JP2007036832A - 電源回路および周辺機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 周辺機器の動作中に汎用電源からＰｏＥ電源に切換えても、周辺機器への電源供給が遮断されずに済むようにする。
【解決手段】 本体装置に接続された信号ラインを経由して該本体装置から供給されるＰｏＥ電源と、商用交流電源を基にして供給される汎用電源とが同時に入力されたとき、スイッチＳＷ１が、汎用電源を優先的に選択して被電源供給機器への電源供給を行う。一方、ＰｏＥ受電部１０５が、ＰｏＥ電源を基にして所定量より少ない量の電流が流れているとき、ＰｏＥ電源からの電源供給を遮断する。そこで、汎用電源を基にした被電源供給機器への電源供給が行われているとき、スイッチＳＷ２がオンして、ＰｏＥ電源を基にして抵抗１１０に前記所定量以上の電流が流れるようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電源回路および周辺機器に関し、特に、電力の供給の開始にともなって電力供給の可否を確認する方式の電源と、電力の供給の開始にともなって電力供給の可否を確認しない方式の電源とから電力が入力される電源回路、および該電源回路を含む周辺機器に関する。

なお、上記電源回路は、例えば規格ＩＥＥＥ８０２．３ａｆで規定される直流のＰｏＥ（Power over Ethernet（登録商標））電源と、ＡＣアダプタ等の交流の汎用電源とから電力を供給される電源回路である。

従来、本体装置に対してＬＡＮ（Local Area Network）ケーブルを介して接続される周辺機器の電源として、本体装置からＬＡＮケーブルを介して供給される方式がある。こうした方式は、規格ＩＥＥＥ８０２．３ａｆで規定される電源供給方式であり、ＰｏＥ（Power over Ethernet（登録商標））電源と呼ばれる。

一方、上記の周辺機器は、ＡＣアダプタ等の汎用電源から電力が供給される場合もあり、こうした場合には、ＰｏＥ電源と汎用電源とのうちの一方を選択して利用することが考えられる。

このような周辺機器を想定した場合、その後に汎用電源が切れてＰｏＥ電源に切り換わる時に、規格ＩＥＥＥ８０２．３ａｆに従い、ＰｏＥ電源の電力供給側装置が、周辺機器に電源供給をしてよいか否かの確認を行い、電源の供給を始めることになる。したがって、ＰｏＥ電源からの電力供給を開始するには、ある程度時間が必要となる。

図７は、規格ＩＥＥＥ８０２．３ａｆに従ったＰｏＥ電源の供給側の外部装置で行なわれる電源供給処理の手順を示すフローチャートである。

ＰｏＥ電源を持つＬＡＮケーブルが、受電側の周辺機器に接続されるとともに、給電側の外部装置のコネクタに接続されると、本電源供給処理を開始する（Ｓ６０１）。

給電側の外部装置は、ＰｏＥ電源を供給しないアイドル状態を経て（Ｓ６０２）、ステップＳ６０３に移行する。ステップＳ６０３では、外部装置が、周辺機器に給電してもよいか否かを確認する。この確認方法として、外部装置が、ＬＡＮケーブルを介して周辺機器側のＰｏＥ受電部の抵抗値を検出することによって、給電可能であるか否かを判断するなどの方法が挙げられる。このＰｏＥ電源を供給しない状態から確認完了までを５００ｍｓ以内で行うようにする。

次にステップＳ６０４で、受電側の周辺機器で使用できる電流量を規定しクラス分けする。この処理は７５ｍｓ以内で行うようにする。この処理は、オプションであり、実行せずに、ステップＳ６０３からステップＳ６０５へ移行することもある。

ステップＳ６０５では、ＰｏＥ電源としての外部装置が周辺機器に電力を供給する。給電可能確認後、この給電開始までを４００ｍｓ以内で行うようにする。

周辺機器へ給電が開始されると、ステップＳ６０６およびステップＳ６０７へ進む。

ステップＳ６０６では、本体装置が、受電側の周辺機器で使用できる電流量を超えた過電流が本体装置から周辺機器に５０ｍｓ以上に亘って流れているか否かを判別する。またステップＳ６０７では、本体装置が、本体装置から受電側の周辺機器に流れる負荷電流が所定の最小値より小さい状態が、３００ｍｓ以上に亘って継続しているか否かを判別する。その結果、過電流が５０ｍｓ以上に亘って流れていると判別されたり（Ｓ６０６でＹＥＳ）、また負荷電流が所定の最小値より小さい状態が、３００ｍｓ以上に亘って継続していると判別されたり（Ｓ６０７でＹＥＳ）した場合、ステップＳ６０２へ進んで、本体装置が、受電側の周辺機器への給電を停止する。一方、過電流が５０ｍｓ以上に亘って流れるようなことは発生していないと判別されたり（Ｓ６０６でＮＯ）、また負荷電流が所定の最小値より小さい状態が、３００ｍｓ以上に亘って継続するようなことは発生していないと判別されたり（Ｓ６０７でＮＯ）した場合は、本体装置は、ステップＳ６０６およびステップＳ６０７の実行を継続する。
特開２００５−０９４５０８号公報

