JP2014056287A

JP2014056287A - 電子機器及び電子機器による電源機器の判別方法

Info

Publication number: JP2014056287A
Application number: JP2012199137A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Funakoshi; 政行船越
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2014-03-27
Also published as: US20140070791A1; US9146261B2

Abstract

【課題】接続された電源機器を判別することが可能な電子機器及び電子機器による電源機器の判別方法を提供することを目的としている。
【解決手段】複数のデータ端子に電流を印加する電流源と、前記複数のデータ端子に電圧を印加する電圧源と、前記複数のデータ端子の何れか一方に接続されたプルアップ抵抗又はプルダウン抵抗と、前記複数のデータ端子のそれぞれの電圧値を検出する電圧レベル検出回路と、前記電圧レベル検出回路により検出された前記複数のデータ端子の電圧値に基づき、前記接続された電源機器を判別する接続機器判別回路と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電源端子、接地端子、及び複数のデータ端子を備える電源機器と接続される電子機器及び電子機器による電源機器の判別方法に関する。

近年では、充電可能な二次電池により駆動する携帯機器（例えば携帯電話、音楽プレーヤ、ゲーム機器等）が普及されている。この携帯機器では、例えば特許文献１に記載されているように、ＵＳＢ(Universal Serial Bus)インターフェイスを備えており、ＵＳＢインターフェイスを介して受け取とった電力で二次電池の充電を行うものが知られている。

ＵＳＢインターフェイスを介して二次電池を充電する場合、利用可能な電力はUSB-IF Battery Charging Specificationで規定されており、規定されたネゴシエーション処理を行う事で、使用できる電力量を判別できる。

しかしながら、近年携帯機器を動作させる際に規定された電力レベルでは不足する事がある。そこで携帯機器側では、接続された電源機器から供給される電力レベルを判断するための工夫が成されている。例えば特許文献２には、電源機器が接続されたＵＳＢインターフェイスのデータ線の電圧を分圧し、その電圧で電源機器から供給される電力レベルを判断することが記載されている。

しかしながら上記従来の技術では、携帯機器は、電源機器が接続された状態のデータ端子の電圧のみで電源機器側から供給される電力量を判別しなければならず、その判別には高い精度が要求されるものであった。

本発明は、上記事情を鑑みてこれを解決すべく成されたものであり、接続された電源機器を判別することが可能な電子機器及び電子機器による電源機器の判別方法を提供することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成すべく以下の如き構成を採用した。

本発明は、電源端子、接地端子、及び複数のデータ端子を備える電源機器と接続される電子機器であって、前記複数のデータ端子に電流を印加する電流源と、前記複数のデータ端子に電圧を印加する電圧源と、前記複数のデータ端子の何れか一方に接続されたプルアップ抵抗又はプルダウン抵抗と、前記複数のデータ端子のそれぞれの電圧値を検出する電圧レベル検出回路と、前記電圧レベル検出回路により検出された前記複数のデータ端子の電圧値に基づき、前記接続された電源機器を判別する接続機器判別回路と、を有する。

また本発明は、電源端子、接地端子、及び複数のデータ端子と、前記複数のデータ端子に電流を印加する電流源と、前記複数のデータ端子に電圧を印加する電圧源と、前記複数のデータ端子の何れか一方に接続されたプルアップ抵抗又はプルダウン抵抗と、を有する電源機器と接続される電子機器による電源機器の判別方法であって、前記複数のデータ端子のそれぞれの電圧値を検出し、検出された前記複数のデータ端子の電圧値に基づき、前記接続された電源機器を判別する電源機器の判別方法。

本発明によれば、接続された電源機器の判別することができる。

第一の実施形態の電子機器を説明する図である。第一の実施形態の電子機器の動作を説明するフローチャートである。第一の実施形態の能力判別テーブルの第一の例を示す図である。第一の実施形態の能力判別テーブルの第二の例を示す図である。第一の実施形態の電圧値の判定結果が格納されたレジスタの例を示す図である。第一の実施形態の能力判別テーブルの第三の例を示す図である。第二の実施形態の電子機器を説明する図である。第二の実施形態の電子機器の動作を説明するフローチャートである。第二の実施形態の能力判別テーブルの第一の例を示す図である。第二の実施形態における電圧値の判定結果が格納されたレジスタの例を示す図である。第二の実施形態の能力判別テーブルの第二の例を示す図である。

