JP2010020439A - System power supply lsi and electronic equipment - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently achieve USB charging and USB communications simultaneously within the range of USB standards. <P>SOLUTION: A system power supply LSI 100a has internally a built-in battery charging part 101 which charges a built-in battery 4 from an AC adapter or USB, a USB communication part 103 which performs USB communications with a host, a series regulator 102 which supplies power to the USB communication part 103, and a switch 104 which switches inputs of the series regulator 102. When performing simultaneously USB charging to charge the built-in battery 4 through the USB port 3 from the host and USB communications using the USB communication part 103, the switch 104 is made to select the output side of the built-in battery 4. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ＵＳＢポートを介してホストと通信を行うＵＳＢ通信部に電力を供給するシステム電源ＬＳＩ、およびシステム電源ＬＳＩを備えた電子機器に関するものである。   The present invention relates to a system power supply LSI that supplies power to a USB communication unit that communicates with a host via a USB port, and an electronic device including the system power supply LSI.

携帯電話機等の携帯端末装置は、一般的にＵＳＢ（Universal Serial Bus）の通信機能を内蔵している。近年ではＵＳＢ通信機能の他に、ＵＳＢから内蔵電池を充電するＵＳＢ充電機能を備えた製品も増え続けている。図３は本発明に関連するＵＳＢ通信機能とＵＳＢ充電機能とを備えたシステム電源ＬＳＩを使用する携帯端末装置のブロック図である。なお、図３では、電源関係以外の構成の記載を省略している。   A mobile terminal device such as a mobile phone generally includes a USB (Universal Serial Bus) communication function. In recent years, in addition to the USB communication function, products having a USB charging function for charging a built-in battery from USB continue to increase. FIG. 3 is a block diagram of a portable terminal device using a system power supply LSI having a USB communication function and a USB charging function related to the present invention. In FIG. 3, descriptions of components other than those related to the power supply are omitted.

システム電源ＬＳＩ１００は、ＡＣアダプタまたはＵＳＢから内蔵電池４を充電する内蔵電池充電部１０１と、図示しないパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣとする）等のホストとＵＳＢ通信を行うＵＳＢ通信部（USB-PHY）１０３と、ＵＳＢ通信部１０３に電力を供給するシリーズレギュレータ１０２とを内蔵したＬＳＩである。
図示しないＡＣアダプタは、外部から内蔵電池４を充電するための給電コネクタ２に接続される。システム電源ＬＳＩ１００の内蔵電池充電部１０１は、トランジスタＴＲ２を制御し、ＡＣアダプタからの充電電流をトランジスタＴＲ２で制限して内蔵電池４を充電する。 The system power supply LSI 100 includes a built-in battery charging unit 101 that charges the built-in battery 4 from an AC adapter or USB, and a USB communication unit (USB-PHY) that performs USB communication with a host such as a personal computer (hereinafter referred to as a PC) (not shown). 103 and a series regulator 102 that supplies power to the USB communication unit 103.
An AC adapter (not shown) is connected to the power supply connector 2 for charging the built-in battery 4 from the outside. The built-in battery charging unit 101 of the system power supply LSI 100 controls the transistor TR2, and charges the built-in battery 4 by limiting the charging current from the AC adapter with the transistor TR2.

ＵＳＢポート３は、ＵＳＢ規格準拠のＢコネクタである。このＵＳＢポート３にはＰＣなどのホストが接続され、ホストからバスパワーＶＢＵＳが供給される。システム電源ＬＳＩ１００の内蔵電池充電部１０１は、トランジスタＴＲ１を制御し、ＡＣアダプタの場合と同様にホストからの充電電流をトランジスタＴＲ１で制限して内蔵電池４を充電する。   The USB port 3 is a B connector conforming to the USB standard. A host such as a PC is connected to the USB port 3, and bus power VBUS is supplied from the host. The built-in battery charging unit 101 of the system power supply LSI 100 controls the transistor TR1, and charges the built-in battery 4 by limiting the charging current from the host with the transistor TR1 as in the case of the AC adapter.

