JP2018041170A

JP2018041170A - 電子機器およびその制御方法

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Publication number: JP2018041170A
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Inventors: 森井　崇; Takashi Morii; 崇森井
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Abstract

【課題】外部電力を受ける電子機器においてケーブルの給電能力を判定することでより安定に大電力を受電することを可能にする。【解決手段】外部機器とケーブルを介して接続し、外部機器から外部電力を受電する電子機器は、外部機器の給電能力を検出し、ケーブルが所定の種類のケーブルか否かを判定し、検出された外部機器の給電能力と、所定の種類のケーブルか否かの判定結果とに基づいて外部電力の電流値制限を設定する。【選択図】図１

Description

本発明は、外部機器から、インターフェースケーブルを介して電力を受電する電子機器およびその制御方法に関するものである。

ＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）インターフェースを有するカメラなどの電子機器は、ＵＳＢホストコントローラやＡＣアダプターなどの外部機器からＵＳＢケーブルを介して電力を受電することができる。ＵＳＢ規格には、ＵＳＢ２．０、ＵＳＢ３．０、ＵＳＢ−ＢＣ、ＵＳＢ−ＰＤ、などの規格があり、それぞれ受電可能な電力が規定されている。電子機器が使用可能な電流の検出（外部機器により供給可能な電流の検出）については、ＵＳＢインターフェースの所定の端子の電圧レベルなどを検出して行う方法が提案されている（特許文献１）。

また、近年、ＵＳＢ規格が拡張され、ＵＳＢ−Ｔｙｐｅ−Ｃ規格が策定されている。ＵＳＢ−Ｔｙｐｅ−Ｃ規格では、０．５Ａ、１．５Ａ、３．０Ａの電流供給が規定されている。また、３．０Ａの電流供給を行う際には、接続するＵＳＢのインターフェースケーブルとして専用のケーブルであるＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙＭａｒｋｅｄＣａｂｌｅ（以降ＥＭＣと略す）が必要とされている。ＵＳＢ−Ｔｙｐｅ−Ｃ規格では、外部機器による供給可能電流の通知は、ＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＣｈａｎｎｅｌ（以下、ＣＣ端子と略す）を通して、外部機器が供給可能な電流を電子機器に示すという方法が採用されている。また、専用のケーブル（ＥＭＣ）か否かは、外部機器によって判定される。したがって、電子機器は、外部機器が示すＣＣ端子の情報に基づいて、受電可能な電流を判定する。

特開平６−１４１４７６号公報

しかしながら、インターフェースケーブルの不良などにより、使われているインターフェースケーブルがＥＭＣではない場合でも、外部機器が示すＣＣ端子の情報が、例えば３．０Ａの電流が供給可能であると示される恐れがある。このような場合に、外部機器が示すＣＣ端子の情報のみで受電可能な電流の判定を行うと、電子機器はインターフェースケーブルが供給できる電流以上の電流を受電可能であると判定してしまうことになる。その結果、電子機器はインターフェースケーブルの供給能力を超えた電流を受電することになり、安定に外部電力を受電することができない場合があった。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、外部電力を受ける電子機器においてケーブルの給電能力を判定することでより安定に大電力を受電することが可能な電子機器を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の一態様による電子機器は以下の構成を備える。すなわち、
外部機器からケーブルを介して外部電力を受電する電子機器であって、
前記外部機器の給電能力を、前記ケーブルが接続されるインターフェースが有する２つの端子のうち第１の端子の電圧または電流に基づいて検出する検出手段と、
接続されている前記ケーブルが所定種のケーブルか否かを、前記２つの端子のうちの第２の端子の電圧または電流に基づいて判定する判定手段と、
前記検出手段により検出された前記外部機器の給電能力と前記判定手段による判定の結果とに基づいて前記外部電力の電流値制限を設定する設定手段と、を備える。

本発明によれば、外部電力を受ける電子機器においてケーブルの給電能力を判定することができ、より安定に外部電力を受電することができる。

第１の実施形態による電流値制限の設定を説明するフローチャート。第１の実施形態による電流値制限の決定のための構成例を示すブロック図。第１の実施形態による電流値制限の決定のための構成例を示すブロック図。第２の実施形態による電流値制限の設定を説明するフローチャート。第２の実施形態による電流値制限の決定のための構成例を示すブロック図。外部機器の給電能力と電子機器におけるＣＣ端子の閾値電圧の関係を示す図。

以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

［第１の実施形態］
以下、図１、図２、図３を参照して、第１の実施形態による電子機器について説明する。図１は、第１の実施形態による電子機器の受電電流を決定する処理を示すフローチャートである。図２および図３は、第１の実施形態の受電装置としての電子機器と送電装置としての外部機器とがケーブル（以下、インターフェースケーブル）を介して接続された状態を示すブロック図である。また、以下では、電子機器と外部機器のインターフェースがＵＳＢＴｙｐｅ−Ｃ規格に準拠しているものとして説明する。但し、電子機器と外部機器を接続するインターフェースの規格はこれに限られるものではない。

本実施形態の電子機器は、接続された外部機器の給電能力を検出し、検出された外部機器の給電能力に基づいて電流値制限を設定する。外部機器の給電能力とは、たとえば、外部機器が供給可能な電流値の上限値を示す供給電流値である。電子機器は、設定した電流値制限に基づく電流値以下の電流で、外部機器から外部電力を受電する。電流値制限として所定値より大きい電流値（たとえば、Ｔｙｐｅ−Ｃの３．０Ａ）が設定される場合には、電子機器は、ケーブルが所定種のケーブルであるか否か（たとえばＥＭＣか否か）を更なる設定の条件として用いる。こうして必要に応じてケーブルの給電能力を判定することにより、より安定に大電力を受電する。まず図２を参照して、本実施形態による電子機器、外部機器およびそれらを接続するインターフェースケーブルの構成例を説明する。