（第一の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、第一の実施形態の電子機器を説明する図である。

本実施形態の電子機器１００は、図示しない二次電池が搭載されており、この二次電池により駆動可能な電子機器である。本実施形態の電子機器１００は、電源機器２００に接続されると、電源機器２００から供給される電力により二次電池が充電される。

本実施形態の電子機器１００は、電圧レベル検出回路１１０、接続機器判別回路１２０を有する。また本実施形態の電子機器１００は、電源端子Ｖ_ｂｕｓ１、データ端子ＤＰ１，ＤＭ１、接地端子ＧＮＤ１、比較回路１４１、１４２、ＡＮＤ回路１４３、スイッチ１４４、１４５、電圧源１４６、１４７、１５０、電流源１４８、１４９を有する。さらに本実施形態の電子機器１００は、比較回路１５１、ＡＮＤ回路１５２、スイッチ１５３、１５４、電圧源１５５、１５６、電流源１５７、抵抗Ｒ１０を有する。

本実施形態の電源機器２００は、抵抗Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４を有する。また電源機器２００は、電源端子Ｖ_ｂｕｓ２、データ端子ＤＰ２、ＤＭ２、接地端子ＧＮＤ２を有する。本実施形態の抵抗Ｒ２１はデータ端子ＤＰ２のプルアップ抵抗であり、抵抗Ｒ２２はデータ端子ＤＰ２のプルダウン抵抗である。また本実施形態の抵抗Ｒ２３はデータ端子ＤＭ２のプルアップ抵抗であり、抵抗Ｒ２４はデータ端子ＤＭ２のプルダウン抵抗である。

また電源端子Ｖ_ｂｕｓ２は、電子機器１００に電源機器２００が接続された際に電源端子ＶＶ_ｂｕｓ１と接続される。同様にデータ端子ＤＰ２，ＤＭ２は、データ端子ＤＰ１，ＤＭ１と接続され、接地端子ＧＮＤ２は接地端子ＧＮＤ１と接続される。

本実施形態の電子機器１００において、電圧レベル検出回路１１０は、データ端子ＤＰ２の電圧レベル（電圧値）とデータ端子ＤＭの電圧レベル（電圧値）を検出する。また本実施形態の接続機器判別回路１２０は、電子機器１００に接続された電源機器２００を判別する。具体的には接続機器判別回路１２０は、電子機器１００に接続された電源機器２００がUSB-IF Battery Charging Specification で規定された機器か否かを判別する。そして接続機器判別回路１２０は、電子機器１００に接続された電源機器２００を識別し、識別された電源機器２００の電力供給能力を判別する。

本実施形態の電圧レベル検出回路１１０は、データ端子ＤＰ１とデータ端子ＤＭ１との間に接続されている。

本実施形態の比較回路１４１は、電源端子Ｖ_ｂｕｓ１と電源端子Ｖ_ｂｕｓ２とが接続されたか否かを検出する。本実施形態の比較回路１４１は、非反転入力端子は電源端子Ｖ_ｂｕｓ１と接続されており、反転入力端子は電圧源１５０と接続されている。比較回路１４１の出力は、接続機器判別回路１２０へ供給される。

本実施形態のデータ端子ＤＰ１には、比較回路１４２の非反転入力端子と、ＡＮＤ回路１４３の一方の入力と、スイッチ１４４、１４５の一方に接続されている。比較回路１４２の非反転入力端子はさらに、電流源１４９と接続されており、反転入力端子が電圧源１４７と接続されている。比較回路１４２の出力は、接続機器判別回路１２０と、ＡＮＤ回路１４３の他方の入力とに供給されている。ＡＮＤ回路１４３の出力は接続機器判別回路１２０に接続されている。スイッチ１４４の他方は電圧源１４６と接続されており、スイッチ１４５の他方は電流源１４８と接続されている。

