JP2003061256A - 電源制御回路、電子機器及び充電方法 - Google Patents
電源制御回路、電子機器及び充電方法Info
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Abstract
できる電源制御回路及びその電源制御回路を含む電子機
器を提供すること。 【解決手段】 電子機器Qがスレーブで通常動作モード
の時はUSBのVBUS、蓄電池46又は外部電源44
からの電源をデータ転送制御回路48に供給し、電子機
器Qがスレーブで充電モードの時はVBUSからの電源
を蓄電池46に供給して充電する。充電モード時に外部
電源44が使用可能な時はVBUSに代えて外部電源4
4からの電源を蓄電池46に供給する。電子機器Pがマ
スターで通常動作モードの時は蓄電池26又は外部電源
24からの電源をデータ転送制御回路28、電子機器Q
に供給し、電子機器Pがマスターで充電モードの時は電
子機器Qの蓄電池46を充電するために蓄電池26又は
外部電源24からの電源をVBUSを介して電子機器Q
に供給する。充電モード時にデータ転送制御回路28、
48への電源供給をオフにしたり省電力モードに設定す
る。
Description
子機器及び充電方法に関する。
などの携帯型電子機器は、電池駆動方式のものが一般的
であり、その蓄電池(充電式蓄電池、2次電池)の充電
には専用のACアダプタや充電器が必要となる。そし
て、これらのACアダプタや充電器は、他機種(他社製
品又は自社製品)の携帯型電子機器には使用できない場
合が多い。従って、複数の携帯型電子機器を所持して外
出する場合には、いくつものACアダプタや充電器を携
帯する必要があり、ユーザにとって不便であった。
下、PCと呼ぶ)とその周辺機器とを接続するためのイ
ンターフェース規格として、USB(Universal Serial
Bus)が急速に市場に浸透してきている。このUSBに
は、従来は別々の規格のコネクタで接続されていたマウ
スやキーボードやプリンタなどの周辺機器を、同じ規格
のコネクタで接続できると共にいわゆるプラグ&プレイ
やホットプラグも実現できるという利点がある。
(D+、D−)の他に電源ライン(VBUS、GND)
を有している。従って、このUSBケーブルの電源ライ
ンを使用すれば、携帯電話などの携帯型電子機器を充電
することも可能であり、このような充電方法に関する従
来技術として、特開平2000−339067号公報、
特開平2000−201204号公報に開示される従来
技術が知られている。
SBケーブルを携帯電話などの携帯型電子機器に接続す
るための専用のコネクタや制御回路が必要になり、汎用
のUSBケーブルだけでPCと携帯型電子機器を接続で
きないという問題点があった。
電するための電源を供給する側(充電電源の供給元)は
ホストであるPCに固定されており、充電電源を供給さ
れて蓄電池を充電する側(充電電源の供給先)はデバイ
ス(ファンクション、ターゲット)である携帯型電子機
器に固定されていた。従って、1つの電子機器を、状況
によって、充電電源の供給元に設定したり、充電電源の
供給先に設定したりすることはできなかった。また、U
SBケーブルを利用して携帯型電子機器の蓄電池を充電
しようとする場合には、ホストであるPCが必ず必要に
なるという問題点があった。
てなされたものであり、その目的とするところは、利便
性の高い充電方法、該充電方法を実現できる電源制御回
路及び該電源制御回路を含む電子機器を提供することに
ある。
に本発明は、USB(Universal Serial Bus)インター
フェースを備える電子機器に使用される電源制御回路で
あって、電子機器が、USBのデータ転送におけるスレ
ーブ側に設定され且つ通常動作モードに設定された場合
には、USBの電源ラインからの電源、蓄電池からの電
源又は外部電源からの電源を、USBのデータ転送を制
御するデータ転送制御回路に供給し、電子機器が、US
Bのデータ転送におけるスレーブ側に設定され且つ充電
モードに設定された場合には、電子機器の蓄電池を充電
するために、USBの電源ラインからの電源を蓄電池に
供給することを特徴とする。
USBの電源ライン、蓄電池(スレーブ側)又は外部電
源(スレーブ側)からの電源が供給されて、データ転送
制御回路(スレーブ側)が動作する。一方、充電モード
時には、USBの電源ライン(マスター側の電子機器)
からの電源が蓄電池(スレーブ側)に供給され、蓄電池
が充電される。
えば汎用のUSBケーブルを用いてスレーブ側の電子機
器の蓄電池を充電することが可能になる。また、ユーザ
の手元にホストが無いような状況においても、マスター
側の電子機器からの電源によりスレーブ側の電子機器の
蓄電池を充電できるようになる。これにより、ユーザの
利便性を向上できる。
電源が使用可能な場合には、USBの電源ラインからの
電源に代えて、外部電源からの電源を蓄電池に供給する
ことを特徴とする。
部電源(スレーブ側)を用いて、スレーブ側の電子機器
の蓄電池を効率良く充電することが可能になる。
USBの電源ラインからの電源の最大電流値を所与の値
に制限することを特徴とする。
大な電流がUSBの電源ラインに流れるのを防止でき、
信頼性の向上等を図れる。
Bus)インターフェースを備える電子機器に使用される
電源制御回路であって、電子機器が、USBのデータ転
送におけるマスター側に設定され且つ通常動作モードに
設定された場合には、蓄電池からの電源又は外部電源か
らの電源を、USBのデータ転送を制御するデータ転送
制御回路に供給し、電子機器が、USBのデータ転送に
おけるマスター側に設定され且つ充電モードに設定され
た場合には、USBを介して該電子機器と接続されるス
レーブ側の電子機器の蓄電池を充電するために、蓄電池
からの電源又は外部電源からの電源をUSBの電源ライ
ンを介してスレーブ側の電子機器に供給することを特徴
とする。
蓄電池(マスター側)又は外部電源(マスター側)から
