JP2000207071A

JP2000207071A - 電源スイッチ回路

Info

Publication number: JP2000207071A
Application number: JP11010635A
Authority: JP
Inventors: Toshihisa Kuroiwa; 壽久黒岩
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1999-01-19
Filing date: 1999-01-19
Publication date: 2000-07-28
Also published as: WO2000043859A1; EP1152320A1; AU2004800A; KR20020007293A

Abstract

(57)【要約】【課題】カード型電子回路挿抜時に回路に加わる電気的
な衝撃を抑える。【解決手段】カード検出部１０５はＰＣカードの装着を
検出し、ＭＰＵ１０８はＰＣカードの装着が検出されて
から所定の時間が経過したとき、出力ポートの１つの出
力信号ＳtimeをＬレベルからＨレベルにする。スイッチ
駆動回路１０７は信号ＳtimeがＨレベルになると電源ス
イッチ１０４をオンさせて、ＰＣカードの未装着が検出
されると直ちにオフさせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器に対して
着脱可能な電子回路に供給する電源スイッチ回路に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】パソコン、デジタルカメラ、情報端末機
器などの電子機器で用いられているカードタイプの電子
回路は、カードサイズのパッケージに電子回路が内装さ
れたものであり、たとえば、ＰＣカードやＣＦカードが
知られている。これらのカード型電子回路は、電子機器
側に実装されたコネクタを介して電子機器内の回路と接
続される。電子機器内には、カード型電子回路で使用さ
れる電源を供給する電源回路と、カード型電子回路へ供
給する電源をオン／オフする電源スイッチと、カード型
電子回路が電子機器に装着されているか否かを検出する
カード検出部と、カード型電子回路および電子機器内の
電源スイッチを制御するＭＰＵと、ＭＰＵとカード型電
子回路との間の命令やデータ送受の仲立ちをするインタ
ーフェイス回路とが設けられる。

【０００３】電子機器側において、カード型電子回路の
装着を察知して制御するようにあらかじめプログラムさ
れている場合は、電子機器の電源が投入されている状態
でカード型電子回路が装着されると、電子機器側はこれ
を検出してカード型電子回路の制御を開始する。

【０００４】このため、電子機器とカード型電子回路を
接続するコネクタには、入出力信号や電源用の複数のコ
ネクタピンが存在し、これらのコネクタピンがカード型
電子回路側に設けられたコネクタコンタクトに嵌合され
る。コネクタピンの長さは、たとえば、３種類に分けら
れており、一番長いコネクタピン群が電源端子とＧＮＤ
端子に割り付けられ、次に短いコネクタピン群が信号用
端子に使用され、一番短いコネクタピン群がカード型電
子回路の着脱検出信号用端子に使用される。

【０００５】このようなコネクタでは、電子機器が電源
オンの状態でカード型電子回路がコネクタに挿入された
とき、始めに電源端子とＧＮＤ端子が接続される。電源
端子とＧＮＤ端子が接続されると、次に信号用端子が接
続され、最後にコネクタの両端に配置された着脱検出信
号用端子が接続される。電子機器側のＭＰＵは、着脱検
出信号用端子の信号レベルを確認することにより、カー
ド型電子回路の装着を検出できるように工夫されてい
る。そして、カード型電子回路が装着されたと判定する
と、先ず電源スイッチをオンしてカード型電子回路に電
源を供給し、次いで同回路に対する制御を開始する。電
子機器は不用意な漏れ電流などを防ぐため、カード型電
子機器が装着されたことが検出されない限り電源スイッ
チをオンしない。反対に、カード型電子回路が外される
ときは、始めに着脱検出信号用端子の接続が離れ、最後
に電源端子とＧＮＤ端子の接続が離れる。電子機器は着
脱検出信号用端子の接続が離れると、電源スイッチをオ
フしてカード型電子回路に対する電源供給を停止する。

