JP2011015539A - Display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、USB端子を介して電力を供給可能な表示装置に関する。 The present invention relates to a display device capable of supplying power via a USB terminal.
従来、USB(Universal Serial Bus)端子を介して外部機器と接続可能な装置が知られている。例えば、ホスト装置と外部機器とがUSB端子を介して接続し、所定のデーター又はコマンドの送受信を実行する。 Conventionally, a device that can be connected to an external device via a USB (Universal Serial Bus) terminal is known. For example, a host device and an external device are connected via a USB terminal, and transmission / reception of predetermined data or commands is executed.
USBは、データーを送信するデーター線と、電力を供給する電力供給線(VBUS)と、GND線とを備えて構成されている。そのため、USB端子と接続した外部機器は、この電力線を介して電力を受信し、その駆動を行うことが可能である(例えば、特許文献1−4参照)。 The USB includes a data line for transmitting data, a power supply line (VBUS) for supplying power, and a GND line. Therefore, an external device connected to the USB terminal can receive power via this power line and drive it (see, for example, Patent Documents 1-4).
USBを備えるホスト装置では、外部機器に対して電源を供給するものの、その消費電力が一定の値を超えることでホスト装置側の駆動に影響が生じないよう電力制御を行っている。例えば、ホスト装置側に実装された制御回路により、外部機器の消費電力が1Aを超える場合は、電力の供給を遮断する制御を行っている。 In a host apparatus equipped with a USB, power is supplied to an external device, but power control is performed so that the drive on the host apparatus side is not affected when the power consumption exceeds a certain value. For example, when the power consumption of the external device exceeds 1 A, the control circuit mounted on the host device side performs control to cut off the power supply.
上記した従来のUSBでは、消費電力がある値に制御されてしまうため、電力供給線に流れる電流のリミッター値を変更することができなかった。一方、外部機器の消費電力に応じて、リミッター値を設定した場合、各素子の定数に応じて、過電流対策に要する設計を行う必要が生じるため、安易にリミッター値を変更することは難しかった。 In the conventional USB described above, since the power consumption is controlled to a certain value, the limiter value of the current flowing through the power supply line cannot be changed. On the other hand, when the limiter value is set according to the power consumption of the external device, it is necessary to design for the countermeasure against overcurrent according to the constant of each element, so it was difficult to change the limiter value easily. .
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、USB端子を備える表示装置において、このUSB端子を介して供給される電力のリミッター値を任意に変更さすることが可能な表示装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a display device that can arbitrarily change the limiter value of the power supplied via the USB terminal in a display device having a USB terminal. Objective.
上記課題を解決するために、本発明では、USB端子の電力供給線を介して外部機器に電力を供給可能な表示装置において、前記電力供給線に接続された設定抵抗と、前記設定抵抗に流れる電流を検出し、同設定抵抗に過電流が流れる場合は、検出信号を出力する過電流検出部と、前記電力供給線から供給される電力の供給の有無を切り替える切り替え部と、前記検出信号が出力された際、前記切り替え部に、前記電力供給線から供給される電力を遮断させる供給制御部と、を有する構成としてある。 In order to solve the above-described problems, in the present invention, in a display device capable of supplying power to an external device via a power supply line of a USB terminal, a setting resistor connected to the power supply line and a current flowing through the setting resistor When an overcurrent flows through the setting resistor when the current is detected, an overcurrent detection unit that outputs a detection signal, a switching unit that switches whether power is supplied from the power supply line, and the detection signal When output, the switching unit includes a supply control unit that cuts off power supplied from the power supply line.
上記のように構成された発明では、USB端子の電力供給線を介して外部機器に電力を供給可能な表示装置において、過電流検出部は、設定抵抗に流れる電流を検出し、同設定抵抗に過電流が流れる場合は、検出信号を出力し、供給制御部は、検出信号が出力された際、切り替え部に、前記電力供給線から供給される電力を遮断させる。
そのため、設定抵抗に流れる電流値に応じてリミッター値の設定が行なわれるため、設定抵抗の定数を変更しても、過電流検出を追随させることができ、回路内の簡易な変更によりUSB端子を介して供給される電力のリミッター値を任意に変更することが可能となる。
In the invention configured as described above, in the display device capable of supplying power to the external device via the power supply line of the USB terminal, the overcurrent detection unit detects the current flowing through the setting resistor, When an overcurrent flows, a detection signal is output, and the supply control unit causes the switching unit to cut off the power supplied from the power supply line when the detection signal is output.
