JP2007228051A - Communication cable - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は通信ケーブルに係り、特に、電源ラインと信号ラインとを有する通信ケーブルに関する。 The present invention relates to a communication cable, and more particularly to a communication cable having a power supply line and a signal line.
近年、携帯電話機の普及にともない、携帯電話機とパーソナルコンピュータとをケーブルで接続して、通信可能として、携帯電話機とパーソナルコンピュータとを連携して使用できるようされている。 In recent years, with the widespread use of mobile phones, mobile phones and personal computers can be used in cooperation by connecting the mobile phone and a personal computer with a cable to enable communication.
このとき、携帯電話機とパーソナルコンピュータとを接続する通信ケーブルは一端に携帯電話機接続用プラグコネクタが実装され、他端にUSB(universal serial bus)コネクタが実装された構成とされている。このようなケーブルは、通信専用であった。 At this time, the communication cable for connecting the mobile phone and the personal computer is configured such that a plug connector for mobile phone connection is mounted on one end and a universal serial bus (USB) connector is mounted on the other end. Such cables were dedicated to communication.
しかしながら、携帯電話機の携帯電話機接続用プラグコネクタが接続されるソケットコネクタには、電源端子を有し、充電も可能な構成とされていた。このため、携帯電話機に内蔵されたバッテリの充電を効率よく行うために、USBの電源供給ラインから供給される5Vの電圧を用いて携帯電話機のバッテリを充電する技術が提案されている(特許文献1、特許文献2参照)。
しかるに、パーソナルコンピュータと携帯電話機とを直接ケーブルで接続して、パーソナルコンピュータの電源から携帯電話機のバッテリの充電を行う場合、パーソナルコンピュータのUSBコネクタ側の電源回路は、携帯電話機を充電するための回路構成とはなっていないため、過電圧、過電流保護などが行えなかったり、パーソナルコンピュータがバッテリ駆動の場合には低電圧となる不具合などが発生するおそれがあり、安定して携帯電話機のバッテリの充電を行えないなどの問題点があった。 However, when the personal computer and the mobile phone are directly connected by a cable and the battery of the mobile phone is charged from the power supply of the personal computer, the power circuit on the USB connector side of the personal computer is a circuit for charging the mobile phone. Since it is not configured, overvoltage and overcurrent protection may not be performed, and there is a risk of problems such as low voltage when the personal computer is battery-powered. There was a problem such as being unable to do.
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、安定した電源供給が可能となる電源ライン及び信号ラインを有する通信ケーブルに関する。 The present invention has been made in view of the above points, and relates to a communication cable having a power line and a signal line that enable stable power supply.
本発明は、電源ライン(Lvbus1、Lvbus2、Lvout、Lgnd1、Lgnd2)と信号ライン(Ld+1、Ld-1、Ld+2、Ld-2)とを有する通信ケーブルにおいて、電源ライン(Lvbus1、Lvbus2、Lvout、Lgnd1、Lgnd2)の一端の電圧が所定の電圧となるように制御する電圧制御手段(211)を有することを特徴とする。 The present invention is a communication cable having power lines (Lvbus1, Lvbus2, Lvout, Lgnd1, Lgnd2) and signal lines (Ld + 1, Ld-1, Ld + 2, Ld-2). , Lvout, Lgnd1, and Lgnd2) have voltage control means (211) for controlling the voltage at one end to be a predetermined voltage.
また、本発明の通信ケーブルは、電源ライン(Lvbus1、Lvbus2、Lvout、Lgnd1、Lgnd2)及び信号ラインの一端に接続された携帯電話接続用コネクタ(112)と、電源ライン(Lvbus1、Lvbus2、Lvout、Lgnd1、Lgnd2)及び信号ライン(Ld+1、Ld-1、Ld+2、Ld-2)の他端に接続されたUSBコネクタ(111)とを有することを特徴とする。 The communication cable of the present invention includes a power line (Lvbus1, Lvbus2, Lvout, Lgnd1, Lgnd2) and a mobile phone connector (112) connected to one end of a signal line, and a power line (Lvbus1, Lvbus2, Lvout, Lgnd1, Lgnd2) and a USB connector (111) connected to the other end of the signal lines (Ld + 1, Ld-1, Ld + 2, Ld-2).
