JP2005339184A - 電子機器および電源切り換え方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 電池からＵＳＢ電源に切り換える時に電源の瞬断を防止する。
【解決手段】 二次電池２６の負極がスイッチＳ３を介して接地され、また、機械的なスイッチDC SWおよびUSB SWを介して接地されている。二次電池２６の電源でＭＤセット
１が動作している状態で、ＵＳＢプラグが挿入されると、スイッチUSB SWがオフする。スイッチＳ３がオンしているので、セット供給電源は、電池電源のままである。パーソナルコンピュータとシステムコントローラ２１がエニュメレーションを行い、規定の電源の供給が許可された後に、スイッチＳ３がオフとされ、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５ａがオンとされる。その結果、電池電源からＵＳＢ電源への切り換えがなされる。
【選択図】 図８

Description

この発明は、パーソナルコンピュータのインターフェース端子例えばＵＳＢポートに対して接続可能なインターフェース端子を有する電子機器および電源切り換え方法に関する。

パーソナルコンピュータと周辺機器の接続方法として、ＵＳＢ(Universal Serial Bus)が広く使用されている。周辺機器として、ＭＤ(Mini Disc:登録商標)セット（ＭＤレコーダおよびＭＤプレーヤの両方を意味する）、ディジタルスチルカメラ等の持ち運びできるポータブル機器を使用することができる。ＵＳＢでは、パーソナルコンピュータ本体の各ポートは、５００ｍＡまでの電源を供給することが可能とされている。したがって、パーソナルコンピュータと接続された機器がＵＳＢを介して電源（以下、ＵＳＢ電源と適宜称する）を得ることが可能とされている。

ポータブル機器の場合では、通常、電池電源と、商用電源からＡＣアダプタによって生成された直流電源（以下、ＡＣアダプタ電源と適宜称する）とを備えている。したがって、ＵＳＢ電源を含めて３種類の電源を持つことになる。動作状態に応じて３種類の電源の内で適切なものを使用するように制御することが必要とされる。下記の特許文献１には、ディジタルカメラからコンピュータに画像データを読み込む時に、コンピュータ側から供給されるＵＳＢ電源に自動的に切り換える電源装置が記載されている。

特開２００１−３３１２４１号公報

ＵＳＢ接続の場合に、電池電源を使用している状態で電池が放電した時に、自動的にＵＳＢ電源に切り換えても、ＵＳＢ電源の供給を開始するためには、ＵＳＢの規格上、一旦、周辺機器を低消費電力（例えば１００ｍＡ以下の電流）の状態にする必要があり、例えばＭＤセットが録音中の場合では、録音が途切れる問題が生じる。この問題を避けるためには、事前にＵＳＢ電源を使用することをスイッチ操作等によって設定を行っておく必要があった。また、電池電源で動作している途中で、ＵＳＢプラグが挿入されたことを検出して電池電源からＵＳＢ電源に切り換えるときにも同様の問題が生じる。

また、バスパワードのＵＳＢハブを使用した場合、電流供給能力が不足し、ＭＤセット等の電子機器が動作しないおそれがある。

したがって、この発明の目的は、動作中に電池電源からＵＳＢ電源へ切り換えた場合でも、電源供給が途切れることが防止された電子機器および電源切り換え方法を提供することにある。

この発明の他の目的は、バスパワードのハブを使用した場合、電流供給能力が不足する問題を解決できる電子機器を提供することにある。

上述した課題を解決するために、この発明の第１の態様は、コンピュータとの通信と共に、コンピュータからインターフェース電源が供給可能なインターフェース端子を備え、インターフェース電源および電池電源を使用可能な電子機器において、
インターフェース端子を介して通信を行うコントローラと、
インターフェース電源から機器の負荷の電源およびコントローラの電源を生成する電源生成手段と、
インターフェース端子に対してプラグが挿入された時に、電池の一端を基準電位点に接続する状態から一端を開放する状態に変化する機械的な第１のスイッチ手段と、
コントローラによって制御され、電池を電源として使用する場合に、電池の一端を基準電位点に接続する電子的な第２のスイッチ手段とを備え、
電池を電源として使用している時に、インターフェース端子にプラグが挿入された場合に、通信によってインターフェース端子から規定の電源供給を受けることができる状態になった後に、電源生成手段をオンとすると共に、第２のスイッチ手段によって電池の一端を開放とし、電池からインターフェース電源への切り換えを行うようにした電子機器である。

この発明の第２の態様は、コンピュータとの通信と共に、コンピュータからインターフェース電源が供給可能なインターフェース端子とＡＣアダプタ電源が供給可能なＡＣアダプタ端子とを備え、インターフェース電源およびＡＣアダプタ電源を使用可能な電子機器において、
ＡＣアダプタ電源から機器の負荷の電源を生成する第１の電源生成手段と、
インターフェース端子を介して通信を行うコントローラと、
インターフェース電源から機器の負荷の電源およびコントローラの電源を生成する第２の電源生成手段と、
第２の電源生成手段の出力を、第１の電源生成手段の出力に対して接続するためのダイオードおよびコントローラで制御されるスイッチ手段の並列回路とを備え、
ＡＣアダプタ電源とインターフェース電源とが共に供給される時に、第１および第２の電源生成手段が機器の負荷の電源をそれぞれ生成すると共に、コントローラがスイッチ手段をオフに制御するようにした電子機器である。