本実施形態のデータ端子ＤＭ１には、比較回路１５１の非反転入力端子と、ＡＮＤ回路１５２の一方の入力と、スイッチ１５３、１５４の一方に接続されている。比較回路１５１の非反転入力端子はさらに、電流源１５７と接続されており、反転入力端子が電圧源１５５と接続されている。比較回路１５１の出力は、接続機器判別回路１２０と、ＡＮＤ回路１５２の他方の入力とに供給されている。ＡＮＤ回路１５２の出力は接続機器判別回路１２０に接続されている。スイッチ１５３の他方は電圧源１５６と接続されており、スイッチ１５４の他方は抵抗Ｒ１０の一端と接続されている。抵抗Ｒ１０の他端は接地されている。

次に図２を参照して本実施形態の電子機器１００の動作を接続する。図２は、第一の実施形態の電子機器の動作を説明するフローチャートである。図２では、電子機器１００に接続された電源機器２００を判別する処理を説明する。

本実施形態において、電子機器１００は、比較回路１４１により、電源端子Ｖ_ｂｕｓ１と電源端子Ｖ_ｂｕｓ２とが接続されたか否かを検出する（ステップＳ２０１）。具体的に電子機器１００は、電源端子Ｖ_ｂｕｓ１の電圧が電圧源１５０の電圧VOTG_SESS_VLDよりも大きくなり、比較回路１４１の出力が反転したら、電源端子Ｖ_ｂｕｓ２の存在が検出されたとみなす。本実施形態では、電源機器２００の接続が検出されると、接続機器判別回路１２０による電源機器２００の判別が開始される。

ステップＳ２０１において接続が検出されない場合、電子機器１００は電源端子Ｖ_ｂｕｓ２が接続されるのを待つ。

ステップＳ２０１において電源端子Ｖ_ｂｕｓ２の接続が検出されると、スイッチ１４５
とスイッチ１５４とをオンさせる（ステップＳ２０２）。尚本実施形態では、各スイッチのオン／オフの制御は、接続機器判別回路１２０が行うものとした。本実施形態においてスイッチ１４５がオンされると、データ端子ＤＰ１と電流源１４８とが接続される。また本実施形態においてスイッチ１５４がオンされると、プルダウン抵抗Ｒ１０とデータ端子ＤＭ１とが接続される。

続いて接続機器判別回路１２０は、データ端子ＤＰ２とデータ端子ＤＭ２とが電子機器１００と接続されたか否かを判定する（ステップＳ２０３）。本実施形態では、比較回路１４２においてデータ端子ＤＰ１の電圧が電圧源１４７の電圧Ｖ_{DAT_REF}よりも大きい場合に、データ端子ＤＰ１に電源機器２００のデータ端子ＤＰ２が接続されたものと判定する。また本実施形態では、比較回路１５１においてデータ端子ＤＭ１の電圧が電圧源１５５の電圧Ｖ_{DAT_REF}よりも大きい場合に、データ端子ＤＭ１に電源機器２００のデータ端子ＤＭ２が接続されたものと判定する。

ステップＳ２０３においてデータ端子ＤＰ２，ＤＭ２が接続されない場合、電子機器１００はデータ端子ＤＰ２，ＤＭ２が接続されるまで待つ。

ステップＳ２０３においてデータ端子ＤＰ２，ＤＭ２が接続されると、接続機器判別回路１２０は、スイッチ１４５とスイッチ１５４とをオフさせる（ステップＳ２０４）。続いて電圧レベル検出回路１１０は、データ端子ＤＰ１の電圧レベル（電圧値）と、データ端子ＤＭ１の電圧レベル（電圧値）とを検出する（ステップＳ２０５）。本実施形態では、接続機器判別回路１２０は、ステップＳ２０５で読み取った電圧値をレジスタ１３０に格納する。具体的には本実施形態では、データ端子ＤＰ１の電圧値をR_VDP1レジスタ１３１に格納し、データ端子ＤＭ１の電圧値をR_VDM1レジスタ１３２に格納する。

続いて接続機器判別回路１２０は、データ端子ＤＰ１，ＤＰ２に接続された電源機器２００がデータ線をドライブするか否かを判断する（ステップＳ２０６）。すなわち本実施形態の接続機器判別回路１２０は、データ端子ＤＰ１，ＤＰ２に接続されたデータ線が駆動され、信号が供給されているか否かを判断する。

