本發(fā)明涉及usb供電。
背景技術(shù):
以移動(dòng)電話、平板終端、筆記本型個(gè)人計(jì)算機(jī)、移動(dòng)音頻播放器為代表的電池驅(qū)動(dòng)設(shè)備,內(nèi)置有可充電的二次電池及用于對(duì)其充電的充電電路。關(guān)于充電電路,存在基于從usb(universalserialbus:通用串行總線)主適配器經(jīng)由usb線纜供給的直流電壓來對(duì)二次電池進(jìn)行充電的充電電路。
當(dāng)前,被搭載在移動(dòng)設(shè)備中的充電電路遵照被稱為usbbatterychargingspecification(usb電池充電規(guī)范)的規(guī)范(以下,稱為bc規(guī)范)。主適配器存在幾個(gè)種類。在bc修訂1.2規(guī)范中,作為充電器的種類,定義了sdp(standarddownstreamport:標(biāo)準(zhǔn)下行端口)、dcp(dedicatedchargingport:專用充電端口)、cdp(chargingdownstreamport:充電下行端口)。而且,主適配器能夠供給的電流(電流容量)是根據(jù)充電器的種類而規(guī)定的。具體而言,在dcp、cdp中,被規(guī)定為1500ma,在sdp中,根據(jù)usb的版本而被規(guī)定為100ma、500ma、900ma。
作為利用了usb的下一代的二次電池充電的方式、系統(tǒng),籌劃設(shè)定了被稱為usbpowerdelivery(usb電力輸送)的規(guī)范(以下,稱為pd規(guī)范)。在pd規(guī)范中,能供給的電力從bc規(guī)范的7.5w大幅地增大到最大100w。具體而言,在pd規(guī)范中,作為usb總線電壓,允許供給高于5v的電壓(具體而言,12v、20v),充電電流也被允許供給比bc規(guī)范大的量(具體而言,2a、3a、5a)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2013-198262號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:日本特開2006-60977號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)3:日本特開2006-304500號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的課題
1.在pd規(guī)范中,成為電力供給源的供電裝置會(huì)切換地生成多個(gè)總線電壓vbus。此處,考慮供電裝置按5v和20v來切換總線電壓vbus的狀況。圖1是本發(fā)明人所研究的供電裝置300的電路圖。
供電裝置300包括dc/dc轉(zhuǎn)換器302、電阻r1、r2、控制ic(integratedcircuit:集成電路)304、總線線路306、連接器308。在連接器308上經(jīng)由usb線纜310而連接未圖示的受電裝置。
dc/dc轉(zhuǎn)換器302具有out(輸出)端子、以及fb(反饋)端子。在out端子上連接總線線路306。dc/dc轉(zhuǎn)換器302為了使得被反饋到fb端子的反饋電壓vfb與預(yù)定的基準(zhǔn)電壓vref一致,而使其輸出電壓vbus穩(wěn)定化。
電阻r1、r2被串聯(lián)地設(shè)置在總線線路306與接地之間,對(duì)總線電壓vbus進(jìn)行分壓,并生成與總線電壓vbus成比例的反饋電壓vfb。如果設(shè)分壓比為k,則式(1)成立。電阻r2是可變電阻,因而,分壓比k也可變。
vfb=vbus×k…(1)
如上所述,反饋的結(jié)果是,由于vfb=vref成立,所以總線電壓vbus被穩(wěn)定成式(2)的電壓電平。
vbus=vref/k…(2)
