JP4937085B2

JP4937085B2 - Power supply with connector

Info

Publication number: JP4937085B2
Application number: JP2007295806A
Authority: JP
Inventors: 塁吉田; 建史八木
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2007-11-14
Filing date: 2007-11-14
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2027-11-14
Also published as: JP2009122934A

Description

本発明は、電力を出力するコネクタを備える電源に関し、とくに、コネクタに外部負荷が接続されたかどうかを判定する接続判定回路を備える電源に関する。 The present invention relates to a power source including a connector that outputs electric power, and more particularly to a power source including a connection determination circuit that determines whether an external load is connected to the connector.

コネクタを備える電源は、コネクタに外部負荷が接続されたかどうかを判定して、種々の処理ができる。たとえば、コネクタに外部負荷が接続されない状態では、省電力モードに切り換えて無駄な電力消費を削減し、あるいは出力電圧を遮断して安全性を向上できる。従来の電源回路は、コネクタに外部負荷が接続されたかどうかを検出スイッチで物理的に検出している。検出スイッチは、コネクタの近傍に配設されて、コネクタに連結される接続プラグでオンオフに切り変えられる。検出スイッチを設ける構造は、部品コストが高くなるばかりでなく、信頼性に欠ける欠点がある。それは、機械的な可動部分のあるスイッチの耐久性が、可動部分のない電子回路に比較して短くなるからである。また、検出スイッチは、外部負荷のみでなく、検出スイッチを切り換える応力が作用して誤動作することがあることも信頼性を低下させる原因となる。この欠点を解消するために、外部負荷の接続を電流を検出して電気的に判定する回路が開発されている。（特許文献１参照）
特開２００７−２０６０１２号公報 A power supply including a connector can perform various processes by determining whether an external load is connected to the connector. For example, when no external load is connected to the connector, it is possible to switch to the power saving mode to reduce useless power consumption, or to cut off the output voltage to improve safety. The conventional power supply circuit physically detects whether an external load is connected to the connector with a detection switch. The detection switch is disposed in the vicinity of the connector and is turned on and off by a connection plug coupled to the connector. The structure in which the detection switch is provided not only increases the component cost but also has a drawback of lacking reliability. This is because the durability of a switch with mechanical moving parts is shorter than that of an electronic circuit without moving parts. In addition, the detection switch may malfunction due to not only an external load but also a stress for switching the detection switch, which causes a decrease in reliability. In order to eliminate this drawback, a circuit has been developed that electrically determines the connection of an external load by detecting a current. (See Patent Document 1)
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-206012

特許文献１の回路図を図１に示す。この電源回路は、電源９０と負荷９１との間に、電圧降下発生用抵抗９２とスイッチング用トランジスタ９３を直列に接続している。電圧降下発生用抵抗９２は、スイッチング用トランジスタ９３よりも電源９０に近い側に接続している。電圧降下発生用抵抗９２で降圧された電圧を出力電圧として検出し、この検出電圧から負荷９１のショート異常やオープン異常を判定する。 A circuit diagram of Patent Document 1 is shown in FIG. In this power supply circuit, a voltage drop generating resistor 92 and a switching transistor 93 are connected in series between a power supply 90 and a load 91. The voltage drop generation resistor 92 is connected to a side closer to the power supply 90 than the switching transistor 93. A voltage stepped down by the voltage drop generation resistor 92 is detected as an output voltage, and a short circuit abnormality or an open abnormality of the load 91 is determined from the detected voltage.

この電源回路は、負荷電流が大きくなるにしたがって、電圧降下発生用抵抗の電圧降下が大きくなるので、負荷電流によって出力電圧が変化する。このため、出力電圧で外部負荷が接続されたかどうかを判定できる。しかしながら、この回路は、負荷電流が増加するにしたがって負荷の供給電圧が変動する欠点がある。電源回路において、出力電圧を安定化して出力することは極めて大切な特性である。とくに、負荷電流が変動して出力電圧を安定化する安定化回路を内蔵する電源回路にあっては、安定化回路からの出力電圧をいかに定電圧に保持できても、出力側に接続している電圧降下発生用抵抗で電圧が変動するのでは安定化を実現できない。このため、負荷電流によって出力電圧が変動する特性は、電源としての電気特性を著しく低下させる。 In this power supply circuit, as the load current increases, the voltage drop of the voltage drop generating resistor increases, so that the output voltage changes depending on the load current. Therefore, it can be determined whether or not an external load is connected with the output voltage. However, this circuit has the disadvantage that the supply voltage of the load fluctuates as the load current increases. In a power supply circuit, it is a very important characteristic to stabilize and output an output voltage. In particular, in a power supply circuit with a built-in stabilization circuit that stabilizes the output voltage due to fluctuations in the load current, no matter how the output voltage from the stabilization circuit can be held at a constant voltage, connect it to the output side. Stabilization cannot be realized if the voltage fluctuates due to the voltage drop generating resistor. For this reason, the characteristic that the output voltage fluctuates depending on the load current significantly reduces the electrical characteristics of the power supply.