【０００６】上述したように、コネクタピンの長さに差
をつけたコネクタを使用することにより、電子機器の電
源を入れたままカード型電子回路の着脱を行っても電子
機器およびカード型電子回路の回路に加わる電気的衝撃
が少なくて済むように配慮されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
カード型電子回路を電子機器に装着するとき、あるいは
取り外すとき、コネクタの接点において跳ね返り（チャ
タリング）現象が発生し、数十ｍ秒間は接触と非接触が
繰り返される。このため、カード型電子回路の着脱検出
信号をカード検出部でカード型電子回路装着検出用に使
用するとともに、カード型電子回路へ供給する電源のス
イッチを切換えるためのトリガとして使用すると、電源
スイッチが短時間の間にオン／オフを繰り返してしまう
ので、電子機器およびカード型電子回路内の回路に電気
的衝撃を与えるおそれがある。

【０００８】本発明の目的は、着脱可能なカード型電子
回路の着脱時にチャタリングによる電気的な衝撃を抑え
た電源スイッチ回路を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図１
および図３を参照して本発明を説明する。（１）請求項１の発明による電源スイッチ回路は、電子
回路１０１が着脱可能に装着される電子機器１０２にお
いて適用される。そして、電源供給のオン、オフを行う
スイッチ手段１０４と、電子回路１０１の着脱状態を検
出する検出手段１０５と、検出手段１０５で電子回路１
０１の装着が検出されたときはその後所定時間を経過し
たときにスイッチ手段１０４をオンし、電子回路１０１
の未装着が検出されたときは直ちにスイッチ手段１０４
をオフするスイッチ制御手段１０７とを備えることによ
り上述した目的を達成する。（２）請求項２の発明は、請求項１に記載の電源スイッ
チ回路において、電子回路１０１への入出力信号を導通
状態とハイインピーダンス状態とに切換え可能な入出力
部１０９を備え、入出力部１０９はスイッチ手段１０４
がオンのとき導通状態に切換えられ、スイッチ手段１０
４がオフのときハイインピーダンス状態に切換えられる
ことを特徴とする。（３）請求項３の発明は、請求項１および２に記載の電
源スイッチ回路において、スイッチ制御手段１０７はフ
リップフロップ回路７０１を含み、検出手段１０５で電
子回路１０１の装着が検出されたときはその後所定時間
を経過したときにフリップフロップ回路７０１の出力を
セットしてスイッチ手段１０４をオンし、電子回路１０
１の未装着が検出されたときは直ちにフリップフロップ
回路７０１の出力をリセットしてスイッチ手段１０４を
オフすることを特徴とする。（４）請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記
載の電源スイッチ回路において、電子回路１０１はＰＣ
カードあるいはＣＦカードであることを特徴とする。

【００１０】なお、上記課題を解決するための手段で
は、わかりやすく説明するために実施の形態の図と対応
づけたが、これにより本発明が実施の形態に限定される
ものではない。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施の形態に
よる電源スイッチ回路を示すブロック図である。電子機
器１０２上には、着脱可能なカード型電子回路１０１を
装着可能なようにコネクタ１２０が設けられている。そ
して、電子機器１０２上の電源スイッチ回路は、カード
型電子回路１０１に供給する電源用の電源回路１０３
と、電源回路１０３の出力をコネクタ１２０へ供給する
途中に設けられ、電源回路１０３の出力をオン／オフす
る電源スイッチ１０４と、カード型電子回路１０１が装
着されているか否かを検出するカード検出部１０５と、
電源スイッチ１０４を制御するスイッチ駆動回路１０７
と、スイッチ駆動回路１０７へ電源スイッチ１０４のオ
ン／オフ命令を出力するとともに、カード型電子回路１
０１を制御するＭＰＵ１０８と、ＭＰＵ１０８とコネク
タ１２０との間に設けられたインターフェイス回路１０
９とから構成される。

