JP6884038B2 - 電子機器及びその制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、接続された機器から電力を受け取る電子機器に関する。
近年、電子機器から二次電池を取り出さず二次電池の充電を電子機器内部で行う本体内充電が一般化してきている。本体内充電においては、インターフェースとしてUSB(Universal Serial Bus)を利用し、電力供給装置のUSBのVBUSラインから得られる電力で電子機器内の二次電池を充電する方法が普及してきている。また、電子機器の更なる供給電力上昇の要求に応え、USB PD(Power Delivery)やUSB Type−C規格の策定によって7.5Wを超える電力を利用する道が開けてきている。
電力供給装置から電子機器が得る電力は、電子機器が接続機器検出やエニュメレーションを行って電力供給装置の電力供給能力を判定し、判定した供給能力に従って電子機器がUSB VBUSラインから電力を得る構成が一般的である。電子機器は、接続機器検出によって電力供給装置の電力供給能力を判定しているが、その判定は規格で策定されたUSBインターフェースの信号線の電圧、信号線を用いた通信、および/または、VBUSラインを用いた通信によって論理的に行われる。特許文献1には、電源検出回路から給電検出の通知を受けた後、第1データ端子と第2データ端子の電圧を検出することによりチャージャーの種類を検出する入出力回路が記載されている。
特開2012−205366号公報
USB Type−C規格では、電力供給装置はCC端子によって受電装置の接続を検出してから275ms以内にVBUS電圧の供給を行う必要がある。したがって、受電装置は、電力供給装置からCC端子の電圧を検出してから275ms以内にVBUS電圧を検出したか否かによって、接続されている電力供給装置がType−C装置か否かを判定することができる。しかしながら、電力供給装置のVBUS電圧出力タイミングの遅れ、あるいは、電力供給装置および受電装置のVBUS出力容量および入力容量により、受電装置によるVBUS電圧の検出タイミングが遅れる場合が考えられる。また、USBインターフェースケーブルが改造されて上述のVBUS電圧検出のタイミングに即さなくなってしまう場合も考えられる。
受電装置は、CC端子の電圧を検出してから275ms以内にVBUS電圧を検出できない場合、電力供給装置が非Type−C装置(USB Type−C規格に対応していない機器)であると判定してしまう。そのため、上述したようなVBUS電圧検出のタイミングの遅れが生じた場合、電力供給装置がType−C装置であっても、受電装置は電力供給装置を非Type−C装置として認識してしまう。その場合、受電装置は、例えば、電力入力をサスペンド(SUSPEND)状態として電力供給装置からの電力使用を禁止する動作を行ったり、USB2.0の電力に制限したりしてしまう。そこで、端子電圧の供給タイミングにずれが生じても、接続された電力供給装置の電力供給能力を受電装置が正しく活用するための機器種別の検出方法が求められている。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、端子への電圧印加のタイミングに基づいて外部装置の種別を判定する場合に、外部装置の電力供給能力を適切に判定できるようにすることを目的とする。
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、
第1の端子と第2の端子を含むインターフェースに接続された外部装置の種別を判定する電子機器であって、
前記第1の端子の所定の電圧を検出してから制限時間以内に前記第2の端子の所定の電圧を検出したことにより前記外部装置の種別を判定する第1の判定処理を行う第1の判定手段と、
前記第1の端子の所定の電圧を検出してから前記制限時間以内に前記第2の端子の所定の電圧を検出できない場合に、所定時間が経過した後に、前記第2の端子の前記所定の電圧を検出したことにより前記外部装置の種別を判定する第2の判定処理を行う第2の判定手段と、を備える。
本発明によれば、端子への電圧印加のタイミングに基づいて外部装置の種別を判定する場合に、外部装置の電力供給能力を適切に判定できる。
実施形態1における電子機器が接続機器を判定する手順を示すフローチャート。 実施形態1における電子機器の接続機器判定タイプと動作条件の真理値表。 実施形態1における電子機器の構成例を示すブロック図。 実施形態1における電子機器の構成例を示すブロック図。 実施形態1における電子機器の信号制御手順を示すタイミングチャート。 実施形態1における電子機器の信号制御手順を示すタイミングチャート。 実施形態1における電子機器の信号制御手順を示すタイミングチャート。 実施形態1における電子機器の信号制御手順を示すタイミングチャート。 実施形態2における電子機器の構成例を示すブロック図。
以下、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。
[実施形態1]