シリーズレギュレータ１０２は、ＵＳＢ通信部１０３に電力を供給する。ＵＳＢ通信部１０３は、ＵＳＢポート３のＤ＋／Ｄ−端子を介してホストとのＵＳＢ通信を行う。
ＵＳＢの規格では、バスパワーＶＢＵＳの供給能力Ｉｖｂｕｓとして、ローパワーポート（給電能力１００ｍＡ）とハイパワーポート（給電能力５００ｍＡ：オプション）の２種類のホストやハブ（HUB）が規定されている。通信速度が１２Ｍｂｐｓのフルスピード（Full Speed）ではＵＳＢ通信部１０３の消費電流Ｉｕｓｂは前記のローパワーポートの給電能力１００ｍＡに対して十分小さい値であったが、通信速度が４８０Ｍｂｐｓのハイスピード（High Speed）になると、ＵＳＢ通信部１０３の消費電流Ｉｕｓｂは６０〜７０ｍＡ程度に達する。この値は、携帯端末装置でＰＣとＵＳＢ接続しデータ通信を利用するケースでは無視できない消費電流である。 The series regulator 102 supplies power to the USB communication unit 103. The USB communication unit 103 performs USB communication with the host via the D + / D− terminals of the USB port 3.
In the USB standard, two types of hosts and hubs (HUB), a low power port (power supply capacity 100 mA) and a high power port (power supply capacity 500 mA: optional), are defined as the bus power VBUS supply capacity Ivbus. When the communication speed is 12 Mbps, the current consumption Iusb of the USB communication unit 103 is sufficiently small with respect to the power supply capacity 100 mA of the low power port, but the communication speed is 480 Mbps. Speed), the current consumption Iusb of the USB communication unit 103 reaches about 60 to 70 mA. This value is a current consumption that cannot be ignored when the portable terminal device is connected to a PC via USB and uses data communication.

したがって、携帯電話機やデジタルカメラなどにおいては、ＵＳＢ通信部１０３の電源供給元として機器の内蔵電池４を利用するよりも、ＵＳＢポート３を介してホストから供給されるバスパワーＶＢＵＳを利用した方がＵＳＢ利用時の使用時間が改善されることから、ＵＳＢ通信部の電源はバスパワーＶＢＵＳを利用する方が一般的であった（例えば特許文献１、特許文献２参照）。   Therefore, in a cellular phone, a digital camera, or the like, it is preferable to use the bus power VBUS supplied from the host via the USB port 3 rather than using the built-in battery 4 as a power supply source of the USB communication unit 103. Since the usage time when using the USB is improved, it is more common to use the bus power VBUS as the power source of the USB communication unit (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

特開２００３−２８０７７１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-280771 特開２００４−２８７８８７号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-287887

図３に示した携帯端末装置において、ＵＳＢからの充電とＵＳＢ通信とを同時に行うためには、内蔵電池充電部１０１が制御するトランジスタＴＲ１による充電電流ＩｃｈｇとＵＳＢ通信部１０３の消費電流Ｉｕｓｂとの総和がバスパワーＶＢＵＳの供給能力Ｉｖｂｕｓ（１００ｍＡまたは５００ｍＡ）以内に収まるように設計する必要があった。ＵＳＢ通信部１０３の動作電流は周囲温度やＬＳＩ製造時のバラつきにより変動する。   In the portable terminal device shown in FIG. 3, in order to perform charging from USB and USB communication at the same time, the charging current Ichg by the transistor TR1 controlled by the built-in battery charging unit 101 and the consumption current Iusb of the USB communication unit 103 are It was necessary to design so that the sum total was within the supply capacity Ivbus (100 mA or 500 mA) of the bus power VBUS. The operating current of the USB communication unit 103 varies depending on the ambient temperature and variations during LSI manufacturing.

したがって、図３に示した携帯端末装置では、ＵＳＢ通信部１０３の消費電流Ｉｕｓｂの最悪値を見込んだ上でＵＳＢ規格内に収まるように、内蔵電池４の充電電流Ｉｃｈｇを決定する必要があった。しかし、このような充電電流Ｉｃｈｇの決定方法では、バスアイドル状態等でＵＳＢ通信部１０３の消費電流Ｉｕｓｂがほぼゼロに等しい場合でも、消費電流Ｉｕｓｂの最悪値を見込んだ充電電流Ｉｃｈｇのまま固定されるので、バスパワーＶＢＵＳの電力を有効利用できないという問題点があった。   Therefore, in the mobile terminal device shown in FIG. 3, it is necessary to determine the charging current Ichg of the built-in battery 4 so that the worst value of the consumption current Iusb of the USB communication unit 103 is anticipated and falls within the USB standard. . However, in such a method for determining the charging current Ichg, even when the current consumption Iusb of the USB communication unit 103 is substantially equal to zero in a bus idle state or the like, the charging current Ichg that is expected to be the worst value of the current consumption Iusb is fixed. Therefore, there is a problem that the power of the bus power VBUS cannot be effectively used.

