CN103124134B - 判定电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能正确判定所连接的设备的种类的判定电路。判定电路具备：第1检测部，基于结合部的第2电源端子的电压检测第1及第2电源端子是否已被连接，结合部包括连接到设备的第1电源端子上的第2电源端子、和分别连接到具有与设备的种类相应的阻抗的第1及第2端子上的第3及第4端子；电压施加部，若第1及第2电源端子被连接，则向第3端子施加第1电压且向第4端子施加第2电压；第2检测部，若第3端子的电压电平不是第1电压的电平或第4端子的电压电平不是第2电压的电平，则检测第1及第2端子和第3及第4端子已被连接；和判断部，若检测第1及第2端子和第3及第4端子已被连接，则基于第3及第4端子的电压来判断设备的种类。

Description

判定电路
技术领域
本发明涉及判定电路。
背景技术
近几年正在普及的便携设备大部分例如设有连接Micro-USB(Universal Serial Bus)用插头的端口(例如，参照专利文献1)。并且，在这些端口上连接来自个人计算机或充电器等设备的Micro-USB用插头(以下，简单称为插头)。
另外，插头中一般设有示出设备的种类等信息(识别信息)的端子，具体而言设有在与地之间连接了识别用电阻的识别端子。因此，若便携设备连接了插头，则便携设备通过获取识别信息，从而能够识别与便携设备连接的设备的种类等。
专利文献1：日本特开2010-205437号公报
但是，由于例如充电器等设备，有时会在不同于识别端子的规定的端子(例如，数据通信用的端子)上设定表示设备种类的电阻值。并且，近几年，伴随着充电器的种类的增加，插头的规定的端子的电阻值也使用各种各样的值。其结果，有时便携设备不能正确判定所连接的设备。
发明内容
本发明鉴于上述课题而完成，其目的在于提供一种能够正确判定所连接的设备的种类的判定电路。
为了达成上述目的，本发明的一个侧面的判定电路具备：第1检测部，基于结合部的第2电源端子的电压，检测第1电源端子及所述第2电源端子是否已被连接，所述结合部包括被连接到具有被施加电源电压的所述第1电源端子和第1及第2端子的设备的所述第1电源端子上的所述第2电源端子、和在所述第1电源端子及第2电源端子被连接之后分别被连接到具有与所述设备的种类相应的阻抗的所述第1及第2端子上的第3及第4端子；电压施加部，若所述第1及第2电源端子被连接，则向所述第3端子施加第1电压，并且向所述第4端子施加第2电压；第2检测部，在向所述第3端子施加所述第1电压、且向所述第4端子施加所述第2电压之后，若所述第3端子的电压电平不是所述第1电压的电平、或者所述第4端子的电压电平不是所述第2电压的电平，则检测所述第1及第2端子和所述第3及第4端子已被连接的情况；和判断部，若检测出所述第1及第2端子和所述第3及第4端子已被连接的情况，则基于所述第3及第4端子的电压来判断所述设备的种类。
发明效果
可以提供一种能够正确判定所连接的设备的种类的判定电路。
附图说明
图1是表示应用了本发明的便携设备10和充电器15的概要的图。
图2是表示在充电器15a中使用的插头16a的部分结构的图。
图3是表示在充电器15b中使用的插头16b的部分结构的图。
图4是表示在充电器15c中使用的插头16c的部分结构的图。
图5是表示在充电器15d中使用的插头16d的部分结构的图。
图6是表示本发明的一实施方式的判定电路30的一例的图。
图7是表示判断电路54的结构的一例的图。
图8是用于对连接了插头16a时的比较信号Vc1～Vc3进行说明的图。
图9是表示连接了不同种类的设备时的比较信号Vc1～Vc3的一例的图。
图10是用于说明判定电路30的动作的时序图。
符号说明：
10便携设备
15充电器
16插头(plug)
20端口
30判定电路
31电源开关
32传输电路
33CPU
34充电电路