具体的には本実施形態では、比較回路１４２においてデータ端子ＤＰ１の電圧値が電圧源１４７の電圧Ｖ_{DAT_REF}よりも小さい場合、電源機器２００はデータ線を駆動していないと判断する。また電子機器１００は、データ端子ＤＰ１の電圧値が電圧源１４７の電圧Ｖ_{DAT_REF}以上の場合電源機器２００はデータ線を駆動していると判断する。

同様に本実施形態では、比較回路１５１においてデータ端子ＤＭ１の電圧値が電圧源１５５の電圧Ｖ_{DAT_REF}よりも小さい場合、電源機器２００のデータ線を駆動していないと判断する。また電子機器１００は、データ端子ＤＰ２の電圧値が電圧源１５５の電圧Ｖ_{DAT_REF}以上の場合、電源機器２００はデータ線を駆動していると判断する。

ステップＳ２０６においてデータ線を駆動しないと判断された場合、接続機器判別回路１２０は、電源機器２００の種類がUSB-IF Battery Charging Specification で規定された機器(Standard Downstream Port, Charging Downstream Port, Dedicated Charging Port等)であると判別する。したがって接続機器判別回路１２０は、USB-IF Battery Charging Specificationで規定されたアルゴリズムに従って、電源機器２００の種別を判別する処理を行い（ステップＳ２０７）、処理を終了する。

ステップＳ２０６において電源機器２００がデータ線を駆動していると判断された場合、接続機器判別回路１２０は、接続された電源機器２００の種別がUSB-IF Battery Charging Specificationで規定された機器以外であると判別できる。したがって接続機器判別回路１２０は、USB-IF Battery Charging Specificationで規定されたアルゴリズムは実施せず、ステップＳ２０８以降のデータ線を駆動している電源機器２００側の分圧抵抗値を判別する処理に移る。

本実施形態の電子機器１００は、分圧抵抗値を判別するシーケンスにおいて、スイッチ１４５とスイッチ１５４とをオンさせる（ステップＳ２０８）。続いて電圧レベル検出回路１１０は、データ端子ＤＰ１の電圧値と、データ端子ＤＭ１の電圧値とを検出する（ステップＳ２０９）。続いて電子機器１００は、読み取った電圧値をレジスタ１３０に格納する。具体的には本実施形態では、データ端子ＤＰ１の電圧値をR_VDP2レジスタ１３１に格納し、データ端子ＤＭ１の電圧値をR_VDM2レジスタ１３２に格納する。

続いて接続機器判別回路１２０は、スイッチ１４５とスイッチ１５４とをオフさせる（ステップＳ２１０）。続いて接続機器判別回路１２０は、ステップＳ２０５とステップＳ２０９でレジスタ１３０に格納された電圧値に基づき、接続された電源機器２００の電力供給能力を判別する処理を行う（ステップＳ２１１）。ステップＳ２１１の処理の詳細は後述する。

以下に本実施形態の接続機器判別回路１２０による電源機器２００の電力供給能力の判別について説明する。電源機器２００の電力供給能力を判別する方法は２通りある。

１つ目の方法は、レジスタ１３０に格納された電圧値に基づき、データ端子ＤＰ１とデータ端子ＤＭ１に接続されたプルアップ抵抗とプルダウン抵抗を計算し、その結果を真理値表と照合する方法である。

この方法は、あらゆる抵抗値を測定できるので、製品開発時には市場に存在しなかったプルアップ抵抗やプルダウン抵抗をもった電源機器が後々市場に出てきた場合にも、真理値表をソフトウェアで管理することで、ソフトウェアのアップデートで対応する事が出来る。

またこの方法では、あらゆる電圧範囲を測定する必要があるため、電圧レベル検出回路１１０にＡ／Ｄ（Analog/Digital）変換回路等が設けられていることが好ましい。

この方法では、抵抗値を求めるためにデータ線ＤＰ２、ＤＭ２のプルアップ抵抗とプルダウン抵抗の連立方程式をたてて解く。本実施形態の電子機器１００では、電圧・電流未印加状態と、データ端子ＤＰ１に電流を印加し、データ端子ＤＭ１にプルダウン抵抗Ｒ１０を接続した状態を連立している。