の電源が供給されて、データ転送制御回路(マスター
側)が動作する。一方、充電モード時には、蓄電池(マ
スター側)又は外部電源(マスター側)の電源がUSB
の電源ラインに供給され、このUSBの電源ラインに接
続されるスレーブ側の電子機器の蓄電池が充電される。
えば汎用のUSBケーブルを用いてスレーブ側の電子機
器の蓄電池を充電することが可能になる。また、ユーザ
の手元にホストが無いような状況においても、マスター
側の電子機器からの電源を、USBの電源ラインを介し
てスレーブ側の電子機器に供給することで、スレーブ側
の電子機器の蓄電池を充電できるようになる。これによ
り、ユーザの利便性を向上できる。
電源が使用可能な場合には、蓄電池からの電源に代え
て、外部電源からの電源を、USBの電源ラインを介し
てスレーブ側の電子機器に供給することを特徴とする。
部電源(マスター側)を用いて、スレーブ側の電子機器
の蓄電池を効率良く充電することが可能になる。
Bus)インターフェースを備える電子機器に使用される
電源制御回路であって、電子機器が、USBのデータ転
送におけるスレーブ側に設定され且つ通常動作モードに
設定された場合には、USBの電源ラインからの電源、
蓄電池からの電源又は外部電源からの電源を、USBの
データ転送を制御するデータ転送制御回路に供給し、電
子機器が、USBのデータ転送におけるスレーブ側に設
定され且つ充電モードに設定された場合には、電子機器
の蓄電池を充電するために、USBの電源ラインからの
電源を蓄電池に供給し、電子機器が、USBのデータ転
送におけるマスター側に設定され且つ通常動作モードに
設定された場合には、蓄電池からの電源又は外部電源か
らの電源を、USBのデータ転送を制御するデータ転送
制御回路に供給し、電子機器が、USBのデータ転送に
おけるマスター側に設定され且つ充電モードに設定され
た場合には、USBを介して該電子機器と接続されるス
レーブ側の電子機器の蓄電池を充電するために、蓄電池
からの電源又は外部電源からの電源をUSBの電源ライ
ンを介してスレーブ側の電子機器に供給することを特徴
とする。
とスレーブ側の両方の電源制御機能を持たせることが可
能になる。そして、電子機器のバッテリー残量が少なく
なった場合には、その電子機器をスレーブ側に設定して
他の電子機器とUSBケーブルで接続することで、その
電子機器が内蔵する蓄電池を充電することが可能にな
る。一方、他の電子機器のバッテリー残量が少なくなっ
た場合には、電子機器をマスター側に設定して他の電子
機器とUSBケーブルで接続することで、他の電子機器
が内蔵する蓄電池を充電することが可能になる。これに
より、利便性の高い充電方法を実現できる。
データ転送制御回路への電源の供給をオフにする又はデ
ータ転送制御回路を省電力モードに設定することを特徴
とする。
転送制御回路で無駄な電力が消費されるのを防止でき、
電子機器の省電力化を図れる。
プラグが電子機器に接続された場合には、該電子機器が
マスター側に設定されたと判断し、USBのケーブルの
第2のプラグが電子機器に接続された場合には、該電子
機器がスレーブ側に設定されたと判断し、それに連動し
て電源制御機能を選択することを特徴とする。
の仕方を変えるだけで、電子機器をマスター側又はスレ
ーブ側のいずれか一方に自由に設定できるようになる。
そして、電子機器をマスター側に設定し、スレーブ側の
電子機器に電源を供給し、スレーブ側の電子機器の蓄電
池を充電したり、電子機器をスレーブ側に設定し、マス
ター側の電子機器から電源を供給してもらい、電子機器
の蓄電池を充電したりすることが可能になる。
び第2のプラグが、マスター、スレーブの識別端子を有
し、USBのケーブルの第1又は第2のプラグが電子機
器に接続された時の識別端子の電圧レベルを検出するこ
とで、該電子機器がマスター側、スレーブ側のいずれに
設定されたのかを判断することを特徴とする。
を検出するだけという簡素な処理で、電子機器がマスタ
ー側、スレーブ側のいずれに設定されたのかを判断でき
るようになる。
路としては、例えば、一端が第1の電源(例えば高電位
側の電源、VDD)に接続され他端が識別端子に接続さ
れる抵抗を含む回路を考えることができる。また、第1
のプラグにおいては識別端子と第2の電源(例えば低電
位側の電源、GND)とを接続する一方で、第2のプラ
グにおいては識別端子と第2の電源とを非接続にするこ
とが望ましい。
には、第2のプラグが接続された電子機器からの電源
が、USBの電源ラインを介して、第1のプラグが接続
された電子機器に供給され、第1のプラグが接続された
電子機器の蓄電池が充電されることを特徴とする。
れたスレーブ側になるべき電子機器により、第1のプラ
グが接続されたマスター側になるべき電子機器を充電で
きるようになり、ユーザの利便性を向上できる。
えば、識別端子の電圧レベルの検出を無効にする設定
や、マスター、スレーブの選択(設定)信号等を強制的
にマスター、スレーブのいずれか一方側にする設定など
を考えることできる。
回路と、電源制御回路により充電制御される蓄電池と、
USBのデータ転送を制御するデータ転送制御回路とを
含むことを特徴とする。
Bus)インターフェースを備える電子機器における充電
方法であって、第1の電子機器がUSBケーブルの第1
のプラグに接続されてマスター側に設定され、第2の電
子機器がUSBケーブルの第2のプラグに接続されてス
レーブ側に設定された場合には、マスター側の第1の電
子機器からの電源をUSBの電源ラインを介してスレー
ブ側の第2の電子機器に供給し、第2の電子機器の蓄電
池を充電し、第1の電子機器がUSBケーブルの第2の
プラグに接続されてスレーブ側に設定され、第2の電子
機器がUSBケーブルの第1のプラグに接続されてマス
ター側に設定された場合には、マスター側の第2の電子
機器からの電源をUSBの電源ラインを介してスレーブ
側の第1の電子機器に供給し、第1の電子機器の蓄電池
を充電することを特徴とする。