実施形態1では、第1の端子と第2の端子を含むインターフェースに接続された外部装置の種別を判定する電子機器を説明する。外部装置の種別の判定は、たとえば、第1の端子の所定の電圧を検出してから制限時間以内に第2の端子の所定の電圧を検出したことによりなされる。実施形態1では、USBインターフェースに接続された外部装置がType−C装置か否かを、第1の端子としてのCC端子の所定の電圧検出と第2の端子としてのVBUS端子の所定の電圧検出のタイミングに基づいて検出する電子機器を例示する。電子機器は、このようなUSBインターフェースのVBUS電圧検出とCC端子電圧検出のタイミングに基づく接続機器判定を行い、外部装置としての電力供給装置の電力供給能力に基づく電力条件で動作を開始する。
図3A、図3Bは、実施形態1に係る電子機器の構成例を示すブロック図である。実施形態1の説明に使用するブロック図は、実施形態1の説明に不要なブロックへの電源接続と各ブロックの入力および出力キャパシタの記載は省略している。また、実施形態1の説明に不要なブロックと動作の詳細な説明は省略している。
図3Aにおいて、外部装置としての電力供給装置401は後述する電子機器301へ有線で電力供給が可能な装置である。電力供給装置401は電力供給のみが可能な装置であってもよいし、電力供給以外の機能を備えた装置であってもよい。また、USB対応規格はUSB2.0、USB3.0、USB3.1、USB BC、USB PD、USB Type−Cのいずれに対応したものでもよい。VBUS電源402は、電力供給装置401から電子機器301へ電力を供給するVBUSの電源である。VBUS電源402の電力は電力供給装置401の外部から供給される電力が用いられてもよいし、電力供給装置401の内部に備えた電池から供給される電力が用いられてもよい。USBコネクタ403は、USB規格に対応したコネクタである。USBコネクタ403は電力供給装置401の装置構成を限定しないので定義は省略する。また、電力供給装置401側のUSBインターフェースの各信号は電力供給装置401の装置構成を限定しないので定義は省略する。
USBインターフェースケーブル404は、電力供給装置401と電子機器301のUSBインターフェースを係合するケーブルである。USBインターフェースケーブル404は、EMCA(Electronically Marked Cable Assembly)であってもよい。
電子機器301は上述した電力供給装置401から有線で電力の受電が可能な装置である。CPU304は電子機器301の制御を司るプロセッサ、ワークエリアとして使用されるRAM(Random Access Memory)、処理手順を記憶しているROM(Read Only Memory)を内包する。CPU304の主機能は外部からの電圧入力VDDIN_CPUにより動作する。CPU304のUSB機能であるUSB_PHYは外部からの電圧入力VBUSIN_Bにより主機能とは別に動作可能である。CPU304のUSB機能は主機能動作時よりも低い電力で動作できるものとし、接続機器検出機能とUSB信号処理機能を備える。接続機器検出機能とは、VBUS、D+、D−、CC信号の論理検出および通信で電子機器301に接続された相手装置が対応している規格を検出する機能である。本実施形態の接続機器検出機能では、たとえば、USB2.0、USB3.0、USB3.1、USB BC、USB PD、USB Type−Cの何れの規格に対応しているかが検出される。
CHGIC302は後述する電池パック320の二次電池セル321を充電可能な二次電池充電ICである。CHGIC302は外部からの電圧入力VBUSIN_Aにより電池パック320を充電する機能の他に、電圧入力VBUSIN_Aを定電圧出力VOUT_PWRに変換し電源IC_D312へ出力する機能も備える。CHGIC302は外部からの電圧入力VBUSIN_Aがない場合に電池パック320の入力を受け、例えば電源IC_D312などの他の回路へ電池パック320の電圧をVOUT_PWRとして出力する機能を有する。
また、CHGIC302は、CPU304と同様の接続機器検出機能を備える。CHGIC302は、接続機器検出機能による検出の状態を示すCTYP_DET信号を出力するCTYP_DET_OUT、接続機器検出のリトライ指示であるCTYP_RETRY信号を入力するCTYP_RETRY_INを備える。CHGIC302は、接続機器検出を正しく行えた場合はCTYP_DET信号をHにセットし、接続機器未検出または接続機器検出が正しく行えなかった場合はCTYP_DET信号をLにセットする。なお、本明細書においてHは論理的にHighの状態を示す表記であり、Lは論理的にLowの状態を示す表記である。また、CHGIC302は、CTYP_RETRY信号がHの場合に接続機器検出処理のリトライを実行し、CTYP_RETRY信号がLの場合は接続機器検出処理のリトライを実行しない。
また、CHGIC302は、充電をイネーブルに制御するためのCHG_EN信号を入力するCHG_EN_IN、SUSPEND状態を示すSUSPEND信号を出力するSUSPEND_OUT、PD通信中を示すPD_BUSY信号を出力するPD_BUSY_OUTを備える。CHGIC302は、CHG_EN信号がHの場合に電池パック320を充電することができ、CHG_EN信号入力がLの場合には電池パック320を充電できない。CHGIC302は、電圧入力VBUSIN_Aからの電流入力を2.5mA以下に制限するSUSPEND状態の場合にSUSPEND信号をHにセットし、SUSPEND状態でない場合にSUSPEND信号をLにセットする。CHGIC302は、PD通信中の場合にPD_BUSY信号をHにセットし、PD通信中でない場合にPD_BUSY信号をLにセットする。なお、CHGIC302はCPU304とBUSで接続しており、CPU304はBUSを用いた通信によりCHGIC302の状態を取得したり、CHGIC302の制御を行ったりできる。