本実施形態において、R_VDP1レジスタ１３１,R_VDP2レジスタ１３３の理論値(VDP1,VDP2)は、以下の式１と式２で決定される。

本実施形態では、これらの式を連立して解く事で、電源機器２００内部のデータ端子ＤＰ２のプルアップ抵抗である抵抗Ｒ２１の抵抗値と、プルダウン抵抗である抵抗Ｒ２２の抵抗値を求める事が出来る。抵抗Ｒ２１と抵抗Ｒ２２は、以下の式３と式４で求められる。

同様に、本実施形態においてR_VDM1レジスタ１３２,R_VDM2レジスタ１３４の理論値(VDM1,VDM2)は、以下の式５と式６で決定される。

本実施形態では、これらの式を連立して解く事で、電源機器２００内部のデータ端子ＤＭ２のプルアップ抵抗である抵抗Ｒ２３の抵抗値と、プルダウン抵抗である抵抗Ｒ２４の抵抗値を求める事が出来る。抵抗Ｒ２３と抵抗Ｒ２４は、以下の式７と式８で求められる。

本実施形態の接続機器判別回路１２０は、以上のように求められた抵抗値から、電源機器２００の電力供給能力を判別する能力判別テーブルと照合し、電力供給能力を判別する。

図３は、第一の実施形態の能力判別テーブルの第一の例を示す図である。図３に示す能力判別テーブル３０では、電源機器名と、データ端子ＤＰ２に接続された電源機器２００側のプルアップ抵抗の抵抗値と、プルダウン抵抗の抵抗値と、データ端子ＤＭ２に接続された電源機器側のプルアップ抵抗の抵抗値と、プルダウン抵抗の抵抗値と、電源機器の電力供給能力とが対応付けられている。本実施形態の能力判別テーブル３０は、例えば接続機器判別回路１２０の有する図示しない記憶部に予め格納されていても良いし、電子機器１００の有する図示しない記憶部に格納されていても良い。

次に電源機器２００の電力供給能力を判定する２つ目の方法について説明する。

本実施形態において、２つ目の方法は、接続される電源機器２００のプルアップ抵抗の抵抗値とプルダウン抵抗の抵抗値とが分かっている場合に、電力供給能力を判別する方法である。この場合、R_VDP1レジスタ１３１, R_VDM1レジスタ１３２, R_VDP2レジスタ１３３, R_VDM2レジスタ１３４の理論値（電圧値）は予測する事ができる。したがって測定電圧が所定の電圧範囲内にあるかどうか判断すれば良い。

この場合、電圧レベル検出回路１１０は、コンパレータ等の回路のみを有していれば良い。

またこの方法では、例えば製品開発時には市場に存在しなかったプルアップ抵抗／プルダウン抵抗をもった電源機器が後々市場に出てきた場合、誤検出する可能性や判別不可となる可能性がある。その場合、プルアップ抵抗／プルダウン抵抗をデータ端子ＤＰ１，ＤＭ１の電圧値と書き換えた能力判別テーブルを用いれば良い。

図４は、第一の実施形態の能力判別テーブルの第二の例を示す図である。図４に示す能力判別テーブル４０では、プルアップ抵抗／プルダウン抵抗をデータ端子の電圧値と書き換えた場合を示している。また図４に示す能力判別テーブル４０では、例えば電源端子Ｖ_ｂｕｓ１=5.0V, 電流源１４８の電流値=10uA,抵抗Ｒ１０の抵抗値=19kΩとした。能力判別テーブル４０を用いて電源機器１〜５を判別する場合、例えば４つの閾値(0.6V, 2.3V, 2.7V, 3.0V)に対してデータ線の電圧値が高いか低いかを判定し、その結果をレジスタ１３０に格納すれば良い。尚閾値は、予め設定されていても良い。図５は、第一の実施形態の電圧値の判定結果が格納されたレジスタの例を示す図である。検出電圧値の誤差を±0.1Vとして加味すると、期待されるレジスタの値は図６に示すようになる。