バッテリー残量が少なくなった場合には、第1、第2の
電子機器を、各々、マスター、スレーブに設定して、第
1の電子機器の電源により第2の電子機器の蓄電池を充
電できるようになる。一方、第1の電子機器のバッテリ
ー残量が少なくなった場合には、第1、第2の電子機器
を、各々、スレーブ、マスターに設定して、第2の電子
機器の電源により第1の電子機器の蓄電池を充電できる
ようになる。これにより、ユーザの利便性を大幅に向上
できる。
USBのデータ転送を制御するデータ転送制御回路への
電源の供給をオフにする又はデータ転送制御回路を省電
力モードに設定することを特徴とする。
転送制御回路で無駄な電力が消費されるのを防止でき、
電子機器の省電力化を図れる。
には、第2のプラグが接続された電子機器からの電源
を、USBの電源ラインを介して、第1のプラグが接続
された電子機器に供給し、第1のプラグが接続された電
子機器の蓄電池を充電することを特徴とする。
れたスレーブ側になるべき電子機器により、第1のプラ
グが接続されたマスター側になるべき電子機器を充電で
きるようになり、ユーザの利便性を向上できる。
えば、識別端子の電圧レベルの検出を無効にする設定
や、マスター、スレーブの選択(設定)信号等を強制的
にマスター、スレーブのいずれか一方側にする設定など
を考えることできる。
用いて詳細に説明する。
請求の範囲に記載された本発明の内容を何ら限定するも
のではない。また本実施形態で説明される構成の全て
が、本発明の必須構成要件であるとは限らない。
充電方法 さて、本実施形態の特徴は、USB(広義には、多種の
電子機器に汎用的に接続可能なシリアルバス、或いは第
1のプラグが接続される側がマスターとなり第2のプラ
グが接続される側がスレーブとなるシリアルバス。以下
の説明でも同様)のケーブル(汎用ケーブル)を利用し
て電子機器の蓄電池(充電式蓄電池、2次電池)を充電
する点にある。
らUSBの電源ライン(VBUS)を介してスレーブ側
の電子機器に電源を供給し、その供給された電源により
スレーブ側の電子機器の蓄電池を充電する。即ち、US
Bケーブルの本来の機能はデータ信号(D+、D−)の
送受信と電源供給にあったが、この電源供給の機能を有
効利用して電子機器の蓄電池を充電する。
デスクトップ型PC(パーソナルコンピュータ)からU
SBの電源ラインを介してスレーブ側の携帯電話に電源
が供給され、携帯電話の蓄電池が充電される。
側であるノート型PCや携帯型オーディオプレーヤから
USBの電源ラインを介してスレーブ側のPDA(Pers
onalDigital Assistant)やデジタルカメラ(静止画カ
メラ)に電源が供給され、PDAやデジタルカメラの蓄
電池が充電される。
帯電話などの携帯型電子機器に積極的に採用されて行く
ことが予想される。従って、USBポートを備える携帯
型電子機器の蓄電池の充電をUSBを利用して行えば、
専用のACアダプタや充電器を持ち歩かなくても済むよ
うになり、ユーザの利便性を向上できる。
が手元にありさえすれば、この電子機器のUSBポート
を利用して、他に所持する全ての電子機器の蓄電池を充
電することが可能になる。
電子機器としては、図1(A)、(B)、(C)に示す
PC、携帯型オーディオプレーヤ、携帯電話、PDA、
デジタルカメラに限定されない。例えば、マスストレー
ジデバイス(光ディスクドライブ、光磁気ディスクドラ
イブ、ハードディスクドライブ)、スキャナー、プリン
ター、キーボード、マウス、TV、VTR、ビデオカメ
ラ、プロジェクタ、電子手帳、ワードプロセッサ、或い
はGPS(Global Positioning System)等、種々のもの
に適用できる。
スター側の電子機器がコンセント等を介して外部電源
(AC電源)に接続されている場合には、この外部電源
からの電源をUSBの電源ラインを介してスレーブ側の
電子機器に供給し、その蓄電池を充電することが望まし
い。このようにすれば、マスター側の電子機器を、あた
かもACアダプタや充電器のように見なして利用できる
ようになり、ユーザの利便性を向上できる。
側の電子機器に外部電源が接続されていない場合には、
マスター側の電子機器が有する蓄電池からの電源をUS
Bの電源ラインを介してスレーブ側の電子機器に供給
し、その蓄電池を充電するようにすればよい。このよう
にすれば、例えば、携帯型オーディオプレーヤのバッテ
リー残量には十分に余裕があるが、デジタルカメラのバ
ッテリー残量が残り少ない場合に、携帯型オーディオプ
レーヤの蓄電池からの電源を利用して、デジタルカメラ
の蓄電池を充電できるようになる。これによりユーザの
利便性を向上できる。
ケーブルはAプラグ(広義には第1のプラグ。以下の説
明でも同様)とBプラグ(広義には第2のプラグ。以下
の説明でも同様)を有する。なお、実際にはAプラグと
Bプラグは異なった形状になっている。
USBケーブルは、データライン(D+、D−)、GN
Dライン(接地ライン)、VBUSライン(電源ライ
ン)を有する。
等)では、USBケーブルのAプラグ(Aコネクタ)は
PCなどのホスト側に接続し、Bプラグ(Bコネクタ)
はマウスなどのデバイス(ファンクション、ターゲッ
ト)側に接続することが規格化されていた。より具体的
には、Aプラグは、ホストシステムに向けたアップスト
リーム側に向くように接続する必要があり、Bプラグ
は、USBデバイスに向けたダウンストリーム側に向く
よう接続する必要があった。
送の際には必ずPCなどのホストによる仲介が必要であ
り、デバイス同士をUSBケーブルで直接接続してデー
タ転送を行うことはできなかった。例えばデジタルカメ
ラで撮影した画像をプリンタに出力する場合には、ま
ず、デジタルカメラとPCをUSBケーブルで接続し、
USBケーブルを介して画像データをPCに転送し、次
に、USBケーブル等を介してPCからプリンタに画像
データを転送する必要があった。従って、PCが手元に
無い場合には、デジタルカメラの画像をプリンタに出力
することができず、ユーザにとって不便であった。
