成について説明する説明図である。
【図８】本発明の一実施形態にかかる電力伝送システム１による電力供給処理について説明する説明図である。
【符号の説明】
【００７２】
１ 電力伝送システム
１０ バスライン
１００ 電源サーバ
１１０ ＡＣ／ＤＣコンバータ
１２０ サーバコントローラ
１３０ モデム
１４０ インダクタ
１５０ スイッチ
１６０ 商用電源
１７０、１７０’、１７０’’ プラグ
１７１、１７２ プラグ電極
１７３ 第１半導体スイッチング素子
１７３ａ スイッチ
１７３ｂ ＬＥＤ
１７４ キャパシタ
１７５ 抵抗
１７６ スイッチ
１７６ａ、１７６ｂ 接点
１７６ｃ 導体
１７７ 第２半導体スイッチング素子
２００ クライアント
２１０ ＤＣ／ＤＣコンバータ
２２０ クライアントコントローラ
２３０ モデム
２４０ インダクタ
２５０ スイッチ
２７０ バッテリ
２８０ 負荷
２９０ プラグ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラグおよび電力供給システムに関し、より詳細には、情報信号を電力に重畳して供給する電力サーバと、情報信号および電力の供給を受ける機器との間を接続及び切断するプラグ、および当該プラグを備えた電力供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータやゲーム機のような電子機器の多くは、機器の動作やバッテリの充電のために、商用電源より交流（ＡＣ）の電力を入力して機器に合わせた電力を出力するＡＣアダプタが用いられている。通常、電子機器では直流（ＤＣ）によって動作するが、電圧や電流はそれぞれの機器で異なる。従って、機器に合わせた電力を出力するＡＣアダプタの規格も、機器毎に異なることになり、同じような形状を有するＡＣアダプタであっても互換性を有しないことになる、機器の増加に伴ってＡＣアダプタの数も増加してしまう問題があった。
【０００３】
このような問題に対して、バッテリやＡＣアダプタ等の、機器に電力を供給する電源供給ブロックと、当該電源供給ブロックから電力が供給される電源消費ブロックとを、直流の１つの共通バスラインに接続した電源バスシステムが提案されている（例えば特許文献１）。かかる電源バスシステムにおいては直流の電流がバスラインを流れている。また、かかる電源バスシステムにおいては、各ブロックは自らがオブジェクトとして記述されており、各ブロックのオブジェクトがバスラインを介して相互に情報（状態データ）の送受信を行っている。また各ブロックのオブジェクトは、他のブロックのオブジェクトからの要求に基づいて情報（状態データ）を生成し、回答データとして送信している。そして、回答データを受信したブロックのオブジェクトは、受信した回答データの内容に基づいて電力の供給や消費を制御することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３０６１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の交流電力の供給を受ける電子機器では、電子機器が電力を消費しており、かつ交流のピーク値付近である場合に、コンセント（プラグ受け）からプラグを抜き取ると、コンセントとプラグとの間で火花が発生する。また、この火花の発生が、直流電力が供給される電源バスシステムにおいては、常に発生することが考えられる。火花の発生はプラグ及びコンセントの劣化を招くという問題がある。従って、情報信号を電力に重畳して供給するような電力供給システムにおける電子機器においては、火花を発生させずにプラグをコンセントに抜き差しできるようにする必要がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、情報信号を電力に重畳して供給する電力供給システムにおいて、プラグとコンセントとの間の電気的接続を遮断することで、コンセントからプラグを抜き取る際にプラグとコンセントとの間の火花の発生を防ぐことが可能な、新規かつ改良されたプラグおよび電力供給システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、バスラインを介して情報信号が重畳される電力を供給する電源線に接続されるプラグ電極と、プラグ電極の少なくとも一つと直列に接続される第１半導体スイッチング素子と、プラグ電極の少なくとも一つと直列に接続され、第１半導体スイッチング素子と並列に設けられるキャパシタと、を備えるプラグが提供される。
【０００８】