図２において、電子機器１１０はＵＳＢインターフェースを介して外部電力を受電することが可能である。電子機器１１０としては、例えば、カメラや携帯電話などがある。外部機器１２０はＵＳＢインターフェースを介して電力を供給することが可能である。

電子機器１１０のＵＳＢインターフェースは、ＶＢＵＳが入力されるＶＢＵＳ端子と、ＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＣｈａｎｎｅｌ（ＣＣ）として使用可能なＣＣ１端子１０８ａおよびＣＣ２端子１０８ｂと、接続する外部機器とのＧＮＤを接続するためのＧＮＤ端子と、を備える。また電子機器１１０は、システム制御部１０および給電部１１を備える。システム制御部１０は、ＣＰＵやメモリを有し、ＶＢＵＳ端子から取得した外部電力および不図示のバッテリからの電力のうち少なくとも一方により動作する。システム制御部１０は電子機器１１０の各種動作を実現する。給電部１１は、ＶＢＵＳ端子からの外部電力を設定された電流値制限下で用いて、電子機器１１０の各部へ電力を供給したりバッテリを充電したりする。

外部機器１２０としては、例えば、ＰＣなどのＵＳＢホストコントローラやＡＣアダプターなどがある。外部機器１２０のＵＳＢインターフェースは、ＶＢＵＳが入力されるＶＢＵＳ端子と、ＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＣｈａｎｎｅｌ（ＣＣ）として使用可能なＣＣ１端子１２８ａおよびＣＣ２端子１２８ｂと、接続する外部機器とのＧＮＤを接続するためのＧＮＤ端子と、を備える。なお、電子機器１１０および外部機器１２０のＵＳＢインターフェースは上述の端子以外の端子を備えることも可能である。

電子機器１１０と外部機器１２０とを接続するインターフェースケーブルには、たとえば、１．５Ａ以下の電流を供給することが可能なスタンダードケーブルと、３．０Ａ以上の電流を供給することが可能なＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙＭａｒｋｅｄＣａｂｌｅ（ＥＭＣ）がある。図２のインターフェースケーブル１３０ａは、ＥＭＣである場合を示している。対して、図３では、１．５Ａ以下の電流を供給することが可能なスタンダードケーブルであるインターフェースケーブル１３０ｂが接続された場合を示している。なお、以下においてインターフェースケーブル１３０ａ、１３０ｂを総称してインターフェースケーブル１３０と記載する。

電子機器１１０において、プルダウン抵抗１１１はＣＣ１端子１０８ａをＧＮＤへプルダウンするための抵抗であり、プルダウン抵抗１１２はＣＣ２端子１０８ｂをＧＮＤへプルダウンするための抵抗である。プルダウン抵抗１１１およびプルダウン抵抗１１２は、外部機器１２０と電子機器１１０が接続されたか否かを判定するために用いられるとともに、電子機器１１０が外部機器１２０の給電能力を判定するために用いられる。プルダウン抵抗１１１およびプルダウン抵抗１１２の抵抗値Ｒｄは、ＵＳＢ−Ｔｙｐｅ−Ｃ規格に規定された抵抗値（５．１ｋΩ）であるとする。なお、ＵＳＢ−Ｔｙｐｅ−Ｃ規格では、インターフェースケーブルと電子機器とを接続する際のコネクタを差す向きに、表と裏の制約を設けないようにする構成となっている。したがって、ＣＣ１端子１０８ａおよびＣＣ２端子１０８ｂのいずれもＣＣ端子として使用されることがある。電子機器１１０において、ＣＣ１端子１０８ａおよびＣＣ２端子１０８ｂの両方に同一目的の抵抗（プルダウン抵抗）が設けられている。

切り替えスイッチ１１３は、スイッチ制御部１１６の制御下で、ＣＣ１端子１０８ａが接続する抵抗を、プルダウン抵抗１１１とプルアップ抵抗１１５との間で切り替える。切り替えスイッチ１１４は、スイッチ制御部１１６の制御下で、ＣＣ２端子１０８ｂが接続する抵抗を、プルダウン抵抗１１２とプルアップ抵抗１１５との間で切り替える。プルアップ抵抗１１５は、ＣＣ１端子１０８ａおよびＣＣ２端子１０８ｂをプルアップするための抵抗である。本実施形態では、プルアップ抵抗１１５の抵抗値Ｒｐａは、５６ｋΩであるとする。

スイッチ制御部１１６は、端子情報検出部１１７の指示にしたがって切り替えスイッチ１１３および切り替えスイッチ１１４の切り替えを制御する。電子機器１１０が外部機器１２０とインターフェースケーブル１３０で接続したことに応じて、スイッチ制御部１１６は切り替えスイッチ１１３を、ＣＣ１端子１０８ａがプルダウン抵抗１１１に接続するように制御する。さらに、電子機器１１０が外部機器１２０とインターフェースケーブル１３０で接続したことに応じて、スイッチ制御部１１６は、切り替えスイッチ１１４を、ＣＣ２端子１０８ｂがプルダウン抵抗１１１に接続するように制御する。端子情報検出部１１７は、ＣＣ１端子１０８ａ、およびＣＣ２端子１０８ｂのうち外部機器１２０の給電能力を示す電圧または電流が得られた端子をＣＣ端子とし、他方の端子をケーブル判定に用いる判定端子として扱う。そして、端子情報検出部１１７は、ＣＣ端子のプルダウン状態を維持し、判定端子をプルアップするように、第１の切り替えスイッチ１１３と第２の切り替えスイッチ１１４とを制御する。