【００１２】カード型電子回路１０１は、たとえば、Ｐ
ＣカードやＣＦカードであり、電源端子、グランド端
子、カード検出信号用端子、カード型電子回路１０１を
制御する制御信号用端子（アドレスバス用、データバス
用、制御信号用を含む）から構成される入出力端子を備
えている。

【００１３】上述したカード型電子回路１０１の入出力
端子は、そのコネクタ１２１を図２に示した電子機器１
０２上のコネクタ１２０に差し込むことにより電子機器
１０２側の回路と接続される。上述したように、コネク
タ１２０には３種類の長さのコネクタピンが形成され、
一番長いピンは電源端子Ｖとグランド端子Ｇに割り付け
られている。そして、カード型電子回路１０１が挿入さ
れるときは最初にこれらのピンを介して電子機器１０２
とカード型電子回路１０１とが接続される。次に、中間
の長さの制御信号用端子ＢＵＳが接続され、最後に一番
短いピンである着脱検出信号用端子ＣＤ１、ＣＤ２が接
続される。

【００１４】着脱検出信号用端子ＣＤ１、ＣＤ２は、カ
ード型電子回路１０１の内部でグランド端子Ｇに接続さ
れている。一方、電子機器１０２側の内部で着脱検出用
端子ＣＤ１、ＣＤ２は抵抗器Ｒを介して電源Ｖｃｃにプ
ルアップされている。このため、電子機器１０２側では
これらの端子信号のレベルをチェックすることにより、
電子機器１０２にカード型電子回路１０１が接続されて
いるかどうかを検知することができる。すなわち、カー
ド型電子回路１０１が接続されているときは着脱検出信
号用端子ＣＤ１、ＣＤ２がグランドＧＮＤレベルとして
観測され、カード型電子回路１０１が接続されていない
ときは着脱検出信号用端子ＣＤ１、ＣＤ２が電源Ｖｃｃ
レベルとして観測される。この着脱検出信号を、ｃｄ
１、ｃｄ２とする。電子機器１０２内のカード検出部１
０５は、上述したようにカード型電子回路１０１が接続
されているか否かを検出し、検出した結果をＭＰＵ１０
８とスイッチ駆動回路１０７へ出力する。

【００１５】スイッチ駆動回路１０７は、カード検出部
１０５の出力に基づいてカード型電子回路１０１が装着
されたと判定されたときは、ＭＰＵ１０８から出力され
る電源オン命令を待ち、電源オン命令を受信してから電
源スイッチ１０４に対してスイッチオン信号を出力す
る。反対に、カード検出部１０５の出力に基づいてカー
ド型電子回路１０１が未装着であると判定されたとき
は、直ちに電源スイッチ１０４に対してスイッチオフ信
号を出力する。また、スイッチ駆動回路１０７は、電源
スイッチ１０４をオン／オフする信号を出力するとき、
後述するインターフェイス回路１０９にもオン／オフ信
号を出力する。

【００１６】以上説明したカード検出部１０５とスイッ
チ駆動回路１０７の具体例を図３により説明する。この
スイッチ駆動回路１０７は、データ型フリップフロップ
７０１と、インバータ７０２とで構成したものである。
フリップフロップ７０１のセット端子Ｓは電源Ｖｃｃに
プルアップ接続され、本実施の形態による回路では使用
しない。また、反転出力端子−Ｑも使用しない。カード
検出部１０５は、ＯＲゲート５０１で構成され、ゲート
５０１からは着脱検出信号ｃｄ１とｃｄ２の論理和が出
力される。