かかる構成によれば、プラグ電極はバスラインを介して情報信号が重畳される電力を供給する電源線に接続され、第１半導体スイッチング素子はプラグ電極の少なくとも一つと直列に接続され、キャパシタはプラグ電極の少なくとも一つと直列に接続され、第１半導体スイッチング素子と並列に設けられる。その結果、情報信号を電力に重畳して供給する電力供給システムにおいて、コンセントからプラグを抜き取る際に、第１半導体スイッチング素子によってプラグとコンセントとの間の電気的接続を遮断することで、プラグとコンセントとの間の火花の発生を防ぐことが可能となる。
【０００９】
上記プラグは、第１半導体スイッチング素子を開閉させるスイッチ部をさらに備えてもよい。
【００１０】
スイッチ部は、押しボタンであり、押しボタンを押下することで第１半導体スイッチング素子を遮断させるようにしてもよい。
【００１１】
上記プラグは、第１半導体スイッチング素子の開閉を制御する第２半導体スイッチング素子をさらに備えていてもよい。
【００１２】
上記電源は直流電源であってもよい。
【００１３】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、バスラインを介して情報信号が重畳される電力を供給する電源サーバと、電源サーバから電力の供給を受けるクライアントと、を含み、電源サーバまたはクライアントの少なくともいずれかに、電源に接続されるプラグ電極と、プラグ電極の少なくとも一つと直列に接続される第１半導体スイッチング素子と、プラグ電極の少なくとも一つと直列に接続され、第１半導体スイッチング素子と並列に設けられるキャパシタと、を備えるプラグを含む、電力供給システムが提供される。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように本発明によれば、情報信号を電力に重畳して供給する電力供給システムにおいて、プラグとコンセントとの間の電気的接続を遮断することで、コンセントからプラグを抜き取る際にプラグとコンセントとの間の火花の発生を防ぐことが可能な、新規かつ改良されたプラグおよび電力供給システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１６】
また、以下の順序に従って本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
〔１〕電力供給システムの構成
〔２〕電力伝送システムによる電力供給処理
〔３〕本発明の一実施形態にかかるプラグの構成
〔４〕本発明の一実施形態にかかるプラグの変形例
〔５〕まとめ
【００１７】
〔１〕電力供給システムの構成
まず、本発明の一実施形態にかかるプラグを用いた電力供給システムの構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる電力供給システム１の構成について説明する説明図である。以下、図１を用いて本発明の一実施形態にかかる電力供給システム１の構成について説明する。
【００１８】
図１に示したように、本発明の一実施形態にかかる電力供給システム１は、電源サーバ１００と、クライアント２００と、を含んで構成される。電源サーバ１００とクライアント２００とは、バスライン１０を介して接続されている。
【００１９】
電源サーバ１００は、クライアント２００に対して直流電力を供給するものである。また、電源サーバ１００は、クライアント２００との間で情報信号を送受信する。本実施形態においては、電源サーバ１００とクライアント２００との間の直流電力の供給および情報信号の送受信は、バスライン１０で共用されている。電源サーバ１００の構成については後述する。
【００２０】
クライアント２００は、電源サーバ１００から直流電力の供給を受けるものである。また、クライアント２００は、電源サーバ１００との間で情報信号を送受信する。クライアント２００の構成については後述する。
【００２１】
なお、図１に示した電源供給システム１では、１つの電源サーバ１００と、２つのクライアント２００とを図示しているが、本発明においては、電源サーバの数とおよびクライアントの数はかかる例に限定されないことは言うまでも無い。
【００２２】
以上、図１を用いて本発明の一実施形態にかかる電力供給システム１の構成について説明した。次に、本発明の一実施形態にかかる電源サーバ１００の構成について説明する。
【００２３】
図２は、本発明の一実施形態にかかる電源サーバ１００の構成について説明する説明図である。以下、図２を用いて本発明の一実施形態にかかる電源サーバ１００の構成について説明する。
【００２４】