電池パック320は、たとえば、リチウムイオン二次電池セル321と、サーミスタ322を備える。電池パック320は電子機器301との着脱が可能である。二次電池セル321の出力は電圧出力端子TM_VBATTより電圧VBATTを出力する。サーミスタ322は例えばNTC(Negative Temperature Coefficient)の特性を有する。電池パック320は、二次電池セル321の電圧出力端子TM_VBATT、サーミスタ端子TM_THM、グラウンド端子TM_GNDの3端子で電子機器301と係合する。サーミスタ端子TM_THMはCHGIC302のTHM端子と接続する。PU抵抗373は、サーミスタ端子TM_THMのプルアップ抵抗である。PU抵抗373は、サーミスタ端子TM_THMをCHGIC302の電圧出力VREFOUTへプルアップする。
電源IC−C311は、外部からの電圧入力VIN_Cを定電圧出力VOUT_Cに変換し、CPU304へ出力する電源ICである。電源IC−C311は、外部からの制御信号EN_Cによって出力VOUT_Cの出力ONとOFFを制御する。電源IC_D312は、外部からの電圧入力VIN_Dを定電圧出力VOUT_Dに変換し、CPU304へ出力する電源ICである。電源IC_D312は、外部からの制御信号EN_Dによって出力VOUT_Dの出力ONとOFFを制御する。
SELSW_E313は、接続機器検出に用いる信号をCPU304側かCHGIC302側かに接続を切り替えるセレクタスイッチである。SELSW_E313は、BUSSEL_IN信号で接続を切り替え可能である。本実施形態では、SELSW_E313の初期状態では接続機器検出に用いる信号はCHGIC302側に接続されており、CHGIC302で接続機器検出が行われる。なお、接続機器検出はCPU304でも可能であるので、SELSW_E313の初期状態において接続機器検出に用いる信号をCPU304側に接続し、CPU304で接続機器検出を行う構成であってもよい。
USBコネクタ380は、USB Type−C規格に対応したコネクタである。電子機器301側のUSBインターフェースの各信号のうち、実施形態1に係る説明に不要な信号は省略する。FUNCTION_A315は、例えばレンズおよびその駆動系で構成される光学ユニットと撮像素子と撮像素子で撮像された映像をデジタルデータに変換する撮像処置部などで構成される電子機器301の撮像機能部である。FUNCTION_B316は、例えばデジタルデータの書き込みおよび読み込みを行うことができるフラッシュメモリーカードを装着可能な外部装置記憶機能部である。FUNCTION_C317は、例えば電子機器301の操作情報や映像を表示することのできるLCD(Liquid Crystal Display:液晶表示器)で構成される表示機能部である。ただし、FUNCTION_A315〜FUNCTION_C317の機能はこれらに限定されるものではないし、3つの機能部に限定されるものでもない。
ボタンスイッチ318は、電子機器301の電源IC_D312をONし、電子機器301のCPU304の主機能を動作させるための電源スイッチである。ボタンスイッチ318の押下によりVBATT信号とPWR_SW信号が導通する。すなわち、ボタンスイッチ318が押下された場合にボタンスイッチ318は、他の回路へPWR_SW信号を出力することになる。PWR_SW信号とCPU304のVDDEN_OUT信号とはOR319でOR接続されている。電子機器301はPWR_SW信号またはCPU304のVDDEN_OUT信号のいずれかの入力で電源IC_D312をONすることができる。
LED(Light Emitting Diode)372のアノードは、抵抗371を介してVOUT_PWR信号と接続し、LED372のカソードはCHGIC302のLED_OUT端子と接続している。実施形態1では、CHGIC302のLED_OUT端子はオープンコレクタまたはオープンドレイン出力であり、CHGIC302のLED_OUT信号の出力によってLED372の点灯、消灯が制御される。LED372は電子機器301の充電動作状態を示す表示として使用される。CHGIC302による電池パック320の二次電池セル321の充電が行われている間、LED372は点灯状態となり、充電が行われていない間、LED372は消灯状態となる。
USBコネクタ380のVBUS端子、CC1端子、CC2端子、CHGIC302のPD_BUSY、SUSPEND_OUT、CTYP_DET_OUT、CTYP_RETRY_IN、CHG_EN_INはタイミング検出部303に接続されている。図3Bはタイミング検出部303の詳細な構成例を示す。タイミング検出部303は、USBインターフェースのVBUS電圧とCC端子電圧とを検出し、その検出タイミングに基づいてCHGIC302の接続機器検出機能の一部を拡張する制御を行う回路である。