この発明の第３の態様は、コンピュータとの通信と共に、コンピュータからインターフェース電源が供給可能なインターフェースを使用し、インターフェース電源および電池電源を切り換える電源切り換え方法において、
電池電源を使用している時にインターフェース端子にプラグが挿入されたことを検出するステップと、
インターフェース端子を介してコンピュータが機器を認識するための通信を行うステップと、
通信によって、インターフェース端子から規定の電源供給を受けることができる状態になったことを判断し、電池電源からインターフェース電源への切り換えを行うステップと、
からなる電源切り換え方法である。

この発明によれば、電池電源で動作中にインターフェース端子にプラグが挿入された時に、電源の瞬断を生じることなく、電池電源からインターフェース電源へ動作電源を切り換えることができる。この発明では、ＡＣアダプタ電源とＵＳＢ電源との両方が存在する時には、ＡＣアダプタ電源を優先させ、ハブを介するために電流供給能力が不足する問題を回避できる。

以下、この発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１に、この発明の一実施形態におけるシステム構成を示す。参照符号１がＵＳＢ機器例えばＭＤセットを示す。ＭＤセット１は、現行のＭＤとの再生互換性を確保し、著作権保護技術を採用し、ＦＡＴ(File Allocation Table)をファイルシステムを導入した新たなＭＤの規格に基づ
いた機器である。ＭＤセット１は、内蔵の電池電源を有する。

ＭＤセット１は、必要に応じてクレードル（置き台）２に装着可能とされている。クレードル２のＡＣアダプタ電源入力端子３に対しては、ＡＣアダプタ４からのＡＣアダプタ電源が供給される。ＡＣアダプタ電源は、商用電源を整流した直流電源であり、ＭＤセット１動作電源として使用され、また、電池電源の充電用としても使用可能である。

ＭＤセット１のＵＳＢポート５とパーソナルコンピュータ６のＵＳＢポート７との間がＵＳＢプラグを両端に有するＵＳＢケーブル８によって接続可能とされる。クレードル２のＵＳＢポート９とパーソナルコンピュータ６のＵＳＢポート７との間がＵＳＢプラグを両端に有するＵＳＢケーブル１０によって接続可能とされる。２以上の周辺機器をパーソナルコンピュータ６にＵＳＢ接続する場合、ＵＳＢポート７に対してＵＳＢハブが接続され、ＵＳＢハブの複数のＵＳＢポートに対してＵＳＢケーブル８，１０のそれぞれのＵＳＢプラグが接続される。

一例として、３種類の電源（ＡＣアダプタ電源、ＵＳＢ電源、電池電源）とＭＤセット１およびクレードル２との関係としては、図２の表に示すように、１〜４の番号で区別される４種類の構成が可能とされている。番号１は、クレードルを有しないＭＤセット１のみの例で、ＭＤセット１がＡＣアダプタ電源、ＵＳＢ電源および電池電源の何れかを使用可能とされている。なお、図２では、電池電源については、ＭＤセット１が必ず有するものとして電池電源の図示が省略されている。

番号２は、ＭＤセット１およびクレードル２を有するシステムで、ＭＤセット１が内蔵の電池電源のみを使用可能であり、クレードル２がＡＣアダプタ電源およびＵＳＢ電源をＭＤセット１に供給できる例である。番号３は、ＭＤセット１およびクレードル２を有するシステムで、ＭＤセット１がＡＣアダプタ電源および電池電源の何れかを使用可能であり、クレードル２がＡＣアダプタ電源およびＵＳＢ電源をＭＤセット１に供給できる例である。番号４は、ＭＤセット１およびクレードル２を有するシステムで、ＭＤセット１がＵＳＢ電源および電池電源の何れかを使用可能であり、クレードル２がＡＣアダプタ電源のみをＭＤセット１に供給できる例である。

上述した３種類の電源に関して、ＡＣアダプタ電源、ＵＳＢ電源、電池の順に優先順位付けがなされている。電池の順位が最も低いのは、電池の消耗を防止するためである。ＡＣアダプタ電源がＵＳＢ電源に優先するのは、バスパワードのＵＳＢハブを使用したために電流が不足し、ＭＤセット１が動作しない問題を回避するためである。

さらに、この発明の一実施形態についてより詳細に説明する。図３は、図２の中の番号１が付された構成例、すなわち、クレードルを有しないセット単体の構成例をより詳細に示す。破線で囲んで示す部分がＭＤセット１（電源に関連する構成のみが示されている）である。ＭＤセット１は、電源関係の制御を行うためのシステムコントローラ２１を備えている。