るために、近年、USB On−The−Go(以下、
OTGと呼ぶ)と呼ばれる規格が策定されつつある。こ
のOTGは、通常はホストとしては機能しないデジタル
カメラなどのデバイスに簡易的なホスト機能を持たせ、
PCを介さないUSBデバイス同士の直接接続を可能に
する規格である。
接続される側はホストに限定されず、Bプラグが接続さ
れる側もデバイス(ファンクション、ターゲット)に限
定されない。即ちユーザは、マスターに設定したい方の
電子機器をUSBケーブルのAプラグ(ミニAプラグ)
に接続し、スレーブに設定したい方の電子機器をBプラ
グ(ミニBプラグ)に接続すればよい。
SBケーブルのAプラグ(第1のプラグ、第1のコネク
タ)が接続され、電子機器QにはBプラグ(第2のプラ
グ、第2のコネクタ)が接続されている。従って、図2
(C)では、電子機器Pがマスターになり、電子機器Q
がスレーブになる。
BケーブルのAプラグが接続され、電子機器PにはBプ
ラグが接続されている。従って、図2(D)では図2
(C)とは逆に、電子機器Qがマスターになり、電子機
器Pがスレーブになる。
接続される電子機器は、マスターの役割もスレーブの役
割も併せ持つことができる。従って、PCなどのホスト
の仲介を必要とすることなく、デバイスである電子機器
同士を直接接続することが可能となり、ユーザの利便性
を増すことができる。
B On−The−Go)の規格を有効利用して電子機
器の充電方法を実現している。
(第1の電子機器)がUSBケーブルのAプラグ(第1
のプラグ)に接続され、電子機器Q(第2の電子機器)
がUSBケーブルのBプラグ(第2のプラグ)に接続さ
れた場合には、マスター側の電子機器Pからの電源(蓄
電池100の電源又は外部電源)を、USBの電源ライ
ンVBUSを介してスレーブ側の電子機器Qに供給し、
電子機器Qの蓄電池102を充電する。
PがUSBケーブルのBプラグに接続され、電子機器Q
がUSBケーブルのAプラグに接続された場合には、マ
スター側の電子機器Qからの電源(蓄電池102の電源
又は外部電源)を、USBの電源ラインVBUSを介し
てスレーブ側の電子機器Pに供給し、電子機器Pの蓄電
池100を充電する。
つの電子機器を、状況によって、充電電源の供給元に設
定したり、充電電源の供給先に設定することに成功して
いる。例えば電子機器Pは、図3(A)では充電電源の
供給元(蓄電池102を充電するための電源を供給する
側)になり、図3(B)では充電電源の供給先(充電電
源を供給されて蓄電池100を充電する側)になる。
プレーヤとデジタルカメラを持参し、デジタルカメラの
方のバッテリー残量が少なくなった場合には、携帯型オ
ーディオプレーヤにUSBケーブルのAプラグを接続
し、デジタルカメラにBプラグを接続することで、バッ
テリー残量が少ないデジタルカメラの蓄電池を充電でき
るようになる。一方、携帯型オーディオプレーヤの方の
バッテリー残量が少なくなった場合には、デジタルカメ
ラにUSBケーブルのAプラグを接続し、携帯型オーデ
ィオプレーヤにBプラグを接続することで、バッテリー
残量が少ない携帯型オーディオプレーヤの蓄電池を充電
できるようになる。これにより、ユーザの利便性を大幅
に向上できる。
Cが外出先にないような場合にも、携帯型の電子機器同
士をUSBで接続することで、一方の電子機器からの電
源(蓄電池の電源又は外部電源)で、他方の電子機器の
蓄電池を充電できるようになる。
ーブル(例えばOTG規格のUSBケーブル)を利用し
て、電子機器の充電を行うことができる。従って、電子
機器に専用のACアダプタ、充電器や、USBケーブル
を携帯電話などの電子機器に接続するための専用のコネ
クタなどが不要になり、ユーザにとって便利な充電方法
を提供できる。
御回路(充電制御回路)及びこの電源制御回路を含む電
子機器の構成例を図4に示す。なお、本発明の電源制御
回路、電子機器は、図4に示す回路ブロックの全てを含
む必要はなく、それらの一部を省略する構成としてもよ
い。また、以下では、電子機器Pがマスター側に設定さ
れ、電子機器Qがスレーブ側に設定された場合を例にと
り主に説明を行う。
路10、蓄電池26、USB規格に準拠したデータ転送
を行うためのデータ転送制御回路(USB処理回路)2
8を含む。またこの電子機器Pには、ユーザが電子機器
を操作するための操作部、画像を表示するための表示
部、音を出力するための音出力部、プログラムやデータ
を記憶する記憶部、或いはそのプログラムに基づいて電
子機器全体の制御等を行う中央処理部(CPU)などを
含ませることができる。また、この電子機器Pは、外部
電源24(AC電源)が接続可能になっており、蓄電池
26からの電源に代えて外部電源24からの電源によっ
ても動作可能になっている。
充電レベル検出回路14、電圧レベル検出回路16、給
電スイッチング回路18、セレクタ20、電流制限回路
22、ID検出回路23を含む。
選択(切替、設定)信号MSSEL、充電モード信号C
MODE、充電レベル検出信号CLDET、外部電源の
電圧レベル検出信号VLDETなどの各種の信号を受
け、電源の切替制御のための種々の処理を行う。より具
体的には、USBの電源ラインVBUS、外部電源24
の電源ラインPWR1、蓄電池26の電源ラインPWR
2、データ転送制御回路28の電源ラインPWR3間の
切替(接続)制御を行う。
充電の際に充電レベルの検出を行う。そして、蓄電池2
6の充電レベルが所与のしきい値を越えた場合に、充電
レベル検出信号CLDETをアクティブにする。
の電源ラインPWR1の電圧レベルを検出し、外部電源
24が電子機器に接続されたか否かを判断する。そし
て、外部電源24が電子機器に接続され、使用可能にな
った場合に、電圧レベル検出信号VLDETをアクティ
ブにする。
制御回路28への電源(PWR3)の供給のオン・オフ
制御を行う。より具体的には、充電モード信号CMOD
Eがアクティブになり、充電モードになると、給電スイ
ッチング回路18は、データ転送制御回路28への電源