負荷電流が大きくなって出力電圧を低下する割合を小さくするには、電圧降下発生用抵抗の電気抵抗を小さくする必要がある。ただ、電圧降下発生用抵抗の電気抵抗を小さくすると、電流に対する電圧降下発生用抵抗の電圧降下が小さくなる。このため、電圧降下発生用抵抗の電圧降下を増幅率の高いアンプで増幅して検出する必要があり、回路構成が複雑になる。また、小さい電圧降下を大きく増幅して電流を判定するので、雑音の影響を受けやすく、正確に判定するのが難しくなる欠点もある。 In order to reduce the rate at which the load current increases and the output voltage decreases, it is necessary to reduce the electrical resistance of the voltage drop generating resistor. However, if the electric resistance of the voltage drop generating resistor is reduced, the voltage drop of the voltage drop generating resistor with respect to the current is reduced. For this reason, it is necessary to amplify and detect the voltage drop of the voltage drop generating resistor with an amplifier having a high amplification factor, which complicates the circuit configuration. In addition, since the current is determined by greatly amplifying a small voltage drop, there is a drawback that it is easily affected by noise and difficult to determine accurately.

本発明は、以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、負荷電流による出力電圧の変動を著しく小さく制限しながら、コネクタに外部負荷が接続されたかどうかを確実に安定して判定できるコネクタを備える電源を提供することにある。 The present invention has been developed for the purpose of solving the above drawbacks. An important object of the present invention is to provide a power supply having a connector that can reliably and reliably determine whether an external load is connected to the connector while limiting fluctuations in the output voltage due to the load current to be extremely small.

本発明のコネクタを備える電源は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
コネクタを備える電源は、外部負荷が脱着自在に連結されるコネクタ３と、このコネクタ３に接続されてコネクタ３に電源電力を出力する電源回路１と、この電源回路１とコネクタ３との間に接続されて、コネクタ３の外部負荷の接続を判定する接続判定回路２とを備える。接続判定回路２は、電源回路１からコネクタ３の方向に電流を流すように接続してなるダイオード４と、このダイオード４と並列に接続している検出スイッチ５と、この検出スイッチ５をオンオフに切り変えてダイオード４の電圧降下を検出する制御回路６とを備える。この電源は、制御回路６が、検出スイッチ５をオンオフに切り変えてダイオード４の電圧降下の変化電圧値を検出し、検出される変化電圧の大小からコネクタ３の接続状態を判定する。 A power supply including the connector of the present invention has the following configuration in order to achieve the above-described object.
A power supply including a connector includes a connector 3 to which an external load is detachably connected, a power supply circuit 1 connected to the connector 3 and outputting power to the connector 3, and between the power supply circuit 1 and the connector 3. And a connection determination circuit 2 for determining connection of an external load of the connector 3. The connection determination circuit 2 includes a diode 4 connected so that a current flows from the power supply circuit 1 to the connector 3, a detection switch 5 connected in parallel with the diode 4, and turning the detection switch 5 on and off. And a control circuit 6 for detecting a voltage drop of the diode 4 by switching. In this power source, the control circuit 6 switches the detection switch 5 on and off to detect the change voltage value of the voltage drop of the diode 4, and determines the connection state of the connector 3 from the magnitude of the detected change voltage.

本発明の請求項２の電源は、ダイオード４を、ショットキーバリヤダイオードとしている。また、本発明の請求項３の電源は、コネクタ３を、ＵＳＢコネクタ３Ａとしている。さらにまた、本発明の請求項４の電源は、制御回路６が、コネクタ３に出力される電圧を検出してダイオード４の電圧降下を検出している。 In the power supply according to claim 2 of the present invention, the diode 4 is a Schottky barrier diode. In the power supply according to claim 3 of the present invention, the connector 3 is a USB connector 3A. Furthermore, in the power supply according to claim 4 of the present invention, the control circuit 6 detects the voltage output to the connector 3 to detect the voltage drop of the diode 4.

さらに、本発明の請求項５の電源は、電源回路１を、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０としている。さらにまた、本発明の請求項６の電源は、電源回路１がＤＣ／ＤＣコンバータ１０で、制御回路６が、コネクタ３に外部負荷が接続されない状態を検出して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を所定の周期で省電力モードに切り換えている。 Further, in the power supply according to claim 5 of the present invention, the power supply circuit 1 is a DC / DC converter 10. Furthermore, in the power supply according to claim 6 of the present invention, the power supply circuit 1 is the DC / DC converter 10 and the control circuit 6 detects the state in which the external load is not connected to the connector 3 so that the DC / DC converter 10 is predetermined. The mode is switched to the power saving mode with a period of.

本発明の電源は、負荷電流による出力電圧の変動を著しく小さく制限しながら、コネクタに外部負荷が接続されたかどうかを確実に安定して判定できる特徴がある。それは、本発明の電源が、電源回路とコネクタとの間に、コネクタの外部負荷の接続を判定する接続判定回路を接続して、この接続判定回路を、電源回路からコネクタの方向に電流を流すように接続してなるダイオードと、このダイオードと並列に接続している検出スイッチと、この検出スイッチをオンオフに切り変えてダイオードの電圧降下を検出する制御回路とで構成し、制御回路でもって、検出スイッチをオンオフに切り変えてダイオードの電圧降下の変化電圧値を検出し、検出される変化電圧の大小からコネクタの接続状態を判定するからである。 The power supply according to the present invention has a feature that can reliably and stably determine whether or not an external load is connected to the connector while limiting the fluctuation of the output voltage due to the load current to be extremely small. In the power source of the present invention, a connection determination circuit for determining the connection of an external load of the connector is connected between the power supply circuit and the connector, and a current flows through the connection determination circuit from the power supply circuit to the connector. A diode connected in this way, a detection switch connected in parallel with the diode, and a control circuit that detects the voltage drop of the diode by switching the detection switch on and off, and with the control circuit, This is because the changeover value of the voltage drop of the diode is detected by switching the detection switch on and off, and the connection state of the connector is determined from the magnitude of the detected change voltage.