35电池
50电源检测电路
51识别电压检测电路
52、53电压施加电路
54判断电路
55IF电路
56控制电路
70电流源
72开关
80～82比较器
83连接检测电路
84计时器
85判断数据输出电路
71、75、76、200、201、210、211、230、231、240电阻
具体实施方式
根据本说明书及附图的记载，至少能够明确以下的事项。
图1是表示应用了本发明的便携设备10和充电器15的概要的图。便携设备10例如是智能手机，例如具备连接Micro-USB用插头的端口20(结合部)。
充电器15例如是经由Micro-USB用插头16对电池进行充电的设备。在插头16中设有端子VB1、DM1、DP1、ID1、GN1。
端子VB1、GN1分别是相当于一般的Micro-USB用插头中的电源端子、接地端子的端子。向端子VB1(第1电源端子)施加电源电压Vbus，向端子GN1施加接地电压(0V)。
端子ID1是相当于一般的Micro-USB用插头中的识别端子的端子。其中，本实施方式的端子ID1没有连接识别电阻，端子ID1成为电浮动状态。
端子DP1、DM1是相当于一般的Micro-USB用插头中的数据通信用端子的端子。其中，充电器15在与便携设备10之间不进行数据通信。因此，在本实施方式中，例如如图2～图5所示，按照端子DP1(第1端子)及端子DM1(第2端子)分别具有与充电器15的种类相应的阻抗(电阻值)的方式，在端子DP1、DM1上连接电阻等。另外，在图2～图5中，为了便于说明，省略了端子DP1、DM1以外的端子。
图2是用于说明在A社制造的充电器15a中使用的插头16a的端子DP1、DM1的状态的图。端子DP1、DM1分别连接了：连接在端子VB1上而被施加电源电压Vbus的电阻200、和连接在端子GN1上而被接地的电阻201。因此，在端子DP1、DM1上产生电源电压Vbus、和与电阻200、201的分压比相应的电压V1。
图3是用于说明在B社制造的充电器15b中使用的插头16b的端子DP1、DM1的状态的图。
在端子DP1上连接了一端被施加电源电压Vbus的电阻210、和一端被接地的电阻211。因此，在端子DP1上产生电源电压Vbus、和与电阻210、211的分压比相应的电压V2。此外，端子DM1也与端子DP1相同，连接了一端被施加电源电压Vbus的电阻220、和一端被接地的电阻221。因此，在端子DM1上产生电源电压Vbus、和与电阻220、221的分压比相应的电压V3。另外，在本实施方式中，按照在电压V1～电压V3之间成立例如V1＞V2＞V3的关系的方式选择电阻200等的电阻值。此外，电阻210、220与电阻200相同，被连接到端子VB1上，电阻211、221与电阻201相同，被连接到端子GN1上。并且，充电器15a、15b是基于独自的规格制造出的充电器。
图4是用于说明在基于规定的规格A所制造出的充电器15c中使用的插头16c的端子DP1、DM1的状态的图。不向端子DP1施加电压，端子DP1成为电浮动状态。另一方面，与图3相同，在端子DM1上连接了一端被施加电源电压Vbus的电阻230、和一端被接地的电阻231。因此，在端子DM1上产生电源电压Vbus、和与电阻230、231的分压比相应的电压V4。另外，按照电压V4成为例如V4＞V1的方式选择电阻230等的电阻值。
图5是用于说明在基于规定的规格B所制造出的充电器15d中使用的插头16d的端子DP1、DM1的状态的图。端子DP1及端子DM1经由电阻240而被连接，但是不向端子DP1、DM1施加电压。因此，端子DP1、DM1成为电浮动状态。
由此，插头16的端子DP1、DM1具有与充电器15的种类相应的阻抗。另外，在此说明了与便携设备10连接的设备是充电器15的情况，但是在与便携设备10连接的设备是例如可进行数据通信的设备的情况下，端子DP1、DM1起到数据通信用端子的作用。在这种情况下，在端子DP1、DM1上一般连接15kΩ的下拉(pull down)电阻、和另一终端电阻。此外，在充电器15a～15d各自的规格中，例如充电电流或充电电压等不同。