図２に示したように、本発明の一実施形態にかかる電源サーバ１００は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１０と、サーバコントローラ１２０と、モデム１３０と、インダクタ１４０と、スイッチ１５０と、プラグ１７０と、を含んで構成される。
【００２５】
ＡＣ／ＤＣコンバータ１１０は、商用電源１６０から供給される交流の電力を、クライアント２００に供給できるように直流の電力に変換する交流／直流変換部である。ＡＣ／ＤＣコンバータ１１０で交流から直流へ変換された電力はバスライン１０を経由してクライアント２００に供給される。なお、バスライン１０のうちの１本と、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１０との間には、図２に示したようにインダクタ１４０およびスイッチ１５０が設けられる。インダクタ１４０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１０の出力部に通常設けられるバイパスコンデンサによって、通信路のインピーダンスを低下させないために設けられるものである。また、スイッチ１５０は、電源サーバ１００からいきなりバスライン１０に電力が出力されないようにするために設けられるものである。
【００２６】
サーバコントローラ１２０は、電源サーバ１００による電力供給のための各種機能を実行するための制御部である、サーバコントローラ１２０は、例えば、マイクロプロセッサおよび当該マイクロプロセッサを動作させる周辺回路から構成される。サーバコントローラ１２０が実行する制御には、例えば、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１０から供給される電力をバスライン１０と接続するか否かの制御、クライアント２００との間の通信における通信プロトコルの制御、クライアント２００との間の情報信号の送受信制御などがある。またサーバコントローラ１２０は、その電力仕様（サーバプロファイル）や情報信号のためのプロトコル、通信により取得したクライアント２００の情報などを内部情報として記憶する記憶部（図示せず）を備えている。
【００２７】
モデム１３０は、バスライン１０を介した、電源サーバ１００とクライアント２００との間の情報信号の送受信を可能とするものである。本実施形態にかかる電力供給システム１においては、情報信号と電力とは、同一の一対の導線を共有する。従って、混信しないように、周波数分割により、情報信号と電力とを分離する必要がある。本実施形態にかかる電力供給システム１では、電源サーバ１００とクライアント２００との間では、バスライン１０を介して情報信号の送受信が行われる。この情報信号の送受信は、電力の伝送で使用する周波数帯域（例えば４００Ｈｚ以下程度の低周波帯域）と混信しないように、十分高い周波数帯域を使用して行われる。モデム１３０は、この十分高い周波数帯域を使用して行われる情報信号の送受信における、信号の変調・復調を行うものである。
【００２８】
プラグ１７０は、本発明の直流プラグの一例であり、電源サーバ１００とバスライン１０とを接続するものである。プラグ１７０の構成については後に詳述する。
【００２９】
以上、本発明の一実施形態にかかる電源サーバ１００の構成について説明した。次に、本発明の一実施形態にかかるクライアント２００の構成について説明する。
【００３０】
図３は、本発明の一実施形態にかかるクライアント２００の構成について説明する説明図である。以下、図３を用いて本発明の一実施形態にかかるクライアント２００の構成について説明する。
【００３１】
図３に示したように、本発明の一実施形態にかかるクライアント２００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１０と、クライアントコントローラ２２０と、モデム２３０と、インダクタ２４０と、スイッチ２５０、２６０と、バッテリ２７０と、プラグ２９０と、を含んで構成される。
【００３２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２１０は、電源サーバ１００から供給された直流の電力を、クライアント２００に接続された負荷２８０が必要とする電流・電圧に変換するものである。そして、図３に示したように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１０とバスライン１０のうちの１本のバスラインとの間には、インダクタ２４０、およびスイッチ２５０、２６０が設けられている、これらのインダクタおよびスイッチは、上述した電源サーバ１００のインダクタ１４０およびスイッチ１５０と同様に機能する。