このように、汎用電源による電力供給からＰｏＥ電源による電力供給に切り換わる状況を想定した場合、ある期間周辺機器に電源供給がされない事態が発生する。この結果、汎用電源からＰｏＥ電源に切り換わる時に周辺機器のＣＰＵの再立上げを行う必要がある。その再接続までに１分程度の時間が必要となる。

その場合、ネットワークカメラなどの監視を行ったり、常時稼動を必要したりする周辺機器では、本来の機器の目的が果たせなくなってしまう。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、周辺機器の動作中に汎用電源からＰｏＥ電源に切り換えても、周辺機器の装置への電力供給が遮断されずに済むようにした電源回路および周辺機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本願発明によれば、電力の供給の開始にともなって電力供給の可否を確認する方式の第１の電源と、電力の供給の可否を確認せずに電力供給を開始する方式の第２の電源とを有する電源回路であって、前記第２の電源からの電力が供給されている場合に、前記第１の電源の電力を用いて電流を発生させるための負荷手段と、前記第２の電源からの電力の供給が遮断されている場合に、主回路に電力を供給し、前記第２の電源からの電力が供給されている場合に前記負荷手段に電力を供給するスイッチとを有することを特徴とする。

本発明によれば、周辺機器の動作中に第２の直流電源（汎用電源）から第１の直流電源（ＰｏＥ電源）に切換えても、周辺機器への電源供給が遮断されずに済む。したがって、周辺機器に内蔵されるＣＰＵやメモリなどの再立上げに伴う周辺機器（例えばネットワークカメラ）での通信の切断を防ぐことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。

〔第１の実施の形態〕
図１は、第１の実施の形態に係るネットワークカメラなど常時稼動する周辺機器としての装置の電源回路の構成を示すブロック図である。

図１において、電力供給の可否を確認せずに、電力の供給の開始する方式の汎用電源としてのＡＣアダプタから供給された電力がコネクタ１０１に入力される。コネクタ１０１はＤＣ−ＤＣコンバータ１０７に接続され、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０７は、供給された電力を周辺機器に対応する直流電圧に変換し、該周辺機器のＣＰＵを含む主回路に供給する。

ＲＪ４５コネクタ１０２は、イーサネット（登録商標）ケーブルが接続さる。ＲＪ４５コネクタ１０２を介して、電源を供給する外部装置からイーサネット（登録商標）信号とＰｏＥ電源からの電力とが図１の電源回路に導かれる。電源回路に導かれたイーサネット（登録商標）信号および該イーサネット（登録商標）信号に重畳されたＰｏＥ電源は、イーサネット（登録商標）・トランス１０６の一次側に接続される。ＰｏＥ電源は、電力の供給の開始にともなって電力供給の可否を確認する方式の電源である。

イーサネット（登録商標）・トランス１０６の二次側に出力されたイーサネット（登録商標）信号は、図１のとおり、電源回路から装置内に設けられたイーサネット（登録商標）回路１１１に送られる。ＰｏＥ電源からの電流は、イーサネット（登録商標）・トランス１０６の一次側でダイオード・ブリッジ１０３に送られる。一方、該イーサネット（登録商標）信号の未使用線から供給されるＰｏＥ電源からの電流は、ダイオード・ブリッジ１０４に送られる。ダイオード・ブリッジ１０３およびダイオード・ブリッジ１０４から出力された直流電流は、ＰｏＥ受電部１０５に送られる。ＰｏＥ電源としての外部装置は、このＰｏＥ受電部１０５に内蔵される抵抗値を認証することにより、電源供給の可否の確認を行う。

ＰｏＥ受電部１０５から出力された直流電流は、スイッチＳＷ（１）１０８を介してＤＣ−ＤＣコンバータ１０７へ送られる。スイッチＳＷ（１）１０８は、汎用電源としてＡＣアダプタから電力が供給されていないときや該汎用電源からの電力の供給が遮断されたときにオン（導通）し、ＡＣアダプタから電力が供給されているときにはオフ（非導通）するスイッチである。この汎用電源としてのＡＣアダプタからの電力の供給の有無は、図示しない電源検出回路により検出され、スイッチＳＷ（１）１０８は、この電源検出回路の検出結果に従い動作する。