For this reason, the limiter value is set according to the current value flowing through the setting resistor. Therefore, even if the constant of the setting resistor is changed, overcurrent detection can be followed, and the USB terminal can be connected by a simple change in the circuit. It is possible to arbitrarily change the limiter value of the power supplied via the power supply.
また、過電流検出部の具体的な構成の一例として、前記過電流検出部は、前記設定抵抗による電圧降下を検出することで、前記設定抵抗に流れる電流を検出する構成とする。 In addition, as an example of a specific configuration of the overcurrent detection unit, the overcurrent detection unit is configured to detect a current flowing through the setting resistor by detecting a voltage drop due to the setting resistor.
そして、過電流検出部の具体的な構成として、前記電流検出部は、オペアンプを備えて構成され、前記設定抵抗の入力側の電圧値、及び出力側の電圧値を分圧した電圧値を差動入力電圧として前記オペアンプを動作させる構成としてもよい。
上記のように構成された発明では、オペアンプを用いた簡易な構成により過電流検出部を具体化することができる。
As a specific configuration of the overcurrent detection unit, the current detection unit is configured to include an operational amplifier, and a difference between a voltage value obtained by dividing the voltage value on the input side of the setting resistor and the voltage value on the output side is determined. The operational amplifier may be operated as a dynamic input voltage.
In the invention configured as described above, the overcurrent detection unit can be realized with a simple configuration using an operational amplifier.
また、前記切り替え部は、前記供給制御部から出力される切り替え信号に応じて前記電力供給線の導通を遮断するスイッチ素子により構成されてもよい。
The switching unit may be configured by a switch element that cuts off the conduction of the power supply line in accordance with a switching signal output from the supply control unit.
更に、本発明の他の局面として、USB端子の電力供給線を介して外部機器に電力を供給可能な表示装置において、電力を供給する電源回路と、前記電源回路と前記電力供給線との間に直列に接続された設定抵抗と、オペアンプを備えて構成され、前記設定抵抗の入力側の電圧値、及び出力側の電圧値を分圧した電圧値を差動入力電圧として前記オペアンプを動作させて前記設定抵抗による電圧降下を検出し、前記差動入力電圧の値に応じて、前記オペアンプから出力される検出信号のレベルを変化させる過電流検出部と、切り替え信号に応じて前記電力供給線の導通を遮断するスイッチ素子により構成され、前記電力供給線から供給される電力の供給の有無を切り替える切り替え部と、前記検出信号の波形がハイレベルになった場合に、前記切り替え部に、前記電力供給線から供給される電力を遮断させる供給制御部と、を有し、前記設定抵抗の定数は、前記外部機器の消費電力に応じて設定される構成としてもよい。 Furthermore, as another aspect of the present invention, in a display device capable of supplying power to an external device via a power supply line of a USB terminal, a power supply circuit that supplies power, and between the power supply circuit and the power supply line A setting resistor connected in series with the operational amplifier, and the operational amplifier is operated using a voltage value obtained by dividing the voltage value on the input side of the setting resistor and the voltage value on the output side as a differential input voltage. An overcurrent detector that detects a voltage drop due to the setting resistor and changes a level of a detection signal output from the operational amplifier according to a value of the differential input voltage; and the power supply line according to a switching signal And a switching unit that switches between the presence and absence of the supply of power supplied from the power supply line, and when the waveform of the detection signal becomes high level, The switching unit, anda supply control unit for interrupting electric power supplied from the power supply line, constant of the setting resistor may be configured to be set in accordance with the power consumption of the external device.
以上説明したように本発明によれば、USB端子を備える表示装置において、このUSB端子を介して供給される電力のリミッター値を任意に変更することができる。 As described above, according to the present invention, the limiter value of the power supplied via the USB terminal can be arbitrarily changed in the display device including the USB terminal.
以下、図を参照しつつ下記の順序に従って本発明の実施形態を説明する。
1.第1の実施形態:
2.その他の実施形態:
Embodiments of the present invention will be described below in the following order with reference to the drawings.