電圧制御手段(211)は、電源ライン(Lvbus1、Lvbus2、Lvout、Lgnd1、Lgnd2)の一端の電圧を検出する電圧検出回路(221)と、電圧検出回路(221)の検出結果に応じて電源ライン(Lvbus1、Lvbus2、Lvout、Lgnd1、Lgnd2)の電圧を制御する電圧制御回路(222、Q11)とを有することを特徴とする。 The voltage control means (211) includes a voltage detection circuit (221) for detecting a voltage at one end of the power supply lines (Lvbus1, Lvbus2, Lvout, Lgnd1, Lgnd2), and a power supply line according to the detection result of the voltage detection circuit (221). And a voltage control circuit (222, Q11) for controlling the voltage of (Lvbus1, Lvbus2, Lvout, Lgnd1, Lgnd2).
また、本発明の通信ケーブルは、電源ライン(Lvbus1、Lvbus2、Lvout、Lgnd1、Lgnd2)の他端の電圧に応じて電圧制御回路(211)の動作を停止させる保護回路(212)を有することを特徴とする。 In addition, the communication cable of the present invention has a protection circuit (212) that stops the operation of the voltage control circuit (211) in accordance with the voltage at the other end of the power supply line (Lvbus1, Lvbus2, Lvout, Lgnd1, Lgnd2). Features.
信号ライン(Ld+1、Ld-1、Ld+2、Ld-2)の電圧に応じて電源ライン(Lvbus1、Lvbus2、Lvout、Lgnd1、Lgnd2)の接続を制御する接続制御回路(213)を有することを特徴とする。 A connection control circuit (213) for controlling connection of the power supply lines (Lvbus1, Lvbus2, Lvout, Lgnd1, Lgnd2) according to the voltage of the signal lines (Ld + 1, Ld-1, Ld + 2, Ld-2) It is characterized by that.
電源ラインは、電源供給ライン(Lvbus1、Lvbus2、Lvout)と基準電圧ライン(Lgnd1、Lgnd2)とを有し、信号ラインは、一対の信号ライン(Ld+1、Ld-1、Ld+2、Ld-2)から構成されており、接続制御回路(213)は一対の信号ライン(Ld+1、Ld-1、Ld+2、Ld-2)の両方の電圧がプルアップされたときに基準電圧ライン(Lgnd1、Lgnd2)を、電圧制御手段(211)をバイパスして接続することを特徴とする。 The power line has a power supply line (Lvbus1, Lvbus2, Lvout) and a reference voltage line (Lgnd1, Lgnd2), and the signal lines are a pair of signal lines (Ld + 1, Ld-1, Ld + 2, Ld). -2), and the connection control circuit (213) has a reference voltage when the voltages of the pair of signal lines (Ld + 1, Ld-1, Ld + 2, Ld-2) are pulled up. The lines (Lgnd1, Lgnd2) are connected by bypassing the voltage control means (211).
なお、上記参照符号はあくまでの参考であり、これによって特許請求の範囲が限定されるものではない。 Note that the above reference signs are only for reference, and do not limit the scope of the claims.
本発明によれば、電源ラインと信号ラインとを有する通信ケーブルに電源ラインの一端の電圧が所定の電圧となるように制御する電圧制御手段を設けることにより、電源ラインの電圧を安定にすることができるため、通信ケーブルの他端に接続された機器から通信ケーブルの一端に接続された機器に対して安定した電源を供給することができる。よって、通信ケーブルの一端に接続された機器を安定動作させることが可能となる。 According to the present invention, the voltage of the power supply line is stabilized by providing the voltage control means for controlling the voltage at one end of the power supply line to be a predetermined voltage in the communication cable having the power supply line and the signal line. Therefore, stable power can be supplied from the device connected to the other end of the communication cable to the device connected to one end of the communication cable. Therefore, it is possible to stably operate the device connected to one end of the communication cable.