如图1所示，在便携设备10的端口20中设有分别连接插头16的端子VB1、DM1、DP1、ID1、GN1的端子VB2、DM2、DP2、ID2、GN2。另外，在插头16与便携设备10连接时，插头16的端子之中的端子VB1、GN1形成得比其他端子长，以便端子VB1、GN1比其他端子更早地与便携设备10侧的端子连接。
便携设备10构成为包括判定电路30、电源开关31、传输电路32、CPU(Central Processing Unit)33、充电电路34、及电池35。
若插头16的端子与便携设备10侧的端子连接，则判定电路30基于端子DP2(第3端子)及端子DM2(第4端子)的电压，判定与便携设备10连接的设备的种类等。并且，判定电路30向CPU33输出判定结果。
若端子VB1与端子VB2连接、即端子VB2(第2电源端子)的电压成为端子VB1的电源电压Vbus，则电源开关31被接通，向充电电路34输出电源电压Vbus。另外，若端子VB1与端子VB2未被连接，则电源开关31被断开。
在与便携设备10连接的设备是数据通信设备的情况下，传输电路32基于CPU33的指示，在端子DP2、DM2与CPU33之间进行数据的交换。
CPU33基于来自利用者的指示或判定电路30的判定结果等，统一控制便携设备10的各模块。
在与便携设备10连接的设备是充电器15的情况下，充电电路34基于来自CPU33的指示，以与充电器15的种类相应的充电电流等对电池35进行充电。另外，充电电路34基于经由电源开关31被输出的电源电压Vbus，对电池35进行充电。电池35例如使用锂离子电池。
＝＝判定电路30的详细＝＝
图6是表示判定电路30的详细的图。判定电路30构成为包括电源检测电路50、识别电压检测电路51、电压施加电路52、53、判断电路54、IF(Interface)电路55、及控制电路56。
电源检测电路50(第1检测部)基于端子VB2的电压，检测是否向端子VB2施加了端子VB1的电源电压Vbus，即检测是否连接了端子VB1及端子VB2。
识别电压检测电路51获取根据与端子ID2连接的电缆的识别电阻所产生(变化)的电压。并且，在获取到的电压为表示与便携设备10连接的规定设备的电压的情况下，识别电压检测电路51向控制电路56输出表示所连接的设备的识别数据。另外，例如在连接了前述的充电器15时，在电缆中不存在识别电阻，在端子ID2上不会产生电压变化。因此，此时识别电压检测电路51不会输出识别数据。其中，在连接了与本实施方式中说明过的充电器15a～15d不同的充电器(例如，由不同于A、B社的公司所制造出的充电器)的情况下，若在电缆中存在识别电阻，则也可以在端子ID2上产生电压变化。
控制电路56基于电源检测电路50、识别电压检测电路51的检测结果，对电压施加电路52、53进行控制。另外，将在后面详细叙述控制电路56。
电压施加电路52是基于来自控制电路56的控制信号CNT1经由具有规定阻抗的元件向端子DP2施加电源电压Vdd(第1电压)或接地电压(第3电压：0V)的电路，构成为包括电流源70、电阻71及开关72。
电流源70(第1元件)是用于上拉(pull up)端子DP2的元件，电阻71(第2元件)是用于下拉端子DP2的元件。另外，在此，作为上拉端子DP2的元件的一例使用了电流源70，但是例如也可以代替电流源70而使用电阻。同样地，作为下拉端子DP2的元件的一例，也可以代替电阻71而使用电流源。也就是说，与端子DP2连接的元件只要是能够“上拉”或“下拉”端子DP2的元件即可。
若从控制电路56输出表示“上拉”的控制信号CNT1，则开关72将电流源70和端子DP2连接起来，若输出表示“下拉”的控制信号CNT1，则开关72将电阻71和端子DP2连接起来。此外，若从控制电路56输出表示“打开”的控制信号CNT1，则开关72使端子DP2成为电开路状态。