システムコントローラ２１は、状態信号DCMNTおよびVBUSMNTを受け付け、また、パーソナルコンピュータ６とＵＳＢ通信を行う。システムコントローラ２１は、例えばＭＤセット１の全体を制御する機能を有し、その内の一つの機能としてＵＳＢ通信を行うＵＳＢコントローラの機能を有する。状態信号DCMNTは、ＡＣアダプタ４からの電源入力の有無を
示し、状態信号VBUSMNTは、ＵＳＢ電源入力の有無を示す。さらに、回路およびスイッチ
を制御するための制御信号S3ON，S1ON，DDCON，CHGONを出力する。

ＭＤセット１のＡＣアダプタ電源入力端子は、端子１３ａ、１３ｂ、１３ｃを有する。端子１３ｃが接地端子である。端子１３ｂおよび１３ｃ間をオン／オフするスイッチDC SWが接続されている。スイッチDC SWは、ＡＣアダプタ４のプラグが挿入されるとオフする機械的スイッチである。ホット側の端子１３ａの電圧が状態信号DCMNTとしてシステムコ
ントローラ２１に供給される。

ＭＤセット１のＵＳＢポート５は、端子５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅを有する。端子５ａは、電源のホット側端子であり、端子５ｅが接地側端子である。端子５ｂがＵＳＢ通信のための端子であり、端子５ｂがシステムコントローラ２１に接続されている。

参照符号１１は、パーソナルコンピュータ６側のＵＳＢ通信部である。ＵＳＢ通信部１１には、端子５ｃおよび５ｅ間の接続をオン／オフするスイッチUSB SWが設けられている。

ＡＣアダプタ４から端子１３ａを介して供給された電圧が第１の電源生成手段としてのレギュレータ２２に供給され、例えば１．８〜２．２Ｖのセットの１次側電源が生成される。レギュレータ２２は、シリーズレギュレータの構成とされている。レギュレータ２２に対しては、システムコントローラ２１から電池充電に関する制御信号CHGONが供給され
る。レギュレータ２２から充電制御のための制御信号S2ONが出力される。

レギュレータ２２の出力電圧がセット供給電源生成部２３に供給され、例えば０．９〜２．０Ｖのセット電源が生成される。システムコントローラ２１に対してセット電源が供給される。図示しないＭＤセット１の他の回路に対してもセット電源が供給される。

参照符号２４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５ａおよびレギュレータ２５ｂを有する第２の電源生成手段としてのＩＣ回路を示す。ＩＣ回路２４のＤＣ−ＤＣコンバータ２５ａおよびレギュレータ２５ｂに対して、端子５ａを介されたＵＳＢ電源例えば５Ｖが供給される。ＤＣ−ＤＣコンバータ２５ａが出力するセットの１次側電源例えば１．８ＶがダイオードＤ１およびスイッチＳ１の並列回路を介してセット供給電源生成部２３に対して供給される。ダイオードＤ１の順方向電圧降下がＵＳＢ電源電圧を減少させるので、ダイオードＤ１としては順方向電圧降下がなるべく小さいもの例えばショットキーダイオードが使用される。ＤＣ−ＤＣコンバータ２５ａの電源の出力は、システムコントローラ２１からの制御信号DDCONによって制御される。システムコントローラ２１は、ＵＳＢ電源に基づ
くＤＣ−ＤＣコンバータ２５ａの電源を出力するタイミングを制御できる。

ＤＣ−ＤＣコンバータ２５ａがＵＳＢ電源の最大５００ｍＡの電流で動作するのに対して、レギュレータ２５ｂは、ＵＳＢ電源の例えば１００ｍＡ以下の電流で動作する。レギュレータ２５ｂは、ＵＳＢプラグが挿入された時に必要とされるＵＳＢ通信をシステムコントローラ２１内のＵＳＢコントローラが行うための電源を生成する。

ダイオードＤ１は、レギュレータ２２の出力からＩＣ回路２４のＤＣ−ＤＣコンバータ２４への逆流を阻止するためのダイオードである。スイッチＳ１は、システムコントローラ２１が出力する制御信号S1ONによって制御される。スイッチＳ１は、（ＵＳＢ電源ありで且つＡＣアダプタ電源なし）でオンする。

参照符号２６がＭＤセット１に内蔵の二次電池例えばニッケル水素電池を示す。ニッケル水素電池２６は、電極にニッケルと水素吸蔵合金を使用した二次電池である。二次電池２６としては、リチウムイオン電池等の他の種類のものを使用しても良い。二次電池２６の正極側電圧（例えば０．９〜１．５Ｖ）がセット供給電源生成部２３の入力端子に供給される。二次電池２６の負極側がスイッチＳ２およびダイオードＤ２の並列回路を介して接地される。ダイオードＤ２は、二次電池２６の放電電流に対して順方向の極性で接続されている。