控制ic304經(jīng)由總線線路306在與未圖示的受電裝置之間收發(fā)信號(hào),并通過協(xié)商(negotiation)來決定總線電壓vbus的電壓電平。而且,根據(jù)所決定的電壓電平來切換分壓比k,從而能夠生成受電裝置所要求的總線電壓vbus。
在圖1的供電裝置300中,由于利用單一的dc/dc轉(zhuǎn)換器302來生成不同的電壓電平的總線電壓vbus,所以,存在dc/dc轉(zhuǎn)換器302的成本變高這種問題。
2.可設(shè)想由于充電所使用的線纜的局部斷線、連接器的接觸不良等而導(dǎo)致充電路徑的阻抗變高的情況。在pd規(guī)范中,能夠流動(dòng)幾a的大電流,能夠進(jìn)行急速的充電,但其反面,若這種大電流在阻抗較高的充電路徑中流動(dòng),則會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱等問題。
在以往的bc規(guī)范中,由于總線電壓vbus按5v固定,所以,如果設(shè)定比此低的閾值電壓vth,則能夠檢測(cè)系統(tǒng)的異常。該功能也被稱為uvlo(undervoltagelockout:欠壓閉鎖),在各種各樣的設(shè)備中被廣泛利用。不過,在pd規(guī)范中,由于總線電壓vbus因設(shè)備而多種多樣,所以無法規(guī)定閾值電壓vth,難以利用與以往同樣的方法來檢測(cè)異常。
本發(fā)明是在該狀況下完成的,其一個(gè)技術(shù)方案的例示性目的之一在于,提供一種能夠以廉價(jià)的構(gòu)成來生成多種總線電壓vbus的供電裝置。
此外,本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)方案的例示性目的之一在于,提供一種能夠在pd規(guī)范下檢測(cè)異常的受電裝置。
用于解決課題的手段
1.本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案涉及遵照usb(universalserialbus:通用串行總線)-pd(powerdelivery:電力輸送)規(guī)范的供電裝置。供電裝置包括:總線線路,其為了供電而傳送總線電壓;第1電源電路,其生成具有第1電壓電平的第1總線電壓;第2電源電路,其生成具有比第1電壓電平高的第2電壓電平的第2總線電壓;第1開關(guān),其被設(shè)置在總線線路與第1電源電路的輸出端子之間;第2開關(guān),其被設(shè)置在總線線路與第2電源電路的輸出端子之間;以及控制電路,其被構(gòu)成為,從供電對(duì)象的受電裝置經(jīng)由總線線路接收控制信號(hào),并基于該控制信號(hào)來控制第1開關(guān)及第2開關(guān)。
根據(jù)該技術(shù)方案,由于不需要切換第1電源電路、第2電源電路各自的輸出電壓,所以,能夠廉價(jià)地構(gòu)成第1電源電路、第2電源電路。
也可以是,第1開關(guān)包含被串聯(lián)連接的第1晶體管及第2晶體管。也可以是,第2開關(guān)包含被串聯(lián)連接的第3晶體管及第4晶體管。也可以是,第1晶體管的背柵被連線為,其寄生二極管的陰極成為第1電源電路的輸出端子側(cè),第2晶體管的背柵被連線為,其寄生二極管的陰極成為總線線路側(cè),第3晶體管的背柵被連線為,其寄生二極管的陰極成為第2電源電路的輸出端子側(cè),第4晶體管的背柵被連線為,其寄生二極管的陰極成為總線線路側(cè)。
根據(jù)該構(gòu)成,能夠既防止電流的逆流,又選擇性地使用多個(gè)電源電路的輸出電壓。此外,能夠形成利用了寄生二極管的二極管或門電路。
也可以是,控制電路經(jīng)由第1晶體管及第3晶體管導(dǎo)通、且第2晶體管及第4晶體管截止的狀態(tài),來切換總線電壓的電壓電平。
在該狀態(tài)下,第2晶體管和第4晶體管的寄生二極管形成對(duì)多個(gè)電源電路的輸出電壓中較高者進(jìn)行選擇的或門電路。因而,在切換多個(gè)電源電路的輸出電壓時(shí),能夠抑制總線電壓變得不穩(wěn)定。