与电压施加电路52相同，电压施加电路53是基于来自控制电路56的控制信号CNT2经由具有规定阻抗的元件向端子DM2施加电源电压Vdd(第4电压)或接地电压(第2电压)的电路，构成为包括电阻75、76及开关77。
电阻75是用于上拉端子DM2的元件，电阻76是用于下拉端子DM2的元件。另外，电阻75、76也与前述的电流源70相同，只要是能够“上拉”或“下拉”端子DN2的元件即可。
若从控制电路56输出表示“上拉”的控制信号CNT2，则开关77将电阻75和端子DM2连接起来，若输出表示“下拉”的控制信号CNT2，则开关77将电阻76和端子DM2连接起来。此外，若从控制电路56输出表示“打开”的控制信号CNT2，则开关77使端子DM2成为电开路状态。
判断电路54判断与便携设备10连接的设备15的种类，并向控制电路56输出表示判断结果的判断数据。此外，判断电路54向控制电路56输出用于使端子DP2、DN2的状态变化的切换指示。
IF电路55在CPU33与控制电路56之间进行各种信息的交换。具体而言，IF电路55向控制电路56输出来自CPU33的各种指示(例如，判断开始指示)。此外，IF电路55向CPU33输出判断数据或识别数据等。
若电源检测电路50检测到端子VB1、VB2的连接，则控制电路56统一控制判定电路30的各模块。具体而言，若输入来自CPU33的判断开始指示、且电源检测电路50检测到端子VB1、VB2的连接，则控制电路56按照端子DP2被“上拉”、端子DM2被“下拉”的方式控制电压施加电路52、53。并且，控制电路56基于切换指示，按照端子DP2被“下拉”、端子DM2被“上拉”的方式控制电压施加电路52、53。此外，在未输入判断开始指示、或者电源检测电路50未检测到端子VB1、VB2的连接的情况下，控制电路56按照端子DP2、DM2成为打开状态的方式控制电压施加电路52、53。由此，控制电路56基于电源检测电路50的检测结果来控制电压施加电路52、53。其中，若输入来自CPU33的规定的指示，则控制电路56进行同样的控制。
另外，以下，将端子DP2被“上拉”、端子DM2被“下拉”的步骤称为“第1步骤”。另一方面，将端子DP2被“下拉”、端子DM2被“上拉”的步骤称为“第2步骤”。此外，电压施加部52、53及控制电路56相当于电压施加部。
《判断电路54的详细》
图7是表示判断电路54的详细的图。判断电路54构成为包括比较器80～82、连接检测电路83、计时器84、及判断数据输出电路85。
比较器80是对电压Vp和基准电压Vref1进行比较的电路，比较器81是对电压Vn和基准电压Vref2进行比较的电路，比较器82是对电压Vn和基准电压Vref3进行比较的电路。另外，比较器80～82作为比较结果分别输出比较信号Vc1～Vc3。此外，在本实施方式中，在基准电压Vref1～基准电压Vref3之间，例如成立Vref1＞Vref2＞Vref3的关系。此外，在本实施方式中，在端子DP2被上拉、端子DP2的电压为电压Vdd、端子DM2被下拉、端子DM2的电压为0V的情况下，按照比较信号Vc1成为“H”电平、比较信号Vc2、Vc3成为“L”电平的方式设定基准电压Vref1～Vref3。
连接检测电路83基于比较信号Vc1～Vc3，检测端子DP1、DM1各自是否已与端子DP2、DM2连接。在此，若端子DP2被上拉而成为电压Vdd、端子DM2被下拉而成为0V，则比较信号Vc1、Vc2、Vc3成为(“H”、“L”、“L”)。并且，若比较信号Vc1、Vc2、Vc3从(“H”、“L”、“L”)开始变化、即端子DP2的电压不是电压Vdd或者端子DM2的电压不是0V，则连接检测电路83检测具有某些阻抗的端子DP1、DM1与端子DP2、DM2被连接的情况。之后，连接检测电路83将检测信号S从“L”电平变化为“H”电平。