本発明の電源は、検出スイッチをオフに切り換える状態でダイオードの両端に電圧降下が発生する。ダイオードの電流に対する順方向電圧（Ｖf）の変化特性を図３に示す。この図に示すように、ダイオードの順方向電圧（Ｖf）は、電流が極めて小さい微少電流範囲にあっては、電流によって急激に大きくなるが、電流がある範囲から大きくなる定格電流範囲においては、ほとんど変化しない。このため、ダイオードと並列に接続しているスイッチをオフに切り換えて、負荷電流が全てのダイオードに流れる状態において、ダイオードの順方向電圧（Ｖf）がそれほど大きくなることはない。また、電流が定格電流まで増加してもほとんど変化しない。定格電流におけるダイオードの順方向電圧（Ｖf）は約０．６Ｖと極めて小さく、ショットキーバリヤダイオードにあっては、順方向電圧（Ｖf）が約０．３Ｖ〜０．４Ｖとさらに小さくなる。このため、本発明の電源は、検出スイッチをオフに切り換える状態における出力電圧の低下を極めて小さくできる。検出スイッチをオンに切り換える状態では、ダイオードによる出力電圧の低下はない。したがって、検出スイッチをオンオフに切り変えて変化する電圧変動を小さくできる。ただ、外部負荷が接続されない状態では電流が流れないので、検出スイッチをオフに切り換える状態でダイオードの電圧降下はほとんど０Ｖとなり、外部負荷を接続する状態ではダイオードの順方向電圧（Ｖf）となるので、検出スイッチをオフに切り換える状態と、検出スイッチをオンに切り換える状態での電圧降下を検出して、この電圧降下の大きさからコネクタに外部負荷が接続されたかどうかを確実に判定できる。 In the power supply of the present invention, a voltage drop occurs across the diode when the detection switch is turned off. FIG. 3 shows the change characteristic of the forward voltage (Vf) with respect to the diode current. As shown in this figure, the forward voltage (Vf) of the diode increases rapidly with the current in a very small current range where the current is extremely small, but in the rated current range where the current increases from a certain range, Almost no change. Therefore, the forward voltage (Vf) of the diode does not increase so much when the switch connected in parallel with the diode is turned off and the load current flows through all the diodes. Moreover, it hardly changes even when the current increases to the rated current. The forward voltage (Vf) of the diode at the rated current is as extremely low as about 0.6V, and in the case of a Schottky barrier diode, the forward voltage (Vf) is further reduced to about 0.3V to 0.4V. For this reason, the power supply of the present invention can extremely reduce the decrease in the output voltage when the detection switch is turned off. In the state where the detection switch is turned on, the output voltage is not reduced by the diode. Therefore, it is possible to reduce the voltage fluctuation that changes when the detection switch is turned on and off. However, since no current flows when the external load is not connected, the voltage drop of the diode is almost 0 V when the detection switch is turned off, and the diode forward voltage (Vf) when the external load is connected. By detecting the voltage drop in the state where the detection switch is turned off and in the state where the detection switch is turned on, it is possible to reliably determine whether an external load is connected to the connector from the magnitude of this voltage drop.

本発明の請求項２の電源は、ダイオードをショットキーバリヤダイオードとするので、出力電圧をより電圧変化の少ない状態に安定化できる。それは、ショットキーバリヤダイオードの順方向電圧（Ｖf）が極めて小さいからである。 In the power supply according to the second aspect of the present invention, since the diode is a Schottky barrier diode, the output voltage can be stabilized in a state with less voltage change. This is because the forward voltage (Vf) of the Schottky barrier diode is extremely small.

また、本発明の請求項３の電源は、コネクタをＵＳＢコネクタとする。この電源は、規格化されたＵＳＢコネクタを特別な形状とすることなく、規格化されたＵＳＢコネクタを使用して外部負荷の接続を確実に判定できる。 In the power supply according to claim 3 of the present invention, the connector is a USB connector. This power supply can reliably determine the connection of an external load by using a standardized USB connector without making the standardized USB connector special.

さらにまた、本発明の請求項４の電源は、コネクタに出力される電圧を検出してダイオードの電圧降下を検出する。この電源は、簡単な電圧検出回路でダイオードの電圧降下を検出できる。このため、制御回路を簡単な回路構成として、外部負荷の接続を確実に判定できる。 The power supply according to claim 4 of the present invention detects a voltage drop of the diode by detecting a voltage output to the connector. This power supply can detect the voltage drop of the diode with a simple voltage detection circuit. For this reason, the connection of the external load can be reliably determined with a simple circuit configuration of the control circuit.