たとえば、図２の場合、ＣＣ１端子１０８ａがＣＣ端子であり、ＣＣ２端子１０８ｂが判定端子である。スイッチ制御部１１６は外部機器１２０の供給能力を示しているＣＣ１端子１０８ａをプルダウンするように切り替えスイッチ１１３の切り替えを制御する。そして、スイッチ制御部１１６は、判定端子であるＣＣ２端子１０８ｂをプルアップするように切り替えスイッチ１１４の切り替えを制御する。端子情報検出部１１７はＣＣ１端子１０８ａ及びＣＣ２端子１０８ｂの電圧レベルを検出し、電流値制限を設定する。図２の接続例では、端子情報検出部１１７はＣＣ１端子１０８ａの電圧ＶＲｄ１に基づいて外部機器１２０の給電能力を検出し、ＣＣ２端子１０８ｂの電圧ＶＲｄ２に基づいてインターフェースケーブル１３０が所定の種類のケーブル（３Ａの給電が可能なケーブル）か否かを判定する。なお、本実施形態では切り替えスイッチ制御部１１６および端子情報検出部１１７は、ＶＢＵＳから供給される外部機器の電力で動作するが、これに限られるものではない。たとえば、切り替えスイッチ制御部１１６および端子情報検出部１１７の電源として、電子機器１１０が有するバッテリ（不図示）などを使用しても良い。

次に外部機器１２０について説明する。外部機器１２０において、プルアップ抵抗１２１とプルアップ抵抗１２２は、外部機器１２０が供給可能な電流能力をそれぞれＣＣ１端子１２８ａとＣＣ２端子１２８ｂから提示するためのプルアップ抵抗である。ＵＳＢ−Ｔｙｐｅ−Ｃ規格で規定されている外部機器の供給可能な電流と、プルアップ抵抗１２１，１２２の抵抗値Ｒｐの関係を図６に示す。たとえば、外部機器１２０が供給可能な電流が１．５Ａの場合、プルアップ抵抗１２１とプルアップ抵抗１２２の抵抗値Ｒｐは２２ｋΩとなる。上述したように、ＵＳＢ−Ｔｙｐｅ−Ｃ規格においては、ＵＳＢ接続のコネクタを差す向きに表と裏の制約を設けないようにする構成となっているため、表面のＣＣ１端子１２８ａと裏面のＣＣ２端子１２８ｂの両方に同一のプルアップ抵抗を備えている。なお、プルアップ抵抗１２１とプルアップ抵抗１２２が用いられているが、これら抵抗に代えて電流源が用いられてもよい。インターフェースが供給可能な電力（電流）と電流源の電流値との関係は図６に示したとおりである。

切り替えスイッチ１２３は、ＣＣ１端子１２８ａの接続をプルアップ抵抗１２１とＶＣＯＮＮの間で切り替える。切り替えスイッチ１２４は、ＣＣ２端子１２８ｂの接続をプルアップ抵抗１２２とＶＣＯＮＮの間で切り替える。なお、ＶＣＯＮＮはＥＭＣの内部回路用の電源である。切り替えスイッチ１２５は、ＶＢＵＳ端子から外部へＶＢＵＳを出力するか否かを切り替える。接続検出部１２６は、ＣＣ１端子１２８ａとＣＣ２端子１２８ｂの電圧をモニタして、電子機器１１０が接続されたことを検出する。スイッチ制御部１２７は接続検出部１２６による電子機器１１０の検出結果に応じて、第１の切り替えスイッチ１２３と、第２の切り替えスイッチ１２４と、第３の切り替えスイッチ１２５とを制御する。

次に、インターフェースケーブル１３０ａについて説明する。インターフェースケーブル１３０ａはＥＭＣである。インターフェースケーブル１３０ａは、接続する機器のＶＢＵＳ端子を接続するＶＢＵＳラインと、接続する機器のＣＣ端子を接続するライン１３３と、接続する機器のＧＮＤ端子を接続するＧＮＤラインとを備える。また、インターフェースケーブル１３０ａは、ライン１３３に接続されなかった機器のＣＣ１端子もしくはＣＣ２端子が接続される判定ラインを備える。判定ラインは、接続する機器の端子と、ＧＮＤラインとをプルダウン抵抗を介して接続する。インターフェースケーブル１３０ａは、それぞれ抵抗値Ｒａを有するプルダウン抵抗１３１およびプルダウン抵抗１３２を有する。インターフェースケーブル１３０ａの端部において、プルダウン抵抗１３１は、外部機器１２０のＣＣ１端子１２８ａおよびＣＣ２端子１２８ｂの一方をプルダウンする。そして、インターフェースケーブル１３０ａの反対側の端部において、プルダウン抵抗１３２は、電子機器１１０のＣＣ１端子１０８ａおよびＣＣ２端子１０８ｂの一方をプルダウンする。図２に示す接続状態では、プルダウン抵抗１３１は外部機器１２０のＣＣ２端子１２８ｂとＧＮＤとの間に接続され、ＣＣ２端子１２８ｂをプルダウンする。また、プルダウン抵抗１３２は、電子機器１１０のＣＣ２端子１０８ｂをプルダウンする。抵抗値Ｒａに関してはＵＳＢ−Ｔｙｐｅ−Ｃ規格で８００Ω≦Ｒａ≦１．２ｋΩと規定されている。ここで、プルダウン抵抗１３１とプルダウン抵抗１３２がそれぞれのケーブル端に設けられているので、コネクタのどちら側が電子機器１１０と接続されてもよい。電子機器１１０と外部機器１２０とを接続するケーブルがＥＭＣではないインターフェースケーブル１３０ｂの場合、図３に示すように、プルダウン抵抗１３１およびプルダウン抵抗１３２は存在しない。