の供給をオフ(遮断、制限)にする。これにより、充電
モード時に無駄な電力がデータ転送制御回路28で消費
されるのを防止できる。なお、充電モード時に、データ
転送制御回路28を省電力モードに設定するようにして
もよい。
US側経路、或いは電流制限回路22側経路のいずれか
を選択する。より具体的には、通常動作モード時(CM
ODEが非アクティブ)にはVBUS側経路を選択し、
充電モード時(CMODEがアクティブ)には電流制限
回路22側経路を選択する。
て、電源ラインVBUSに流れる最大電流を制限する回
路である。これにより充電モード時に、過剰な電流がV
BUSに流れるのを防止できる。
器では、セレクタ20、電流制限回路22の機能は不要
になる。
ている場合には、セレクタ20は、充電モードか否かに
依らずに常にVBUS側経路を選択することになり、ま
た、電流制限回路22の機能はディスエーブルにされ
る。
及びプラグ)のID端子(識別端子)の電圧レベルを検
出し、マスター/スレーブ選択(切替、設定)信号MS
SELを生成する。
それが含む電源制御回路30の構成は、電子機器P及び
それが含む電源制御回路10の構成とほぼ同様であるた
め、詳細な説明を省略する。但し、マスター側にしか設
定されない電子機器においては、セレクタ(20、4
0)、電流制限回路(22、42)を設けない構成とし
てもよい。
ずれに設定されたかは、図5(A)、(B)に示すよう
な手法で判定できる。
機器側のソケットは、形状の異なるA、Bプラグの両方
が接続可能な形状になっている。そして、図5(A)の
ようにUSBケーブルのAプラグを電子機器Pのソケッ
トに接続し、図5(B)のようにBプラグを電子機器Q
のソケットに接続すれば、電子機器Pをマスターに設定
し、電子機器Qをスレーブに設定できる。
ラインD+、D−、電源ラインVBUS、GNDライン
の端子の他に、図5(A)、(B)に示すようなID端
子をソケット(receptacle)及びプラグに持たせる。ま
た、このID端子は、電子機器P(マスター側)におい
てはID検出回路23に接続され、電子機器Q(スレー
ブ側)においてはID検出回路43に接続される。そし
て、これらのID検出回路23、43は、一端が高電位
側電源(第1の電源)に接続され他端がID端子に接続
される抵抗202、206(プルアップ抵抗)と、ID
端子の信号(電圧レベル)をバッファリングするバッフ
ァ204、208を含む。
(ミニAプラグ)においては、ID端子がGND(低電
位側電源、第2の電源)に接続(接地)されている。従
って、Aプラグが電子機器Pのソケットに接続される
と、ID端子の電圧レベルがLレベルになり、Lレベル
のマスター/スレーブ選択信号MSSELがID検出回
路23から出力されるようになる。これにより電子機器
P(電源制御回路)は、自身がマスター側に設定された
と判断できる。
(ミニBプラグ)においては、ID端子がノンコネクト
状態(非接続状態)になっている。従って、Bプラグが
電子機器Qのソケットに接続されると、ID端子の電圧
レベルが抵抗206によるプルアップによりHレベルに
なり、Hレベルのマスター/スレーブ選択信号MSSE
LがID検出回路43から出力されるようになる。これ
により、電子機器Q(電源制御回路)は、自身がスレー
ブ側に設定されたと判断できる。
スター、スレーブのいずれに設定されたのかを、ソケッ
トとプラグの接続時におけるID端子の電圧レベルを検
出し、その検出結果により得られる信号MSSELに基
づいて判断している。
モード(充電モード以外のモードであり、データ転送制
御回路が通常に動作するモード)なのか充電モード(蓄
電池を充電するモード)なのかの設定を、例えば図5
(C)に示すようなスイッチ210を用いて選択する。
即ちユーザがスイッチ210を通常動作モード側に動か
すと、電子機器は通常動作モードに設定され、充電モー
ド側に動かすと、電子機器は充電モードに設定される。
そして、電子機器(電源制御回路)は、通常動作モード
なのか充電モードなのかを、スイッチ210の状態によ
りその信号レベルが変化する充電モード信号CMODE
に基づき判断できる。
ッチ210を電子機器に設けずに、電子機器が元々有し
ている操作部のスイッチ手段(操作ボタン、キー等)を
用いて、通常動作モードと充電モードの切り替えを行っ
てもよい。或いは、ソフトウェア手段を用いて通常動作
モードと充電モードの切り替えを行ってもよい。
マスター/スレーブ選択信号MSSELや充電モード信
号CMODEを用いて、電子機器がマスター側なのかス
レーブ側なのか、或いは通常動作モードなのか充電モー
ドなのかを判断する。
設定され且つ充電モードに設定された場合には、マスタ
ー側の電子機器Pからの電源をUSBの電源ラインVB
USを介して自身の電子機器Qが内蔵する蓄電池46に
供給して充電する。
且つ充電モードに設定された場合には、マスター電子機
器Pが、スレーブ側の電子機器Qの蓄電池46を充電す
るために、USBの電源ラインVBUSを介してスレー
ブ側の電子機器Qに電源を供給する。
ーチャートを用いて説明する。なお、以下では、電子機
器Pがマスター側に設定され、電子機器Qがスレーブ側
に設定された場合を例にとり説明を行う。
基づいて、自身の電子機器がマスターなのかスレーブな
のかを判断する(ステップS1)。そしてスレーブと判
断された場合には、信号CMODEに基づいて、通常動
作モードなのか充電モードなのかを判断する(ステップ
S2)。そして通常動作モードと判断された場合は図7
の処理に移行し、充電モードと判断された場合は図8の
処理に移行する。
た場合には、信号CMODEに基づいて、通常動作モー
ドなのか充電モードなのかを判断する(ステップS
3)。そして通常動作モードと判断された場合は図9の
処理に移行し、充電モードと判断された場合は図10の
処理に移行する。
且つ通常動作モードの場合には、給電スイッチング回路
38によりデータ転送制御回路48への給電をオンにす