図６は、第一の実施形態の能力判別テーブルの第三の例を示す図である。図６に示す能力判別テーブル６０では、レジスタ値と電力供給能力とを対応付けられている。また図６の能力判別テーブル６０では、電源機器名と、レジスタ１３０に格納された値と、電力供給能力とが対応付けられている。電子機器１００は、ステップＳ２０５とステップＳ２０９においてレジスタ１３０に格納された値と、能力判別テーブル６０とに基づき、電源機器２００の電源供給能力を判別することができる。

次に、本実施形態の電子機器１００において判別された電力供給能力の利用方法について説明する。

例えば電子機器１００が電源を管理する電源管理部を有している場合、電子機器１００は、判別された電源機器２００の電力供給能力に基づき電力消費を管理することができる。また電子機器１００は、電源機器２００の電力供給能力に基づき二次電池等に電力を供給することが可能となる。

本実施形態の電子機器１００では、電源機器２００から供給された電力を消費する供給電力消費部において消費される電力（消費電力）を、ソフトウェア等により供給電力消費部の特性に合わせて設定することができる。この設定はユーザにより行われても良い。

また本実施形態では、例えば二次電池の電圧レベルが動作可能電圧レベルよりも低くなった場合、電子機器１００が自立的に消費する電力を設定し、二次電池の電圧レベルが動作可能電圧レベルを超えてから、消費電力の設定ができるようにしても良い。

以上のように本実施形態の電子機器１００では、接続された電源機器２００がUSB-IF Battery Charging Specificationという仕様に準ずる種別の電源機器か否かを判断できる。また本実施形態では、電子機器１００に接続される電源機器２００は、抵抗分圧してデータ線を駆動している。したがって本実施形態では、例えば電源機器２００がUSB-IF Battery Charging Specificationという仕様で定義した機器よりも大電力を利用可能な電源機器であった場合に、データ線の状態を読み取ることで、接続された電源機器２００の電力供給能力を判別する事ができる。

また本実施形態では、データ線ＤＭ１に接続されたプルダウン抵抗の値を検出することで、接続された電源機器２００の種類を判別することができる。この構成により、本実施形態では、比較回路の参照電圧となる電圧源１５５の電圧よりもデータ端子ＤＭ１の電圧が高い場合でも、データ端子ＤＭ１の電圧を検出できる。

さらに本実施形態では、USB-IF Battery Charging Specificationで必要となる構成要素(データ線に電圧印加、データ線に電流印加、データ線にプルアップ抵抗接続、データ線にプルダウン抵抗接続)を使用して電源機器２００の電力供給能力の判別を行うため、電子機器１００の構成を簡素化できる。USB-IF Battery Charging Specificationで必要となる構成要素とは、データ端子ＤＰ１，ＤＭ１に電圧を印加すること、データ端子ＤＰ１，ＤＭ１間に電流を印加すること、データ端子ＤＰ１，ＤＭ１にプルアップ抵抗又はプルダウン抵抗を接続することである。

まだ電子機器１００が電源管理部を有する場合には、電子機器１００側で使用する電力を設定できるため、電源機器２００の電力供給能力を最大限活用する事ができる。また、電源機器２００の能力以上に電力を消費しないようにする事で、電子機器１００を安全に動作させる事ができる。

また本実施形態では、電子機器１００が自立的に消費電力を設定することで、例えばユーザの命令を電子機器１００に伝達する手段がない場合でも、使用目的にあった電力を設定できる。

（第二の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第二の実施形態について説明する。本発明の第二の実施形態では、データ端子ＤＰ１，ＤＭ１にプルアップ抵抗を接続して電源機器２００を判別する点が第一の実施形態と相違する。よって以下の本発明の第二の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点についてのみ説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。

図７は、第二の実施形態の電子機器を説明する図である。本実施形態の電子機器１００Ａは、抵抗Ｒ３０、４０と、スイッチ１６１、１６２を有する。

本実施形態の抵抗Ｒ３０は、一端が電源端子Ｖ_ｂｕｓ１と接続されおり、他端がスイッチ１６１の一端と接続されている。スイッチ１６１の他端はデータ端子ＤＰ１、電流源１４９及び比較回路１４９の非反転入力端子等と接続されている。本実施形態の抵抗Ｒ３０は、データ端子ＤＰ１のプルアップ抵抗である。