特許文献１に開示された電子機器では、ＵＳＢ充電機能とＵＳＢ通信機能の同時使用を実現している。しかしながら、この電子機器においてＵＳＢから充電しているのは、時計などの駆動のための容量の小さいバックアップ用電池であって、図３に示した内蔵電池４のように装置全体に電力を供給するための電池ではない。したがって、バックアップ用電池の充電電流は小さい値で充分なので、上記のような問題点は発生しないが、機器全体に電力を供給するような容量の大きい電池にＵＳＢから充電しようとすると、上記と同じ問題点が発生する。
一方、特許文献２に開示された電子機器では、ＵＳＢ通信時には内蔵電池の充電を行わないようになっており、ＵＳＢ充電機能とＵＳＢ通信機能の同時使用を実現できていなかった。 In the electronic device disclosed in Patent Document 1, the USB charging function and the USB communication function are simultaneously used. However, in this electronic device, the battery charged from the USB is a backup battery with a small capacity for driving a watch or the like, and supplies power to the entire apparatus like the built-in battery 4 shown in FIG. Not a battery for. Therefore, a small value is sufficient for the charging current of the backup battery, so the above problems do not occur. However, if you try to charge a battery with a large capacity that supplies power to the entire device from the USB, the same as above Problems arise.
On the other hand, in the electronic device disclosed in Patent Document 2, the built-in battery is not charged during USB communication, and simultaneous use of the USB charging function and the USB communication function cannot be realized.

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ＵＳＢの規格の範囲内で効率よくＵＳＢ充電とＵＳＢ通信を同時に実現可能なシステム電源ＬＳＩおよび電子機器を提供することを目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a system power supply LSI and an electronic device that can efficiently realize USB charging and USB communication simultaneously within the range of the USB standard.

本発明は、ＵＳＢポートを介してホストと通信を行うＵＳＢ通信手段に電力を供給するシステム電源ＬＳＩにおいて、前記ＵＳＢ通信手段に電力を供給するレギュレータと、外部に設けられた電池の出力を前記レギュレータの入力に接続するか、前記ＵＳＢポートからの電源ラインを前記レギュレータの入力に接続するかを切り替え可能なスイッチとを備え、前記ホストから前記ＵＳＢポートを介して前記電池を充電するＵＳＢ充電と前記ＵＳＢ通信手段を用いたＵＳＢ通信とを同時に実行する場合に、前記スイッチに前記電池の出力側を選択させることを特徴とするものである。
また、本発明のシステム電源ＬＳＩの１構成例は、さらに、外部の電源から給電コネクタを介して供給される充電電流を制御して前記電池を充電する電池充電手段を備えることを特徴とするものである。
また、本発明のシステム電源ＬＳＩの１構成例において、前記電池充電手段は、前記ＵＳＢ充電を行う場合に、前記ホストから前記ＵＳＢポートを介して供給される充電電流を制御して前記電池を充電することを特徴とするものである。
また、本発明のシステム電源ＬＳＩの１構成例は、さらに、前記ＵＳＢ充電と前記ＵＳＢ通信とを同時に実行する場合に、前記スイッチに前記電池の出力側を選択させ、前記ＵＳＢ充電を実行しない場合に、前記スイッチに前記ＵＳＢポートからの電源ラインを選択させるスイッチ制御手段を備えることを特徴とするものである。 The present invention provides a system power supply LSI that supplies power to a USB communication unit that communicates with a host via a USB port, a regulator that supplies power to the USB communication unit, and an output of a battery provided externally to the regulator A switch that can be switched between connecting to the input of the power source and connecting the power line from the USB port to the input of the regulator, and charging the battery from the host via the USB port; When simultaneously performing USB communication using a USB communication means, the switch is made to select the output side of the battery.
In addition, one configuration example of the system power supply LSI of the present invention further includes battery charging means for charging the battery by controlling a charging current supplied from an external power supply via a power supply connector. It is.
In one configuration example of the system power supply LSI of the present invention, the battery charging unit charges the battery by controlling a charging current supplied from the host through the USB port when performing the USB charging. It is characterized by doing.
Further, in the configuration example of the system power supply LSI according to the present invention, when the USB charging and the USB communication are simultaneously performed, the switch is made to select the output side of the battery and the USB charging is not performed. In addition, switch control means for causing the switch to select a power line from the USB port is provided.