【００３３】
クライアントコントローラ２２０は、クライアント２００が電源供給を受けるために、各種機能を実行するためのものである。クライアントコントローラ２２０は、上述したサーバコントローラ１２０と同様に、例えば、マイクロプロセッサおよび当該マイクロプロセッサを動作させる周辺回路から構成される。クライアントコントローラ２２０は、例えば、電源サーバ１００から供給された電力をどのように消費するかの決定、電源サーバ１００との間の情報信号の通信におけるプロトコルの制御などを行う。また、クライアントコントローラ２２０は、情報信号の送受信のためのプロトコルや、クライアント２００の仕様に関するクライアント情報（クライアント電源プロファイル）などを内部情報として記憶する記憶部（図示せず）を備えている。
【００３４】
モデム２３０は、バスライン１０を介した、電源サーバ１００とクライアント２００との間の情報信号の送受信を可能とするものである。モデム２３０は、上述したモデム１３０と同じく、十分高い周波数帯域を使用して行われる情報信号の送受信における、信号の変調・復調を行うものである。
【００３５】
なお、クライアント２００は、負荷２８０の消費電力がゼロまたは少ない場合に、電源サーバ１００から供給された電力をバッテリ２７０に蓄積することができる。
【００３６】
プラグ２９０は、本発明の直流プラグの一例であり、クライアント２００とバスライン１０とを接続するものである。プラグ２９０の構成については後に詳述する。
【００３７】
以上、本発明の一実施形態にかかるクライアント２００の構成について説明した。次に、本発明の一実施形態にかかる電力伝送システム１による電力供給処理について説明し、続いて、電源サーバ１００およびクライアント２００に用いられるプラグ１７０、２９０の構成について説明する。
【００３８】
〔２〕電力伝送システムによる電力供給処理
本発明の一実施形態にかかる電力伝送システム１では、電源サーバ１００からクライアント２００への電力供給処理は、電源サーバ１００からバスライン１０に対して定期的に出力される同期パケットに基づいて行われる。クライアント２００は、バスライン１０を伝送されてくる同期パケットによって電源サーバ１００の存在を認識し、電源サーバ１００にアクセスすることができる。クライアント２００からのアクセスを受けた電源サーバ１００は、クライアント２００に対して自身のアドレスを送信する。電源サーバ１００のアドレスを受信したクライアント２００は、電源サーバ１００に対して、受信したアドレス宛に電力供給を要求する情報信号を送信する。クライアント２００からの電力供給を要求する情報信号を受信した電源サーバ１００は、クライアント２００に対して電力を供給する。
【００３９】
図８は、本発明の一実施形態にかかる電力伝送システム１による電力供給処理について説明する説明図である。以下、図８を用いて、本発明の一実施形態にかかる電力伝送システム１による電力供給処理についてより詳細に説明する。
【００４０】
図８に示したように、電源サーバ１００は、バスライン１０に対して定期的に同期パケットＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・を出力する。また、電源サーバ１００は、クライアント２００に電力を供給するために、クライアント２００との間で送受信される情報信号である情報パケットＢ１、Ｂ２、Ｂ３、・・・および電力エネルギーをパケット化した電力パケットＣ１、Ｃ２、Ｃ３、・・・を出力する。一方、クライアント２００は、電源サーバ１００から電力の供給を受けるために、電源サーバ１００との間で送受信される情報信号である情報パケットＤ１、Ｄ２、Ｄ３、・・・を出力する。
【００４１】
電源サーバ１００は、所定の間隔（例えば１秒間隔）のタイムスロットの開始時に、同期パケットＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・を出力する。タイムスロットは、情報パケットが送信される情報スロットと、電力パケットが送信される電力スロットとからなる。情報スロットＩＳ１、ＩＳ２、ＩＳ３、・・・は、電源サーバ１００とクライアント２００との間で情報パケットのやり取りが行われる区間である。また電源スロットＰＳ１、ＰＳ２、ＰＳ３、・・・は、電源サーバ１００からクライアント２００へ供給される電力パケットＣ１、Ｃ２、Ｃ３、・・・が出力される区間である。情報パケットは、情報スロットＩＳ１、ＩＳ２、ＩＳ３、・・・の区間においてのみ出力可能なパケットである。従って、１つの情報スロットにおいて情報パケットの送受信が完了しない場合には複数の情報スロットに渡って情報パケットが送信される。一方、電力パケットは、電源スロットＰＳ１、ＰＳ２、ＰＳ３、・・・の区間においてのみ出力可能なパケットである。