本実施形態の抵抗Ｒ４０は、一端が電源端子Ｖ_ｂｕｓ１と接続されおり、他端がスイッチ１６２の一端と接続されている。スイッチ１６２の他端はデータ端子ＤＭ１、電流源１５７及び比較回路１５１の非反転入力端子等と接続されている。本実施形態の抵抗Ｒ４０は、データ端子ＤＭ１のプルアップ抵抗である。

次に図８を参照して本実施形態の電子機器１００Ａの動作を接続する。図８は、第二の実施形態の電子機器の動作を説明するフローチャートである。

図８のステップＳ８０１からステップＳ８０６までの処理は、図２のステップＳ２０１からステップＳ２０６までの処理と同様であるから説明を省略する。

続いて電子機器１００Ａの接続機器判別回路１２０は、スイッチ１６１、１６２をオンさせ、抵抗Ｒ３０をデータ端子ＤＰ１と接続させ、抵抗Ｒ４０をデータ端子ＤＭ１と接続させる（ステップＳ８０８）。

続いて電圧レベル検出回路１１０は、検出した電圧値をレジスタ１３０に格納する（ステップＳ８０９）。具体的には本実施形態では、データ端子ＤＰ１の電圧レベルをR_VDP2レジスタ１３１に格納し、データ端子ＤＭ１の電圧レベルをR_VDM2レジスタ１３２に格納する。

続いて接続機器判別回路１２０は、スイッチ１１６１とスイッチ１１６２とをオフさせる（ステップＳ８１０）。続いて電子機器１００Ａは、電源機器２００の電力供給能力の判別を行う（ステップＳ８１１）。

次に、本実施形態の電子機器１００Ａによる電力供給能力の判別について説明する。本実施形態では、電源機器２００の電力供給能力を判別する方法は２通りある。

１つ目の方法は、レジスタ１３０に格納された値に基づき、データ端子ＤＰ１とデータ端子ＤＭ１に接続されたプルアップ抵抗とプルダウン抵抗を計算し、その結果を真理値表と照合する方法である。

本実施形態では、抵抗値を求めるためにデータ線ＤＰ２、ＤＭ２のプルアップ抵抗とプルダウン抵抗の連立方程式をたてて解く。本実施形態の電子機器１００Ａでは、電圧・電流未印加状態と、データ端子ＤＰ１に電流を印加し、データ端子ＤＭ１にプルダウン抵抗Ｒ１０を接続した状態を連立している。

本実施形態において、R_VDP1レジスタ１３１,R_VDP2レジスタ１３３の理論値(VDP1,VDP2)は、以下の式９と式１０で決定される。

本実施形態では、これらの式を連立して解く事で、電源機器２００内部のデータ端子ＤＰ２のプルアップ抵抗である抵抗Ｒ２１の抵抗値と、プルダウン抵抗である抵抗Ｒ２２の抵抗値を求める事が出来る。抵抗Ｒ２１と抵抗Ｒ２２は、以下の式１１と式１２で求められる。

同様に、本実施形態においてR_VDM1レジスタ１３２,R_VDM2レジスタ１３４の理論値(VDM1,VDM2)は、以下の式１３と式１４で決定される。

本実施形態では、これらの式を連立して解く事で、電源機器２００内部のデータ端子ＤＭ２のプルアップ抵抗である抵抗Ｒ２３の抵抗値と、プルダウン抵抗である抵抗Ｒ２４の抵抗値を求める事が出来る。抵抗Ｒ２３と抵抗Ｒ２４は、以下の式１５と式１６で求められる。

本実施形態の接続機器判別回路１２０は、以上のように求められた抵抗値から、例えば能力判別テーブル３０と照合し、電力供給能力を判別する。

次に電源機器２００の電力供給能力を判定する２つ目の方法について説明する。本実施形態において、２つ目の方法は、接続される電源機器２００のプルアップ抵抗の抵抗値とプルダウン抵抗の抵抗値とが分かっている場合に、電力供給能力を判別する方法である。