電源ブロック331にはUSBコネクタ380からのVBUS端子とCC1端子とCC2端子とをダイオードOR332でORされた電圧が入力される。電源ブロック331は、このORされた電圧からタイミング検出部303全体の動作電圧を生成する。すなわち、電源ブロック331はVBUS端子とCC1端子とCC2端子とのいずれかの入力が存在する場合にタイミング検出部303全体の動作電圧の生成が可能である。
VBUS検出部333は、USBコネクタ380からのVBUS端子の電圧を検出し、後述するタイミング制御部335へVBUS端子電圧の検出結果を伝える。VBUS検出部333は、例えばコンパレータで構成される。CC検出部334は、USBコネクタ380からのCC1端子、CC2端子の電圧を検出し、後述するタイミング制御部335へCC端子電圧の検出結果を伝える。CC検出部334は、例えばコンパレータで構成される。カウンタ部336は、タイミング制御部335のCOUNT_OUTからの信号出力を受けてカウンタを積算またはリセットする機能と、カウンタ値をタイミング制御部335のCOUNT_INへ出力する機能とを備える。
タイミング制御部335は、CTYP_DET信号、SUSPEND信号、VBUS検出部333出力、CC検出部334出力、カウンタ部336出力とのタイミングと組み合わせに基づいてCHGIC302の接続機器検出機能の一部を拡張する制御を行う。タイミング制御部335がCHGIC302の接続機器検出機能の一部を拡張する制御、電池パック320の充電の可と不可とを制御する真理値表および制御タイミングについては後述する。
タイミング制御部335のCHG_EN_OUTからはCHGIC302のCHG_EN_INに入力されるCHG_EN信号が出力される。また、タイミング制御部335のCTYP_RETRY_OUTからは、CHGIC302のTYP_RETRY_INに入力されるCTYP_RETRY信号が出力される。タイミング制御部335のPD_BUSY_INには、CHGIC302のPD通信中を示すPD_BUSY信号が入力される。タイミング制御部335は、CHGIC302がPD通信中でPD_BUSY信号がHの場合にはCHG_EN信号をHにセットしない排他制御も行う。
以上、図3Aと図3Bのブロック図の参照により、実施形態1の電子機器301の構成について説明した。次に、図1のフローチャートの参照により実施形態1の動作を説明する。図1は、実施形態1に係る電子機器301がUSBインターフェースのVBUS電圧検出とCC端子電圧検出のタイミングに基づく接続機器判定を行って電力供給装置401からの受電制御条件を決定する手順を示すフローチャートである。図1のフローチャートによって示される処理はタイミング検出部303が行う。なお、図1のフローチャートにおいて、タイミング検出部303以外が行う処理を破線で図示している。
S101で、電子機器301のUSBコネクタ380にUSBインターフェースケーブル404を介して電力供給装置401が接続されたら、タイミング検出部303は動作を開始し、カウンタ部336のカウンタ値をリセットする。S102で、タイミング検出部303は、VBUS_DET_INに入力されるVBUS検出部333からのVBUS端子電圧の検出結果信号に基づいてVBUS端子の電圧を検出したかを判定する。
S102でVBUS端子の所定の電圧を検出したと判定された場合、S122において、タイミング制御部335はCHGIC302からのCTYP_DET信号を受ける。CTYP_DET信号とは、CHGIC302の接続機器検出機能で電子機器301に接続された相手装置の種別が判定できた場合に出力される信号である。そして、S123で、タイミング制御部335は、PD通信中を示すPD_BUSY信号がLであるかを判定する。S123でPD_BUSY信号がLでないと判定されている間、S123が繰り返される。すなわち、タイミング制御部335は、CHGIC302からのPD_BUSY信号がLになるのを待つ。
一方、S123でPD_BUSY信号がLであると判定された場合、S124で、タイミング制御部335はCHGIC302へCHG_EN信号を出力する。CHG_EN信号とは、CHGIC302による電池パック320への充電機能を有効にする信号である。S125で、CHGIC302はVBUS端子電圧を検出した後にCC端子電圧が検出されたかどうかを判定する。S125でVBUS端子電圧の検出後にCC端子電圧が検出されたと判定された場合、S131で、CHGIC302は電力供給装置401がUSB Type−C規格に対応していないものと判定する。そして、CHGIC302は、非USB Type−Cの規格に準拠した受電条件で受電制御を開始する。そして、図1のフローチャートを終了する。一方、CC端子電圧の受電後にVBUS端子電圧が検出されたと判定された場合(S125でNO)、S132で、CHGIC302は電力供給装置401がUSB Type−C規格に対応しているものと判断する。そして、USB Type−C規格に準拠した受電条件で受電制御を開始する。なお、ステップS131、S132で採用される受電条件の決定においてPD通信の結果が加味されることは言うまでもない。そして、図1のフローチャートを終了する。