【００４２】
電源サーバ１００は、自身が供給可能な電力仕様を示すサーバ電源プロファイルを１または２以上有しており、クライアント２００は、自身の仕様に適合する電力を供給可能な電源サーバ１００から、電力の供給を受けるものとする。このとき、クライアント２００は、電源サーバ１００からサーバ電源プロファイルを取得して、自身に対する電源サーバ１００の仕様（サーバ電源プロファイル）を決定する。このためにまず、クライアント２００は、電源サーバ１００が出力する同期パケットＡ１を検出して、同期パケットＡ１に含まれる電源サーバ１００のアドレスを取得する。アドレスは、例えばＭＡＣアドレスとすることができる。次いで、クライアント２００は、電源サーバ１００に対して、電源サーバ１００が有するサーバ電源プロファイルの数の送信を要求する情報パケットＤ１を送信する。
【００４３】
情報パケットＤ１を受信した電源サーバ１００は、情報パケットＢ１において、電源サーバ１００が有するサーバ電源プロファイルの数であるサーバ電源プロファイル数を送信する。情報パケットＢ１を受信したクライアント２００は、電源サーバ１００のサーバ電源プロファイルの数だけサーバ電源プロファイルの内容を電源サーバ１００から取得する。例えば電源サーバ１００が２つのサーバ電源プロファイルを有する場合、クライアント２００は、まず、１つめのサーバ電源プロファイルを取得する。１つめのサーバ電源プロファイルを取得したクライアント２００は、電源の使用を要求する情報パケットＤ２として電源サーバ１００に送信する。
【００４４】
情報パケットＤ２を受信した電源サーバ１００は、サーバコントローラ１２０の記憶部（図示せず）に記憶された第１のサーバ電源プロファイルを、情報パケットＢ２としてクライアント２００に送信する。電源サーバ１００から情報パケットＢ２を受信したクライアント２００は、第２のサーバ電源プロファイルを取得するための情報パケットを送信する。しかし、この時点では情報スロットＩＳ１が終了し、電源パケットを送信するための電源スロットＰＳ１が開始している。従って、かかる情報パケットは次の情報スロットＩＳ２において送信される。また、電源スロットＰＳ１においては、クライアント２００が電源サーバ１００から供給を受ける電源仕様が確定していないため、電力の供給は行われない。
【００４５】
電源スロットＰＳ１が終了し、次のタイムスロットの開始を示す同期パケットＡ２が電源サーバ１００から出力される。その後、電源サーバ１００から情報パケットＢ２を受信したクライアント２００は、第２のサーバ電源プロファイルを取得するための情報を情報パケットＤ３として送信する。
【００４６】
情報パケットＤ３を受信した電源サーバ１００は、サーバコントローラ１２０の記憶部（図示せず）に記憶された第２のサーバ電源プロファイルを、情報パケットＢ３としてクライアント２００に送信する。情報パケットＢ３を受信して電源サーバ１００の有する２つのサーバ電源プロファイルを取得したクライアント２００は、自身に適合する電源仕様のサーバ電源プロファイルを選択する。そして、クライアント２００は、電源サーバ１００に対して選択したサーバ電源プロファイルを確定させるための情報パケットＤ４を送信する。
【００４７】
情報パケットＤ４を受信した電源サーバ１００は、クライアント２００に対して第１のサーバ電源プロファイルを確定したことを通知するため、情報パケットＢ４として電源仕様が確定した旨の応答を表す情報を、クライアント２００に送信する。その後、情報スロットＩＳ２が終了して電源スロットＰＳ２が開始すると、電源サーバ１００はクライアント２００に対して電源パケットＣ１を出力し、電源供給を行う。なお、電力パケットの送信のタイミングについては、送信開始時間設定リクエストを表す情報を用いることにより、電力供給開始時間をクライアント２００から電源サーバ１００に指定することができる。
【００４８】
以上、本発明の一実施形態にかかる電力伝送システム１による電力供給処理について説明した。次に、本発明の一実施形態にかかる電力伝送システム１における電源サーバ１００およびクライアント２００に用いられる、プラグ１７０、２９０の構成について説明する。なお、以下の説明では、プラグ１７０のみを例示して説明するが、以下において説明する構成はプラグ２９０にも同様に適用可能であることは言うまでも無い。