また、本発明の請求項５の電源は、電源回路をＤＣ／ＤＣコンバータとする。ＤＣ／ＤＣコンバータは出力電圧を安定化するフィードバック回路を備えるので、ＤＣ／ＤＣコンバータで安定化された出力電圧を、負荷電流によって変動させることなく外部負荷に電力を供給できる。 In the power supply according to claim 5 of the present invention, the power supply circuit is a DC / DC converter. Since the DC / DC converter includes a feedback circuit that stabilizes the output voltage, power can be supplied to the external load without causing the output voltage stabilized by the DC / DC converter to fluctuate depending on the load current.

また、本発明の請求項６の電源は、電源回路をＤＣ／ＤＣコンバータとし、制御回路でもってコネクタに外部負荷が接続されない状態を検出して、ＤＣ／ＤＣコンバータを所定の周期で省電力モードに切り換える。この電源は、外部負荷が接続されない状態ではＤＣ／ＤＣコンバータを省電力モードにできるので無駄な電力消費を少なくできる。また、所定の周期でＤＣ／ＤＣコンバータを省電力モードに切り換えるので、外部負荷が接続されると、外部負荷の接続を検出してＤＣ／ＤＣコンバータを動作状態に切り換えできる。すなわち、外部負荷が接続されるとＤＣ／ＤＣコンバータを動作モードとして、外部負荷が接続されない状態では省電力モードにできる。 According to a sixth aspect of the present invention, the power supply circuit is a DC / DC converter, the control circuit detects a state in which no external load is connected to the connector, and the DC / DC converter is set in a power saving mode at a predetermined cycle. Switch to. This power supply can reduce wasteful power consumption because the DC / DC converter can be put into a power saving mode when no external load is connected. Further, since the DC / DC converter is switched to the power saving mode at a predetermined cycle, when an external load is connected, the connection of the external load can be detected and the DC / DC converter can be switched to the operating state. That is, when an external load is connected, the DC / DC converter can be set as an operation mode, and a power saving mode can be set when no external load is connected.

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのコネクタを備える電源を例示するものであって、本発明は電源を以下のものに特定しない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiment shown below exemplifies a power source provided with a connector for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the power source as follows.

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。 Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, numbers corresponding to the members shown in the examples are indicated in the “claims” and “means for solving problems” sections. It is added to the members. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.

図２の電源は、電池７を内蔵する携帯式電源である。この携帯式電源は、外部負荷をＰＤＡ（携帯情報端末）、携帯電話、ＩＣプレーヤなどの電子機器として、これ等の電子機器に電力を供給して、内蔵電池を緊急充電するのに使用される。ただ、本発明は、電源を携帯式電源には特定しない。本発明の電源は、コネクタを介して外部負荷を接続して、外部負荷に電力を供給する全ての電源に使用できる。 The power source shown in FIG. 2 is a portable power source incorporating a battery 7. This portable power supply is used to supply electric power to these electronic devices as an electronic device such as a PDA (Personal Digital Assistant), a mobile phone, and an IC player, and to urgently charge a built-in battery. . However, the present invention does not specify the power source as a portable power source. The power supply of the present invention can be used for all power supplies that connect an external load via a connector and supply power to the external load.

図２の電源は、外部負荷を脱着自在に連結するためのコネクタ３と、このコネクタ３に接続されてコネクタ３に電源電力を出力する電源回路１と、この電源回路１とコネクタ３との間に接続されて、コネクタ３の外部負荷の接続を判定する接続判定回路２とを備える。 2 includes a connector 3 for detachably connecting an external load, a power supply circuit 1 connected to the connector 3 and outputting power to the connector 3, and between the power supply circuit 1 and the connector 3. And a connection determination circuit 2 that determines connection of an external load of the connector 3.

コネクタ３は、電源電力を出力するコネクタである。コネクタ３は、ＵＳＢコネクタ３Ａである。ＵＳＢコネクタ３Ａは、種々の電子機器を外部負荷として接続して電力を供給できる。ただし、コネクタには、ＵＳＢコネクタに代わって、外部負荷を接続する全てのコネクタとすることもできる。図の電源は、充電できる電池７を内蔵するので、この電池７に電力を供給して充電するＡＣアダプタを接続する入力コネクタ８も備えている。 The connector 3 is a connector that outputs power supply power. The connector 3 is a USB connector 3A. The USB connector 3A can supply power by connecting various electronic devices as external loads. However, instead of the USB connector, all connectors that connect an external load can be used as the connector. Since the power source shown in the figure has a built-in battery 7 that can be charged, the battery 7 is also provided with an input connector 8 for connecting an AC adapter for supplying power to the battery 7 for charging.

電源回路１は、入力コネクタ８から入力される電力で電池７を充電する充電回路１１と、充電回路１１で充電される電池７と、この電池７の電圧を調整して出力するＤＣ／ＤＣコンバータ１０を内蔵する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、出力電圧を安定化してコネクタ３に出力する。充電回路１１は、入力コネクタ８から入力される電力で電池７を定電流、または定電流定電圧充電して満充電する。充電できる電池をニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池とする電源は、充電回路で定電流充電して電池を満充電し、電池をリチウムイオン電池とする電源は、充電回路で定電流定電圧充電して電池を満充電する。 The power supply circuit 1 includes a charging circuit 11 that charges the battery 7 with power input from the input connector 8, a battery 7 that is charged by the charging circuit 11, and a DC / DC converter that adjusts and outputs the voltage of the battery 7. 10 is built in. The DC / DC converter 10 stabilizes the output voltage and outputs it to the connector 3. The charging circuit 11 fully charges the battery 7 with constant current or constant current and constant voltage charging with the electric power input from the input connector 8. The power source that can be charged is a nickel metal hydride battery or nickel cadmium battery, and the battery is fully charged by constant current charging with a charging circuit, and the power source that is a lithium ion battery is charged with constant current and constant voltage by a charging circuit. Fully charge the battery.