スイッチＳ２は、レギュレータ２２からの制御信号CHGONで制御される。スイッチＳ２
は、電池２６の充電時にオンする充電制御用スイッチである。スイッチＳ２は、システムコントローラ２１が出力する制御信号S2ONによって制御される。二次電池２６がニッケル水素電池の場合では、スイッチＳ２を構成するＦＥＴが可変インピーダンス素子として動作し、適切な充電電流が二次電池２６に流れるように接続される。二次電池２６がリチウムイオン電池の場合では、スイッチＳ２がスイッチング動作を行う。

ダイオードＤ２は、パーソナルコンピュータに接続されていないＵＳＢプラグや、コンセントに挿入されていないＡＣアダプタのＤＣプラグがＭＤセット１の端子に挿入された時に、最低限の動作を電池２６によって行わせるために設けられている。ダイオードＤ２の順方向電圧降下が二次電池２６の電圧を減少させるので、ダイオードＤ２としては順方向電圧降下がなるべく小さいもの例えばショットキーダイオードが使用される。

二次電池２６の負極が（端子５ｄ−USB SW−端子５ｃ−端子１３ｂ−DC SW）の経路で
もって基準電位点としての接地に接続される。二次電池２６の負極側がスイッチＳ３を介して接地される。スイッチＳ３は、システムコントローラ２１が出力する制御信号S3ONによって制御される。スイッチＳ３は、システムコントローラ２１が状態信号DCMNTおよびVBUSMNTを受け取り、（ＵＳＢ電源あり、またはＡＣアダプタ電源あり）と判断した場合に、制御信号S3ONでオフする。

ＵＳＢ電源およびＡＣアダプタ電源の両方がないとシステムコントローラ２１が判断すると、スイッチＳ３がオンされる。ＡＣコンセントに接続されていないＡＣアダプタ、またはパーソナルコンピュータと接続されていないＵＳＢのプラグがＭＤセット１の端子に挿入されたことをシステムコントローラ２１が検知した場合に、スイッチＳ３がオンされる。

スイッチＳ１、Ｓ２およびＳ３は、例えばＦＥＴからなる電子スイッチであり、システムコントローラ２１が出力する制御信号によって制御される。初期状態では、スイッチＳ１〜Ｓ３が全てオフとされている。スイッチＳ１がオンすると、ダイオードＤ１が短絡され、スイッチＳ３がオンすると、ダイオードＤ２が短絡される。スイッチＳ１およびＳ３は、ダイオードＤ１およびＤ２のそれぞれの順方向電圧降下によるロスをなくすために設けられている。

スイッチDC SWは、ＡＣアダプタ４のＤＣプラグが挿入されるとオフし、二次電池２６
の負極と接地を分離し、ＡＣアダプタ電源による電池２６の誤充電を防止するためのものである。スイッチUSB SWは、ＵＳＢプラグが挿入されるとオフし、二次電池２６の負極と接地を分離し、ＡＣアダプタ電源による二次電池２６の誤充電を防止するためのものである。

図４〜図１０は、図３に示す構成において、使用する電源を切り換えた場合の構成を示す。図４〜図１０のそれぞれにおいて、電源供給に関係している接続関係を主に示し、動作していない部分の接続および各回路の接地の表示は、適宜省略されている。

図４は、ＡＣアダプタ電源およびＵＳＢ電源の何れも供給されず、二次電池２６のみを電源として使用する時の接続を示す。この場合では、システムコントローラ２１からの制御信号S3ONによってスイッチＳ３がオンし、二次電池２６の負極が接地される。二次電池２６の正極がセット供給電源発生部２３に供給され、セットの電源として二次電池２６のみが使用される。

図５は、ＡＣアダプタ電源のみを使用する場合の接続構成を示す。ＡＣアダプタ４のＤＣプラグが挿入されることで、スイッチDC SWがオフする。 ＡＣアダプタ４の例えば３．０Ｖの電圧がレギュレータ２２に供給され、レギュレータ２２からの１．８〜２．２Ｖの電圧がセット供給電源発生部２３に供給され、システムコントローラ２１および各回路に対して供給される電源が生成される。

図６は、ＡＣアダプタ電源と二次電池２６を使用する例である。図５の接続と同様の接続で、レギュレータ２２の出力電圧がセット供給電源発生部２３に供給され、セット供給電源が生成される。ＡＣアダプタ４が接続されるので、スイッチＳ３がオフである。システムコントローラ２１が制御信号CHGONを発生し、レギュレータ２２が出力する制御信号S2ONによって、スイッチＳ２をオンにして、レギュレータ２２の出力電圧によって充電動
作を行うことが可能である。

すなわち、レギュレータ２２の出力が二次電池２６を充電する。但し、動作中の充電は、二次電池２６がリチウムイオン電池の場合には、問題なく行うことができるが、ニッケル水素電池の場合では、負荷変動によって二次電池２６の端子電圧が変化するので、満充電の検出が難しく、通常動作と充電動作とを並行して行うことが難しい。但し、満充電より低い段階までの充電を行うことはできる。