【００１７】カード型電子回路１０１が装着されたとき
は、着脱検出信号ｃｄ１とｃｄ２がともにＬレベルとな
るのでゲート５０１の出力信号Ｓ５０１はＬレベルにな
る。この出力信号Ｓ５０１はスイッチ駆動回路１０７の
インバータ７０２で反転され、Ｈレベルの信号Ｓ７０２
としてフリップフロップ７０１のリセット端子Ｒとデー
タ入力端子Ｄに入力される。フリップフロップ７０１で
は、リセットが解除されると同時にデータ入力端子Ｄに
Ｈレベルの信号Ｓ７０２が入力されるので、この状態で
クロック端子Ｔに立ち上がりエッジの信号が入力される
と出力端子Ｑの出力信号ＳＱがＨレベルになり、電源ス
イッチ１０４をオンさせる。

【００１８】カード型電子回路１０１が未装着のとき
は、着脱検出信号ｃｄ１とｃｄ２の少なくとも一方がＨ
レベルになるので、ゲート５０１の出力信号Ｓ５０１が
Ｈレベルになる。この出力信号Ｓ５０１はインバータ７
０２で反転され、Ｌレベルの信号Ｓ７０２としてフリッ
プフロップ７０１のリセット端子Ｒに入力される。この
結果、フリップフロップ７０１にリセットがかかり、出
力端子Ｑの出力信号がＬレベルになり、電源スイッチ１
０４をオフさせる。

【００１９】ＭＰＵ１０８の外部割り込み入力ポートの
１つには、上述したようにカード検出部１０５のゲート
５０１から、着脱検出信号ｃｄ１とｃｄ２の論理和をと
った信号Ｓ５０１が入力される。ＭＰＵ１０８は、カー
ド型電子回路１０１の装着を示すＬレベルの信号Ｓ５０
１を受けると、図示しない内部のタイマ回路により経過
時間のカウントを開始する。そして、所定の時間、たと
えば、０．１秒を経過するとＭＰＵ１０８の出力ポート
の１つから出力する信号ＳtimeをＨレベルにしてスイッ
チ駆動回路１０７に対して電源スイッチ１０４をオンす
るように命令する。

【００２０】上記の信号Ｓtimeは、フリップフロップ７
０１のクロック端子Ｔに入力されるので、上述したよう
に入力データ端子ＤにＨレベルの信号Ｓ７０２が入力さ
れているときにクロック端子Ｔの入力信号ＳtimeがＨレ
ベルに変化すると、出力端子Ｑの出力信号ＳＱがＨレベ
ルになり、電源スイッチ１０４をオンさせる。

【００２１】ＭＰＵ１０８のタイマ回路は、カード検出
部１０５のゲート５０１の出力信号Ｓ５０１がＬレベル
に変化するとカウントを開始し、カウント中にＳ５０１
がＨレベルになり、再びＬレベルに戻るような新たな入
力が検知された場合でも最初のＬレベルへの変化に基づ
いたカウントを継続する。また、０．１秒は、通常の挿
抜操作において発生するチャタリング時間よりも十分長
いものである。

【００２２】フリップフロップ７０１の出力信号ＳＱ
は、インターフェイス回路１０９にも入力して、入出力
バッファの状態を切り換えるトリガとして利用する。す
なわち、電源スイッチ１０４がオンのときインターフェ
イス回路１０９の入出力バッファを導通状態にし、電源
スイッチ１０４がオフのとき入出力バッファをハイイン
ピーダンス状態にするように切換える。このため、イン
ターフェイス回路１０９の入出力バッファは、ハイイン
ピーダンス状態にセット可能な３ステートバッファを使
用して回路を構成する。

【００２３】以上説明した電源スイッチ回路の動作につ
いて、図４のタイムチャートを参照して説明する。波形
４１は、カード検出部１０５のゲート５０１から出力さ
れる信号Ｓ５０１を示し、ＭＰＵ１０８およびスイッチ
駆動回路１０７へ送出されるものである。波形４２は、
ＭＰＵ１０８のタイマ回路の動作に基づいて出力される
信号Ｓtimeを示し、スイッチ駆動回路１０７に対するス
イッチオン／オフ命令である。波形４３は、スイッチ駆
動回路１０７のフリップフロップ７０１の出力端子Ｑか
ら出力される信号ＳＱであり、電源スイッチ１０４に対
するオン／オフ駆動信号である。