接続判定回路２は、電源回路１からコネクタ３の方向に電流を流すように接続してなるダイオード４と、このダイオード４と並列に接続している検出スイッチ５と、この検出スイッチ５をオンオフに切り変えてダイオード４の電圧降下を検出する制御回路６とを備える。 The connection determination circuit 2 includes a diode 4 connected so that a current flows from the power supply circuit 1 to the connector 3, a detection switch 5 connected in parallel with the diode 4, and turning the detection switch 5 on and off. And a control circuit 6 for detecting a voltage drop of the diode 4 by switching.

ダイオード４は、ショットキーバリヤダイオードである。ショットキーバリヤダイオードは、順方向電圧（Ｖf）が小さく、検出スイッチ５をオンオフに切り変える状態での出力電圧の変動を小さくできる。ただ、ダイオードは、ショットキーバリヤダイオードには特定せず、全てのダイオードを使用できる。さらに、このダイオードと並列に接続されるＦＥＴの寄生ダイオードを使用することもできる。 The diode 4 is a Schottky barrier diode. The Schottky barrier diode has a small forward voltage (Vf), and can reduce the fluctuation of the output voltage when the detection switch 5 is turned on and off. However, the diode is not specified as a Schottky barrier diode, and all diodes can be used. Furthermore, a parasitic diode of FET connected in parallel with this diode can also be used.

検出スイッチ５は、制御回路６でオンオフに制御されるスイッチである。図の電源の検出スイッチ５はＦＥＴである。ただし、検出スイッチには、ＦＥＴに代わってトランジスタやリレー等、制御回路６でオンオフに制御できる全てのスイッチを使用できる。ただし、本発明の電源は、この検出スイッチ５をオンオフに切り変えてダイオード４の電圧降下を検出して外部負荷の接続を判定するので、検出スイッチ５には、オン状態における電圧降下がダイオード４の順方向電圧（Ｖf）よりも小さいものが使用される。 The detection switch 5 is a switch that is controlled to be turned on and off by the control circuit 6. The power supply detection switch 5 shown in the figure is an FET. However, all switches that can be controlled on and off by the control circuit 6, such as transistors and relays, can be used as the detection switches instead of the FETs. However, since the power source of the present invention switches the detection switch 5 to ON / OFF to detect the voltage drop of the diode 4 and determines the connection of the external load, the detection switch 5 has a voltage drop in the ON state that is connected to the diode 4. Is smaller than the forward voltage (Vf).

制御回路６は、検出スイッチ５をオンオフに切り変えてダイオード４の電圧降下の変化電圧値を検出し、検出された変化電圧の大小からコネクタ３の接続状態を判定する。図の制御回路６は、検出スイッチ５をオンオフに切り変えて、コネクタ３に出力される電圧を検出してダイオード４の電圧降下を検出する。ダイオード４の電圧降下は、電源回路１の出力電圧とコネクタ３側の電圧との差であるから、電源回路１の出力電圧が一定ないしほぼ一定であれば、コネクタ３に出力される電圧を検出してダイオード４の電圧降下を検出できる。とくに、本発明の電源は、検出スイッチ５をオンオフに切り変えて、ダイオード４の電圧降下の差電圧から外部負荷の接続を判定するので、ダイオード４の電圧降下の差は、コネクタ３に出力される電圧の差電圧となる。つまり、検出スイッチ５をオンオフに切り変える状態で、コネクタ３に出力される電圧の差は、ダイオード４の電圧降下の差電圧となる。したがって、制御回路６は、検出スイッチ５をオンオフに切り変えて、コネクタ３に出力される電圧の差を検出して、ダイオード４の電圧降下の差を検出できる。 The control circuit 6 switches the detection switch 5 to ON / OFF to detect the change voltage value of the voltage drop of the diode 4 and determines the connection state of the connector 3 from the detected change voltage. The illustrated control circuit 6 switches the detection switch 5 on and off, detects the voltage output to the connector 3, and detects the voltage drop of the diode 4. Since the voltage drop of the diode 4 is the difference between the output voltage of the power supply circuit 1 and the voltage on the connector 3 side, if the output voltage of the power supply circuit 1 is constant or almost constant, the voltage output to the connector 3 is detected. Thus, the voltage drop of the diode 4 can be detected. In particular, the power supply of the present invention switches the detection switch 5 on and off, and determines the connection of the external load from the voltage difference of the voltage drop of the diode 4, so that the voltage drop difference of the diode 4 is output to the connector 3. This is the difference voltage between the two. That is, the voltage difference output to the connector 3 in a state where the detection switch 5 is turned on / off becomes the voltage difference of the voltage drop of the diode 4. Therefore, the control circuit 6 can detect the difference in voltage drop of the diode 4 by switching the detection switch 5 to ON / OFF and detecting the difference in voltage output to the connector 3.