図1は本発明の一実施例のシステム構成図、
本実施例の通信ケーブル101は、例えば、パーソナルコンピュータ102と携帯電話機103とを充電及び通信可能に接続する。通信ケーブル101によりパーソナルコンピュータ102から携帯電話機103に電源を安定に供給することができるとともに、パーソナルコンピュータ102と携帯電話機103とで通信を行うことができる。
FIG. 1 is a system configuration diagram of an embodiment of the present invention.
The
図2は通信ケーブルの構成図を示す。 FIG. 2 shows a configuration diagram of the communication cable.
本実施例の通信ケーブル101は、USBプラグコネクタ111、携帯電話接続用プラグコネクタ112、USBケーブル113、携帯電話接続用ケーブル114、制御回路部115を有する構成とされている。
The
USBプラグコネクタ111はコンピュータシステム102のUSBソケットコネクタに接続される。USBプラグコネクタ111は、USBケーブル113を介して制御回路部115に接続されている。
The
また、制御回路部115は、携帯電話接続用ケーブル114を介して携帯電話接続用プラグコネクタ112に接続されている。携帯電話接続用プラグコネクタ112は、携帯電話機103の充電/通信用ソケットコネクタに接続される。
The
USBケーブル113は、電源ラインLvbus1、接地ラインLgnd1、信号ラインLd+1、Ld-1から構成とされている。また、携帯電話接続用ケーブル114は、電源供給ラインLvout、接地ラインLgnd2、信号ラインLd+2、Ld-2、電源ラインLvbus2から構成されている。
The
〔制御回路部115〕
図3は制御回路部115のブロック構成図を示す。
[Control Circuit 115]
FIG. 3 is a block diagram of the
制御回路部115は、USBケーブル113と携帯電話接続用ケーブル114との間に接続されており、USBケーブル113の電源ラインLvbus1と接地ラインLgnd1との間の電圧を安定化して、携帯電話接続用ケーブル114の電源供給ラインLvoutと接地ラインLgnd2との間に出力する。また、制御回路部115は、USBケーブル113及び携帯電話接続用ケーブル114の過電圧、過電流保護を行う。さらに、制御回路部115は、通信時と電源安定化時とでUSBケーブル113の接地ラインLgnd1と携帯電話接続用ケーブル114の接地ラインLgnd2との接続の切替を行う。
The
制御回路部115は、上記動作を行うために、充電制御回路211、保護回路212、接続制御回路213を有する構成とされている。
The
〔充電制御回路211〕
充電制御回路211は、携帯電話接続用プラグコネクタ111側の電源供給ラインLvbusと接地ラインLgndとの間の電圧が所定の電圧となるように制御する回路であり、電圧検出回路221、充電制御IC222、電流検出用抵抗Rs、コンデンサC11、トランジスタQ11から構成されている。
[Charge control circuit 211]
The
電圧検出回路221は、抵抗R11と抵抗R12とを電源ラインLvoutと接地ラインLgndとの間に直列に接続した構成とされている。電圧検出回路221は、電源ラインLvoutと接地ラインLgndとの間の電圧を抵抗R11と抵抗R12とにより分割し、抵抗R11と抵抗R12との接続点から出力する。抵抗R11と抵抗R12との接続点は、充電制御IC222に接続されている。
The
電流検出用抵抗Rsは、USBケーブル113の接地ラインLgnd11と携帯電話接続用ケーブル114の接地ラインLgnd2との間に直列に挿入されており、その両端にUSBケーブル113の接地ラインLgnd11と携帯電話接続用ケーブル114の接地ラインLgnd2に流れる電流に応じた電圧を発生する。電流検出用抵抗Rsの両端は、充電制御IC222に接続されている。
The current detection resistor Rs is inserted in series between the ground line Lgnd11 of the
充電制御IC222は、高精度定電圧・定電流電源制御用ICであり、電圧検出回路221からの電圧検出信号及び電流検出用抵抗Rsからの電流検出信号に基づいてトランジスタQ11を制御する。トランジスタQ11は、PNPトランジスタから構成されており、エミッタがUSBケーブル113の電源ラインLvbus1に接続され、コレクタが携帯電話接続用ケーブル114の電源供給ラインLvoutに接続され、ベースが充電制御IC222に接続されている。
The