また、ＰｏＥ受電部１０５から出力された直流電流は、抵抗１１０およびスイッチＳＷ（２）１０９を介してグラウンドに導かれる。例えば、抵抗１１０は３ｋΩの抵抗値を持つ。抵抗１１０は、ＡＣアダプタからの電力が供給されている場合に、前記第１の電源の電力を用いて電流を発生させるためのものである。スイッチＳＷ（２）１０９は、上記の電源検出回路の検出結果に従い動作し、汎用電源としてのＡＣアダプタから電力が供給されていない場合あるいは該汎用電源からの電力供給が遮断された場合にオフし、汎用電源としてのＡＣアダプタから電力が供給されているときにはオンする。

図２は、こうした電源検出回路の検出結果に従って動作するスイッチＳＷ（１）１０８およびスイッチＳＷ（２）１０９のオン／オフ状態を示すフローチャートである。なお、本実施の形態では、図２のフローチャートに示すとおり、ＰｏＥ電源と汎用電源とが図１に示す電源回路に接続された場合、ＰｏＥ電源より汎用電源を優先させて、電力を電源回路に供給するようにされる。

まず、ステップＳ４０１において、装置の起動が行われる。ステップＳ４０２において、図１に示す電源回路に対して、汎用電源としてのＡＣアダプタから電力が供給されていないことが電源検出回路から検出されていない場合、ステップＳ４０５，ステップＳ４０６に進む。そして、電源検出回路におけるＡＣアダプタから電力供給が遮断されているという検出結果に応じて、スイッチＳＷ（１）１０８がオンになる（ステップＳ４０５）と同時に、スイッチＳＷ（２）１０９がオフになる（ステップＳ４０６）。これにより、ＰｏＥ受電部１０５は、ダイオード・ブリッジ１０３またはダイオード・ブリッジ１０４から出力された直流電流を出力する。ＰｏＥ受電部１０５から出力された直流電流は、スイッチＳＷ（１）１０８を介してＤＣ−ＤＣコンバータ１０７に供給される。そしてＤＣ−ＤＣコンバータ１０７は、該直流電流の電圧が、電源回路から電力を供給される装置の電源回路電圧に変換される。

一方、ステップＳ４０２において、図１に示す電源回路に対して、汎用電源としてのＡＣアダプタから電力が供給されたことが電源検出回路から検出された場合、ステップＳ４０３，ステップＳ４０４に進む。そして、電源検出回路からの検出結果に応じて、スイッチＳＷ（１）１０８がオフになる（ステップＳ４０３）と同時に、スイッチＳＷ（２）１０９がオンになる。これによって、汎用電源としてのＡＣアダプタから電力がＤＣ−ＤＣコンバータ１０７に供給される。そして、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０７は、汎用電源の電圧を、本電源回路から電源を供給される機器の電源回路電圧に変換する。

なお、ステップＳ４０３，ステップ４０４に示すスイッチＳＷ（１）１０８，スイッチＳＷ（２）１０９の状態のとき、ＰｏＥ受電部１０５から出力された直流電流は抵抗１１０に流れる。その結果、汎用電源としてのＡＣアダプタから電力が供給されたとしても、ＰｏＥ電源としての外部装置は、予め定められた所定の最小値以上の負荷電流が流れていると判定する。すなわち、ＡＣアダプタから電力が供給されていても、ＰｏＥ電源からの給電は、給電量が僅かであるものの、継続する。

すなわち、図１に示す電源回路に対して、汎用電源としてのＡＣアダプタからの電力の供給が行われている場合においても、ＰｏＥ電源からの給電が継続しているので、従来のように、電力の供給の可否の確認を行うためにＰｏＥ電源の供給が開始されるまでの期間に亘る電源供給の遮断が発生することがなくなる。そのため、装置の再起動を行う必要がなくなるので、装置が常時起動を行うことが可能となる。

なお、上記の第１の実施の形態では、ＰｏＥ受電部１０５とスイッチＳＷ（２）１０９との間に抵抗１１０を接続しているが、所定の最小値以上の負荷電流が流れるものであれば、抵抗１１０は他の負荷回路（最小負荷回路）であってもよい。

また、ＰｏＥ受電部１０５は、ＡＣアダプタからの電力供給が行われている場合に、スイッチＳＷ（２）１０９を常時オンにするのではなく、オフの期間が負荷電流が流れていないと判定されてしまう期間（例えば３００ｍｓ以上の期間）にならない範囲で、スイッチＳＷ（２）１０９をオフするようにしてもよい。これにより、抵抗１１０での電力消費を削減できる。ただし、オフの後のオンの期間を９００ｍｓ以上にする必要がある。