また、本発明は、ＵＳＢポートを介してホストと通信を行うＵＳＢ通信手段に電力を供給するシステム電源ＬＳＩを備えた電子機器において、前記ＵＳＢポートと、前記システム電源ＬＳＩと、このシステム電源ＬＳＩの内部または外部に設けられた前記ＵＳＢ通信手段と、電子機器に電力を供給する電池とを有し、前記システム電源ＬＳＩは、前記ＵＳＢ通信手段に電力を供給するレギュレータと、前記電池の出力を前記レギュレータの入力に接続するか、前記ＵＳＢポートからの電源ラインを前記レギュレータの入力に接続するかを切り替え可能なスイッチとを備え、前記ホストから前記ＵＳＢポートを介して前記電池を充電するＵＳＢ充電と前記ＵＳＢ通信手段を用いたＵＳＢ通信とを同時に実行する場合に、前記スイッチに前記電池の出力側を選択させることを特徴とするものである。
また、本発明の電子機器の１構成例は、さらに、前記システム電源ＬＳＩは、外部の電源から給電コネクタを介して供給される充電電流を制御して前記電池を充電する電池充電手段を備えることを特徴とするものである。
また、本発明の電子機器の１構成例において、前記電池充電手段は、前記ＵＳＢ充電を行う場合に、前記ホストから前記ＵＳＢポートを介して供給される充電電流を制御して前記電池を充電することを特徴とするものである。
また、本発明の電子機器の１構成例は、さらに、前記ＵＳＢ充電と前記ＵＳＢ通信とを同時に実行する場合に、前記スイッチに前記電池の出力側を選択させ、前記ＵＳＢ充電を実行しない場合に、前記スイッチに前記ＵＳＢポートからの電源ラインを選択させるスイッチ制御手段を、前記システム電源ＬＳＩの内部または外部に備えることを特徴とするものである。 According to another aspect of the present invention, there is provided an electronic apparatus including a system power supply LSI that supplies power to a USB communication unit that communicates with a host via a USB port. The USB port, the system power supply LSI, and the system power supply LSI The USB communication means provided inside or outside, and a battery that supplies power to an electronic device, the system power supply LSI, a regulator that supplies power to the USB communication means, and the output of the battery A switch capable of switching between connecting to an input of the regulator or connecting a power line from the USB port to the input of the regulator, and USB charging for charging the battery from the host via the USB port; When simultaneously executing USB communication using the USB communication means, the battery is connected to the switch. It is characterized in that for selecting the output side.
In one configuration example of the electronic device according to the present invention, the system power supply LSI further includes battery charging means for charging the battery by controlling a charging current supplied from an external power supply via a power supply connector. It is characterized by.
Further, in one configuration example of the electronic apparatus according to the invention, the battery charging unit charges the battery by controlling a charging current supplied from the host through the USB port when performing the USB charging. It is characterized by this.
Further, in the configuration example of the electronic device according to the present invention, when the USB charging and the USB communication are simultaneously performed, the switch is selected on the output side of the battery, and the USB charging is not performed. A switch control means for causing the switch to select a power line from the USB port is provided inside or outside the system power supply LSI.

本発明によれば、ＵＳＢ充電機能とＵＳＢ通信機能の同時使用時には、ＵＳＢ通信手段の動作電流を電池から取るようにしたので、ＵＳＢから利用可能な電力をＵＳＢ規格の制限内で有効に利用することが可能になる。つまり、バスアイドル状態等でＵＳＢ通信手段の消費電流がほぼゼロに等しい場合には、電池の充電がより効果的に行われることになる。したがって、本発明では、ＵＳＢの規格の範囲内で効率よくＵＳＢ充電とＵＳＢ通信を同時に実現可能である。   According to the present invention, when the USB charging function and the USB communication function are used at the same time, the operating current of the USB communication means is taken from the battery, so that the power available from the USB can be effectively used within the limits of the USB standard. It becomes possible. That is, when the current consumption of the USB communication means is substantially equal to zero in a bus idle state or the like, the battery is more effectively charged. Therefore, in the present invention, USB charging and USB communication can be efficiently realized simultaneously within the range of the USB standard.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態に係るシステム電源ＬＳＩを使用する電子機器のブロック図である。本実施の形態の電子機器の例としては、ＵＳＢ通信機能を備えた携帯端末装置がある。携帯端末装置としては、携帯電話機、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）、ＰＤＡ（Personal Data Assistance，Personal Digital Assistants：個人向け携帯型情報通信機器）等がある。なお、図１では、電源関係以外の構成の記載を省略している。電池４からは、システム電源ＬＳＩ１００ａを含む電子機器内部の各構成に対して電力が供給される。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an electronic device using a system power supply LSI according to an embodiment of the present invention. As an example of the electronic apparatus of this embodiment, there is a mobile terminal device having a USB communication function. Examples of portable terminal devices include cellular phones, PHS (Personal Handyphone System), PDA (Personal Data Assistance, Personal Digital Assistants). In FIG. 1, descriptions of components other than those related to the power supply are omitted. Power is supplied from the battery 4 to each component inside the electronic device including the system power supply LSI 100a.

本実施の形態のシステム電源ＬＳＩ１００ａは、ＡＣアダプタまたはＵＳＢから内蔵電池４を充電する内蔵電池充電部１０１と、図示しないＰＣ等のホストとＵＳＢ通信を行うＵＳＢ通信部（USB-PHY）１０３と、ＵＳＢ通信部１０３に電力を供給するシリーズレギュレータ１０２と、シリーズレギュレータ１０２の入力の切り替えを行うスイッチ１０４と、スイッチ１０４を制御するスイッチ制御部１０５とを内蔵している。   The system power supply LSI 100a of the present embodiment includes an internal battery charging unit 101 that charges the internal battery 4 from an AC adapter or USB, a USB communication unit (USB-PHY) 103 that performs USB communication with a host such as a PC (not shown), A series regulator 102 that supplies power to the USB communication unit 103, a switch 104 that switches the input of the series regulator 102, and a switch control unit 105 that controls the switch 104 are incorporated.