図６の構成では、ＡＣアダプタ４のプラグが動作中に抜けると、スイッチDC SWがオン
し、スイッチＳ２がオフし、ＡＣアダプタ電源から二次電池２６の電源に切り替わり、電源が途切れることを防止できる。

図７は、ＵＳＢ電源のみを使用する場合の接続構成を示す。ＵＳＢプラグが挿入されると、ＵＳＢ通信部１１から端子５ａ、５ｅを介して供給された５Ｖの電源がＩＣ回路２４のＤＣ−ＤＣコンバータ２５ａおよびレギュレータ２５ｂに供給される。ＵＳＢ電源が供給されたことをシステムコントローラ２１が検出し、システムコントローラ２１が発生する制御信号DDCONおよびS1ONによって、ＩＣ回路２４のＤＣ−ＤＣコンバータ２５ａがオ
ンして出力電圧を発生し、スイッチＳ１がオンする。スイッチＳ１を介してＤＣ−ＤＣコンバータ２５ａの出力例えば１．８Ｖがセット供給電源発生部２３に供給され、セット電源が生成される。

図８は、ＵＳＢ電源と二次電池２６を使用する例である。図７の接続と同様の接続で、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５ａの出力電圧がスイッチＳ１を介してセット供給電源発生部２３に供給され、セット電源が生成される。この場合では、二次電池２６の負極がオープンであり、ＵＳＢ電源が動作電源として使用されている。

図９は、ＡＣアダプタ電源とＵＳＢ電源とを使用する例である。レギュレータ２２からのＡＣアダプタ電源がセット供給電源発生部２３に供給される。ＩＣ回路２４のＤＣ−ＤＣコンバータ２５ａの出力電圧がダイオードＤ１を介してセット供給電源発生部２３に接続されている。ＡＣアダプタ電源とＵＳＢ電源とが等しい電圧例えば１．８Ｖの場合では、ダイオードＤ１がオフし、ＡＣアダプタ電源がＵＳＢ電源に対して優先する。しかしながら、重い負荷に電源を供給するために、レギュレータ２２の出力電圧が低下した場合には、ダイオードＤ１を介してＤＣ−ＤＣコンバータ２５ａの出力電流によって電流不足が補完される。

ＡＣアダプタ電源が優先するので、バスパワードのＵＳＢハブを使用したために電流が不足し、ＭＤセット１が動作しない問題を回避するためである。また、ＡＣアダプタ電源とＵＳＢ電源の両方を使用して電源を発生しているので、若し、ＡＣアダプタのプラグが抜けても電源の瞬断を生じない利点がある。

図１０は、ＡＣアダプタ電源、ＵＳＢ電源および二次電池電源を使用する例である。通常動作では、ＡＣアダプタ電源がＵＳＢ電源および二次電池電源に対して優先する。動作中に充電を行う場合には、上述したように、二次電池２６がニッケル水素電池の場合では制約があるが、スイッチＳ２がオンとされる。

図１１を参照して、図８に示す構成、すなわち、ＵＳＢ電源と二次電池２６とを使用する構成の動作の一例を説明する。

図１１において、タイミングｔ１〜ｔ９のそれぞれでは、下記の動作がなされる。
ｔ１：電池挿入、ｔ２：セット起動、ｔ３：ＵＳＢプラグ挿入、ｔ４：ＵＳＢ電源（５００ｍＡ）供給許可、ｔ５：ＵＳＢプラグの引き抜き、ｔ６：ＭＤセット１の再生キーの押し、ｔ７：ＵＳＢプラグ挿入、ｔ８：ＭＤセット１の停止キー押し、ｔ９：ＵＳＢ電源（５００ｍＡ）供給許可

タイミングｔ１において、ＭＤセット１がスリープ中に二次電池２６が挿入される。電源が電池電源とされる。図１１の動作例では、二次電池２６が以降の動作で取り外されない。ＵＳＢ電源で動作中に、電池２６が取り外されても、動作に影響がない。タイミングｔ２でＭＤセット１がスリープ状態からウェイクアップ状態に起動する。スリープ状態は、電源が供給されていない非動作状態であり、ウェイクアップ状態は、電源が供給され、指定された動作を行うことが可能な状態である。タイミングｔ１では、ＡＣアダプタ電源およびＵＳＢ電源が無いので、スイッチＳ３がオンとされる。

タイミングｔ３において、ＵＳＢプラグがＭＤセット１の端子５ａ〜５ｅに挿入されると、スイッチUSB SWがオフとなる。スイッチＳ３がオンのままであり、セット電源は、電池電源のままである。パーソナルコンピュータのＵＳＢ通信部１１とＭＤセット１のシステムコントローラ２１とがＵＳＢ通信を行う。この通信は、エニュメレーションと呼ばれ、デバイスの検索、初期化およびコンフィギュレーションのプロセスである。