1. First embodiment:
2. Other embodiments:
1.第1の実施形態:
1.1.表示装置の構成:
図1は、本発明に係る表示装置を説明するブロック構成図である。図1に示すように、表示装置100は、以下の要部を備えて構成されている。表示部90は、映像データーを元に映像を表示する。また、メインコントローラー80は、図示しないインターフェースを介して入力された映像データーに対して所定の処理を施し、表示部90に送信する。そして、電源回路70は、商用電源等の電源から供給された電力から安定化電源を生成して表示装置100を構成する各部に電力を供給する。そして、USB制御回路60は、外部機器50とUSBケーブルを介して接続することで、データー又はコマンドを送受信することができる。
1. First embodiment:
1.1. Configuration of display device:
FIG. 1 is a block diagram illustrating a display device according to the present invention. As shown in FIG. 1, the
また、本発明に係るUSB制御回路60は、以下の機能を備えて構成される。設定抵抗61は、電源回路70とVBUS(電力供給線)92aとの間に接続されて、VBUS92aに流れる電流のリミッター値を設定する。また、過電流検出部62は、設定抵抗61に流れる電流を検出し、同設定抵抗61に過電流が流れる場合は、検出信号をハイレベルに変化させる。そして、切り替え部63は、USB端子92のVBUS92aから供給される電力の供給の有無を切り替える。さらに、マイクロコンピューター(供給制御部)64は、検出信号がハイレベルに変化した場合、切り替え部63にVBUS92aから供給される電力を遮断させる。
The
本実施形態に係る外部機器50は、メインコントローラー80が参照する設定データーが記憶されたメモリー51と、このメモリー51に記憶された設定データーをUSB端子53を介して送信するためのコントローラー(スレイブ)52を備えて構成されている。そのため、外部機器50が表示装置100のUSB制御回路60に接続されると、メインコントローラー80はメモリー51に記憶された設定データーを読み出し、内部に実装されたPROM(Programmable ROM)に書き込むことで、設定を更新することが可能である。
The
また、本発明に係る表示装置100では、VBUS92aに流れる電流のリミッター値を設定抵抗61の定数を替えることで、外部機器50の消費電力に応じた所望の値に設定することができる。即ち、外部機器50の消費電力が0.5A程度である場合は、設定抵抗61の定数をこの消費電力に合わせて設定することで、外部機器50の消費電力に応じた給電を行うことができる。
更に、ユーザーがUSB端子92に誤って消費電力の高い外部機器を接続してしまった場合、過電流検出部62が設定抵抗61に流れる電流に基づいて検出信号を出力し、マイクロコンピューター64が切り替え部63を制御してUSB端子92のVBUS92aから供給される電力を遮断する。そのため、設定抵抗61の定数に応じて過電流検出を行うことが可能となり、簡易な回路変更によりUSB制御回路60を流用することが可能となる。以下に、本発明に係る表示装置100の要部を詳細に説明する。
In the
Furthermore, when the user accidentally connects an external device with high power consumption to the
USB制御回路60は、電源回路70の二次側回路71に接続されるとともに、入出力IF65を介してメインコントローラー80に接続されている。そのため、USB端子92のデーター線を介して入力されたデーターは、マイクロコンピューター64に入力された後、入出力IF65を通じてメインコントローラー80に出力される。
The
図2は、一例としてのUSB制御回路60を説明するための回路図である。本実施形態に係る設定抵抗61は、電源回路70の二次側回路71の出力端子と、USB端子92のVBUS92aとの間に介在するよう直列に接続されている。また、設定抵抗61の定数は、外部機器50の消費電力に応じて設定されており、本実施形態ではその値を0.33Ωに設定している。
FIG. 2 is a circuit diagram for explaining the
本実施形態に係る過電流検出部62は、オペアンプ62aと抵抗R1〜R5を備えて構成されている。具体的には、抵抗R1と抵抗R2によって分圧された電圧をオペアンプ62aの+側入力端子に供給する。また、抵抗R3と抵抗R4によって分圧された電圧をオペアンプ62aの−側入力端子に供給する。また、オペアンプ62aの出力端子は、抵抗R5を介して、マイクロコンピューター64のプロテクトポート64aに接続されている。
The
また、本実施形態では、分圧抵抗62bは、二次側回路71から供給される5Vの電源電圧を、2.5Vに分圧してオペアンプ62aの+側入力端子に入力するようその抵抗値が設定されている。また、分圧抵抗62cは、通常時に、設定抵抗61の出力側の電圧値を、上記2.5Vより高くなるようその抵抗値が設定されている。
In this embodiment, the
本実施形態に係る切り替え部63は、トランジスター63a,63bを備えて構成されている。具体的には、トランジスター63aは、設定抵抗61の出力側にエミッター:Eで接続され、コレクター:CはUSB端子92のVBUS92aに接続されている。また、トランジスター63aのベース:Bは、抵抗R7を介してトランジスター63bのコレクター:Cに接続されているので、切り替え信号がR8を経由してトランジスター63bをコントロールしてトランジスター63aをオン・オフする。
The switching
マイクロコンピューター64は、入力端子であるプロテクトポート64aを介して過電流検出部62に接続され、出力端子であるUSBコントロールポート64bを介して切り替え部63に接続されている。また、マイクロコンピューターは、プロテクトポート64aに入力される検出信号の信号状態に応じて、USBコントロールポート64bからハイ・ローレベルの切り替え信号を送信する。