また、上記の第１の実施の形態では、スイッチＳＷ（１）１０８がオンであるときにスイッチＳＷ（２）１０９をオフして、抵抗１１０での無駄な電力消費を減らすようにしているが、スイッチＳＷ（２）１０９を設けず、一方端がＰｏＥ受電部１０５に接続された抵抗１１０の他方端を直接接地するようにしてもよい。

また、図３に示すように、抵抗１１０の代わりに発光ダイオードＬＥＤ（２）２０２を設け、さらにＰｏＥ受電部１０５とグラウンドとの間に、発光ダイオードＬＥＤ（１）２０１を設けるようにしてもよい。発光ダイオードＬＥＤ（１）２０１及び発光ダイオードＬＥＤ（２）２０２は、互いに異なる色の発光を行うように設定する。図３は、図１に示す電源回路の変更例を、その変更部分周辺に限って示す図である。なお、図１と同一構成部分には同一の参照符号を付してその説明を省略する。

図３において、ＰｏＥ電源が供給されており、かつＡＣアダプタより汎用電源が供給されている場合は、発光ダイオードＬＥＤ（１）２０１及び発光ダイオードＬＥＤ（２）２０２が点灯する。ＰｏＥ電源が供給されており、かつＡＣアダプタより汎用電源が供給されていない場合は、発光ダイオードＬＥＤ（１）２０１のみが点灯する。また、ＰｏＥ電源が供給されていない場合には、ＡＣアダプタよりの汎用電源の供給の有無に拘わらず、発光ダイオードＬＥＤ（１）２０１及び発光ダイオードＬＥＤ（２）２０２は点灯しない。これによって、ＰｏＥ電源の給電状態を知ることができる。

〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。

図４は、本発明の第２の実施の形態に係る電源回路の構成を示すブロック図である。第２の実施の形態の構成は、基本的に第１の実施の形態の構成と同じである。図４において、第１の実施の形態の構成と同一部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略し、異なる部分だけを説明する。

第２の実施の形態では、図４に示す電源回路から電力が供給される装置のメインである主回路に対しては、ＡＣアダプタからの汎用電源を優先的に供給するとともに、装置の一部の回路には、ＰｏＥ電源を優先して電力を供給するようにしている。

図４において、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０７は、本電源回路から電源を供給される機器のメインである主回路に対して電源供給を行う。一方、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０は、図４に示す電源回路から電力を供給する一部の回路に対して電源供給を行う。この機器の一部の回路は、第１の実施の形態の抵抗１１０（最小負荷回路）と同様な回路とする。ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の動作は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０７と同じである。

スイッチＳＷ（３）１２１は、コネクタ１０１に接続された端子ａと、ＰｏＥ受電部１０５に接続された端子ｂとを備え、端子ａおよび端子ｂのうちの一方から入力される電流をＤＣ−ＤＣコンバータ１２０へ出力する。スイッチＳＷ（１）１０８およびスイッチＳＷ（３）１２１の切り替え動作は、図示しない電源検出回路による検出結果により制御される。電源検出回路は、汎用電源としてのＡＣアダプタからの電力供給の有無、およびＰｏＥ電源からの電力供給の有無を検出する。

図５は、電源検出回路による検出結果に従って動作するスイッチＳＷ（１）１０８およびスイッチＳＷ（３）１２０のオン／オフ状態および端子選択状態を示すフローチャートである。

すなわち、電源検出回路がＰｏＥ電源による電力供給があるか否かを検出し、その結果、ＰｏＥ電源による電力の供給があるならば（Ｓ５０２でＹＥＳ）ステップ５０３へ進み、供給がないならば（Ｓ５０２でＮＯ）ステップ５０４へ進む。

ステップ５０３では、スイッチＳＷ（３）１２０が端子ｂに切り換えられ、ＰｏＥ受電部１０５からの電流がＤＣ−ＤＣコンバータ１２０へ出力される。ステップ５０４では、スイッチＳＷ（３）１２０が端子ａに切り換えられ、コネクタ１０１からの汎用電源をＤＣ−ＤＣコンバータ１２０へ出力する。

次に、電源検出回路がＡＣアダプタからの汎用電源の供給があるか否かを検出し、その結果、汎用電源の供給があるならば（Ｓ５０５でＹＥＳ）ステップ５０６へ進み、汎用電源の供給がないならば（Ｓ５０５でＮＯ）ステップ５０７へ進む。