タイミングｔ４において、エニュメレーションの結果、ＭＤセット１がパーソナルコンピュータによって認識され、ＵＳＢ電源（５Ｖ、最大５００ｍＡ）の供給が許可される。システムコントローラ２１が出力する制御信号DDCONおよびS3ONによって、ＩＣ回路２４
のＤＣ−ＤＣコンバータ２５ａが出力電圧を発生し、スイッチＳ３がオフする。したがって、セット供給電源が電池からＵＳＢ電源に切り換わる。ＭＤセット１は、ＵＳＢ周辺機器（ＵＳＢスレーブ）として動作する。例えばパーソナルコンピュータとＭＤセット１の間でデータのダウンロードまたはアップロードがなされる。

このように、二次電池２６で動作中にＵＳＢプラグが挿入された場合に、エニュメレーションが完了した段階で、電源を二次電池２６からＵＳＢ電源に切り換えるので、ＭＤセット１に対する電源供給が途切れず、また、二次電池２６への誤充電を生じないように制御できる。

タイミングｔ５において、ＵＳＢプラグが引き抜かれると、ＵＳＢ電源がなくなり、スイッチUSB SWがオンとなるので、二次電池２６からの電源が供給される。ＭＤセット１が起動し、システムコントローラ２１によって、スイッチＳ３がオンし、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５ａがオフするように、制御される。

ＵＳＢプラグがＭＤセット１に挿入されているが、パーソナルコンピュータ側からＵＳＢプラグが抜かれ、スイッチUSB SWがオフのままの場合もありうる。この場合では、ダイオードＤ２を介して電流を供給する過度的な動作によってセット電源を生成し、ＩＣ回路２４に対する入力電圧がなくなったことをシステムコントローラ２１が検知した段階で、スイッチＳ３をオンとする。

タイミングｔ６において、ＭＤセット１の再生キーが押され、再生動作が開始する。再生動作中にタイミングｔ７において、ＵＳＢプラグが挿入される。タイミングｔ３においてＵＳＢプラグが挿入された場合と同様に、タイミングｔ７において、スイッチUSB SWがオフとなる。セット電源は、電池電源のままである。タイミングｔ８において、停止キーが操作される。再生動作が停止し、ＭＤセット１がウェイクアップ状態となる。

停止キーが押された後で、パーソナルコンピュータのＵＳＢ通信部１１とＭＤセット１のシステムコントローラ２１とがＵＳＢ通信を行い、エニュメレーションが実行される。タイミングｔ９において、エニュメレーションの結果、ＭＤセット１がパーソナルコンピュータによって認識され、ＵＳＢ電源（最大５００ｍＡ）の供給が許可される。

システムコントローラ２１が出力する制御信号DDCONおよびS3ONによって、ＩＣ回路２
４のＤＣ−ＤＣコンバータ２５ａが出力電圧を発生し、スイッチＳ３がオフする。したがって、セット供給電源が電池からＵＳＢ電源に切り換わる。ＭＤセット１は、ＵＳＢ周辺スレーブとして動作する。

エニュメレーションが完了した段階で、電源を二次電池２６からＵＳＢ電源に切り換えるので、ＭＤセット１に対する電源供給が途切れず、また、二次電池２６への誤充電を生じないように制御できる。

図９に示したＡＣアダプタ電源およびＵＳＢ電源を使用する構成の動作を説明する。レギュレータ２２の出力は、スリープ状態でも出力され、レギュレータ２２の出力を使用してＭＤセット１がウェイクアップする。その後、システムコントローラ２１がＡＣアダプタ電源があることを検知すると、スイッチＳ１をオフのままで、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５ａを動作させる。ダイオードＤ１が接続されているので、ＡＣアダプタ電源がＵＳＢ電源に優先してセットの電源として使用される。

若し、ＡＣアダプタのＤＣプラグがセットの動作中に抜かれても、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５ａの出力電源がセット電源として使用されるので、動作中に電源が途切れることを防止できる。また、ＡＣアダプタ電源とＵＳＢ電源とが存在している状態では、ＵＳＢプラグが抜かれても、ＡＣアダプタ電源で動作しているので、電源が瞬断する問題は生じない。

ＡＣアダプタ電源で動作中にＵＳＢプラグが挿入された場合では、システムコントローラ２１がＡＣアダプタ電源で動作中であることを認識しているので、スイッチＳ１がオフのままで、ＩＣ回路２４を動作させる。セット電源は、ＡＣアダプタ電源のままである。

図９に示す構成において、ＵＳＢ電源のみの状態からＡＣアダプタのプラグが挿入された場合では、状態信号DCMNTによりレギュレータ２２の入力電圧を検出し、レギュレータ
２２の出力電圧がＤＣ−ＤＣコンバータ２５ａの出力電圧より十分に低い電圧の期間で、スイッチＳ１がオフとされ、電源がＵＳＢ電源からＡＣアダプタ電源へ切り換わる。