図示しないＡＣアダプタは、給電コネクタ２に接続される。システム電源ＬＳＩ１００ａの内蔵電池充電部１０１は、トランジスタＴＲ２を制御し、ＡＣアダプタからの充電電流をトランジスタＴＲ２で制限して内蔵電池４を充電する。図１におけるＲｃｈｇは、充電電流を検出するための高精度の抵抗である。内蔵電池充電部１０１のゲート電圧生成部１０１０は、抵抗Ｒｃｈｇにより検出した充電電流が規定値になるようにトランジスタＴＲ２のゲート電圧を生成する。アダプタ充電制御部１０１１は、ゲート電圧生成部１０１０が生成したゲート電圧をトランジスタＴＲ２のゲートに供給し、ゲート電圧制御により定電流充電（CC:Constant Current）を行う。   An AC adapter (not shown) is connected to the power supply connector 2. The built-in battery charging unit 101 of the system power supply LSI 100a controls the transistor TR2, and charges the built-in battery 4 by limiting the charging current from the AC adapter with the transistor TR2. Rchg in FIG. 1 is a highly accurate resistor for detecting the charging current. The gate voltage generation unit 1010 of the built-in battery charging unit 101 generates the gate voltage of the transistor TR2 so that the charging current detected by the resistor Rchg becomes a specified value. The adapter charge control unit 1011 supplies the gate voltage generated by the gate voltage generation unit 1010 to the gate of the transistor TR2, and performs constant current charging (CC: Constant Current) by gate voltage control.

一方、ＵＳＢポート３にＰＣなどのホストが接続されると、ホストからバスパワーＶＢＵＳが供給される。内蔵電池充電部１０１は、トランジスタＴＲ１を制御し、ホストからの充電電流をトランジスタＴＲ１で制限して内蔵電池４を充電する。内蔵電池充電部１０１のゲート電圧生成部１０１０は、抵抗Ｒｃｈｇにより検出した充電電流が規定値になるようにトランジスタＴＲ１のゲート電圧を生成する。ＵＳＢ充電制御部１０１２は、ゲート電圧生成部１０１０が生成したゲート電圧をトランジスタＴＲ１のゲートに供給し、ゲート電圧制御により定電流充電を行う。   On the other hand, when a host such as a PC is connected to the USB port 3, bus power VBUS is supplied from the host. The built-in battery charging unit 101 controls the transistor TR1, and charges the built-in battery 4 by limiting the charging current from the host with the transistor TR1. The gate voltage generation unit 1010 of the built-in battery charging unit 101 generates the gate voltage of the transistor TR1 so that the charging current detected by the resistor Rchg becomes a specified value. The USB charge control unit 1012 supplies the gate voltage generated by the gate voltage generation unit 1010 to the gate of the transistor TR1, and performs constant current charging by gate voltage control.

なお、給電コネクタ２にＡＣアダプタが接続されている場合には、ＡＣアダプタから内蔵電池４を充電し、ＵＳＢポート３にホストが接続されている場合には、ホストから内蔵電池４を充電するが、給電コネクタ２にＡＣアダプタが接続されると共にＵＳＢポート３にホストが接続されている場合には、ＡＣアダプタとホストからの充電電流を併用して内蔵電池４を充電するようにしてもよい。   When the AC adapter is connected to the power supply connector 2, the built-in battery 4 is charged from the AC adapter, and when the host is connected to the USB port 3, the built-in battery 4 is charged from the host. When the AC adapter is connected to the power feeding connector 2 and the host is connected to the USB port 3, the built-in battery 4 may be charged by using the charging current from the AC adapter and the host together.

スイッチ１０４は、シリーズレギュレータ１０２の入力ノードを内蔵電池４の出力ＶＢＡＴに接続するか、ＵＳＢのバスパワーＶＢＵＳに接続するかの切り替えを行う。   The switch 104 switches whether the input node of the series regulator 102 is connected to the output VBAT of the internal battery 4 or to the USB bus power VBUS.

以下、本実施の形態のシステム電源ＬＳＩ１００ａの動作を詳細に説明する。まず、電子機器がＵＳＢ充電機能とＵＳＢ通信機能の同時使用に対応している場合について説明する。この場合、スイッチ制御部１０５は、図１に示すように、スイッチ１０４を内蔵電池４の出力ＶＢＡＴ側に切り替える。これにより、内蔵電池４からスイッチ１０４を介してシリーズレギュレータ１０２へ電流が供給されることになる。   Hereinafter, the operation of the system power supply LSI 100a of the present embodiment will be described in detail. First, a case where the electronic device supports the simultaneous use of the USB charging function and the USB communication function will be described. In this case, the switch control unit 105 switches the switch 104 to the output VBAT side of the internal battery 4 as shown in FIG. As a result, current is supplied from the built-in battery 4 to the series regulator 102 via the switch 104.