る(ステップS11)。また、セレクタ40によりVB
US側の経路を選択する(ステップS12)。
VLDETに基づいて、外部電源44が使用可能か否か
(接続されているか否か)を判断する(ステップS1
3)。そして、外部電源44が使用不可の場合は、US
BのVBUSライン又は蓄電池46から電源切替回路3
2を介して、データ転送制御回路48に電源を供給する
(ステップS14)。一方、ステップS13で外部電源
44が使用可能と判断された場合は、USBのVBUS
ライン又は外部電源44から電源切替回路32を介し
て、データ転送制御回路48に電源を供給する(ステッ
プS15)。以上のようにすることで、スレーブ側のデ
ータ転送制御回路48に電源を供給して通常に動作させ
ることができる。
を介して蓄電池46に電源を供給して、蓄電池46を充
電する(ステップS16、S17)。そして、充電レベ
ル検出回路34からの信号CLDETに基づいて、充電
レベルがしきい値以上か否かを判断し(ステップS1
8)、しきい値以上ならば蓄電池46への電源供給を停
止する(ステップS19)。
且つ充電モードの場合には、給電スイッチング回路38
によりデータ転送制御回路48への給電をオフにする
(ステップS21)。これにより、充電モード時に電子
機器が無駄な電力を消費するのを防止できる。また、セ
レクタ40により電流制限回路42側の経路を選択する
(ステップS22)。これにより、充電モード時に過大
な電流がVBUSラインに流れるのを防止できる。
源44が使用可能か否かを判断する(ステップS2
3)。そして、外部電源44が使用不可の場合は、US
BのVBUSラインから電源切替回路32を介して、蓄
電池46に電源を供給する(ステップS24)。一方、
外部電源44が使用可能な場合には、外部電源44から
電源切替回路32を介して、蓄電池46に電源を供給す
る(ステップS25)。
同様に、充電レベルがしきい値以上になるまで、供給さ
れた電源で蓄電池46を充電する(ステップS26〜S
28)。
において外部電源44が使用可能な場合には、USBの
電源ラインVBUSからの電源に代えて、外部電源44
からの電源でスレーブ側の蓄電池46を充電するように
している。このようにすれば、マスター側の電子機器P
が外部電源24に接続されていないような場合にも、ス
レーブ側の外部電源44を用いて蓄電池46を効率良く
充電できるようになる。
且つ通常動作モードの場合には、給電スイッチング回路
18によりデータ転送制御回路28への給電をオンにす
る(ステップS31)。
VLDETに基づいて、外部電源24が使用可能か否か
を判断する(ステップS32)。そして、外部電源24
が使用不可の場合は、蓄電池26から電源切替回路12
を介して、USBのVBUSライン及びデータ転送制御
回路28に電源を供給する(ステップS33)。一方、
ステップS32で外部電源24が使用可能と判断された
場合は、外部電源24から電源切替回路12を介してU
SBのVBUSライン及びデータ転送制御回路28に電
源を供給する(ステップS34)。以上のようにするこ
とで、スレーブ側の電子機器Q(データ転送制御回路4
8)に電源を供給できると共に、マスター側のデータ転
送制御回路28に電源を供給して通常に動作させること
ができる。
を介してマスター側の蓄電池26に電源を供給する(ス
テップS35)。そして、図7のステップS17〜S1
9と同様に、充電レベルがしきい値以上になるまで、供
給された電源でマスター側の蓄電池26を充電する(ス
テップS36〜S38)。
ー且つ充電モードの場合には、給電スイッチング回路1
8によりデータ転送制御回路28への給電をオフにする
(ステップS41)。これにより電子機器の省電力化を
図れる。
源24が使用可能か否かを判断する(ステップS4
2)。そして、外部電源24が使用不可の場合は、蓄電
池26から電源切替回路12を介して、USBのVBU
Sラインに電源を供給する(ステップS43)。一方、
外部電源24が使用可能な場合には、外部電源24から
電源切替回路12を介して、USBのVBUSラインに
電源を供給する(ステップS44)。これにより、スレ
ーブ側の蓄電池46を充電することが可能になる。
を介してマスター側の蓄電池26に電源を供給する(ス
テップS45)。そして、図7のステップS17〜S1
9と同様に、充電レベルがしきい値以上になるまで、供
給された電源でマスター側の蓄電池26を充電する(ス
テップS46〜S48)。
において外部電源24が使用可能な場合には、蓄電池2
6からの電源に代えて、外部電源24からの電源を、U
SBの電源ラインVBUSを介してスレーブ側の電子機
器Qに供給するようにしている。このようにすれば、マ
スター側の電子機器Pの外部電源24を供給元として、
スレーブ側の蓄電池46を効率良く充電できるようにな
る。
構成例を示す。
回路50、SIE回路52、エンドポイントバッファ5
4、クロック生成回路56、電源回路60を含む。な
お、本発明のデータ転送制御回路は、図11に示す回路
ブロックの全てを含む必要はなく、それらの一部を省略
する構成としてもよい。
マクロ)50は、USBのデータ転送を実現するための
回路であり、USBの物理層回路や、論理層回路の一部
を含むものである。
は、差動のデータラインD+、D−からの信号を用いて
USB上のデータを送受信する図示しないアナログフロ
ントエンド回路(受信回路、送信回路)を含む。また、
ビットスタッフィング、ビットアンスタッフィング、シ
リアル・パラレル変換、パラレル・シリアル変換、NR
ZIデコード、NRZIエンコード、サンプリングクロ
ック生成などの処理を行う回路を含む。
52は、USBのパケット転送のための処理を行う回路
であり、パケットの組立・分解、CRCの生成・解読、
サスペンド及びレジュームの制御、トランザクションの
管理などの種々の処理を行う。
送信するパケットの情報を一時的に記憶するバッファで
あり、例えばFIFO(First-In First-Out)やRAM