【００２４】−カード型電子回路の装着時− 電子機器１０２にカード型電子回路１０１が装着される
と、カード検出部１０５からスイッチ駆動回路１０７に
対して着脱検出信号ｃｄ１、ｃｄ２の状態に基づいた信
号Ｓ５０１が出力される（波形４１）。図４において、
カード型電子回路１０１の装着を示す波形４１の最初の
立ち下がりｔ１がＭＰＵ１０８で検出されると、ＭＰＵ
１０８は図示しないタイマ回路をスタートさせ、出力ポ
ートの１つから出力する信号ＳtimeをＬレベルにする
（波形４２のｔ２）。タイマ回路で所定の時間Ｔがカウ
ントされると、ＭＰＵ１０８はスイッチオン命令として
信号ＳtimeをＨレベルにする（波形４２のｔ３）。スイ
ッチ駆動回路１０７は、信号Ｓtimeのの立ち上がりエッ
ジｔ３に基づいて、電源スイッチ１０４をオンするため
にＨレベルの信号ＳＱを出力する（波形４３のｔ４）。
図４のｔ１〜ｔ４までの間は、カード検出部１０５から
出力される信号Ｓ５０１のレベルがチャタリングにより
変化しても（波形４１のｔ５）、電源スイッチ１０４に
対する駆動信号ＳＱは何ら変化しない（波形４３のｔ
６）。

【００２５】−カード型電子回路の脱着時− カード型電子回路１０１の未装着を示す波形４１の最初
の立ち上がり（波形４１のｔ７）がスイッチ駆動回路１
０７に入力されると、フリップフロップ７０１のリセッ
ト端子Ｒの入力信号がＬレベルとなり、フリップフロッ
プ７０１は直ちに駆動信号ＳＱをＬレベルに変化させ
（波形４３のｔ８）、スイッチ駆動回路１０７が電源ス
イッチ１０４をオフさせる。もし、波形４１のｔ７以降
において、チャタリングの影響により波形４１が立ち下
がる場合は、ＭＰＵ１０８は信号ＳtimeをＬレベル変化
させ（波形４２のｔ９）、上述したようにタイマ回路で
所定の時間Ｔをカウントすると再び信号ＳtimeをＨレベ
ルにする（波形４２のｔ１０）。しかし、この時点で信
号Ｓ５０１がＨレベルの状態でカード型電子回路１０１
の未装着を表していれば、フリップフロップ７０１のデ
ータ入力端子ＤにＬレベルの信号が入力されるためフリ
ップフロップ７０１は状態変化しないから、電源スイッ
チ１０４に対する駆動信号ＳＱはＬレベルの状態を継続
する（波形３３のｔ１０’）。

【００２６】上記のスイッチ駆動回路１０７の具体例で
は、データ入力型フリップフロップを使用したが、ＲＳ
型フリップフロップ、あるいはＪＫ型フリップフロップ
を使用して構成してもよい。また、本実施の形態では、
ＭＰＵ１０８のタイマ回路を使用してチャタリングが発
生している時間を待って電源スイッチ１０４をオンさせ
たが、カード検出部１０５からの出力信号Ｓ５０１を監
視してカード型電子回路１０１の装着を示すＬレベルに
安定する状態まで待ってから電源スイッチ１０４をオン
させるようにしてもよい。