The
上記切り替え部63及びマイクロコンピューター64の構成により、表示装置100が外部機器50とUSB端子92を介して接続された状態で、電源回路70の二次側回路71から電力が供給されると、トランジスター63aがオンし、VBUS92aを通じて外部機器50に電力が給電される。一方、マイクロコンピューター64から切り替え信号がトランジスター63bに入力されると、トランジスター63bはオフし、トランジスター63aをオフする。そのため、VBUS92aは外部機器50に対する給電を停止する。
With the configuration of the switching
1.2.本発明の機能:
以下、USB制御回路60の機能を説明する。まず、電源回路70の二次側回路71から5Vの電源電圧が供給されると、設定抵抗61に電流が流れることで、設定抵抗61の両端で電圧降下が生じる。そのため、オペアンプ62aの各入力端子には、各分圧抵抗62b,62cの抵抗比に応じた電圧値が差動入力電圧として入力される。
1.2. Features of the invention:
Hereinafter, the function of the
図3は、オペアンプ62aの入力端子に入力される信号と、出力端子から出力される信号の波形を説明する波形図である。まず、設定抵抗61に通常状態(0.5A以下)の電流が流れる場合は、オペアンプ62aの+側入力端子に入力される電圧(2.5V)は、−側入力端子に入力される電圧より低くなるように設定してある。そのため、オペアンプ62aの出力端子からはローレベルの検出信号が出力される(図3のT0〜T1)。
FIG. 3 is a waveform diagram illustrating waveforms of a signal input to the input terminal of the
一方、外部機器50の負荷が大きく、設定抵抗61に過電流が流れる場合は、電圧降下により設定抵抗61の出力側に発生する電圧が低くなるため、オペアンプ62aの+側入力端子に入力される電圧は、−側入力端子に入力される電圧より高くなる。そのため、オペアンプ62aの出力端子からはハイレベルの検出信号が出力される(図3のT1〜T2)。
On the other hand, when the load of the
マイクロコンピューター64は、プロテクトポート64aを通じてハイレベルの検出信号を受信すると、USBコントロールポート64bから、ローレベルの切り替え信号を切り替え部63に出力する。そのため、切り替え部63のトランジスター63bがオフし、トランジスター63aがオフする。その結果、VBUS92aに流れる電力は遮断される。以上、第1の実施形態を説明した。
When the
2.その他の実施形態:
本発明は様々な変形例が存在する。例えば、USB制御回路60内にマイクロコンピューター64が実装されることは一例であり、例えば、マイクロコンピューター64の機能をメインコントローラー80が実現してもよい。
2. Other embodiments:
There are various modifications of the present invention. For example, mounting the
なお、本発明は上記実施例に限られるものでないことは言うまでもない。当業者であれば言うまでもないことであるが、
・上記実施例の中で開示した相互に置換可能な部材および構成等を適宜その組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術であって上記実施例の中で開示した部材および構成等と相互に置換可能な部材および構成等を適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術等に基づいて当業者が上記実施例の中で開示した部材および構成等の代用として想定し得る部材および構成等と適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
は本発明の一実施例として開示されるものである。
Needless to say, the present invention is not limited to the above embodiments. It goes without saying for those skilled in the art,
・ Applying mutually interchangeable members and configurations disclosed in the above embodiments by appropriately changing the combination thereof.− Although not disclosed in the above embodiments, it is a publicly known technique and the above embodiments. The members and configurations that can be mutually replaced with the members and configurations disclosed in the above are appropriately replaced, and the combination is changed and applied. It is an embodiment of the present invention that a person skilled in the art can appropriately replace the members and configurations that can be assumed as substitutes for the members and configurations disclosed in the above-described embodiments, and change the combinations and apply them. It is disclosed as.