図９は、第二の実施形態の能力判別テーブルの第一の例を示す図である。図９に示す能力判別テーブル９０では、プルアップ抵抗／プルダウン抵抗をデータ端子の電圧値と書き換えた場合を示している。また図９に示す能力判別テーブル９０では、例えば電源端子Ｖ_ｂｕｓ１=5.0V,抵抗Ｒ３０の抵抗値=100kΩ,抵抗Ｒ４０の抵抗値=100kΩとした。図３に示す能力判別テーブル３０の抵抗値を電圧値に書き換えたものが図９に示す能力判別テーブル９０である。この能力判別テーブル９０より、電源機器１〜５を判別するためには、４つの閾値(0.6V, 1.7V, 2.3V, 3.0V)に対してデータ線の電圧レベルが高いか低いかを判定し、その結果をレジスタ１３０に格納すれば良い。

図１０は、第二の実施形態における電圧値の判定結果が格納されたレジスタの例を示す図である。検出電圧値の誤差を±0.1Vとして加味すると、期待されるレジスタの値は図１１に示すようになる。

図１１は、第二の実施形態の能力判別テーブルの第二の例を示す図である。図１１に示す能力判別テーブル９５では、レジスタ値と電力供給能力とを対応付けられている。また図１１の能力判別テーブル９５では、電源機器名と、レジスタ１３０に格納された値と、電力供給能力とが対応付けられている。電子機器１００Ａは、ステップＳ８０５とステップＳ８０９においてレジスタ１３０に格納された値と、能力判別テーブル９５とに基づき、電源機器２００の電源供給能力を判別することができる。

以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

１００電子機器
１１０電圧レベル検出回路
１２０接続機器判別回路
１３０レジスタ
２００電源機器

特開２００９−２４７１４２号公報特開２０１０−２８２６３３号公報

Claims

電源端子、接地端子、及び複数のデータ端子を備える電源機器と接続される電子機器であって、
前記複数のデータ端子に電流を印加する電流源と、
前記複数のデータ端子に電圧を印加する電圧源と、
前記複数のデータ端子の何れか一方に接続されたプルアップ抵抗又はプルダウン抵抗と、
前記複数のデータ端子のそれぞれの電圧値を検出する電圧レベル検出回路と、
前記電圧レベル検出回路により検出された前記複数のデータ端子の電圧値に基づき、前記電源機器を判別する接続機器判別回路と、を有する電子機器。
前記接続機器判別回路、
前記電圧レベル検出回路により検出された前記複数のデータ端子のそれぞれの電圧値に基づき前記複数のデータ端子が駆動されているか否かを判定し、判定結果に基づき前記電源機器の種別を判別する請求項１記載の電子機器。
前記プルアップ抵抗又はプルダウン抵抗を前記複数のデータ端子の何れか一方に接続させるスイッチを有し、
前記接続機器判別回路は、
前記スイッチをオフさせたときの前記複数のデータ端子のそれぞれの電圧値の何れか一方が所定電圧より大きい値であるとき、前記スイッチをオンさせて前記電圧レベル検出回路に前記複数のデータ端子のそれぞれの電圧値を検出させ、
前記スイッチをオフさせたときの前記複数のデータ端子のそれぞれの電圧値と、前記スイッチをオンさせたときの前記複数のデータ端子のそれぞれの電圧値とに基づき、前記電源機器を識別する請求項２記載の電子機器。
前記接続機器判別回路は、
前記スイッチをオフさせたときの前記複数のデータ端子のそれぞれの電圧値と、前記スイッチをオンさせたときの前記複数のデータ端子のそれぞれの電圧値とが格納されるレジスタと、
前記レジスタに格納された電圧値から算出される前記電源機器内で前記複数のデータ端子と接続されたプルアップ抵抗値又はプルダウン抵抗値と、前記電源機器の電力供給能力とが対応付けられたテーブルと、を有し、
前記レジスタに格納された値と前記テーブルとを参照して前記電源機器の電力供給能力を判別する請求項３記載の電子機器。
電源端子、接地端子、及び複数のデータ端子と、前記複数のデータ端子に電流を印加する電流源と、前記複数のデータ端子に電圧を印加する電圧源と、前記複数のデータ端子の何れか一方に接続されたプルアップ抵抗又はプルダウン抵抗と、を有する電源機器と接続される電子機器による電源機器の判別方法であって、
前記複数のデータ端子のそれぞれの電圧値を検出し、
検出された前記複数のデータ端子の電圧値に基づき、前記接続された電源機器を判別する電源機器の判別方法。