【００４９】
〔３〕本発明の一実施形態にかかるプラグの構成
図４は、本発明の一実施形態にかかるプラグ１７０の構成について説明する説明図である。以下、図４を用いて本発明の一実施形態にかかるプラグ１７０の構成について説明する。
【００５０】
図４に示したように、本発明の一実施形態にかかるプラグ１７０は、プラグ電極１７１、１７２と、第１半導体スイッチング素子１７３と、キャパシタ１７４と、抵抗１７５と、を含んで構成される。
【００５１】
プラグ電極１７１、１７２は、それぞれ電源サーバ１００をバスライン１０に接続するための電極である。プラグ電極１７１、１７２には極性があり、逆の極性で電源サーバ１００をバスライン１０に接続しないよう、誤挿入を防ぐ構成であることが望ましい。本実施形態では、プラグ電極１７２をＧＮＤ（負極）側とするものとして説明するが、本発明においては逆の極性であってもよい。
【００５２】
第１半導体スイッチング素子１７３は、半導体スイッチ１７３ａと、導通および切断を制御するＬＥＤ１７３ｂと、を含んで構成されるスイッチング素子である。半導体スイッチ１７３ａは、例えばパワーＭＯＳトランジスタ等によって構成されていてもよい。抵抗１７５は、ＬＥＤ１７３ｂを動作させるための抵抗である。第１半導体スイッチング素子１７３は、外部（例えばサーバコントローラ１２０）からの制御によって導通・切断される。
【００５３】
このように、プラグ電極１７１と直列に第１半導体スイッチング素子１７３を設けることで、プラグ１７０を外す際に、第１半導体スイッチング素子１７３によって予めバスライン１０と電源サーバ１００との間の電力供給路の接続を遮断することができる。そして、第１半導体スイッチング素子１７３によってバスライン１０と電源サーバ１００との間の接続を遮断した状態でプラグ１７０を外すことで、火花を発生させることなくプラグ１７０をコンセントから引き抜くことができる。火花を発生させることなくプラグ１７０をコンセントから引き抜くことができるので、プラグ１７０の劣化を抑えることができる。
【００５４】
そして、キャパシタ１７４は、図４に示したように、第１半導体スイッチング素子１７３と並列に接続されている。このようにキャパシタ１７４を設けることで、第１半導体スイッチング素子１７３によってバスライン１０と電源サーバ１００との間の電力供給路の接続が遮断されていても、高周波帯域での接続は遮断されない。従って、第１半導体スイッチング素子１７３によって、バスライン１０と電源サーバ１００との間の電力供給路の接続が遮断されていても、電源サーバ１００とクライアント２００との間の情報信号の授受を継続することができる。
【００５５】
以上、図４を用いて本発明の一実施形態にかかるプラグ１７０の構成について説明した。なお、本発明における直流プラグの構成は、図４に図示した例に限られない。以下では、本発明の一実施形態にかかるプラグの変形例について説明する。
【００５６】
〔４〕本発明の一実施形態にかかるプラグの変形例
図５は、本発明の一実施形態の第１の変形例にかかるプラグ１７０’の構成について説明する説明図である。以下、図５を用いて本発明の一実施形態の第１の変形例にかかるプラグ１７０’の構成について説明する。
【００５７】
図５に示した本発明の一実施形態の第１の変形例にかかるプラグ１７０’は、図４に示したプラグ１７０と比較して、スイッチ１７６が追加されている。スイッチ１７６は、押しボタン式のスイッチであり、いわゆるノーマリオンタイプのスイッチであることが望ましい。スイッチ１７６を指などによって押下することでＬＥＤ１７３ｂへの電流の供給を遮断することができる。
【００５８】
図６Ａは、図５に示したプラグ１７０’を上部から見た場合の一例について示す説明図であり、図６Ｂは、図５に示したプラグ１７０’の断面の一例について示す説明図である。
【００５９】
図６Ａおよび図６Ｂに示したようにプラグ１７０’を構成すると、スイッチ１７６が押されていない状態であれば、接点１７６ａ、１７６ｂを導体１７６ｃによって短絡することができる。また、スイッチ１７６が押されている状態であれば、接点１７６ａ、１７６ｂとの間が短絡されなくなる。
【００６０】
電源サーバ１００やクライアント２００が通常に動作しており、ある程度の電圧によって電流が流れている際にコンセントからプラグを抜き去ると、コンセントとプラグとの間で火花が発生する。この火花の発生は、電極を焼損するだけでなく、大きなノイズ源となるので、避けることが望ましい。
【００６１】