などにより構成される。
回路が使用する動作クロックや、サンプリングクロック
の生成に使用されるクロックなどを生成する回路であ
り、PLL(Phase Locked Loop)57や発振回路58
を含む。そして、PLL57は、発振回路58で生成さ
れたベースクロックに基づいて、USBの各種モード
(例えばHSモード、FSモード)に必要なクロック
(例えば480MHz、60MHz)を生成する。そし
て、このPLL57で生成されたクロックに基づいて、
データ信号(D+、D−)により転送されるデータのサ
ンプリングクロックが生成されることになる。
ジタル回路が使用するデジタル電源やアナログ回路が使
用するアナログ電源を供給する回路である。
ング回路(18、38)が、データ転送制御回路(2
8、48)への電源供給をオフにすると、図11の電源
回路60は、データ転送制御回路内の各回路ブロックへ
の電源供給をオフにする。これにより、データ転送制御
回路の消費電力をほぼ零又は極めて小さくすることが可
能になる。
データ転送制御回路が含むアナログ回路の一部の回路に
ついては、電源供給をオンのままにするようにしてもよ
い。このようにすれば、電源供給をオフからオンに戻し
た際に、回路を素早く立ち上げることが可能になる。
路を省電力モードに設定するようにしてもよい。
のクロック生成回路56が生成するクロックを充電モー
ド時に停止することにより実現できる。或いは、充電モ
ード時にPLLの発振周波数を低くすることで、省電力
モードを実現してもよい。或いは、充電モード時にデー
タ転送制御回路のアナログ回路が含む電流源に流す電流
をオフにしたり制限することで、省電力モードを実現し
てもよい。
構成例を示す。
出回路23、43が、ID端子の電圧レベルのみなら
ず、ID端子無効信号IDDIS、マスター/スレーブ
強制設定信号FCMSSELに基づいて、マスター/ス
レーブ選択信号MSSELを生成している点である。
ーブ側への充電しか対応していないため、マスターとス
レーブを確定するために、充電の際にケーブルの繋ぎ替
えが必要となる。例えば、電子機器PがUSBケーブル
のBプラグに接続され、電子機器QがAプラグに接続さ
れた場合には、電子機器PにAプラグを接続し、電子機
器QにBプラグを接続するというケーブルの繋ぎ替えを
行い、その後に電子機器Pによる電子機器Qの蓄電池4
6の充電を行う必要がある。このため、ユーザの利便性
を阻害してしまう。
S、FCMSSELを所与の設定にすることにより、ケ
ーブルを繋ぎ替えることなく、スレーブ側からマスター
側への充電が可能になる。
プラグに接続され、電子機器QがAプラグに接続されて
いる場合を考える。
ブルを繋ぎ替えない限り、電子機器Pから電子機器Qへ
の充電ができない。
には、ID端子無効信号IDDISをアクティブに設定
し、ID検出回路23、43による識別端子IDの電圧
レベルの検出を無効にする。また、電子機器P側におい
てはマスター/スレーブ強制設定信号FCMSSELを
マスター側の電圧レベル(例えばLレベル)に設定し、
電子機器Q側においてはFCMSSELをスレーブ側の
電圧レベル(例えばHレベル)に設定する。
ると、ID検出回路23、43は、信号FCMSSEL
を信号MSSELとして出力するようになる。これによ
り、電子機器PのID検出回路23からは、マスター側
の電圧レベル(例えばLレベル)に設定された信号MS
SELが出力され、電子機器QのID検出回路43から
は、スレーブ側の電圧レベル(例えばHレベル)に設定
された信号MSSELが出力されるようになる。
グが接続された電子機器Pからの電源を、USBの電源
ラインVBUSを介して、Aプラグが接続された電子機
器Qに供給し、電子機器Qの蓄電池46を充電できるよ
うになる。即ち、USBケーブルの繋ぎ替えを行うこと
なく、スレーブ側になるべき電子機器Pの電源により、
マスター側になるべき電子機器Qの蓄電池46を充電で
きるようになり、ユーザの利便性を向上できる。
設定(広義には所与の設定)は、図5(C)のスイッチ
210のような専用のスイッチを設けて実現してもよい
し、電子機器が元々有している操作部のスイッチ手段
(操作ボタン、キー等)を利用して実現してもよい。或
いは、ソフトウェア手段を用いて信号IDDIS、FC
MSSELを設定してもよい。
本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
データ転送制御回路の構成は図4、図11、図12に示
す構成に限定されるものではなく、種々の変形実施が可
能である。
0で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能
である。
は、USBのデータ転送のマスターとスレーブの両方の
機能を備えるようにしてもよいし、いずれか一方の機能
を備えるようにしてもよい。
づく規格や、USBを発展させた規格にも適用可能であ
る。
充電方法について説明するための図である。
Bのケーブルやプラグについて説明するための図であ
る。
について説明するための図である。
について説明するための図である。
レーブの設定手法や充電モード・通常動作モードの設定
手法について説明するための図である。
ーチャートである。
動作について説明するためのフローチャートである。
について説明するためのフローチャートである。
動作について説明するためのフローチャートである。
作について説明するためのフローチャートである。
である。
成例について説明するための図である。
Claims (14)
- 【請求項1】 USB(Universal Serial Bus)インタ
ーフェースを備える電子機器に使用される電源制御回路
であって、 電子機器が、USBのデータ転送におけるスレーブ側に
設定され且つ通常動作モードに設定された場合には、U
SBの電源ラインからの電源、蓄電池からの電源又は外
部電源からの電源を、USBのデータ転送を制御するデ