なお、ＵＳＢ−Ｔｙｐｅ−Ｃ規格においては、インターフェースケーブルと電子機器を接続する際のコネクタを差す向きに、表と裏の制約を設けないようにする構成となっている。ＣＣ１端子１０８ａとＣＣ２端子１０８ｂは電子機器１１０のコネクタの表面と裏面とにそれぞれ設けられる。また、ＣＣ１端子１２８ａとＣＣ２端子１２８ｂは外部機器１２０のコネクタの表面と裏面とにそれぞれ設けられる。したがって、ライン１３３は、図２に示す（ａ）外部機器１２０のＣＣ１端子１２８ａと電子機器１１０のＣＣ１端子１０８ａとを接続する他に、（ｂ）外部機器１２０のＣＣ２端子１２８ｂと電子機器１１０のＣＣ１端子１０８ａとを接続する、（ｃ）外部機器１２０のＣＣ１端子１２８ａと電子機器１１０のＣＣ２端子１０８ｂとを接続する、および（ｄ）外部機器１２０のＣＣ２端子１２８ｂと電子機器１１０のＣＣ２端子１０８ｂとを接続する、ことがそれぞれ可能である。（ａ）（ｂ）のように接続した場合、電子機器のＣＣ１端子１０８ａが、電子機器１１０のＣＣ端子となる。また、（ｃ）（ｄ）のように接続した場合、電子機器のＣＣ２端子１０８ｂが、電子機器１１０のＣＣ端子となる。

次に、図１のフローチャートを用いて、第１実施形態による電子機器１１０の動作を説明する。まず、外部機器１２０がインターフェースケーブル１３０を介して電子機器１１０に接続されると、外部機器１２０の切り替えスイッチ１２５がオンになり、電子機器１１０にＶＢＵＳが印加される。電子機器１１０は、まず、電流を０．５Ａに制限して外部機器から供給される外部電力を受けて（Ｓ１０１）、切り替えスイッチ制御部１１６と端子情報検出部１１７が起動する。

スイッチ制御部１１６はスイッチ１１３とスイッチ１１４とをともにプルダウン側に切り換える。この状態で、端子情報検出部１１７は、ＣＣ１端子１０８ａとＣＣ２端子１０８ｂの２つの端子のうち、電圧を検出することができた端子の電圧に基づいて外部機器１２０の給電能力を検出する。本実施形態では、図２に示されるようにＣＣ１端子１０８ａから電圧を検出することができたとする。端子情報検出部１１７は、ＣＣ１端子１０８ａの電圧（ＶＲｄ１）を、給電能力を示す信号として検出する（Ｓ１０２）。ここでは、ＣＣ１端子１０８ａから電圧が検出される場合を示しているが、上述したようにコネクタの表面と裏面の両方に対応した構成をとっているため、ＣＣ２端子１０８ｂから電圧（ＶＲｄ２）が検出される場合もある。さらに、ＣＣ１端子１０８ａとＣＣ２端子１０８ｂ両方に外部機器１２０のプルアップ抵抗１２１または、プルアップ抵抗１２２が接続される場合が考えられる。図２では説明の簡略化を図るため、ＣＣ１端子１０８ａに外部機器１２０のプルアップ抵抗１２１が接続された場合について記載している。

次に、端子情報検出部１１７は、取得したＣＣ１端子１０８ａの電圧（ＶＲｄ１）のレベルと閾値とを比較することにより受電する電流値の制限（電流制限値）を決定する（Ｓ１０３）。本実施形態では、ＣＣ１端子１０８ａの電圧のレベルに基づいて外部機器１２０の給電能力を検出している（図６を参照）。端子情報検出部１１７は、給電能力が所定の能力でない場合には、ＣＣ１端子１０８ａの電圧のレベルに基づいて検出された給電能力に基づいて電流制限値が設定される（Ｓ１０４、Ｓ１０５）。他方、ＣＣ１端子１０８ａの電圧レベルに基づいて検出された給電能力が所定の能力であった場合には、ケーブルの種類の判定結果が電流制限値の設定に用いられる（Ｓ１０６〜Ｓ１０９）。

Ｓ１０３において、０．２Ｖ＜ＶＲｄ１≦０．６６Ｖの場合は、電子機器１１０が受電する外部電力の電流を０．５Ａに制限するように設定される（Ｓ１０４）。またＳ１０３において０．６６Ｖ＜ＶＲｄ１≦１．２３Ｖの場合は、電子機器１１０が受電する外部電力の電流を１．５Ａに制限するように設定される（Ｓ１０５）。Ｓ１０３において、１．２３Ｖ＜ＶＲｄ１の場合には、外部機器１２０が３．０Ａの電流による給電能力を有する。この場合、ケーブルが所定種のものであるか（本実施形態ではＥＭＣであるか）を電流値制限の設定のための条件として用いるためにＳ１０６〜Ｓ１０８の処理が実行される。まず、端子情報検出部１１７の指示により、切り替えスイッチ制御部１１６がプルダウン抵抗１１２に接続されていた切り替えスイッチ１１４をプルアップ抵抗１１５に接続するように切り替える（Ｓ１０６）。これにより、ＣＣ２端子１０８ｂがプルアップされる。その後、端子情報検出部１１７は、ＣＣ２端子１０８ｂの電圧（ＶＲｄ２）を検出する（Ｓ１０７）。