図１０に示したＡＣアダプタ電源、ＵＳＢ電源および電池電源を使用する構成の動作は、上述した図８に示す構成（電池およびＵＳＢ電源）の動作、並びに図９に示す構成（ＡＣアダプタ電源およびＵＳＢ電源）の動作とほぼ同様である。図１０の構成では、ＡＣアダプタ電源がセットの電源として使用される状態で、負荷が重く、レギュレータ２２が充分な負荷電流を供給できない時には、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５ａの出力電流が負荷電流を補完することができる。

図１０の構成では、スイッチＳ２をオンとすることによって、ＡＣアダプタ電源をセット電源として使用しながら二次電池２６を充電することが可能である。すなわち、レギュレータ２２の出力がセット電源として使用されると共に、二次電池２６を充電する。充電電流によってセット供給電源の電流が不足した場合では、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５ａの出力電流で不足分を補うことができる。二次電池２６がリチウムイオン電池の場合には、充電動作を問題なく行うことができるが、ニッケル水素電池の場合では、負荷変動によって二次電池２６の端子電圧が変化するので、満充電の検出が難しく、通常動作と充電動作とを並行して行うことが難しい。但し、満充電より低い段階までの充電を行うことは可能である。

図１２は、クレードル２とＭＤセット１を組み合わせた状態を示し、図２に示す番号２の電源構成を示す。つまり、ＭＤセット１は、クレードル２に置かれた時にのみ、ＡＣアダプタ電源またはＵＳＢ電源を使用可能とされている。上述した図３に示す構成と比較すると、スイッチDC SWは、設けられてなく、スイッチUSB SW'がクレードル２に設けられ、二次電池としてリチウムイオン電池２６’が使用されている。

ＭＤセット１の端子５ａ，５ｂおよび５ｅがクレードル２の端子９ａ、９ｂ、９ｅと接続され、端子９ａ、９ｂ、９ｅがパーソナルコンピュータのＵＳＢ通信部１１と接続される。

図１３は、クレードル２とＭＤセット１を組み合わせた状態を示し、図２に示す番号３の電源構成を示す。つまり、クレードル２がＡＣアダプタおよびＵＳＢ電源をＭＤセット１に供給可能であり、また、ＭＤセット１は、ＡＣアダプタ電源を使用可能とされている。上述した図３に示す構成と比較すると、端子１３ａ、１３ｂ、１３ｃおよびスイッチDC SWが設けられ、ＡＣアダプタのＤＣプラグが挿入可能とされている。

また、図１３では、クレードル２を省略しているが、図１２の構成と同様に、クレードル２を介してＵＳＢ電源がＭＤセット１に対して供給可能とされている。ＭＤセット１に端子３３ａ〜３３ｄが設けられ、端子３３ａ〜３３ｄを介してクレードル２を介してＡＣアダプタ電源が供給可能とされている。端子１３ａおよび３３ａが接続され、端子１３ｂおよび３３ｂが接続され、端子１３ｃおよび３３ｃが接続される。端子３３ｂおよび３３ｄ間に、機械的なスイッチDC SW２が設けられている。

図１２または図１３に示すように、クレードル２を有する構成であっても、上述したＭＤセット１に関して説明した動作と同様の動作がなされる。すなわち、ＡＣアダプタのプラグおよびＵＳＢプラグの抜き差しがＭＤセット１に対してのみならず、クレードル２に対してもなされる。また、ＭＤセット１をクレードル２に置いたり、またはクレードル２から取り外した場合に、プラグを抜き差ししたのと同様の状態が生じる。

この発明は、上述したこの発明の一実施形態等に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えばこの発明は、ＵＳＢ以外にコンピュータとの通信と共に、コンピュータから電源が供給可能なインターフェースに対しても適用できる。

この発明を適用できる電子機器の一例の構成を示すブロック図である。 この発明を適用できる電子機器の構成例を説明するための略線図である。 この発明の一実施形態の電源関係の接続を示す接続図である。 この発明の一実施形態において電池のみを使用する場合の構成を示す接続図である。 この発明の一実施形態においてＡＣアダプタ電源のみを使用する場合の構成を示す接続図である。 この発明の一実施形態において電池およびＡＣアダプタ電源を使用する場合の構成を示す接続図である。 この発明の一実施形態においてＵＳＢ電源のみを使用する場合の構成を示す接続図である。 この発明の一実施形態において電池およびＵＳＢ電源を使用する場合の構成を示す接続図である。 この発明の一実施形態においてＡＣアダプタ電源およびＵＳＢ電源を使用する場合の構成を示す接続図である。 この発明の一実施形態において電池、ＡＣアダプタ電源およびＵＳＢ電源を使用する場合の構成を示す接続図である。 この発明の一実施形態において電池およびＵＳＢ電源を使用する場合の動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。 クレードルを使用した場合にこの発明を適用した他の実施形態の構成を示す接続図である。 クレードルを使用した場合にこの発明を適用したさらに他の実施形態の構成を示す接続図である。