充電制御IC222は、電圧検出回路221からの電圧検出信号及び電流検出用抵抗Rsからの電流検出信号に基づいてトランジスタQ11をUSBケーブル113の電源ラインLvbus1から携帯電話接続用ケーブル114の電源供給ラインLvoutに供給される電流を携帯電話接続用ケーブル114の電源供給ラインLvoutが定電圧及び/又は定電流となるように制御する。
Based on the voltage detection signal from the
また、コンデンサC11は、携帯電話接続用ケーブル114の電源供給ラインLvoutと接地ラインLgnd2との間に接続されており、携帯電話接続用ケーブル114の電源供給ラインLvoutと接地ラインLgnd2との間の電圧を平滑化する。これにより、携帯電話接続用ケーブル114の電源供給ラインLvoutの電圧を更に安定化することができる。
The capacitor C11 is connected between the power supply line Lvout and the ground line Lgnd2 of the mobile
〔保護回路212〕
保護回路212は、ツェナーダイオードDz1、Dz2、抵抗R21〜R28、トランジスタQ21、Q22から構成されている。
[Protection circuit 212]
The
ツェナーダイオードDz1、抵抗R21、R22は、USBケーブル113の電源ラインLvbus1と接地ラインLgnd1との間に直列に接続されている。ツェナーダイオードDz1は、USBケーブル113の電源ラインLvbus1と接地ラインLgnd1との間の電圧が過電圧状態となると、オンする。ツェナーダイオードDz1がオンすると、USBケーブル113の電源ラインLvbus1から抵抗R21、R22、R23、R24に電流が流れる。抵抗R23と抵抗R24との接続点には、トランジスタQ21のベースが接続されている。
The Zener diode Dz1 and the resistors R21 and R22 are connected in series between the power line Lvbus1 and the ground line Lgnd1 of the
トランジスタQ21は、NPNトランジスタから構成されており、コレクタが抵抗R25を介してUSBケーブル113の電源ラインLvbus1に接続され、エミッタがUSBケーブル113の接地ラインLgnd1に接続されている。抵抗R21、R22、R23、R24に電流が流れると、トランジスタQ21のベース電位が上昇し、トランジスタQ21がオンする。
The transistor Q21 is composed of an NPN transistor, the collector is connected to the power supply line Lvbus1 of the
トランジスタQ21がオンすることにより抵抗R25から電流を引き込む。抵抗R25は、一端がUSBケーブル113の電源ラインLvbus1に接続され、他端がトランジスタQ21のコレクタに接続されるとともに、抵抗R26、R27、R28を介して、USBケーブル113の接地ラインLgnd1に接続されている。
When the transistor Q21 is turned on, current is drawn from the resistor R25. The resistor R25 has one end connected to the power line Lvbus1 of the
トランジスタQ21がオンすると、抵抗R25から電流が引き込まれて、抵抗R26、R27、R28の印加電圧が低下する。抵抗R26と抵抗R27との接続点には、トランジスタQ22のベースが接続されている。したがって、抵抗R26、R27、R28の印加電圧が低下することにより、トランジスタQ22のベース電位が低下する。 When the transistor Q21 is turned on, a current is drawn from the resistor R25, and the voltage applied to the resistors R26, R27, and R28 decreases. The base of the transistor Q22 is connected to the connection point between the resistor R26 and the resistor R27. Accordingly, the base potential of the transistor Q22 is lowered due to the decrease in the applied voltage of the resistors R26, R27, and R28.