なお、実施形態1では、S131で開始する非USB Type−C規格に準拠した電力での受電制御モードを、非USB Type−C受電制御モードと称する。また、非USB Type−C規格とは、USB2.0、USB3.0、USB3.1、USB BCいずれかの規格であることとする。また、実施形態1では、S132で開始するUSB Type−C規格に準拠した電力での受電制御モードを、USB Type−C受電制御モードと称する。なお、USB Type−C規格とは、USB Type−Cの1.5A電流モード、USB Type−Cの3.0A電流モード、USB Type−CのCC端子の通信によるUSB PDモードのUSB Type−Cのいずれかの規格であることとする。
S102でVBUS端子の所定の電圧を検出していないと判定されると、S103において、タイミング制御部335は、CC検出部334がUSBコネクタ380からのCC1端子、CC2端子の所定の電圧を検出したか否かを判定する。S103でタイミング制御部335はCC端子の所定の電圧を検出していないと判定された場合とは電力供給装置401が何れのUSB規格に対応していない場合である。したがって、CHGIC302は、SUSPEND信号にHを出力し、SUSPEND状態になる(ステップS133)。SUSPEND状態では、電力供給装置401からの電流が、USBのサスペンド時の電流以下、すなわち2.5mA以下に制限される。また、電池パック320の二次電池セル321への充電は禁止される。タイミング制御部335は、この状態をそのまま維持させるべく図1のフローチャートの処理を終了する。
図1のフローチャートにおいて、S102からS103を経てS133へ進む場合として、例えばVBUS端子電圧が不足していて、VBUS検出部333で正常にVBUS端子の電圧を検出できなかった場合などが考えられる。実施形態1では、S133のSUSPEND状態をSUSPENDモードと称する。また、実施形態1では、上述の何れのUSB規格にも対応していない接続機器検出結果をOtherと称する。
他方、S103においてCC端子の所定の電圧を検出したと判定された場合、S104において、タイミング制御部335は、VBUS検出部333によってUSBコネクタ380からのVBUS端子の電圧が検出されたか否かを判定する。S104でVBUS端子の電圧が検出されたと判定された場合、タイミング制御部335は、S122以降の処理を実行する。S122からの各ステップの処理の説明は先に述べたので省略する。電子機器301は、電力供給装置401がUSB Type−C、USB Type−C PDのいずれかの規格に対応しているかを判定することができる。
電子機器301は、CC端子の所定の電圧が検出されてから、規格の制限時間以内に(275mS以内に)VBUS端子の電圧が検出された場合に、接続されている電力供給装置401がType−C装置(所定の種別)であると判定することができる。そこで、S104でVBUS端子の電圧を検出していないと判定された場合、S105においてタイミング制御部335はCC端子の所定の電圧を検出してから規格の制限時間275msが経過したかを判定する。CC端子の所定の電圧を検出してから275msが経過していないと判定された場合は、S104の処理が繰り返される。CC端子の所定の電圧を検出してからVBUS端子の電圧が検出されないまま275msを経過したと判定されると、S106で、タイミング制御部335はCHGIC302からのSUSPEND信号を受ける。この場合、CHGIC302はCC端子の所定の電圧を検出してからVBUSが275ms以内に供給されないことから電力供給装置401の対応規格が不明であると判定し、タイミング検出部303が何も制御を行わなければそのままSUSPEND状態になる。
S107で、タイミング制御部335は一定時間、例えばTwait時間待ち、その後S108へ進む。ここで、Twaitは任意の時間とするが、本実施形態では例えば100msとする。S108で、タイミング制御部335はCHGIC302へCTYP_RETRY信号を出力する。CTYP_RETRY信号とは、CHGIC302の接続機器検出機能に、電子機器301に接続された外部装置の種別の判定をリトライさせる信号である。S109で、タイミング制御部335は、VBUS検出部333がUSBコネクタ380からのVBUS端子の電圧を検出したか否かを判定する。S109でVBUS端子の電圧を検出したと判定された場合、タイミング制御部335は、S122以降の処理を実行する。S122からの処理は先に述べたので省略する。こうして、CC端子の所定の電圧を検出してから制限時間以内にVBUS端子の電圧を検出できない場合に、所定時間が経過した後に外部装置の種別の判定をリトライさせる。また、CHGIC302は、タイミング制御部335からのリトライの指示に応じて、SUSPEND状態を解除してVBUS電圧の検出をリトライする。なお、CHGIC302は、タイミング制御部335からのリトライの指示に応じてVBUS電圧のリトライを実行し、VBUS電圧を検出できた場合にSUSPEND状態を解除するようにしてもよい。
S109でVBUS端子の電圧を検出していないと判定された場合、S110において、タイミング制御部335はカウンタ部336のカウント数を1加算する。カウンタ部336のカウント数はS101でゼロにリセットされているので、カウンタ部336のカウント数はリトライの回数を示すことになる。すなわち、カウンタ部336のカウント数は、CHGIC302の接続機器検出機能で電子機器301に接続された相手装置の種別の判定をリトライした回数に相当する。