図４は、外部負荷を接続する状態と、接続しない状態で検出スイッチ５をオンオフに切り変えて、コネクタ３に出力される電圧が変化する状態を示している。コネクタ３に外部負荷が接続される状態（電流が流れる状態）で、検出スイッチ５がオフに切り換えられるとコネクタ３への出力電圧は低下する。それは、電源回路１の出力電圧が、ダイオード４の電圧降下である順方向電圧（Ｖf）に相当して低下するが、外部負荷を接続する状態では、ダイオード４に順方向に電流が流れて、順方向電圧（Ｖf）は無負荷の状態にくらべて大きくなる。たとえば、ショットキーバリヤダイオードにあっては、定格電流における順方向電圧（Ｖf）が０．３Ｖ〜０．４Ｖとなるので、コネクタ３に出力される電圧は、電源回路１の出力電圧よりも０．３Ｖ〜０．４Ｖ低くなる。この状態で、検出スイッチ５をオンにすると、検出スイッチ５による電圧降下は無視できる程度に小さく、コネクタ３に出力される電圧は電源電圧まで上昇する FIG. 4 shows a state in which the voltage output to the connector 3 changes when the detection switch 5 is turned on and off in a state where the external load is connected and in a state where the external load is not connected. When the detection switch 5 is switched off in a state where an external load is connected to the connector 3 (current flows), the output voltage to the connector 3 decreases. That is, the output voltage of the power supply circuit 1 decreases corresponding to the forward voltage (Vf), which is a voltage drop of the diode 4, but in a state where an external load is connected, a forward current flows through the diode 4, The forward voltage (Vf) is larger than that in the no-load state. For example, in the Schottky barrier diode, since the forward voltage (Vf) at the rated current is 0.3 V to 0.4 V, the voltage output to the connector 3 is 0 than the output voltage of the power supply circuit 1. .3V to 0.4V lower. When the detection switch 5 is turned on in this state, the voltage drop due to the detection switch 5 is negligibly small, and the voltage output to the connector 3 rises to the power supply voltage.

これに対して、コネクタ３に外部負荷が接続されない状態で、検出スイッチ５がオフに切り換えられると、コネクタ３への出力電圧はほとんど低下しない。それは、電源回路１の出力電圧が、ダイオード４の電圧降下である順方向電圧（Ｖf）に相当して低下するが、外部負荷を接続しない状態では、ダイオード４にほとんど電流が流れず、順方向電圧（Ｖf）が極めて小さくなるからである。したがって、検出スイッチ５をオフに切り換えても、コネクタ３の電圧はほとんど低下しない。この状態で、検出スイッチ５をオンにすると、コネクタ３に出力される電圧は電源電圧まで上昇するが、検出スイッチ５をオフにする状態でも、コネクタ３に出力される電圧はほとんど低下しないので、検出スイッチ５をオンオフに切り変えて、コネクタ３の電圧はほとんど変化しない。 On the other hand, when the detection switch 5 is switched off in a state where no external load is connected to the connector 3, the output voltage to the connector 3 hardly decreases. This is because the output voltage of the power supply circuit 1 decreases corresponding to the forward voltage (Vf), which is a voltage drop of the diode 4, but almost no current flows through the diode 4 when no external load is connected. This is because the voltage (Vf) is extremely small. Therefore, even if the detection switch 5 is switched off, the voltage of the connector 3 hardly decreases. When the detection switch 5 is turned on in this state, the voltage output to the connector 3 rises to the power supply voltage, but even in the state where the detection switch 5 is turned off, the voltage output to the connector 3 hardly decreases. When the detection switch 5 is switched on and off, the voltage of the connector 3 hardly changes.

したがって、制御回路６は、検出スイッチ５をオンからオフに切り変えてコネクタ３の電圧が大きく低下すると、いいかえると、検出スイッチ５をオフに切り換えて、ダイオード４の電圧降下が大きくなると、コネクタ３に外部負荷が接続されたと判定する。また、検出スイッチ５をオンからオフに切り変えて、コネクタ３の電圧が低下しないと、外部負荷が接続されないと判定する。 Therefore, the control circuit 6 switches the detection switch 5 from on to off and the voltage of the connector 3 decreases greatly. In other words, the control circuit 6 switches the detection switch 5 to off and the voltage drop of the diode 4 increases. It is determined that an external load is connected to If the detection switch 5 is switched from on to off and the voltage of the connector 3 does not decrease, it is determined that the external load is not connected.