端子情報検出部１１７は、ＣＣ２端子１０８ｂの電圧（ＶＲｄ２）のレベルと閾値Ｖｔｈとを比較する（Ｓ１０８）。ＶＲｄ２＜Ｖｔｈの場合、接続されているインターフェースケーブル１３０がＥＭＣであると判定し、端子情報検出部１１７は、電子機器１１０による３．０Ａの電流の受電を開始するよう電流値制限を設定する（Ｓ１０９）。ここで、ＶＲｄ２は、プルアップ抵抗１１５の抵抗値Ｒｐａとインターフェースケーブル１３０ａのプルダウン抵抗１３２の抵抗値Ｒａによって決まる電圧である。プルアップ抵抗１１５が５Ｖ電源に接続され、抵抗値Ｒｐａ＝５６ｋΩであり、インターフェースケーブル１３０ａのプルダウン抵抗１３２の抵抗値Ｒａ＝１ｋΩとした場合、ＶＲｄ２＝５Ｖ×１／（５６＋１）≒０．０９Ｖとなる。因って、例えばＶｔｈ＝０．２Ｖとし、ＶＲｄ２＜０．２Ｖの場合に、インターフェースケーブル１３０ａがＥＭＣであると判定される。

一方、図３で示したインターフェースケーブル１３０ｂ（非ＥＭＣ）が接続されている場合、ＣＣ２端子１０８ｂはオープンであり、ＶＲｄ２はプルアップ電圧（たとえば５Ｖ）となる。したがって、０．２Ｖ≦ＶＲｄ２となり、インターフェースケーブル１３０ｂがＥＭＣではないと判定される。ＣＣ２端子１０８ｂの電圧ＶＲｄ２≧Ｖｔｈの場合、端子情報検出部１１７は、ＣＣ１端子１０８ａから取得した情報により３．０Ａの電流を受電可能と判定するものの、インターフェースケーブルが３．０Ａの電流を供給できないと判定し、受電を停止する（Ｓ１１０）。なお、この場合、Ｓ１０４へ進んで、電流値制限を０．５Ａとして受電を継続してもよい。あるいは、Ｓ１０５へ進んで、電流値制限を１．５Ａとして受電を継続してもよい。

以上説明したように、第１実施形態の電子機器１１０によれば、インターフェースケーブルの供給能力を検出して受電される外部電力の電流値を制限する。具体的には、電子機器１１０は、インターフェースケーブルが外部機器１２０の給電能力に応じた電流値で電力を輸送可能なケーブルであるか否かを判定し、判定結果に応じ外部電力の電流値を制限する。したがって、インターフェースケーブルの断線やノイズ等により、ＣＣ端子の誤った情報が取得されて３．０Ａ供給が可能と判定されたとしても、インターフェースケーブルの供給能力の検出によりそのような受電ができないと判定して、受電を停止することができる。したがって、大電力をより安定に充電することができる。

［第２の実施形態］
以下、図４、図５を参照して、第２の実施形態による電子機器について説明する。図４は、第２の実施形態を説明するフローチャートである。図５は、第２の実施形態による電子機器１１０と外部機器１２０がインターフェースケーブルにより接続された状態を示すブロック図である。なお、図５において、図２と同様の構成には、同一の参照番号を付してある。

図５において第１の実施形態（図２）と異なる主な箇所は、切り替えスイッチ１１８、切り替えスイッチ１１９、記憶部１４１、ケーブル検出部１４２である。切り替えスイッチ１１８は、ＣＣ１端子１０８ａを、プルダウン抵抗１１１か切り替えスイッチ１１９の一端のいずれに接続するかを切り替える。切り替えスイッチ１１９は、ＣＣ２端子１０８ｂを、プルダウン抵抗１１２か切り替えスイッチ１１８の一端に接続するかを切り替える。

記憶部１４１は、外部機器１２０と電子機器１１０とを接続しているケーブルがＥＭＣか否かの情報を記憶する。記憶部１４１としては、電子機器１１０を動作させるために使用されているメモリなどの記録デバイスの１ｂｉｔを使用することができる。後述するように、記憶部１４１は、外部機器１２０からの外部電力（ＶＢＵＳ）の供給が停止しても情報を維持する。したがって記憶部１４１は、不揮発性のメモリで構成されることが望ましい。あるいは、記憶部１４１は、外部電力を蓄積するコンデンサ等により外部電力の停止後の所定期間だけ記憶状態を維持するよう構成されてもよいし、電子機器１１０が有する不図示のバッテリで動作するように構成されてもよい。

ケーブル検出部１４２は、インターフェースケーブル１３０の抜き差しを検出し、インターフェースケーブル１３０が抜かれた場合に記憶部１４１に記憶されている情報（ＥＭＣに接続されたことを示す情報）をリセット（消去）する。なお、ケーブル検出部１４２は、インターフェースケーブル１３０が抜かれた状態を検出して記憶部１４１の情報を変更するため、外部機器１２０からの外部電力（ＶＢＵＳ）ではなく、電子機器が有する不図示のバッテリで動作することが望ましい。なお、外部電力を蓄積するコンデンサ等により外部電力の停止後の所定期間だけ動作を維持できるように構成されてもよい。なお、端子情報検出部１１７も、外部電力を蓄積するコンデンサ等により外部電力の停止後の所定期間、動作を維持できるように構成される。また、図５では、スイッチ制御部１１６および端子情報検出部１１７は、外部機器１２０のＶＢＵＳ電力で動作する構成を示しているがこれに限られるものではない。例えば電子機器１１０が有するバッテリなどをスイッチ制御部１１６および端子情報検出部１１７の電源として使用しても良い。