トランジスタQ22は、NPNトランジスタから構成され、コレクタがツェナーダイオードDz2を介して充電制御IC222の制御端子に接続され、エミッタが抵抗R28を介してUSBケーブル113の接地ラインLgnd1に接続されている。トランジスタQ22は、ベース電位が低下することによりオフする。トランジスタQ22がオフすることにより、充電制御IC222の制御端子が開放される。これによって、充電制御IC222の制御端子がハイレベルとなり、充電制御IC222の動作がオフする。これによって、トランジスタQ11がオフする。以上により過電圧状態から携帯電話を保護できる。
The transistor Q22 is composed of an NPN transistor, the collector is connected to the control terminal of the
また、保護回路212は、USBケーブル113の電源ラインLvbusの電圧が低下し、低電圧状態となると、ツェナーダイオードDz2がオフする。ツェナーダイオードDz2がオフすると、充電制御IC222の制御端子が開放される。これによって、充電制御IC222の制御端子がハイレベルとなり、充電制御IC222の動作がオフする。これによって、トランジスタQ11がオフする。以上により低電圧状態から携帯電話を保護できる。
In the
〔接続制御回路213〕
接続制御回路213は、トランジスタQ31〜Q33、抵抗R31〜R34から構成されている。トランジスタQ31は、NPNトランジスタから構成され、コレクタがUSBケーブル113の電源ラインLvbus1に接続され、エミッタがトランジスタQ32のコレクタに接続され、ベースが抵抗R31を介して信号ラインLd+1に接続されるとともに、抵抗R32を介してエミッタとトランジスタQ31のコレクタとの接続点に接続されている。
[Connection control circuit 213]
The
トランジスタQ32は、NPNトランジスタから構成されており、コレクタがトランジスタQ31のエミッタに接続され、エミッタがトランジスタQ33のベースに接続され、ベースが抵抗R33を介して信号ラインLd-1に接続されるとともに、抵抗R34を介してエミッタとトランジスタQ33のベースとの接続点に接続されている。 The transistor Q32 is composed of an NPN transistor, the collector is connected to the emitter of the transistor Q31, the emitter is connected to the base of the transistor Q33, the base is connected to the signal line Ld-1 via the resistor R33, and The resistor R34 is connected to the connection point between the emitter and the base of the transistor Q33.
トランジスタQ33は、NPNトランジスタから構成されており、エミッタがUSBケーブル113の接地ラインLgnd1と充電制御回路211を構成する電流検出用抵抗Rsとの接続点に接続され、コレクタが携帯電話接続用ケーブル114の接地ラインLgnd2と電流検出用抵抗Rsとの接続点に接続されている。
The transistor Q33 is composed of an NPN transistor, the emitter is connected to the connection point between the ground line Lgnd1 of the
接続制御回路213は、USBケーブル113の信号ラインLd+1、Ld-1及び携帯電話接続用ケーブル114の信号ラインLd+2、Ld-2が所定の電圧にプルアップされると、トランジスタQ31、Q32、Q33がオンする。トランジスタQ31、Q32、Q33がオンすることによりUSBケーブル113の接地ラインLgnd1と携帯電話接続用ケーブル114の接地ラインLgnd2とが電流検出用抵抗Rsをバイパスして接続される。これによって、充電制御回路211の過電流保護を解除できるとともに、電流検出用抵抗Rsによる損失を低減できるため、携帯電話接続用ケーブル114への電流供給能力を向上させることが可能となる。
When the signal lines Ld + 1 and Ld-1 of the
携帯電話接続用ケーブル114への電流供給能力を向上させることにより携帯電話接続用ケーブル114を介して携帯電話接続用コネクタ112に接続される携帯電話機103を効率よく充電することが可能となる。
By improving the current supply capability to the mobile
図4は通信ケーブル101の他の使用例を説明するための図を示す。
FIG. 4 is a diagram for explaining another example of use of the
通信ケーブル101を、例えば、図4に示すようにACアダプタ301に接続して、携帯電話機103の充電を行うシステム構成に適用できる。
For example, the
ACアダプタ301は、ACプラグ311がACソケット302に接続されており、ACソケット302から交流電源が供給されている。
In the
図5はACアダプタ301のブロック構成図を示す。
FIG. 5 is a block diagram of the
ACアダプタ301は、ACプラグ311、AC/DC変換部312、プルアップ回路313、USBソケットコネクタ314から構成されている。
The
ACプラグ311は、ACソケット302に接続され、ACソケット302から交流電源の提供を受ける。ACプラグ311に供給された交流電源は、AC/DC変換部312に供給される。
The
AC/DC変換部312は、ACプラグ311から供給された交流電源を直流電源に変換する。AC/DC変換部312で変換された直流電源は、プルアップ回路313及びUSBソケットコネクタ314の電源端子Tvbus及び接地端子Tgndに供給される。
The AC /
プルアップ回路313は、AC/DC変換部312から供給された直流電源から所定の電圧のプルアップ電圧を生成し、USBソケットコネクタ314の信号端子Td+、Td-に供給する。
The pull-up