このように、ＵＳＢ充電機能とＵＳＢ通信機能の同時使用時には、ＵＳＢ通信部１０３の動作電流は内蔵電池４から取ることになるので、ＵＳＢのバスパワーＶＢＵＳの消費電流ＩｖｂｕｓはＵＳＢ充電による充電電流Ｉｃｈｇのみとなる。ＵＳＢ充電による充電電流Ｉｃｈｇは内蔵電池充電部１０１によるトランジスタＴＲ１の制御によって、高精度に制御することが可能なので、充電電流ＩｃｈｇがＵＳＢのバスパワーＶＢＵＳの規格内（１００ｍＡまたは５００ｍＡ）に収まるように高精度に制御することが可能である。また、ＵＳＢ通信部１０３の動作電流は内蔵電池４から供給されるので、ＵＳＢから利用可能な電力をＵＳＢ規格の制限内で有効に利用することが可能になる。つまり、バスアイドル状態等でＵＳＢ通信部１０３の消費電流Ｉｕｓｂがほぼゼロに等しい場合には、内蔵電池４の充電がより効果的に行われることになる。したがって、本実施の形態では、ＵＳＢの規格の範囲内で効率よくＵＳＢ充電とＵＳＢ通信を同時に実現可能である。また、本実施の形態では、スイッチ１０４を設けることにより、ＵＳＢ充電機能とＵＳＢ通信機能の同時使用に対応する場合と、後述のようにＵＳＢ充電機能に対応しない場合とを容易に切り替えることができる。   As described above, when the USB charging function and the USB communication function are used at the same time, the operating current of the USB communication unit 103 is taken from the built-in battery 4. Therefore, the consumption current Ivbus of the USB bus power VBUS is the charging current Ichg by USB charging. It becomes only. The charging current Ichg by USB charging can be controlled with high accuracy by controlling the transistor TR1 by the built-in battery charging unit 101, so that the charging current Ichg is within the standard (100 mA or 500 mA) of USB bus power VBUS. It is possible to control with high accuracy. In addition, since the operating current of the USB communication unit 103 is supplied from the built-in battery 4, it is possible to effectively use the power available from the USB within the limits of the USB standard. That is, when the current consumption Iusb of the USB communication unit 103 is almost equal to zero in a bus idle state or the like, the built-in battery 4 is more effectively charged. Therefore, in the present embodiment, USB charging and USB communication can be efficiently realized simultaneously within the range of the USB standard. Further, in this embodiment, by providing the switch 104, it is possible to easily switch between the case where the USB charging function and the USB communication function are used simultaneously and the case where the USB charging function is not supported as described later. .

次に、電子機器がＵＳＢ充電機能とＵＳＢ通信機能の同時使用に対応しない場合について図２を用いて説明する。つまり、ここではＵＳＢ通信のみを行い、ＵＳＢ充電を行わないため、トランジスタＴＲ１が省略されている。
通信速度が１２Ｍｂｐｓのフルスピード（Full Speed）ではＵＳＢ通信部１０３の消費電流Ｉｕｓｂは前記のローパワーポートの給電能力１００ｍＡに対して十分小さい値である。一方、通信速度が４８０Ｍｂｐｓのハイスピード（High Speed）になると、ＵＳＢ通信部１０３の消費電流Ｉｕｓｂは６０〜７０ｍＡ程度に達する。この値は、携帯端末装置等の電子機器でＰＣとＵＳＢ接続しデータ通信を利用するケースでは無視できない消費電流である。 Next, a case where the electronic device does not support simultaneous use of the USB charging function and the USB communication function will be described with reference to FIG. That is, here, only the USB communication is performed and the USB charging is not performed, so the transistor TR1 is omitted.
When the communication speed is 12 Mbps, the current consumption Iusb of the USB communication unit 103 is sufficiently small with respect to the power supply capability 100 mA of the low power port. On the other hand, when the communication speed reaches a high speed of 480 Mbps, the current consumption Iusb of the USB communication unit 103 reaches about 60 to 70 mA. This value is a current consumption that cannot be ignored in the case where the electronic communication device such as a portable terminal device is connected to a PC via USB and uses data communication.

したがって、ＵＳＢ通信部１０３の電源供給元として内蔵電池４を利用するよりも、ＵＳＢポート３を介してホストから供給されるバスパワーＶＢＵＳを利用した方がＵＳＢ利用時の使用時間が改善されることから、ＵＳＢ通信部１０３の電源はバスパワーＶＢＵＳを利用する方が好ましい。以上の理由から、ＵＳＢ充電に対応しない場合、スイッチ制御部１０５は、図２に示すように、スイッチ１０４をバスパワーＶＢＵＳ側に切り替える。これにより、ホストからＵＳＢポート３およびスイッチ１０４を介してシリーズレギュレータ１０２へ電流が供給されることになる。   Therefore, the use time when using the USB is improved by using the bus power VBUS supplied from the host via the USB port 3 rather than using the built-in battery 4 as the power supply source of the USB communication unit 103. Therefore, it is preferable to use the bus power VBUS as the power source of the USB communication unit 103. For the above reasons, when the USB charging is not supported, the switch control unit 105 switches the switch 104 to the bus power VBUS side as shown in FIG. As a result, current is supplied from the host to the series regulator 102 via the USB port 3 and the switch 104.