S111で、タイミング制御部335はカウンタ部336のカウント数が予め規定していた最大カウント数に達しているかを判定する。ここで、予め予め規定していた最大カウント数とは、CHGIC302の接続機器検出機能で電子機器301に接続された相手装置の種別の判定をリトライする最大の回数に相当する。予め規定していた最大カウント数は任意の回数とするが、本実施形態では例えば3回とする。S111でカウンタ部336のカウント数が予め規定した最大カウント数に達していないと判定された場合、タイミング制御部335は、S107からの処理を実行する。S111で、カウンタ部336のカウント数が予め規定していた最大カウント数に達していたと判定された場合、タイミング制御部335は処理を終了し、CHGIC302はサスペンド状態を維持することになる(S133)。このようにして、CC端子の所定の電圧は検出されたがVBUS端子の電圧が検出されない間は、所定回数(実施形態では3回)を上限として種別の判定のリトライが繰り返されることになる。
図1のフローチャートによれば、例えば、CC端子の所定の電圧を検出してから275ms以内にVBUS電圧を検出できない場合、S108で電子機器301に接続された相手装置の種別の判定をリトライすることになる。そして、上述のリトライは、S110のカウント数加算とS111の最大カウント数判定によって規定回数実施され、リトライでVBUS電圧を検出できた場合には、電子機器301はUSB Type−C規格に準拠した電力で受電制御を開始することができる。
図1のフローチャートに従って動作した場合の電子機器301における接続機器検出の結果(接続機器種別)、VBUS電圧とCC電圧のタイミング検出結果、受電制御モード、電圧と電流条件、の真理値表を図2に示す。図2の真理値表において、接続機器種別が非Type−Cとは、VBUS端子電圧検出の後にCC端子電圧検出が行われた場合のタイミング検出結果に相当する。接続機器種別が非Type−Cの場合は、電力供給装置401がUSB2.0、USB3.0、USB3.1、USB BCいずれかの規格であるので、いずれかの規格に適した非Type−C受電制御モードとなる。電圧、電流条件は5V、1.5A以下である。
また、図2の真理値表において、接続機器種別がType−Cとは、CC端子電圧検出の後に275mS以内にVBUS端子電圧検出が行われた場合、または、上述のリトライによりVBUS端子電圧検出が行われた場合のタイミング検出結果に相当する。接続機器種別がType−Cの場合は、電力供給装置401がType−Cの規格であるので、Type−Cの規格に適したType−C受電制御モードとなる。電圧、電流条件は20V以下、5A以下である。
図2の真理値表において、接続機器種別がOtherとは、CC端子電圧検出もVBUS端子電圧検出も行われなかった場合、または上述のリトライのカウント数が予め規定していた最大カウント数に達した場合のタイミング検出結果に相当する。接続機器種別がOtherの場合は、電力供給装置401が何れのUSB規格にも対応していないので、SUSPENDモードとなる。電圧、電流条件は5V、2.5mA以下である。
図4A〜図4Bは、実施形態1に係る電子機器301のタイミング検出部303によってCHGIC302の接続機器検出機能の一部を拡張する制御を行う信号制御手順の例を示すタイミングチャートである。
図4Aは、図1のフローチャートでCC端子電圧検出の後、275ms以内にVBUS端子電圧検出が行われた場合のタイミングチャートである。CC端子電圧検出の後、275ms以内にVBUS端子電圧が検出され、CHGIC302はCTYP_DET信号を出力する。PD_BUSY信号入力がLであれば、タイミング検出部303はCHG_EN信号を出力する。
図4Bは、図1のフローチャートでCC端子電圧検出の後、275ms以内にVBUS端子電圧検出が行われず、電子機器301に接続された相手装置の種別の判定のリトライによってVBUS端子電圧が検出された場合のタイミングチャートである。CC端子電圧検出の後、275ms以内にVBUS端子電圧が検出されず、CHGIC302はSUSPEND状態になる。CC端子電圧検出から275msが経過し、さらにTwait時間が経過した後にタイミング検出部303はCTYP_RETRY信号を出力する。CHGIC302はSUSPEND状態を解除し、電子機器301に接続された相手装置の種別の判定のリトライを行う。図4Bでは、CC端子電圧の検出後に電力供給装置401からのVBUS端子電圧が供給されている。CHGIC302は、接続機器検出を正しく行えるためCTYP_DET信号を出力する。タイミング検出部303は、CTYP_DET信号が入力されたらCTYP_RETRY信号の出力を停止する。また、PD_BUSY信号入力がLであれば、タイミング検出部303はCHG_EN信号を出力する。
図4Cは、図1のフローチャートでCC端子電圧検出の後、275ms以内にVBUS端子電圧検出が行われ、その後、CC端子によるUSB PDの通信とVBUS端子電圧の変更が行われた場合のタイミングチャートである。CC端子電圧検出の後、275ms以内にVBUS端子電圧が検出され、CHGIC302は電力供給装置401とCC端子によるUSB PDの通信を行い、CTYP_DET信号を出力する。このとき、USBのPD通信が実行中であるため、PD_BUSY信号はHである。CHGIC302は電力供給装置401とCC端子によるUSB PD通信とその結果に従ったVBUS端子電圧の変更を繰り返す。PD通信が終了し、PD_BUSY信号入力がLになると、タイミング検出部303はCHG_EN信号を出力する。