50…外部機器、51…メモリー、52…コントローラー、53…USB端子、60…USB制御回路、61…設定抵抗、62…過電流検出部、62a…オペアンプ、62b,62c…分圧抵抗、63…切り替え部、63a,63b…トランジスター、64…マイクロコンピューター、64a…プロテクトポート、64b…USBコントロールポート、65…入出力IF、70…電源回路、71…二次側回路、80…メインコントローラー、90…表示部、92…USB端子、92a…VBUS、100…表示装置
DESCRIPTION OF
Claims (5)
電力を供給する電源回路と、
前記電源回路と前記電力供給線との間に接続された設定抵抗と、
前記設定抵抗に流れる電流を検出し、同設定抵抗に過電流が流れる場合は、検出信号を出力する過電流検出部と、
前記電力供給線から供給される電力の供給の有無を切り替える切り替え部と、
前記検出信号が出力された際、前記切り替え部に、前記電力供給線から供給される電力を遮断させる供給制御部と、を有することを特徴とする表示装置。 In a display device that can supply power to an external device via a power supply line of a USB terminal,
A power supply circuit for supplying power;
A setting resistor connected between the power supply circuit and the power supply line;
An overcurrent detection unit that detects a current flowing through the setting resistor and outputs a detection signal when an overcurrent flows through the setting resistor;
A switching unit for switching presence / absence of supply of power supplied from the power supply line;
A display device comprising: a supply control unit configured to interrupt the power supplied from the power supply line when the detection signal is output.
電力を供給する電源回路と、
前記電源回路と前記電力供給線との間に直列に接続された設定抵抗と、
オペアンプを備えて構成され、前記設定抵抗の入力側の電圧値、及び出力側の電圧値を分圧した電圧値を差動入力電圧として前記オペアンプを動作させて前記設定抵抗による電圧降下を検出し、前記差動入力電圧の値に応じて、前記オペアンプから出力される検出信号のレベルを変化させる過電流検出部と、
切り替え信号に応じて前記電力供給線の導通を遮断するスイッチ素子により構成され、前記電力供給線から供給される電力の供給の有無を切り替える切り替え部と、
前記検出信号の波形がハイレベルになった場合に、前記切り替え部に、前記電力供給線から供給される電力を遮断させる供給制御部と、を有し、
前記設定抵抗の定数は、前記外部機器の消費電力に応じて設定される、ことを特徴とする表示装置。 In a display device that can supply power to an external device via a power supply line of a USB terminal,
A power supply circuit for supplying power;
A setting resistor connected in series between the power supply circuit and the power supply line;
An operational amplifier is configured to detect a voltage drop due to the setting resistor by operating the operational amplifier using a voltage value obtained by dividing the voltage value on the input side of the setting resistor and the voltage value on the output side as a differential input voltage. An overcurrent detection unit that changes a level of a detection signal output from the operational amplifier according to a value of the differential input voltage;
A switching unit that is configured by a switch element that cuts off the conduction of the power supply line in response to a switching signal, and that switches whether to supply power supplied from the power supply line;
A supply control unit that cuts off the power supplied from the power supply line to the switching unit when the waveform of the detection signal becomes a high level;
The display device according to claim 1, wherein the constant of the set resistance is set according to power consumption of the external device.
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JP2016013024A (en) * | 2014-06-30 | 2016-01-21 | ローム株式会社 | Overcurrent detection circuit, host utilizing the same, and overcurrent detection method |
KR20190121665A (en) * | 2018-04-18 | 2019-10-28 | 주식회사 케이포스 | Protection circuit for a gender that supports charging between connectors with homogeneous or heterogeneous interfaces |
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