第２の実施形態においては、第１の実施形態に比べ、記憶部１４１が増えている。しかしながら記憶部１４１は、ＥＭＣに接続されたか否かを示す１ビットの情報であれば十分であり、たとえば、電子機器１１０を動作させるために必要なメモリなどの記録デバイスの１ビットを使用することができる。また、ケーブル検出部１４２についても、システム制御部１０がその機能を実現するように構成することができる。このようにすれば、実質的に、デバイスが増加することはない。したがて、第２の実施形態の構成によれば、プルアップ抵抗１１５を省略することができ、部品数を少なくすることができる。

次に、図４のフローチャートを用いて、第２の実施形態による電流値制限の設定処理を説明する。まず、外部機器１２０がインターフェースケーブル１３０を介して電子機器１１０に接続されると、外部機器１２０の第３の切り替えスイッチ１２５がオンになり、電子機器１１０にＶＢＵＳが印加される。その後、電子機器１１０は、０．５Ａの電流を受電する（Ｓ２０１）。これにより、スイッチ制御部１１６及び端子情報検出部１１７の動作が可能となる。なお、端子情報検出部１１７は、ＣＣ１端子とＣＣ２端子を共にプルダウンするようにスイッチ制御部１１６に指示する。

次に、端子情報検出部１１７は、記憶部１４１に３．０Ａを供給可能なＥＭＣが検出された記録（フラグ）があるか否かを判定する（Ｓ２０２）。記憶部１４１において、３．０Ａを供給可能なＥＭＣが検出されたとことを示すフラグ（以下、ＥＭＣフラグ）がオンになっていれば、電子機器１１０は３．０Ａの電流の受電を開始する（Ｓ２０４）。そして、電子機器１１０は、記憶部１４１におけるＥＭＣフラグをクリアする（Ｓ２０５）。なお、ＥＭＣフラグは、外部機器１２０の給電能力が３．０Ａであり、インターフェースケーブル１３０がＥＭＣであることが検出された場合に、後述のＳ２１４においてセットされる。

Ｓ２０３でＥＭＣフラグがセットされていない場合、端子情報検出部１１７は２つの端子の何れかから給電能力を示す電圧または電流を検出する（Ｓ２０６）。本実施形態では、図５のＣＣ１端子１０８ａから給電能力を示す電圧が検出された場合を示している。第１の実施形態と同様に、コネクタの表面と裏面の両方に対応した構成を有する為、図５のＣＣ２端子１０８ｂから給電能力を示す電圧が検出される場合もある。また、接続に関しては、ＣＣ１端子１０８ａとＣＣ２端子１０８ｂ両方に外部機器１２０のプルアップ抵抗１２１または、プルアップ抵抗１２２が接続される場合が考えられる。ここでは説明の簡略化を図る為、ＣＣ１端子１０８ａに外部機器１２０のプルアップ抵抗１２１が接続された場合を記載している。

端子情報検出部１１７はＣＣ１端子１０８ａの電圧レベル（ＶＲｄ１）と閾値との比較を行う（Ｓ２０７）。０．２Ｖ＜ｖＲｄ１≦０．６６Ｖの場合、電子機器１１０は電流値制限を０．５Ａとして外部電力を受電する（Ｓ２０８）。また、０．６６Ｖ＜ＶＲｄ１≦１．２３Ｖの場合は、電子機器１１０は１．５Ａを電流値制限として外部電力を受電する（Ｓ２０９）。１．２３Ｖ＜ＶＲｄ１の場合、外部機器１２０が３．０Ａの電流による給電能力を有する。この場合、ケーブルが所定種のものであるか（本実施形態ではＥＭＣであるか）を電流値制限の設定のための条件として用いるためにＳ２１０〜Ｓ２１４の処理が実行される。

端子情報検出部１１７は、スイッチ制御部１１６が切り替えスイッチ１１８と切り替えスイッチ１１９を、ＣＣ１端子１０８ａとＣＣ２端子１０８ｂが短絡するように切り替える（Ｓ２１０）。この切り替えにより、ＣＣ１端子１０８ａとプルダウン抵抗１１１との接続、および、ＣＣ２端子１０８ｂとプルダウン抵抗１１２との接続は切断される。そして、端子情報検出部１１７は、ＣＣ２端子１０８ｂの電圧（ＶＲｄ２）を検出する（Ｓ２１１）。

なお、ＣＣ１端子１０８ａとＣＣ２端子１０８ｂを短絡させたことによりＣＣ１端子１０８ａのプルダウン抵抗値がＲｄからＲａに変化する。外部機器１２０は、ＣＣ１端子１０８ａにおけるプルダウン抵抗値の変化を検出すると、ＶＢＵＳへの電力供給を停止する。したがって、以下のＳ２１２〜Ｓ２１５の処理は、ＶＢＵＳからの電力供給が停止した状態で実行される可能性がある。上述したように、スイッチ制御部１１６、端子情報検出部１１７、記憶部１４１、ケーブル検出部１４２は、ＶＢＵＳからの外部電力の停止から少なくとも所定期間は動作が可能であり、これによりＳ２１１〜Ｓ２１５が実行される。

Ｖｔｈ≦ＶＲｄであった場合は（Ｓ２１２）、インターフェースケーブルがＥＭＣではないと判定され、受電を停止して（Ｓ２１３）、処理を終える。このように、ＣＣ１端子１０８ａから取得した情報では３．０Ａの電流を受電可能と判定されても、インターフェースケーブルが３．０Ａの電流を供給できないと判定されると、受電が停止される。