図4Dは、図1のフローチャートでCC端子電圧検出の後、275ms以内にVBUS端子電圧検出が行われなかったが、その後のリトライの間にUVBUS端子電圧が供給された場合のタイミングチャートである。さらに、図4Dでは電子機器301がリトライによってVBUS端子電圧を検出し、CC端子によるPD通信によりVBUS端子電圧の変更が行われた場合のタイミングチャートである。CC端子電圧検出の後、275ms以内にVBUS端子電圧が検出されず、CHGIC302はSUSPEND状態になる。CC端子電圧検出から275ms後、さらにTwait時間経過した後にタイミング検出部303はCTYP_RETRY信号を出力する。
CHGIC302はCTYP_RETRY信号に応じてSUSPEND状態を解除し、電子機器301に接続された相手装置の種別の判定のリトライを行う。CHGIC302は、リトライにより接続機器検出とPD通信を正しく行えたらCTYP_DET信号を出力する。PD通信中、PD_BUSY信号はHである。タイミング検出部303は、CTYP_DET信号が入力されたらCTYP_RETRY信号の出力を停止する。CHGIC302は電力供給装置401とCC端子によるPD通信とその結果に応じたVBUS端子電圧の変更を繰り返す。PD通信が終了し、PD_BUSY信号入力がLになると、タイミング検出部303はCHG_EN信号を出力する。
以上のように、実施形態1によれば、UFP装置はCC端子の電圧を検出してから275ms以内にVBUS電圧を検出できない場合であっても、上述の条件が1度発生しただけではSUSPEND状態に固定されない。したがって、実施形態1によれば、DFP装置のVBUS電圧出力タイミングの遅れや、VBUS出力、入力容量によってUFP装置のVBUS電圧の検出タイミングが遅れる場合に、UFP装置をSUSPEND状態から復帰することを可能にすることができる。
[実施形態2]
実施形態1では、タイミング検出部303の動作をハードウェア制御で行うことを例として説明したがこれに限られるものではない。タイミング検出部303の動作の一部をCPU304とは異なるCPUによるソフトウェア制御で行うようにしてもよい。たとえば、図5に示されるように、タイミング検出部303の一部であるタイミング制御部335とカウンタ部336をSUB−CPU504に置き換えてもよい。SUB−CPU504は、タイミング検出部303で行っていたハードウェア制御の一部をソフトウェア制御として互換動作するために配置したCPU304とは異なるCPUである。
実施形態2に係る電子機器301のタイミング検出部303と、実施形態1の電子機器301のタイミング検出部303の構成は、CPU304およびCHGIC302から見て同様の動作をする構成である。よって、実施形態2に係る電子機器301が電力供給装置401の電力供給能力に基づく電力条件で動作を開始するための処理、動作条件、制御手順の例は実施形態1(図1、図2、図3A〜図3B,図4A〜図4D)で説明したとおりである。
実施形態2によれば、電子機器301のタイミング検出部303がハードウェア制御でなくソフトウェア制御であっても、電力供給装置の電力供給能力に基づく電力条件で動作を開始することが可能である。実施形態2によれば、DFP装置のVBUS電圧出力タイミングの遅れや、VBUS出力、入力容量によってUFP装置としての電気機器によるVBUS電圧の検出タイミングが遅れる場合に、電子機器をSUSPEND状態から復帰させることが可能になる。
[他の実施形態]
実施形態1から実施形態2では、電子機器が電力供給装置から受電した電力で電池パックの充電を行うことを例として説明を行ったが、本発明を適用可能な受電電力の使用は電池パックの充電に限ったものでない。例えば、電子機器301が電力供給装置401から受電した電力で電池パックの充電を行わず、受電した電力を電子機器301の撮像機能部、外部装置記憶機能部、表示機能部などを動作する電力として用いてもよい。
また、実施形態1から実施形態2では、電子機器301はCC端子の電圧を検出してからVBUSが275ms以内に供給されるか否かを判定してフローチャートの分岐を行ったが、これに限られるものでない。例えば、275ms以外の制限時間を適用してもよい。
また、実施形態1から実施形態2では、CHGIC302とタイミング検出部303との間の信号伝達をパラレル信号で行うことを例として説明を行ったが、これに限られるものでない。例えば、CHGIC302とタイミング検出部303と間の信号伝達をシリアル信号で行う構成としてもよい。その場合、シリアル信号として2線、3線などの汎用シリアル通信規格を用いるとよい。
また、実施形態1から実施形態2では、CHGIC302とタイミング検出部303とが別体に構成されていることを例として説明を行ったが、これに限られるものでない。例えば、CHGIC302内にタイミング検出部303の機能が含まれ、一体に構成されてもよい。その場合、別体のCHGIC302とタイミング検出部303との間で用いていた信号は、一体に構成されたCHGIC302内部の信号として適宜論理合成されて用いられるようにしてもよい。