也可以是,一個(gè)技術(shù)方案的供電裝置還包括:電容器,其被設(shè)置在總線線路與接地之間,以及放電開關(guān),其被設(shè)置在總線線路與接地之間。也可以是,控制電路被構(gòu)成為控制放電開關(guān)。
根據(jù)該技術(shù)方案,由于能夠利用放電開關(guān)來抽出電容器的電荷,所以能夠迅速地使總線電壓降低。
也可以是,控制電路在使總線電壓從第2電壓電平向第1電壓電平降低時(shí),接通放電開關(guān)。
也可以是,控制電路在接通了放電開關(guān)后,若總線線路的電壓降低到與第1電壓電平相應(yīng)的閾值電壓,則切斷放電開關(guān)。
也可以是,電容器連同與總線線路串聯(lián)地設(shè)置的電感一起,形成lc濾波器。
也可以是,控制電路在將總線電壓從第1電壓電平向第2電壓電平切換時(shí),按照如下順序轉(zhuǎn)變:第1晶體管、第2晶體管導(dǎo)通、且第3晶體管、第4晶體管截止的第1狀態(tài),第1晶體管導(dǎo)通、且第2晶體管、第3晶體管、第4晶體管截止的第2狀態(tài),第1晶體管、第3晶體管導(dǎo)通、且第2晶體管、第4晶體管截止的第3狀態(tài),第3晶體管導(dǎo)通、且第1晶體管、第2晶體管、第4晶體管截止的第4狀態(tài),第3晶體管、第4晶體管導(dǎo)通、且第1晶體管、第2晶體管截止的第5狀態(tài)。
也可以是,供電裝置還包括被設(shè)置在總線線路與接地之間的放電開關(guān)。也可以是,控制電路被構(gòu)成為控制放電開關(guān),在將總線電壓從第2電壓電平向第1電壓電平切換時(shí),按照如下順序轉(zhuǎn)變:第3晶體管、第4晶體管導(dǎo)通、且第1晶體管、第2晶體管、放電開關(guān)截止的第5狀態(tài),第3晶體管導(dǎo)通、且第1晶體管、第2晶體管、第4晶體管、放電開關(guān)截止的第6狀態(tài),第1晶體管、第3晶體管導(dǎo)通、且第2晶體管、第4晶體管、放電開關(guān)截止的第7狀態(tài),第1晶體管導(dǎo)通、且第2晶體管、第3晶體管、第4晶體管、放電開關(guān)截止的第8狀態(tài),第1晶體管、第2晶體管、放電開關(guān)導(dǎo)通、且第3晶體管、第4晶體管截止的第9狀態(tài),第1晶體管、第2晶體管導(dǎo)通、且第3晶體管、第4晶體管、放電開關(guān)截止的第10狀態(tài)。
也可以是,第1電壓電平是5v,第2電壓電平是12v或20v。
本發(fā)明的另一技術(shù)方案涉及遵照usb(universalserialbus)-pd(powerdelivery:電力輸送)規(guī)范的供電裝置所使用的控制電路。供電裝置包括:總線線路,其為了供電而傳送總線電壓;第1電源電路,其生成具有第1電壓電平的第1總線電壓;第2電源電路,其生成具有比第1電壓電平高的第2電壓電平的第2總線電壓;第1開關(guān),其被設(shè)置在總線線路與第1電源電路的輸出端子之間;以及第2開關(guān),其被設(shè)置在總線線路與第2電源電路的輸出端子之間??刂齐娐繁粯?gòu)成為,從供電對(duì)象的受電裝置經(jīng)由總線線路接收控制信號(hào),并基于該控制信號(hào)來控制第1開關(guān)及第2開關(guān)。
根據(jù)該技術(shù)方案,由于不需要切換第1電源電路、第2電源電路各自的輸出電壓,所以能夠廉價(jià)地構(gòu)成第1電源電路、第2電源電路。
也可以是,控制電路包括:通信端子,其與總線線路經(jīng)由dc隔直電容器而連接;放電端子,其與總線線路連接;放電開關(guān),其被設(shè)置在放電端子與接地之間;通信部,其與通信端子連接;邏輯電路,其基于通信部所接收到的信號(hào)來生成指示第1開關(guān)、第2開關(guān)及放電開關(guān)的狀態(tài)的指示信號(hào);以及驅(qū)動(dòng)器,其基于指示第1開關(guān)、第2開關(guān)的狀態(tài)的控制信號(hào),來切換第1開關(guān)及第2開關(guān)的接通、切斷狀態(tài)。