在检测到端子DP1、DM1及端子DP2、DM2已被连接的情况之后，计时器84对规定期间T1进行计时。并且，若对规定期间T1进行计时，则输出用于将端子DP2、DM2的状态(步骤)从“第1步骤”变化为“第2步骤”的切换指示。
判断数据输出电路85基于计时器84的输出，在“第1步骤”中在经过规定期间T1之前的规定的时刻Ta获取比较信号Vc1～Vc3。而且，判断数据输出电路85基于计时器84的输出，在“第2步骤”中在规定的时刻Tb获取比较信号Vc1。并且，判断数据输出电路85基于在“第1步骤”及“第2步骤”中分别获取的比较信号Vc1～Vc3，输出与连接在便携设备10上的设备的种类相应的判断数据。
另外，比较器80～82及连接检测电路83相当于第2检测部，比较器80～82及判断数据输出电路85相当于判断部。
在本实施方式中，例如如图8所示，在充电器15a的插头16a与便携设备10连接的状态下，在端子DP2被“上拉”、端子DM2被“下拉”的“第1步骤”中，按照比较信号Vc1～Vc3全部成为高电平(以下，称为“H”电平)的方式，选择电阻71、75、76的电阻值或电流源70的电流值。而且，在端子DP2被“下拉”、端子DM2被“上拉”的“第2步骤”中，按照比较信号Vc1成为“H”电平的方式，选择电阻71、75、76的电阻值或电流源70的电流值。
此外，在本实施方式中，在充电器15b～15d的插头16b～16d、通信设备的插头(未图示)各自己与便携设备10连接时，按照在“第1步骤”及“第2步骤”中被输出的比较信号Vc1～Vc3成为图9所示的电平的方式，选择电阻71等的值。由此，在“第1步骤”及“第2步骤”各自的规定时刻Ta、Tb被输出的比较信号Vc1等的值随着机种而不同。因此，判断数据输出电路85能够判断与便携设备10连接的设备的种类。
《判定电路30的动作》
图10是用于说明判定电路30的动作的时序图。另外，在此假设A社的充电器15a的插头16a与便携设备10连接。
首先，在时刻t0，从CPU33输入用于对与便携设备10连接的设备进行判断的判断开始指示(“H”电平的信号)。
之后，若在时刻t1向端口20插入插头16a而连接了端子VB1、GN1与端子VB1、GN2，则端子VB2的电压成为电压Vbus。其结果，端子DP2、DM2成为“第1步骤”的状态。此外，若在时刻t2连接了端子DP1、DM1及端子DP2、DM2，则信号S变化为“H”电平。
此外，判断数据输出电路85在从时刻t2起经过期间T1之前的时刻Ta、即连接了DP1、DM1及端子DP2、DM2之后充分稳定了的时刻t3，获取(Vc1、Vc2、Vc3)＝(“H”、“H”、“H”)。
此外，若到了从时刻t2起经过了期间T1的时刻t4，则端子DP2、DM2成为“第2步骤”的状态。然后，判断数据输出电路85在端子DP2、DM2的状态变化为“第2步骤”的状态之后充分稳定了的时刻t5(时刻Tb)，获取Vc1＝“H”。然后，基于在时刻t5获取的比较信号Vc1的逻辑电平、和在时刻t3获取的比较信号Vc1～Vc3的逻辑电平，判断数据输出电路85输出表示与便携设备10连接的机种为“模式1(A社的充电器)”的判断数据。因此，CPU33能够使充电电路34以与A社的规格相应的充电电流对电池35进行充电。
以上，说明了本发明的一实施方式的判定电路30。判定电路30向CPU33输出根据设备的阻抗(电阻值)而变化的判断数据。因此，判定电路30能够正确地判断与便携设备10连接的设备的种类。而且，判断电路54在连接了端子DP1、DM1及端子DP2、DM2之后检测“第1步骤”中的比较信号Vc1～Vc3的值。因此，能够提高设备的判定精度。
此外，在本实施方式中，将端子DP2、DM2的状态先设为“第1步骤”之后再设为“第2步骤”的状态。因此，能够判定更多的设备的种类等。