端子情報検出部１１７が検出したＣＣ２端子１０８ｂの電圧レベルが、ＶＲｄ２＜Ｖｔｈの場合は（Ｓ２１２）、インターフェースケーブルがＥＭＣであると判定される。ここで、ＶＲｄ２はプルアップ抵抗Ｒｐａとインターフェースケーブルのプルダウン抵抗Ｒａによって決まる電圧である。仮に、Ｒｐａが５Ｖ電源に接続されて、Ｒｐａ＝５６ｋΩでインターフェースケーブルのプルダウン抵抗Ｒａ＝１ｋΩとした場合、ＶＲｄ２＝５Ｖ×１／（５６＋１）≒０．０９Ｖとなり、例えばＶｔｈ＝０．２Ｖとすることで、ＶＲｄ２＜０．２Ｖの場合に、ＥＭＣが接続されると判定でき、非ＥＭＣが接続された場合にはＣＣ２端子はオープンであり、０．２Ｖ≦ＶＲｄ２となる。

インターフェースケーブル１３０がＥＭＣであると判定されると、端子情報検出部１１７は３．０Ａを供給可能なＥＭＣが検出された旨を示すＥＭＣフラグを立てる（Ｓ２１４）。その後、スイッチ制御部１１６が第１の切り替えスイッチ１１８と第２の切り替えスイッチ１１９を制御して、ＣＣ１端子１０８ａを第１のプルダウン抵抗１１１に接続し、ＣＣ２端子１０８ｂを第２のプルダウン抵抗１１２に接続し（Ｓ２１５）、処理を終える。これにより、ＣＣ１端子１０８ａが第１のプルダウン抵抗１１１に接続されて、外部機器１２０の接続検出部１２６はインターフェースケーブルが接続されたと判定し（Ｓ３０１）、ＶＢＵＳを再度印加する。端子情報検出部１１７は、ＶＢＵＳから外部電力の供給開始に応じて再度起動し、Ｓ２０１から処理を再開する。この場合、端子情報検出部１１７は、記憶部１４１にＥＭＣフラグが有ることを検出するので（Ｓ２０３でＹＥＳ）、３．０Ａの受電を開始するように電流値制限を設定する（Ｓ２０４）。

また、ケーブルの抜き差しが発生した場合には、再度ケーブルの素性を検出する必要がある。その為、ケーブル検出部１４２はケーブルの挿抜を検出し、ケーブルが抜かれたことを検出した場合には、Ｓ２１４で記憶部１４１に記録されたフラグをクリアする。なお、ケーブルの抜き差しの検出には、ケーブル検出部１４２を使用しているが、端子情報検出部１１７を使って、ＣＣ１端子１０８ａの電圧を検出することで同様の機能が実現できるのであれば、端子情報検出部１１７で代用することも可能である。

なお、上記処理では、インターフェースケーブルがＥＭＣではなかった場合に、受電が停止したままとなるがこれに限られるものではない。たとえば、インターフェースケーブルがＥＭＣではなかった場合に、０．５Ａ受電または１．５Ａ受電が設定されるようにしてもよい。この場合、Ｓ２１３で端子情報検出部１１７がＥＭＣではないという判定結果（以下、非ＥＭＣフラグ）を記憶部１４１に保持させた後、Ｓ２１５でＣＣ１端子１０８ａとＣＣ２端子１０８ｂをプルダウン抵抗１１１，１１２に接続するようにする。そして、端子情報検出部１１７が外部電力の再印加によりＳ２０１からの処理を再開した際に、Ｓ２０３で非ＥＭＣフラグを検出した場合に、０．５Ａでの受電を行うようにする。このようにすれば、ＣＣ１端子１０８ａから取得した情報で３．０Ａの電流を受電可能と判定されてＥＭＣではないと判定された場合に、０．５Ａでの受電を継続することができる。或いは、Ｓ２０３で非ＥＭＣフラグが検出された場合に、Ｓ２０９で１．５Ａでの受電が行われるように設定するようにしてもよい。

以上説明したように、第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、インターフェースケーブルの供給能力を判定することで３．０Ａでの受電ができないと判定した場合に受電を停止することができる。さらに第２実施形態では、プルアップ抵抗１１５を不要とし、第１実施形態の構成よりも少ない部品数で、外部電力の安定な受電を実現できる。

１１０：電子機器、１２０：外部機器、１３０ａ、１３０ｂ：インターフェースケーブル、１１１：第１のプルダウン抵抗、１１２：第２のプルダウン抵抗、１１３：第１の切り替えスイッチ、１１４：第２の切り替えスイッチ、１１５：プルアップ抵抗、１１６：切り替えスイッチ制御部、１１７：端子情報検出部、