也可以是,第1開關(guān)及第2開關(guān)包含n溝道m(xù)osfet(metaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor:金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)。也可以使,驅(qū)動(dòng)器包含生成n溝道m(xù)osfet的柵極電壓的升壓電路。
也可以是,第1開關(guān)包含被串聯(lián)連接的第1晶體管及第2晶體管。也可以是,第2開關(guān)包含被串聯(lián)連接的第3晶體管及第4晶體管。也可以是,第1晶體管的背柵被連線為,其寄生二極管的陰極成為第1電源電路的輸出端子側(cè),第2晶體管的背柵被連線為,其寄生二極管的陰極成為總線線路側(cè),第3晶體管的背柵被連線為,其寄生二極管的陰極成為第2電源電路的輸出端子側(cè),第4晶體管的背柵被連線為,其寄生二極管的陰極成為總線線路側(cè)。
也可以是,邏輯電路生成分別針對(duì)第1晶體管、第2晶體管、第3晶體管、第4晶體管及放電開關(guān)的指示信號(hào)。
也可以是,控制電路還包括將總線電壓和與第1電壓電平相應(yīng)的閾值電壓進(jìn)行比較的比較器。也可以是,邏輯電路基于比較器的輸出來控制放電開關(guān)。
也可以是,第1電壓電平是5v,第2電壓電平是12v或20v。
2.本發(fā)明的另一技術(shù)方案涉及遵照usb(universalserialbus:通用串行總線)-pd(powerdelivery:電力輸送)規(guī)范的受電裝置。受電裝置包括:連接器,其連接有usb線纜;總線線路,其與連接器連接,并傳送總線電壓;開關(guān),其被設(shè)置在總線線路上;充電電路,其接收總線電壓,并將二次電池充電;以及控制電路,其被構(gòu)成為,經(jīng)由總線線路而在供電裝置與之間進(jìn)行通信,控制開關(guān),并能夠檢測(cè)usb線纜的異常。控制電路被構(gòu)成為,通過與供電裝置的通信來決定總線電壓的電壓電平,在供電裝置開始供給已被決定的電壓電平的總線電壓后,在切斷了開關(guān)的狀態(tài)下,存儲(chǔ)被供給到總線線路的總線電壓的電壓電平,然后,在接通了開關(guān)的狀態(tài)下,若總線電壓的電壓電平低于與已存儲(chǔ)的總線電壓的電壓電平相應(yīng)的閾值,則使異常檢測(cè)信號(hào)置于有效。
根據(jù)該技術(shù)方案,在切斷了開關(guān)的狀態(tài)下,由于流過線纜、連接器的電流實(shí)質(zhì)上為零,所以電壓下降為零。在該狀態(tài)下,通過基于實(shí)際供給的總線電壓來設(shè)定閾值電壓,從而即使在總線電壓會(huì)變化的pd規(guī)范中,也能夠檢測(cè)因線纜、連接器等而引起的異常。
也可以是,控制電路包括:通信部,其經(jīng)由總線線路而與供電裝置進(jìn)行通信;a/d轉(zhuǎn)換器,其與總線線路連接,并將被供給到總線線路的總線電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字值;驅(qū)動(dòng)器,其控制開關(guān)的接通、切斷;以及邏輯電路,其被構(gòu)成為,(1)決定總線電壓的電壓電平,(2)保持在切斷了開關(guān)的狀態(tài)下取得的數(shù)字值,(3)接通開關(guān),(4)將之后取得的數(shù)字值與已被保持的數(shù)字值進(jìn)行比較。
也可以是,一個(gè)技術(shù)方案的受電裝置包括:電感,其與總線線路串聯(lián)連接;以及dc隔直電容器,其一端與總線線路連接,另一端與控制電路的通信部連接。