このように、ＵＳＢ充電に対応しない場合には、スイッチ１０４をバスパワーＶＢＵＳ側に切り替えることにより、ＵＳＢ通信部１０３の電力をホストから供給されるバスパワーＶＢＵＳで賄うことができるので、ＵＳＢ使用時の内蔵電池４の使用時間を長くすることができる。   As described above, when the USB charging is not supported, the power of the USB communication unit 103 can be covered by the bus power VBUS supplied from the host by switching the switch 104 to the bus power VBUS side. The use time of the built-in battery 4 can be lengthened.

なお、本実施の形態では、システム電源ＬＳＩ１００ａの内部にＵＳＢ通信部１０３がある場合について説明しているが、これに限るものではなく、システム電源ＬＳＩ１００ａの外部にＵＳＢ通信部１０３があってもよい。
また、本実施の形態では、システム電源ＬＳＩ１００ａの内部にスイッチ制御部１０５がある場合について説明しているが、これに限るものではなく、システム電源ＬＳＩ１００ａの外部にスイッチ制御部１０５があってもよい。 In this embodiment, the case where the USB communication unit 103 is provided inside the system power supply LSI 100a is described. However, the present invention is not limited to this, and the USB communication unit 103 may be provided outside the system power supply LSI 100a. .
In this embodiment, the case where the switch control unit 105 is provided inside the system power supply LSI 100a is described. However, the present invention is not limited to this, and the switch control unit 105 may be provided outside the system power supply LSI 100a. .

本発明は、ＵＳＢ通信部に電力を供給するシステム電源ＬＳＩ、およびシステム電源ＬＳＩを備えた電子機器に適用することができる。   The present invention can be applied to a system power supply LSI that supplies power to a USB communication unit and an electronic device that includes the system power supply LSI.

本発明の実施の形態に係るシステム電源ＬＳＩを使用する電子機器のブロック図である。It is a block diagram of the electronic device which uses the system power supply LSI which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態において電子機器がＵＳＢ充電機能とＵＳＢ通信機能の同時使用に対応しない場合について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the case where an electronic device does not support simultaneous use of a USB charge function and a USB communication function in embodiment of this invention. 本発明に関連するＵＳＢ通信機能とＵＳＢ充電機能とを備えたシステム電源ＬＳＩを使用する携帯端末装置のブロック図である。It is a block diagram of the portable terminal device which uses the system power supply LSI provided with the USB communication function and USB charge function relevant to this invention.

符号の説明Explanation of symbols

２…給電コネクタ、３…ＵＳＢポート、４…内蔵電池、１００ａ…システム電源ＬＳＩ、１０１…内蔵電池充電部、１０２…シリーズレギュレータ、１０３…ＵＳＢ通信部、１０４…スイッチ、１０５…スイッチ制御部、１０１０…ゲート電圧生成部、１０１１…アダプタ充電制御部、１０１２…ＵＳＢ充電制御部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Power supply connector, 3 ... USB port, 4 ... Built-in battery, 100a ... System power supply LSI, 101 ... Built-in battery charging part, 102 ... Series regulator, 103 ... USB communication part, 104 ... Switch, 105 ... Switch control part, 1010 ... Gate voltage generator, 1011 ... Adapter charge controller, 1012 ... USB charge controller.

Claims (8)