また、実施形態1では、タイミング検出部303の一部をタイミング制御部335で構成することを例として説明し、実施形態2では、タイミング検出部303の一部をSUB−CPU504で構成することを例として説明したが、これらに限られるものではない。例えば、タイミング検出部303をPLD(Programmable Logic Device)などのように再構成可能なICを用いて構成することも可能である。また、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)などのようなICを用いてタイミング検出部303が構成されてもよい。
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介して装置に供給する。そして、そのシステム或いは装置のコンピュータ(又はCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
301:電子機器、302:CHGIC、303:タイミング検出部、304:CPU、333:VBUS検出部、334:CC検出部、335:タイミング制御部、336:カウンタ部、380:USBコネクタ、401:電力供給装置、402:VBUS電源、504:SUB−CPU

Claims (12)

  1. 第1の端子と第2の端子を含むインターフェースに接続された外部装置の種別を判定する電子機器であって、
    前記第1の端子の所定の電圧を検出してから制限時間以内に前記第2の端子の所定の電圧を検出したことにより前記外部装置の種別を判定する第1の判定処理を行う第1の判定手段と、
    前記第1の端子の所定の電圧を検出してから前記制限時間以内に前記第2の端子の所定の電圧を検出できない場合に、所定時間が経過した後に、前記第2の端子の前記所定の電圧を検出したことにより前記外部装置の種別を判定する第2の判定処理を行う第2の判定手段と、を備えることを特徴とする電子機器。
  2. 前記第2の判定手段は、前記第2の端子の所定の電圧が検出されない間、所定回数を上限として前記第2の判定処理を繰り返すことを特徴とする請求項1に記載の電子機器。
  3. 前記第2の端子の所定の電圧が検出されない間、前記外部装置からの受電をサスペンド状態とし、前記第2の端子の所定の電圧が検出された場合に前記サスペンド状態を解除することを特徴とする請求項1または2に記載の電子機器。
  4. 前記インターフェースはUSB Type−Cであり、前記第1の端子はCC端子であり、前記第2の端子はVBUS端子であり、
    前記第1の判定手段と前記第2の判定手段は、前記外部装置の種別がType−C装置か否かを判定することを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の電子機器。
  5. 前記制限時間は275mSであることを特徴とする請求項に記載の電子機器。
  6. 前記第1の判定手段と前記第2の判定手段によりUSB Type−C装置であると判定できない場合、前記外部装置からの受電をサスペンド状態とする受電制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項またはに記載の電子機器。
  7. 前記サスペンド状態において、前記外部装置からの電流をUSBのサスペンド時の電流以下に制限することを特徴とする請求項に記載の電子機器。
  8. 前記受電制御手段は、前記第1の判定手段または前記第2の判定手段によりUSB Type−C装置であると判定されたか否か、および、前記外部装置とのPD通信により、受電条件を決定することを特徴とする請求項またはに記載の電子機器。
  9. 前記第1の端子の所定の電圧が検出される前に前記第2の端子の所定の電圧が検出された場合、前記外部装置は非Type−C装置であると判定されることを特徴とする請求項乃至のいずれか1項に記載の電子機器。
  10. 前記第1の判定手段および前記第2の判定手段により前記外部装置の種別を判定できなかった場合に、装着された電池への、前記外部装置から供給される電力を用いた充電が禁止されることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の電子機器。
  11. 第1の端子と第2の端子を含むインターフェースに接続された外部装置の種別を判定する電子機器の制御方法であって、
    前記第1の端子の所定の電圧を検出してから制限時間以内に前記第2の端子の所定の電圧を検出したことにより前記外部装置の種別を判定する第1の判定工程と、
    前記第1の端子の所定の電圧を検出してから前記制限時間以内に前記第2の端子の所定の電圧を検出できない場合に、所定時間が経過した後に、前記第2の端子の前記所定の電圧を検出したことにより前記外部装置の種別を判定する第2の判定工程と、を有することを特徴とする電子機器の制御方法。
  12. 請求項11に記載された電子機器の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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