符号の説明

１・・・ＭＤセット
２・・・クレードル
４・・・ＡＣアダプタ
５・・・ＵＳＢ用の端子
６・・・パーソナルコンピュータ
１１・・・ＵＳＢ通信部
１３ａ〜１３ｃ・・・ＡＣアダプタ端子
２１・・・システムコントローラ
２２・・・レギュレータ
２４・・・ＩＣ回路
２５ａ・・・ＤＣ−ＤＣコンバータ
２５ｂ・・・レギュレータ
２６・・・二次電池
DC SW・・・ＡＣアダプタのプラグが挿入されるとオフするスイッチ
USB SW・・・ＵＳＢプラグが挿入されるとオフするスイッチ
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３・・・電子的スイッチ

Claims (11)

1. コンピュータとの通信と共に、コンピュータからインターフェース電源が供給可能なインターフェース端子を備え、インターフェース電源および電池電源を使用可能な電子機器において、
   インターフェース端子を介して通信を行うコントローラと、
   インターフェース電源から機器の負荷の電源および上記コントローラの電源を生成する電源生成手段と、
   上記インターフェース端子に対してプラグが挿入された時に、電池の一端を基準電位点に接続する状態から上記一端を開放する状態に変化する機械的な第１のスイッチ手段と、
   上記コントローラによって制御され、上記電池を電源として使用する場合に、上記電池の一端を基準電位点に接続する電子的な第２のスイッチ手段とを備え、
   上記電池を電源として使用している時に、上記インターフェース端子にプラグが挿入された場合に、上記通信によって上記インターフェース端子から規定の電源供給を受けることができる状態になった後に、上記電源生成手段をオンとすると共に、上記第２のスイッチ手段によって上記電池の一端を開放とし、上記電池から上記インターフェース電源への切り換えを行うようにした電子機器。
2. 請求項１において、
   上記電池と上記基準電位点との間に、上記電池の放電電流に対して順方向の極性にダイオードが挿入された電子機器。
3. 請求項１において、
   上記電源生成手段は、上記機器の負荷の電源を生成する第１の電源生成部と、上記コントローラの電源を生成する第２の電源生成部とを有し、
   上記第２の電源生成部は、上記インターフェース端子にプラグが挿入された段階で供給される上記規定の電流より小さい電流から上記コントローラの電源を生成する電子機器。
4. 請求項１において、
   さらに、ＡＣアダプタ端子からのＡＣアダプタ電源から上記機器の負荷の電源を生成する他の電源生成手段を有し、
   上記ＡＣアダプタ電源が上記インターフェース電源より優先して使用される電子機器。
5. 請求項１において、
   上記インターフェースがＵＳＢである電子機器。
6. 請求項１において、
   上記インターフェース端子をクレードルが備え、
   上記クレードルに挿入された状態で上記クレードルのインターフェース端子と接続される複数の端子を備える電子機器。
7. コンピュータとの通信と共に、コンピュータからインターフェース電源が供給可能なインターフェース端子とＡＣアダプタ電源が供給可能なＡＣアダプタ端子とを備え、インターフェース電源およびＡＣアダプタ電源を使用可能な電子機器において、
   ＡＣアダプタ電源から機器の負荷の電源を生成する第１の電源生成手段と、
   インターフェース端子を介して通信を行うコントローラと、
   インターフェース電源から上記機器の負荷の電源および上記コントローラの電源を生成する第２の電源生成手段と、
   上記第２の電源生成手段の出力を、上記第１の電源生成手段の出力に対して接続するためのダイオードおよび上記コントローラで制御されるスイッチ手段の並列回路とを備え、
   上記ＡＣアダプタ電源と上記インターフェース電源とが共に供給される時に、上記第１および第２の電源生成手段が上記機器の負荷の電源をそれぞれ生成すると共に、上記コントローラが上記スイッチ手段をオフに制御するようにした電子機器。
8. 請求項７において、
   上記ＡＣアダプタ電源が供給されないときは、上記コントローラが上記スイッチ手段をオンに制御するようにした電子機器。
9. 請求項７において、
   さらに、二次電池を内蔵し、動作中に上記二次電池を充電するようにした電子機器。
10. コンピュータとの通信と共に、コンピュータからインターフェース電源が供給可能なインターフェースを使用し、インターフェース電源および電池電源を切り換える電源切り換え方法において、
    電池電源を使用している時に上記インターフェース端子にプラグが挿入されたことを検出するステップと、
    上記インターフェース端子を介してコンピュータが機器を認識するための通信を行うステップと、
    上記通信によって、上記インターフェース端子から規定の電源供給を受けることができる状態になったことを判断し、上記電池電源から上記インターフェース電源への切り換えを行うステップと、
    からなる電源切り換え方法。
11. 請求項１０において、
    上記インターフェースがＵＳＢであり、上記機器を認識するための通信がエニュメレーションである電源切り換え方法。
    

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