此外，在图10中，“判断开始指示”在时刻t0成为了“H”电平，但是并不限于此。例如，在充电器15等与便携设备10连接的状态下，也可以将“判断开始指示”设为“H”电平。此时，从“判断开始指示”成为“H”电平的时刻开始执行判定处理，因此例如CPU33能够在任意的时刻执行判定处理。
另外，在本实施方式中，在将端子DP2等“上拉”、“下拉”时，使用了电流源70、电阻71等。因此，例如与直接向端子DP2等施加电池的电压等的情况相比，连接了端子DP1、DP2时的端子DP2的电压Vp的变化变得显著。而且，在此，按照电压Vp的变化变得更显著的方式、即电压VP的时间常数变大的方式，选择了电流源70的电流值、电阻71的电阻值等。另外，如上所述，与端子DP2连接的元件只要是能够“上拉”或“下拉”端子DP2的元件(例如，电阻、电流源)即可。
此外，在未向端子VB2施加电源电压Vbus的状态下，端子DP2、DM2成为打开状态。因此，例如若从便携设备10拔出插头16，则向端子DP2、DM2施加电压的电压施加电路52、53的开关70、77被复位。
另外，上述实施例是用于容易理解本发明的例子，并不限定地解释本发明。本发明在不超出其宗旨的情况下，可以对本发明进行变更、改良，并且本发明也包括它们的等效物。
在本实施方式中，由硬件构成了判定电路30，但是例如也可以通过由微型计算机等(未图示)执行程序而实现的功能块来构成。

Claims (5)

1.一种判定电路，其特征在于，具备：
第1检测部，基于结合部的第2电源端子的电压，检测第1电源端子及所述第2电源端子是否已被彼此连接，所述结合部包括被连接到具有被施加电源电压的所述第1电源端子和第1及第2端子的设备的所述第1电源端子上的所述第2电源端子、和在所述第1电源端子及第2电源端子被彼此连接之后分别被连接到具有与所述设备的种类相应的阻抗的所述第1及第2端子上的第3及第4端子；
电压施加部，若所述第1及第2电源端子被彼此连接，则向所述第3端子施加第1电压，并且向所述第4端子施加第2电压；
第2检测部，在向所述第3端子施加所述第1电压、且向所述第4端子施加所述第2电压之后，若所述第3端子的电压电平不是所述第1电压的电平、或者所述第4端子的电压电平不是所述第2电压的电平，则检测所述第1及第2端子和所述第3及第4端子已被分别连接的情况；
判断部，若检测出所述第1及第2端子和所述第3及第4端子已被分别连接的情况，则基于所述第3及第4端子的电压来判断所述设备的种类；和
计时器，该计时器在检测出所述第1及第2端子和所述第3及第4端子已被分别连接的情况之后对规定的期间进行计时，
若所述计时器已对所述规定的期间进行计时，则所述电压施加部向所述第3端子施加不同于所述第1电压的第3电压，并且向所述第4端子施加不同于所述第2电压的第4电压。
2.根据权利要求1所述的判定电路，其特征在于，
所述判断部基于检测出所述第1及第2端子和所述第3及第4端子已被分别连接的情况之后直到所述计时器对所述规定的期间进行计时为止的所述第3及第4端子的电压、和所述计时器对所述规定的期间进行计时之后的所述第3及第4端子的电压，判断所述设备的种类。
3.根据权利要求1所述的判定电路，其特征在于，
若所述第1及第2电源端子被连接、且向所述电压施加部输入了指示对所述设备的种类的判断开始进行的信号，则所述电压施加部向所述第3端子施加所述第1电压，并向所述第4端子施加所述第2电压。
4.根据权利要求1所述的判定电路，其特征在于，
若所述第1及第2电源端子被彼此连接，则所述电压施加部经由第1元件向所述第3端子施加所述第1电压，并经由第2元件向所述第4端子施加所述第2电压。
5.根据权利要求1所述的判定电路，其特征在于，
若在所述第1及第2电源端子被彼此连接之后检测出所述第1及第2电源端子未被连接的情况，则所述电压施加部使所述第1及第2电源端子成为电开路状态并停止向所述第3及第4端子的电压施加。
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