【００２７】この実施の形態の作用効果について説明す
る。（１）カード型電子回路１０１が装着されたときは、チ
ャタリングが発生しなくなるまで電源スイッチ１０４を
オンしないようにしたから、チャタリングにより電子機
器１０２およびカード型電子回路１０１に加えられる電
気的ショックを緩和できる。（２）カード型電子回路１０１が装着されてから電源ス
イッチ１０４をオンにするまでの所定時間をＭＰＵ１０
８で設定できるようにしたので、チャタリングの発生時
間に応じた最適な時間を設定することができる。（３）カード型電子回路１０１が外されたときは、未装
着を示す最初の信号で電源スイッチ１０４をオフするよ
うにしたから、チャタリングにより電子機器１０２およ
びカード型電子回路１０１に加えられる電気的ショック
を緩和できる。（４）電源スイッチ１０４のオン／オフに合わせて入出
力バッファ１０９を導通状態／ハイインピーダンス状態
に切換えるようにしたので、カード型電子回路１０１が
未装着のときに不必要な電流が入出力バッファ１０９回
路に流れないので消費電力を節減できるとともに、チャ
タリング時の電気的ショックを緩和できる。（５）カード型電子回路１０１が装着された信号をＭＰ
Ｕ１０８の割り込み入力ポートに入力したので、ＭＰＵ
１０８が他の処理を行っている場合にもカード型電子回
路１０１の装着を検知することができる。

【００２８】特許請求の範囲における各構成要素と、発
明の実施の形態における各構成要素との対応について説
明すると、電源スイッチ１０４がスイッチ手段に、カー
ド検出部１０５が検出手段に、スイッチ駆動回路１０７
とＭＰＵ１０８がスイッチ制御手段に、インターフェイ
ス回路１０９が入出力部にそれぞれ対応する。

【００２９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明では、
電子回路に供給される電源のスイッチを、電子回路が装
着されたときは所定時間を経過してからオンして、電子
回路が脱着されたときは直ちにオフするようにしたか
ら、電子回路の着脱時に回路に電気的な衝撃が加えられ
るおそれがあるときはこれを緩和することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による電源スイッチ回路
を示すブロック図である。

【図２】電子機器上のコネクタとカード型電子回路上の
コネクタを示す図である。

【図３】フリップフロップ回路を用いたスイッチ駆動回
路の具体例を示す図である。

【図４】カード型電子回路着脱時の検出信号と電源スイ
ッチ制御信号のタイムチャートである。

【符号の説明】

１０１…カード型電子回路、１０２…電子機器、１０３
…電源回路、１０４…電源スイッチ、１０５…カード検
出部、１０７…スイッチ駆動回路、１０８…ＭＰＵ、１
０９…インターフェイス回路、１２０…電子機器側のコ
ネクタ、１２１…カード型電子回路側のコネクタ、７０
１…フリップフロップ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子回路が着脱可能に装着される電子機器
において、電源供給のオン、オフを行うスイッチ手段と、前記電子回路の着脱状態を検出する検出手段と、前記検出手段で前記電子回路の装着が検出されたときは
その後所定時間を経過したときに前記スイッチ手段をオ
ンし、前記電子回路の未装着が検出されたときは直ちに
前記スイッチ手段をオフするスイッチ制御手段とを備え
ることを特徴とする電源スイッチ回路。
【請求項２】請求項１に記載の電源スイッチ回路におい
て、前記電子回路への入出力信号を導通状態とハイインピー
ダンス状態とに切換え可能な入出力部を備え、前記入出力部は前記スイッチ手段がオンのとき導通状態
に切換えられ、前記スイッチ手段がオフのときハイイン
ピーダンス状態に切換えられることを特徴とする電源ス
イッチ回路。
【請求項３】請求項１および２に記載の電源スイッチ回
路において、前記スイッチ制御手段はフリップフロップ回路を含み、
前記検出手段で前記電子回路の装着が検出されたときは
その後所定時間を経過したときに前記フリップフロップ
回路の出力をセットして前記スイッチ手段をオンし、前
記電子回路の未装着が検出されたときは直ちに前記フリ
ップフロップ回路の出力をリセットして前記スイッチ手
段をオフすることを特徴とする電源スイッチ回路。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の電源スイ
ッチ回路において、前記電子回路はＰＣカードあるいはＣＦカードであるこ
とを特徴とする電源スイッチ回路。