従って、図６Ａおよび図６Ｂに示したようにプラグ１７０’を構成することにより、ユーザがプラグ１７０’をコンセントに差し込む際には、スイッチ１７６を押し下げた状態で差し込むことで、スイッチ１７６から指を離すまで電力は供給されない。そして、ユーザがプラグ１７０’をコンセントから抜き取る際には、スイッチ１７６を押し下げた状態で抜き取ることで、火花を発生させることなく抜き取ることができる。
【００６２】
以上、本発明の一実施形態の第１の変形例にかかるプラグ１７０’の構成について説明した。次に、本発明の一実施形態の第２の変形例にかかるプラグの構成について説明する。
【００６３】
図７は、本発明の一実施形態の第２の変形例にかかるプラグ１７０’’の構成について説明する説明図である。以下、図７を用いて本発明の一実施形態の第２の変形例にかかるプラグ１７０’’の構成について説明する。
【００６４】
図７に示したプラグ１７０’’は、図５に示したプラグ１７０’と比較して、第２半導体スイッチング素子１７７が追加されている点で、図５に示したプラグ１７０’と異なっている。第２半導体スイッチング素子１７７は、例えばＭＯＳトランジスタまたはバイポーラトランジスタその他のスイッチング素子を用いることができる。
【００６５】
図７に示したようにプラグ１７０’’を構成することで、プラグ１７０’’の先に接続されている電気機器（電源サーバ１００）から論理的に第２半導体スイッチング素子１７７をオフさせることができる。第２半導体スイッチング素子１７７をオフさせることで第１半導体スイッチング素子１７３をオフにさせることができ、バスライン１０から電源サーバ１００への電力の供給を遮断することができる。そして、第１半導体スイッチング素子１７３をオフにさせても、キャパシタ１７４の存在によってプラグ１７０’’がコンセントから引き抜かれるまでは高周波的な接続は遮断されない。
【００６６】
以上、本発明の一実施形態の第２の変形例にかかるプラグ１７０’’の構成について説明した。なお、プラグ１７０’’における第２半導体スイッチング素子１７７のオン・オフは上述の例に限定されないことは言うまでも無い。例えば、プラグ１７０’’の内部や、プラグ１７０’’を接続する電子機器の内部に赤外線または無線による制御機構を備え、プラグ１７０’’の外部から送信される赤外線または無線によって制御してもよい。また、図７ではスイッチ１７６を図示しているが、スイッチ１７６は設けなくても良い。
【００６７】
なお、上述したプラグを備える電子機器においては、半導体スイッチング素子やスイッチによって電力の供給が遮断された場合であっても、バッテリによって動作できるようにしてもよい。
【００６８】
〔５〕まとめ
以上説明したように本発明の一実施形態によれば、プラグをコンセントから抜き取る前に、バスライン１０とプラグ電極との接続を、第１半導体スイッチング素子１７３、スイッチ１７６、第２半導体スイッチング素子１７７によって遮断する。これらを用いてバスライン１０とプラグ電極との接続を遮断してからプラグをコンセントから抜き取ることで、プラグの火花の発生を防ぐことができ、火花の発生によるプラグの劣化を抑えることができる。
【００６９】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、プラグおよび電力供給システムに関し、特に、情報信号を電力に重畳して供給する電力サーバと、情報信号および電力の供給を受ける機器との間を接続及び切断するプラグ、および当該プラグを備えた電力供給システムに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の一実施形態にかかる電力供給システム１の構成について説明する説明図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる電源サーバ１００の構成について説明する説明図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかるクライアント２００の構成について説明する説明図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかるプラグ１７０の構成について説明する説明図である。
【図５】本発明の一実施形態の第１の変形例にかかるプラグ１７０’の構成について説明する説明図である。
【図６Ａ】プラグ１７０’を上部から見た場合の一例について示す説明図である。
【図６Ｂ】プラグ１７０’の断面の一例について示す説明図である。
【図７】本発明の一実施形態の第２の変形例にかかるプラグ１７０’’の構成について説明する説明図である。