ＵＳＢポートを介してホストと通信を行うＵＳＢ通信手段に電力を供給するシステム電源ＬＳＩにおいて、
前記ＵＳＢ通信手段に電力を供給するレギュレータと、
外部に設けられた電池の出力を前記レギュレータの入力に接続するか、前記ＵＳＢポートからの電源ラインを前記レギュレータの入力に接続するかを切り替え可能なスイッチとを備え、
前記ホストから前記ＵＳＢポートを介して前記電池を充電するＵＳＢ充電と前記ＵＳＢ通信手段を用いたＵＳＢ通信とを同時に実行する場合に、前記スイッチに前記電池の出力側を選択させることを特徴とするシステム電源ＬＳＩ。 In a system power supply LSI that supplies power to a USB communication means that communicates with a host via a USB port,
A regulator for supplying power to the USB communication means;
A switch capable of switching between connecting an output of a battery provided outside to the input of the regulator or connecting a power line from the USB port to the input of the regulator;
When the USB charging for charging the battery from the host via the USB port and the USB communication using the USB communication means are simultaneously performed, the switch is made to select the output side of the battery. System power LSI. 請求項１記載のシステム電源ＬＳＩにおいて、
さらに、外部の電源から給電コネクタを介して供給される充電電流を制御して前記電池を充電する電池充電手段を備えることを特徴とするシステム電源ＬＳＩ。 The system power supply LSI according to claim 1, wherein
The system power supply LSI further comprises battery charging means for charging the battery by controlling a charging current supplied from an external power supply via a power supply connector. 請求項２記載のシステム電源ＬＳＩにおいて、
前記電池充電手段は、前記ＵＳＢ充電を行う場合に、前記ホストから前記ＵＳＢポートを介して供給される充電電流を制御して前記電池を充電することを特徴とするシステム電源ＬＳＩ。 The system power supply LSI according to claim 2,
The system power supply LSI, wherein the battery charging unit charges the battery by controlling a charging current supplied from the host via the USB port when performing the USB charging. 請求項１記載のシステム電源ＬＳＩにおいて、
さらに、前記ＵＳＢ充電と前記ＵＳＢ通信とを同時に実行する場合に、前記スイッチに前記電池の出力側を選択させ、前記ＵＳＢ充電を実行しない場合に、前記スイッチに前記ＵＳＢポートからの電源ラインを選択させるスイッチ制御手段を備えることを特徴とするシステム電源ＬＳＩ。 The system power supply LSI according to claim 1, wherein
Further, when the USB charging and the USB communication are performed simultaneously, the switch selects the output side of the battery, and when the USB charging is not performed, the switch selects the power line from the USB port. A system power supply LSI comprising switch control means for controlling the system power supply. ＵＳＢポートを介してホストと通信を行うＵＳＢ通信手段に電力を供給するシステム電源ＬＳＩを備えた電子機器において、
前記ＵＳＢポートと、
前記システム電源ＬＳＩと、
このシステム電源ＬＳＩの内部または外部に設けられた前記ＵＳＢ通信手段と、
電子機器に電力を供給する電池とを有し、
前記システム電源ＬＳＩは、
前記ＵＳＢ通信手段に電力を供給するレギュレータと、
前記電池の出力を前記レギュレータの入力に接続するか、前記ＵＳＢポートからの電源ラインを前記レギュレータの入力に接続するかを切り替え可能なスイッチとを備え、
前記ホストから前記ＵＳＢポートを介して前記電池を充電するＵＳＢ充電と前記ＵＳＢ通信手段を用いたＵＳＢ通信とを同時に実行する場合に、前記スイッチに前記電池の出力側を選択させることを特徴とする電子機器。 In an electronic device equipped with a system power supply LSI that supplies power to a USB communication means that communicates with a host via a USB port,
The USB port;
The system power supply LSI;
The USB communication means provided inside or outside the system power supply LSI;
A battery for supplying power to the electronic device,
The system power LSI is
A regulator for supplying power to the USB communication means;
A switch capable of switching between connecting the output of the battery to the input of the regulator or connecting a power line from the USB port to the input of the regulator;
When the USB charging for charging the battery from the host via the USB port and the USB communication using the USB communication means are simultaneously performed, the switch is made to select the output side of the battery. Electronics. 請求項５記載の電子機器において、
さらに、前記システム電源ＬＳＩは、外部の電源から給電コネクタを介して供給される充電電流を制御して前記電池を充電する電池充電手段を備えることを特徴とする電子機器。 The electronic device according to claim 5, wherein
The system power supply LSI further includes battery charging means for charging the battery by controlling a charging current supplied from an external power supply via a power supply connector. 請求項６記載の電子機器において、
前記電池充電手段は、前記ＵＳＢ充電を行う場合に、前記ホストから前記ＵＳＢポートを介して供給される充電電流を制御して前記電池を充電することを特徴とする電子機器。 The electronic apparatus according to claim 6.
The battery charging means, when performing the USB charging, controls the charging current supplied from the host via the USB port to charge the battery. 請求項５記載の電子機器において、
さらに、前記ＵＳＢ充電と前記ＵＳＢ通信とを同時に実行する場合に、前記スイッチに前記電池の出力側を選択させ、前記ＵＳＢ充電を実行しない場合に、前記スイッチに前記ＵＳＢポートからの電源ラインを選択させるスイッチ制御手段を、前記システム電源ＬＳＩの内部または外部に備えることを特徴とする電子機器。 The electronic device according to claim 5, wherein
Further, when the USB charging and the USB communication are performed simultaneously, the switch selects the output side of the battery, and when the USB charging is not performed, the switch selects the power line from the USB port. An electronic apparatus comprising: a switch control unit for controlling the system power supply LSI inside or outside the system power supply LSI.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014512769A (en) * 2011-04-22 2014-05-22 ゼットティーイー コーポレーション Electronic device having USB interface and USB communication activation method

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