Claims

外部機器とケーブルを介して接続し、前記外部機器から外部電力を受電する電子機器であって、
前記外部機器の給電能力を検出する検出手段と、
前記ケーブルが所定の種類のケーブルか否かを判定する判定手段と、
前記検出手段により検出された前記外部機器の給電能力と前記判定手段による判定の結果とに基づいて前記外部電力の電流値制限を設定する設定手段と、を備えることを特徴とする電子機器。
前記外部機器の給電能力は、前記外部機器が供給可能な電流値の上限値を示す供給電流値であり、
前記設定手段は、前記検出手段が検出した前記供給電流値に応じて、前記外部電力の電流値制限を設定することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
前記判定手段は、前記検出手段が検出した前記供給電流値が所定の値よりも大きい場合に、前記ケーブルが所定の種類のケーブルか否かを判定するものであって、
前記所定の種類のケーブルは、前記所定の値よりも大きい前記供給電流値で前記外部機器から前記電子機器へ前記外部電力を供給することが可能なケーブルであることを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
前記所定の種類のケーブルは、ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙＭａｒｋｅｄＣａｂｌｅであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電子機器。
前記設定手段は、前記電流値制限として所定の電流値を設定する場合に、前記ケーブルが前記所定の種類のケーブルであると判定されていることを設定の条件とする、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の電子機器。
前記外部機器と前記ケーブルを介して接続する２つの端子を備え、
前記検出手段は、前記２つの端子のうち第１の端子の電圧もしくは電流の少なくとも一方に基づいて、前記外部機器の給電能力を検出し、
前記判定手段は、前記２つの端子のうち前記第１の端子と異なる第２の端子の電圧もしくは電流の少なくとも一方に基づいて、前記ケーブルが所定の種類のケーブルか否かを判定することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の電子機器。
前記第１の端子および前記第２の端子は、それぞれＵＳＢＴｙｐｅ−Ｃ規格に準拠するＣＣ１端子およびＣＣ２端子であることを特徴とする請求項６に記載の電子機器。
前記検出手段は、前記２つの端子に対して前記外部機器の給電能力の検出を実行し、
前記２つの端子のうち前記給電能力を検出できた端子を前記第１の端子とし、他方の端子を前記第２の端子として用いるように切り替える第１の切り替え手段をさらに備えることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の電子機器。
前記切り替え手段は、
前記検出手段が検出を実行する間は前記２つの端子をプルダウンした状態とし、
前記２つの端子のうち、前記検出手段により給電能力が検出された端子を前記第１の端子としてプルダウンした状態を維持し、他方の端子を前記第２の端子としてプルアップした状態に切り替えることを特徴とする請求項８に記載の電子機器。
前記検出手段は、前記第１の端子を所定の抵抗値を介してプルダウンした状態における前記第１の端子の電圧または電流に基づいて、前記外部機器の給電能力を検出することを特徴とする請求項６乃至請求項９のいずれか１項に記載の電子機器。
前記判定手段は、前記第２の端子を所定の抵抗値を介してプルアップした状態における前記第２の端子の電圧または電流に基づいて前記ケーブルが前記所定の種類か否かを判定することを特徴とする請求項６乃至請求項１０のいずれか１項に記載の電子機器。
前記判定手段は、前記２つの端子を短絡させた状態で得られる前記第２の端子の電圧または電流に基づいて、前記ケーブルが所定の種類のケーブルか否かを判定することを特徴とする請求項６乃至請求項１０のいずれか１項に記載の電子機器。
前記検出手段は、前記２つの端子をそれぞれプルダウンした第１の接続状態において、前記２つの端子の一方の電圧または電流に基づいて前記外部機器の給電能力を検出し、
前記判定手段は、前記２つの端子のプルダウンを切断し、前記２つの端子を短絡させた第２の接続状態において、前記２つの端子いずれかの電圧または電流に基づいて前記ケーブルが所定種のケーブルか否かを判定することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の電子機器。
前記第１の接続状態と前記第２の接続状態を切り替える第２の切り替え手段をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載の電子機器。
前記検出手段により検出された給電能力と前記判定手段の判定結果に基づいて前記電流値制限として所定の電流値を設定すると決定されたことを示す情報を記憶する記憶手段をさらに備え、
前記設定手段は、前記記憶手段に前記情報が記憶されている場合に、前記電流値制限として前記所定の電流値を設定することを特徴とする請求項１４に記載の電子機器。
前記ケーブルが抜かれた場合に、前記記憶手段から前記情報を消去することを特徴とする請求項１５に記載の電子機器。
前記ケーブルと接続する前記電子機器のインターフェースは、前記第２の切り替え手段により前記第２の接続状態になったことに応じて前記外部電力の供給を停止し、
前記記憶手段は、前記外部電力の供給が停止した後、少なくとも所定期間は前記情報が記憶された状態を維持し、
前記設定手段は、前記第１の接続状態に戻ったことに応じて前記外部電力の供給が再開されると起動し、前記記憶手段に前記情報が記憶されている場合に、前記電流値制限として前記所定の電流値を設定することを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載の電子機器。
前記ケーブルと接続する前記電子機器のインターフェースはＵＳＢＴｙｐｅ−Ｃ規格に準拠し、前記２つの端子はＣＣ１端子とＣＣ２端子で構成されることを特徴とする請求項６乃至請求項１７のいずれか１項に記載の電子機器。
前記外部機器から前記外部電力を受電する受電手段をさらに備え、
前記受電手段は、前記設定手段が設定した前記電流値制限に基づく電流値以下の電流で、前記外部機器から前記外部電力を受電することを特徴とする請求項１乃至請求項１８のいずれか１項に記載の電子機器。
外部機器とケーブルを介して接続し、前記外部機器から外部電力を受電する電子機器の制御方法であって、
前記外部機器の給電能力を検出する検出工程と、
前記ケーブルが所定の種類のケーブルか否かを判定する判定工程と、
前記検出工程で検出された前記外部機器の給電能力と前記判定工程による判定の結果とに基づいて前記外部電力の電流値制限を設定する設定工程と、を有することを特徴とする電子機器の制御方法。
外部機器とケーブルを介して接続し、前記外部機器から外部電力を受電する電子機器であって、
前記外部機器の給電能力を検出する検出手段と、
前記ケーブルが所定の種類のケーブルか否かを判定する判定手段と、
前記検出手段により検出された給電能力が所定の能力であった場合に、前記検出手段で検出された給電能力と前記判定手段による判定の結果とに基づいて前記外部電力の電流制限値を設定し、前記検出手段により検出された給電能力が所定の能力でない場合に、前記検出手段で検出された給電能力に基づいて前記外部電力の電流制限値を設定する設定手段と、を備えることを特徴とする電子機器。