ステップ５０６では、スイッチＳＷ（１）１０８がオフし、ＡＣアダプタからの汎用電源がＤＣ−ＤＣコンバータ１０７へ出力される。ステップ５０７では、スイッチＳＷ（１）１０８がオンし、ＰｏＥ受電部１０５からの電流をＤＣ−ＤＣコンバータ１０７へ出力する。

本実施の形態でも、ＰｏＥ電源が供給されていれば、ＡＣアダプタからの汎用電源の供給の有無の関わらず、本電源回路から電源を供給される機器の一部の回路には、ＰｏＥ受電部１０５からの電流が、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０を介して、常時供給される。したがって、第１の実施の形態と同様に、本電源回路に対して、ＡＣアダプタからの汎用電源の供給が遮断された場合でも、ＰｏＥ電源からの給電が継続的に行われているので、従来のような、最大９００ｍｓの期間に亘る電源供給の遮断が発生しない。

〔第３の実施の形態〕
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。

図６は、本発明の第３の実施の形態に係る電源回路を含むネットワークカメラの構成を示すブロック図である。

図６において３００はネットワークカメラである。３０１は電源切替部であり、図４に示す第２の実施の形態の電源回路と同一な構成をもつ。汎用電源としてのＡＣアダプタからの電力を優先で供給される電力供給１と、ＰｏＥ電源優先で供給される電力供給２との切替制御は、図５に示す第２の実施の形態のフローチャートにおける切替制御と同様に行なわれる。

電力供給１の供給先は主に、ネットワークカメラ３００のパンおよびチルトの駆動回路部（パン／チルト部）や、ネットワークカメラ３００に内蔵される赤外線照明器具等の照明部である。電力供給２の供給先は、ＣＰＵ部、ネットワーク部、カメラ部などである。このように、ネットワークカメラ３００内部の回路を機能ブロックに分けて、ＡＣアタプタからの汎用電源が優先的に供給されるブロック３０２と、ＰｏＥ電源が優先的に供給さえるブロック３０３とにする。そして、第２の実施の形態と同様に、ＰｏＥ電源が供給されていれば、ＡＣアダプタからの汎用電源の供給の有無に関わらず、ブロック３０３には、ＰｏＥ電源からの電力が常時供給される。したがって、ＡＣアダプタからの汎用電源電力の供給が遮断された場合でも、ブロック３０３にはＰｏＥ電源からの給電が継続的に行われているので、従来のような、最大９００ｍｓの期間に亘る電力供給の遮断が発生しない。

本発明の第１の実施の形態に係る電源回路の構成を示すブロック図である。 電源検出回路の検出結果に従って動作するスイッチＳＷ（１）およびスイッチＳＷ（２）のオン／オフ状態を示すフローチャートである。 図１に示す電源回路の変更例を、その変更部分周辺に限って示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る電源回路の構成を示すブロック図である。 電源検出回路による検出結果に従って動作するスイッチＳＷ（１）およびスイッチＳＷ（３）のオン／オフ状態および端子選択状態を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態に係る電源回路を含むネットワークカメラの構成を示すブロック図である。 ＰｏＥ電源の供給側の本体装置で行なわれる電源供給処理の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０１ 汎用電源コネクタ
１０２ ＲＪ４５コネクタ
１０３ ダイオード・ブリッジ
１０４ ダイオード・ブリッジ
１０５ ＰｏＥ受電部
１０６ イーサネット（登録商標）・トランス
１０７ ＤＣ−ＤＣコンバータ
１０８ スイッチＳＷ（１）
１０９ スイッチＳＷ（２）
１１０ 抵抗
１２０ ＤＣ−ＤＣコンバータ
１２１ スイッチＳＷ（３）
２０１ 発光ダイオード
２０２ 発光ダイオード
３００ ネットワークカメラ（周辺機器）

Claims (3)

1. 電力の供給の開始にともなって電力供給の可否を確認する方式の第１の電源と、電力の供給の可否を確認せずに電力供給を開始する方式の第２の電源とを有する電源回路であって、
   前記第２の電源からの電力が供給されている場合に、前記第１の電源の電力を用いて電流を発生させるための負荷手段と、
   前記第２の電源からの電力の供給が遮断されている場合に、主回路に電力を供給し、前記第２の電源からの電力が供給されている場合に前記負荷手段に電力を供給するスイッチと
   を有することを特徴とする電源回路。
2. 前記負荷手段は、抵抗器またはＬＥＤを含むことを特徴とする請求項１記載の電源回路。
3. 請求項１または請求項２に記載の電源回路を有することを特徴とする周辺機器。

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