ータ転送制御回路に供給し、 電子機器が、USBのデータ転送におけるスレーブ側に
設定され且つ充電モードに設定された場合には、電子機
器の蓄電池を充電するために、USBの電源ラインから
の電源を蓄電池に供給することを特徴とする電源制御回
路。 - 【請求項2】 請求項1において、 充電モード時において外部電源が使用可能な場合には、
USBの電源ラインからの電源に代えて、外部電源から
の電源を蓄電池に供給することを特徴とする電源制御回
路。 - 【請求項3】 請求項1又は2において、 充電モード時においては、USBの電源ラインからの電
源の最大電流値を所与の値に制限することを特徴とする
電源制御回路。 - 【請求項4】 USB(Universal Serial Bus)インタ
ーフェースを備える電子機器に使用される電源制御回路
であって、 電子機器が、USBのデータ転送におけるマスター側に
設定され且つ通常動作モードに設定された場合には、蓄
電池からの電源又は外部電源からの電源を、USBのデ
ータ転送を制御するデータ転送制御回路に供給し、 電子機器が、USBのデータ転送におけるマスター側に
設定され且つ充電モードに設定された場合には、USB
を介して該電子機器と接続されるスレーブ側の電子機器
の蓄電池を充電するために、蓄電池からの電源又は外部
電源からの電源をUSBの電源ラインを介してスレーブ
側の電子機器に供給することを特徴とする電源制御回
路。 - 【請求項5】 請求項4において、 充電モード時において外部電源が使用可能な場合には、
蓄電池からの電源に代えて、外部電源からの電源を、U
SBの電源ラインを介してスレーブ側の電子機器に供給
することを特徴とする電源制御回路。 - 【請求項6】 USB(Universal Serial Bus)インタ
ーフェースを備える電子機器に使用される電源制御回路
であって、 電子機器が、USBのデータ転送におけるスレーブ側に
設定され且つ通常動作モードに設定された場合には、U
SBの電源ラインからの電源、蓄電池からの電源又は外
部電源からの電源を、USBのデータ転送を制御するデ
ータ転送制御回路に供給し、 電子機器が、USBのデータ転送におけるスレーブ側に
設定され且つ充電モードに設定された場合には、電子機
器の蓄電池を充電するために、USBの電源ラインから
の電源を蓄電池に供給し、 電子機器が、USBのデータ転送におけるマスター側に
設定され且つ通常動作モードに設定された場合には、蓄
電池からの電源又は外部電源からの電源を、USBのデ
ータ転送を制御するデータ転送制御回路に供給し、 電子機器が、USBのデータ転送におけるマスター側に
設定され且つ充電モードに設定された場合には、USB
を介して該電子機器と接続されるスレーブ側の電子機器
の蓄電池を充電するために、蓄電池からの電源又は外部
電源からの電源をUSBの電源ラインを介してスレーブ
側の電子機器に供給することを特徴とする電源制御回
路。 - 【請求項7】 請求項1乃至6のいずれかにおいて、 充電モード時においては、データ転送制御回路への電源
の供給をオフにする又はデータ転送制御回路を省電力モ
ードに設定することを特徴とする電源制御回路。 - 【請求項8】 請求項1乃至7のいずれかにおいて、 USBのケーブルの第1のプラグが電子機器に接続され
た場合には、該電子機器がマスター側に設定されたと判
断し、USBのケーブルの第2のプラグが電子機器に接
続された場合には、該電子機器がスレーブ側に設定され
たと判断することを特徴とする電源制御回路。 - 【請求項9】 請求項8において、 USBのケーブルの第1及び第2のプラグが、マスタ
ー、スレーブの識別端子を有し、 USBのケーブルの第1又は第2のプラグが電子機器に
接続された時の識別端子の電圧レベルを検出すること
で、該電子機器がマスター側、スレーブ側のいずれに設
定されたのかを判断することを特徴とする電源制御回
路。 - 【請求項10】 請求項8又は9において、 所与の設定がなされた場合には、第2のプラグが接続さ
れた電子機器からの電源が、USBの電源ラインを介し
て、第1のプラグが接続された電子機器に供給され、第
1のプラグが接続された電子機器の蓄電池が充電される
ことを特徴とする電源制御回路。 - 【請求項11】 請求項1乃至10のいずれかの電源制
御回路と、 電源制御回路により充電制御される蓄電池と、 USBのデータ転送を制御するデータ転送制御回路と、 を含むことを特徴とする電子機器。 - 【請求項12】 USB(Universal Serial Bus)イン
ターフェースを備える電子機器における充電方法であっ
て、 第1の電子機器がUSBケーブルの第1のプラグに接続
されてマスター側に設定され、第2の電子機器がUSB
ケーブルの第2のプラグに接続されてスレーブ側に設定
された場合には、マスター側の第1の電子機器からの電
源をUSBの電源ラインを介してスレーブ側の第2の電
子機器に供給し、第2の電子機器の蓄電池を充電し、 第1の電子機器がUSBケーブルの第2のプラグに接続
されてスレーブ側に設定され、第2の電子機器がUSB
ケーブルの第1のプラグに接続されてマスター側に設定
された場合には、マスター側の第2の電子機器からの電
源をUSBの電源ラインを介してスレーブ側の第1の電
子機器に供給し、第1の電子機器の蓄電池を充電するこ
とを特徴とする充電方法。 - 【請求項13】 請求項12において、 充電モード時においては、USBのデータ転送を制御す
るデータ転送制御回路への電源の供給をオフにする又は
データ転送制御回路を省電力モードに設定することを特
徴とする充電方法。 - 【請求項14】 請求項12又は13において、 所与の設定がなされた場合には、第2のプラグが接続さ
れた電子機器からの電源を、USBの電源ラインを介し
て、第1のプラグが接続された電子機器に供給し、第1
のプラグが接続された電子機器の蓄電池を充電すること
を特徴とする充電方法。
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