さらに、図の電源は、電源回路１の出力側にＤＣ／ＤＣコンバータ１０を省電力モードに切り換える省電力モード切換回路１２を設けている。省電力モード切換回路１２は、コネクタ３に外部負荷を接続されない状態を検出すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を所定の周期で省電力モードに切り換える。この省電力モード切換回路１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の出力側とアースとの間に接続しているツェナーダイオード１３とコンデンサー１４からなる直列回路と、この直列回路のツェナーダイオード１３とコンデンサー１４との接続点をベースに入力している入力トランジスタ１５とこの入力トランジスタ１５のコレクタにベースを接続しているスイッチングトランジスタ１６とを備える。 Further, the power supply shown in the figure is provided with a power saving mode switching circuit 12 for switching the DC / DC converter 10 to the power saving mode on the output side of the power supply circuit 1. When the power saving mode switching circuit 12 detects a state in which an external load is not connected to the connector 3, the power saving mode switching circuit 12 switches the DC / DC converter 10 to the power saving mode at a predetermined cycle. The power saving mode switching circuit 12 includes a series circuit including a Zener diode 13 and a capacitor 14 connected between the output side of the DC / DC converter 10 and the ground, and the Zener diode 13 and the capacitor 14 of the series circuit. The input transistor 15 is connected to the base of the input transistor 15 and the switching transistor 16 is connected to the collector of the input transistor 15.

ツェナーダイオード１３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の出力電圧よりも小さい電圧で降伏する電気特性を有する。入力トランジスタ１５は、入力抵抗１７を介してツェナーダイオード１３とコンデンサー１４との接続点にベースを接続している。入力抵抗１７の電気抵抗と、コンデンサー１４の静電容量の時定数は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を動作状態と省電力モードに切り換える周期を特定する。入力抵抗１７の電気抵抗を大きくして、コンデンサー１４の静電容量を大きくすると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を動作状態と省電力モードに切り換える周期は長くなる。入力トランジスタ１５は、負荷抵抗１８を介して電源２０に接続され、スイッチングトランジスタ１６は、ベース抵抗１９を介してベースを入力トランジスタ１５のコレクタに接続している。この省電力モード切換回路１２は、スイッチングトランジスタ１６が”Ｈｉｇｈ”の信号を出力して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を省電力モードとし、”Ｌｏｗ”を出力して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を動作モードとする。 The Zener diode 13 has an electrical characteristic that breaks down at a voltage smaller than the output voltage of the DC / DC converter 10. The input transistor 15 has a base connected to a connection point between the Zener diode 13 and the capacitor 14 via an input resistor 17. The electric resistance of the input resistor 17 and the time constant of the capacitance of the capacitor 14 specify the cycle for switching the DC / DC converter 10 between the operating state and the power saving mode. When the electric resistance of the input resistor 17 is increased and the capacitance of the capacitor 14 is increased, the cycle for switching the DC / DC converter 10 between the operating state and the power saving mode becomes longer. The input transistor 15 is connected to the power source 20 via a load resistor 18, and the switching transistor 16 has a base connected to the collector of the input transistor 15 via a base resistor 19. In the power saving mode switching circuit 12, the switching transistor 16 outputs a “High” signal, the DC / DC converter 10 is set to the power saving mode, “Low” is output, and the DC / DC converter 10 is set to the operation mode. And

以上の省電力モード切換回路１２は以下の動作をして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を動作モードと省電力モードに所定の周期（例えば、動作モード１〜５秒と省電力モード１〜１０秒）で切り換える。
最初は、電源２０のＶccによってスイッチングトランジスタ１６がオンに制御される。オン状態のスイッチングトランジスタ１６は、コレクタの電圧が低下して”Ｌｏｗ”を出力する。”Ｌｏｗ”信号はＤＣ／ＤＣコンバータ１０に入力され、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は動作状態となる。動作状態になったＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、安定化された電圧を出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０から出力される電圧でツェナーダイオード１３が降伏する。降伏したツェナーダイオード１３はコンデンサー１４を充電して、コンデンサー１４の電圧を上昇させる。コンデンサー１４の電圧が上昇するにしたがって、入力トランジスタ１５のベース電流が増加する。ベース電流が増加して、入力トランジスタ１５がオンに切り換えられる。入力トランジスタ１５がオンになる時間は、コンデンサー１４の静電容量と入力抵抗１７の電気抵抗で特定される。入力トランジスタ１５がオンになると、コレクタの電圧が低下し、スイッチングトランジスタ１６のベース電流が減少して、スイッチングトランジスタ１６がオフに切り換えられる。オフ状態になったスイッチングトランジスタ１６は、コレクタ電圧が上昇して”Ｈｉｇｈ”を出力する。スイッチングトランジスタ１６から出力される”Ｈｉｇｈ”信号は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０に入力されて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を省電力モードに切り換える。その後、コンデンサー１４が入力抵抗１７で放電されて電圧が低下する。コンデンサー１４の電圧が低下すると、入力トランジスタ１５がオフに切り換えられる。入力トランジスタ１５がオフになると、スイッチングトランジスタ１６がオンに切り換えられる。オン状態のスイッチングトランジスタ１６は”Ｌｏｗ”を出力して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を動作モードに切り換える。以下、この状態を繰り返して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は所定の周期で動作モードと、省電力モードに切り換えられる。 The above power saving mode switching circuit 12 operates as follows, and the DC / DC converter 10 is switched between the operation mode and the power saving mode at a predetermined cycle (for example, the operation mode 1 to 5 seconds and the power saving mode 1 to 10 seconds). Switch with.
Initially, the switching transistor 16 is turned on by Vcc of the power supply 20. The switching transistor 16 in the on state outputs “Low” as the collector voltage decreases. The “Low” signal is input to the DC / DC converter 10, and the DC / DC converter 10 is in an operating state. The DC / DC converter 10 in the operating state outputs a stabilized voltage. The Zener diode 13 breaks down with the voltage output from the DC / DC converter 10. The breakdown Zener diode 13 charges the capacitor 14 and raises the voltage of the capacitor 14. As the voltage of the capacitor 14 increases, the base current of the input transistor 15 increases. The base current increases and the input transistor 15 is switched on. The time for which the input transistor 15 is turned on is specified by the capacitance of the capacitor 14 and the electric resistance of the input resistor 17. When the input transistor 15 is turned on, the collector voltage decreases, the base current of the switching transistor 16 decreases, and the switching transistor 16 is switched off. When the switching transistor 16 is turned off, the collector voltage rises and outputs “High”. The “High” signal output from the switching transistor 16 is input to the DC / DC converter 10 to switch the DC / DC converter 10 to the power saving mode. Thereafter, the capacitor 14 is discharged by the input resistor 17 and the voltage decreases. When the voltage on the capacitor 14 decreases, the input transistor 15 is switched off. When the input transistor 15 is turned off, the switching transistor 16 is switched on. The switching transistor 16 in the on state outputs “Low” to switch the DC / DC converter 10 to the operation mode. Thereafter, by repeating this state, the DC / DC converter 10 is switched between the operation mode and the power saving mode at a predetermined cycle.

ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、制御回路６によっても制御され、コネクタ３に外部負荷が接続される状態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を動作モードに保持する。制御回路６は、コネクタ３に外部負荷が接続されないことを検出すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を所定の周期で動作モードと省電力モードに切り換えて、無駄な電力消費を削減する。 The DC / DC converter 10 is also controlled by the control circuit 6, and holds the DC / DC converter 10 in the operation mode when an external load is connected to the connector 3. When the control circuit 6 detects that no external load is connected to the connector 3, the control circuit 6 switches the DC / DC converter 10 between the operation mode and the power saving mode at a predetermined cycle, thereby reducing wasteful power consumption.

従来の電源の回路図である。It is a circuit diagram of the conventional power supply. 本発明の一実施例にかかるコネクタを備える電源のブロック図である。It is a block diagram of a power supply provided with the connector concerning one Example of this invention. ダイオードの電流に対する順方向電圧（Ｖf）の変化特性を示すグラフである。It is a graph which shows the change characteristic of the forward voltage (Vf) with respect to the electric current of a diode. 検出スイッチをオンオフに切り変えて出力電圧が変化する状態を示すグラフである。It is a graph which shows the state from which an output voltage changes by switching a detection switch on and off.

Explanation of symbols

１…電源回路
２…接続判定回路
３…コネクタ３Ａ…ＵＳＢコネクタ
４…ダイオード
５…検出スイッチ
６…制御回路
７…電池
８…入力コネクタ
１０…ＤＣ／ＤＣコンバータ
１１…充電回路
１２…省電力モード切換回路
１３…ツェナーダイオード
１４…コンデンサー
１５…入力トランジスタ
１６…スイッチングトランジスタ
１７…入力抵抗
１８…負荷抵抗
１９…ベース抵抗
２０…電源
９０…電源
９１…負荷
９２…電圧降下発生用抵抗
９３…スイッチング用トランジスタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power supply circuit 2 ... Connection determination circuit 3 ... Connector 3A ... USB connector 4 ... Diode 5 ... Detection switch 6 ... Control circuit 7 ... Battery 8 ... Input connector 10 ... DC / DC converter 11 ... Charging circuit 12 ... Power saving mode switching Circuit 13 ... Zener diode 14 ... Capacitor 15 ... Input transistor 16 ... Switching transistor 17 ... Input resistor 18 ... Load resistor 19 ... Base resistor 20 ... Power source 90 ... Power source 91 ... Load 92 ... Voltage drop generating resistor 93 ... Switching transistor

Claims

A connector (3) to which an external load is detachably connected, a power supply circuit (1) connected to the connector (3) and outputting power to the connector (3), and the power supply circuit (1) and the connector ( 3) and a connection determination circuit (2) for determining the connection of the external load of the connector (3).
The connection determination circuit (2) has a diode (4) connected so that a current flows from the power supply circuit (1) to the connector (3), and the diode (4) is connected in parallel. A switch (5), and a control circuit (6) for detecting a voltage drop of the diode (4) by switching the detection switch (5) on and off,
The control circuit (6) switches the detection switch (5) on and off, detects the voltage drop value of the voltage drop of the diode (4), and determines the connection status of the connector (3) from the magnitude of the detected voltage change Power supply with a connector to be used.

2. A power supply with a connector as claimed in claim 1, wherein the diode (4) is a Schottky barrier diode.

The power supply comprising the connector according to claim 1, wherein the connector (3) is a USB connector (3A).

A power supply comprising the connector according to claim 1, wherein the control circuit (6) detects a voltage output to the connector (3) to detect a voltage drop of the diode (4).

The power supply comprising the connector according to claim 1, wherein the power supply circuit (1) is a DC / DC converter (10).

The power supply circuit (1) is a DC / DC converter (10), and the control circuit (6) detects a state in which an external load is not connected to the connector (3), and causes the DC / DC converter (10) to operate at a predetermined cycle. A power supply comprising the connector according to claim 1, which is switched to a power saving mode.