【図８】本発明の一実施形態にかかる電力伝送システム１による電力供給処理について説明する説明図である。
【符号の説明】
【００７２】
１ 電力伝送システム
１０ バスライン
１００ 電源サーバ
１１０ ＡＣ／ＤＣコンバータ
１２０ サーバコントローラ
１３０ モデム
１４０ インダクタ
１５０ スイッチ
１６０ 商用電源
１７０、１７０’、１７０’’ プラグ
１７１、１７２ プラグ電極
１７３ 第１半導体スイッチング素子
１７３ａ スイッチ
１７３ｂ ＬＥＤ
１７４ キャパシタ
１７５ 抵抗
１７６ スイッチ
１７６ａ、１７６ｂ 接点
１７６ｃ 導体
１７７ 第２半導体スイッチング素子
２００ クライアント
２１０ ＤＣ／ＤＣコンバータ
２２０ クライアントコントローラ
２３０ モデム
２４０ インダクタ
２５０ スイッチ
２７０ バッテリ
２８０ 負荷
２９０ プラグ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バスラインを介して情報信号が重畳される電力を供給する電源線に接続されるプラグ電極と、
前記プラグ電極の少なくとも一つと直列に接続される第１半導体スイッチング素子と、
前記プラグ電極の少なくとも一つと直列に接続され、前記第１半導体スイッチング素子と並列に設けられるキャパシタと、
を備えるプラグ。
【請求項２】
前記第１半導体スイッチング素子を開閉させるスイッチ部をさらに備える、請求項１に記載のプラグ。
【請求項３】
前記スイッチ部は、押しボタンであり、前記押しボタンを押下することで前記第１半導体スイッチング素子を遮断させる、請求項２に記載のプラグ。
【請求項４】
前記第１半導体スイッチング素子の開閉を制御する第２半導体スイッチング素子をさらに備える、請求項１に記載のプラグ。
【請求項５】
前記電源は直流電源である、請求項１に記載のプラグ。
【請求項６】
バスラインを介して情報信号が重畳される電力を供給する電源サーバと、前記電源サーバから電力の供給を受けるクライアントと、を含み、
前記電源サーバまたは前記クライアントの少なくともいずれかに、
電源に接続されるプラグ電極と、
前記プラグ電極の少なくとも一つと直列に接続される第１半導体スイッチング素子と、
前記プラグ電極の少なくとも一つと直列に接続され、前記第１半導体スイッチング素子と並列に設けられるキャパシタと、
を備えるプラグを含む、電力供給システム。
【請求項１】
バスラインを介して情報信号が重畳される電力を供給する電源線に接続されるプラグ電極と、
前記プラグ電極の少なくとも一つと直列に接続される第１半導体スイッチング素子と、
前記プラグ電極の少なくとも一つと直列に接続され、前記第１半導体スイッチング素子と並列に設けられるキャパシタと、
を備えるプラグ。
【請求項２】
前記第１半導体スイッチング素子を開閉させるスイッチ部をさらに備える、請求項１に記載のプラグ。
【請求項３】
前記スイッチ部は、押しボタンであり、前記押しボタンを押下することで前記第１半導体スイッチング素子を遮断させる、請求項２に記載のプラグ。
【請求項４】
前記第１半導体スイッチング素子の開閉を制御する第２半導体スイッチング素子をさらに備える、請求項１に記載のプラグ。
【請求項５】
前記電源は直流電源である、請求項１に記載のプラグ。
【請求項６】
バスラインを介して情報信号が重畳される電力を供給する電源サーバと、前記電源サーバから電力の供給を受けるクライアントと、を含み、
前記電源サーバまたは前記クライアントの少なくともいずれかに、
電源に接続されるプラグ電極と、
前記プラグ電極の少なくとも一つと直列に接続される第１半導体スイッチング素子と、
前記プラグ電極の少なくとも一つと直列に接続され、前記第１半導体スイッチング素子と並列に設けられるキャパシタと、
を備えるプラグを含む、電力供給システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１４０６７１（Ｐ２０１０−１４０６７１Ａ）
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１３４７０（Ｐ２００８−３１３４７０）
【出願日】平成２０年１２月９日（２００８．１２．９）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月９日（２００８．１２．９）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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