USBソケットコネクタ314には、通信ケーブル101のUSBプラグコネクタ111が接続される。通信ケーブル111は、電源ラインLvbusがUSBソケットコネクタ314の電源端子Tvbusに接続され、接地ラインLgnd1がUSBソケットコネクタ314の接地端子Tgndに接続され、信号ラインLd+1、Ld-1がUSBソケットコネクタ314の信号端子Td+、Td-に接続される。
The
通信ケーブル101をACアダプタ301に接続した場合には、信号ラインLd+1、Ld-1及び信号ラインLd+2、Ld-2が所定の電圧にプルアップされる。信号ラインLd+1、Ld-1及び信号ラインLd+2、Ld-2が所定の電圧にプルアップされると、通信ケーブル101の接続制御回路213がこれに応答して、充電制御回路211の過電流保護機能が停止し、大きな電流が供給可能となる。これによってAC/DC変換部312の電流供給能力を最大限に生かすことが可能となる。
When the
なお、本使用例のACアダプタ301は、本実施例の通信ケーブル101での使用に限定されるものではなく、通常のUSBケーブルによって直流電源を供給することも可能である。
Note that the
〔その他〕
なお、本実施例では、パーソナルコンピュータと携帯電話機、ACアダプタと携帯電話機とを接続する使用例について説明したが、接続先はこれらに限定されるものではなく、また、コネクタの形状もUSBプラグコネクタ及び携帯電話接続用プラグコネクタに限定されるものではなく、電源ラインと信号ラインとを有する通信ケーブルを介して接続される機器の接続に適用することができる。
[Others]
In this embodiment, the use example in which the personal computer and the mobile phone and the AC adapter and the mobile phone are connected has been described. However, the connection destination is not limited to these, and the shape of the connector is a USB plug connector. The present invention is not limited to a plug connector for connecting a mobile phone, and can be applied to connection of devices connected via a communication cable having a power line and a signal line.
101 通信ケーブル、102 パーソナルコンピュータ、103 携帯電話機
111 USBプラグコネクタ、112 携帯電話接続用プラグコネクタ
113 USBケーブル、114 携帯電話接続用ケーブル、115 制御回路部
211 充電制御回路、212 保護回路、213 接続制御回路
301 ACアダプタ、302 ACソケット、311 ACプラグ
312 AC/DC変換部、313 プルアップ回路、
314 USBソケットコネクタ
DESCRIPTION OF
314 USB socket connector
Claims (6)
前記電源ラインの一端の電圧が所定の電圧となるように制御する電圧制御手段を有することを特徴とする通信ケーブル。 In a communication cable having a power line and a signal line,
A communication cable comprising voltage control means for controlling the voltage at one end of the power supply line to be a predetermined voltage.
前記電源ライン及び前記信号ラインの他端に接続されたUSBコネクタとを有することを特徴とする請求項1記載の通信ケーブル。 A connector for connecting a mobile phone connected to one end of the power line and the communication line;
The communication cable according to claim 1, further comprising a USB connector connected to the other end of the power line and the signal line.
前記電圧検出回路の検出結果に応じて前記電源ラインの電圧を制御する電圧制御回路とを有することを特徴とする請求項1記載の通信ケーブル。 The voltage control means includes a voltage detection circuit that detects a voltage at one end of the power supply line;
The communication cable according to claim 1, further comprising a voltage control circuit that controls a voltage of the power supply line in accordance with a detection result of the voltage detection circuit.
前記信号ラインは、一対の信号ラインから構成されており、
前記接続制御回路は、前記一対の信号ラインの両方の電圧がプルアップされたときに、前記電圧制御手段をバイパスして接続することを特徴とする請求項5記載の通信ケーブル。 The power line has a power supply line and a reference voltage line,
The signal line is composed of a pair of signal lines,
6. The communication cable according to claim 5, wherein the connection control circuit bypasses and connects the voltage control means when both voltages of the pair of signal lines are pulled up.
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