在此情況下,通過利用控制電路對(duì)比電感靠充電電路側(cè)的總線線路上的總線電壓進(jìn)行監(jiān)視,從而能夠不受因通信部的通信而引起的總線線路的電壓變動(dòng)的影響地設(shè)定閾值電壓。
也可以是,開關(guān)包含被串聯(lián)連接的第1晶體管及第2晶體管。也可以是,第1晶體管及第2晶體管各自的背柵被連線為各自的寄生二極管反向的方式。由此,能夠防止電流的逆流。
也可以是,驅(qū)動(dòng)器包含升壓電路。
也可以是,二次電池是多單元二次電池。
本發(fā)明的另一技術(shù)方案涉及電子設(shè)備。也可以是,電子設(shè)備包括上述的任何一項(xiàng)的受電裝置。
本發(fā)明的另一技術(shù)方案涉及usb充電器。也可以是,usb充電器包括受電裝置。
本發(fā)明的另一技術(shù)方案涉及遵照usb(universalserialbus:通用串行總線)-pd(powerdelivery:電力輸送)規(guī)范的受電裝置所使用的控制電路。受電裝置包括:連接器,其連接有usb線纜;總線線路,其與連接器連接,并傳送總線電壓;開關(guān),其被設(shè)置在總線線路上;以及充電電路,其接收總線電壓并將二次電池充電??刂齐娐繁粯?gòu)成為:通過經(jīng)由總線線路進(jìn)行的與供電裝置的通信來決定總線電壓的電壓電平,在供電裝置開始供給已被決定的電壓電平的總線電壓后,在切斷了開關(guān)的狀態(tài)下,存儲(chǔ)被供給到總線線路的總線電壓的電壓電平,然后,在接通了開關(guān)的狀態(tài)下,若總線電壓的電壓電平低于與已存儲(chǔ)的總線電壓的電壓電平相應(yīng)的閾值,則使異常檢測(cè)信號(hào)置于有效。
也可以是,控制電路包括:通信部,其經(jīng)由總線線路而與供電裝置進(jìn)行通信;a/d轉(zhuǎn)換器,其與總線線路連接,并將被供給到總線線路的總線電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字值;驅(qū)動(dòng)器,其控制開關(guān)的接通、切斷;以及邏輯電路,其被構(gòu)成為,(1)決定總線電壓的電壓電平,(2)保持在切斷了開關(guān)的狀態(tài)下取得的數(shù)字值,(3)接通開關(guān),(4)將之后取得的數(shù)字值與已被保持的數(shù)字值進(jìn)行比較。
也可以是,控制電路被一體集成在一個(gè)半導(dǎo)體基板上。
所謂“一體集成”,包括電路的所有構(gòu)成要素被形成在半導(dǎo)體基板上的情況、以及電路的主要構(gòu)成要素被一體集成的情況,也可以為了電路常數(shù)的調(diào)節(jié)用而將一部分電阻、電容器等設(shè)置在半導(dǎo)體基板的外部。通過將電路集成化為1個(gè)ic,能夠削減電路面積,并且能夠使電路元件的特性保持均勻。
需要說明的是,將以上構(gòu)成要素任意組合,或?qū)⒈景l(fā)明的構(gòu)成要素、表現(xiàn)形式在方法、裝置、系統(tǒng)等之間相互替換的方案,也作為本發(fā)明的技術(shù)方案也是有效的。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案,能夠廉價(jià)地構(gòu)成供電裝置。此外,根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案,能夠利用遵照pd規(guī)范的受電裝置來檢測(cè)異常。
附圖說明
圖1是本發(fā)明人所研究的供電裝置的電路圖。
圖2是表示包括第1實(shí)施方式的供電裝置的供電系統(tǒng)的框圖。
圖3是表示第1實(shí)施方式的供電裝置的構(gòu)成的框圖。
圖4是表示圖3的供電裝置的動(dòng)作的波形圖。
圖5的(a)~(j)是與圖4的各狀態(tài)對(duì)應(yīng)的供電裝置的等效電路圖。
圖6是表示包括第2實(shí)施方式的受電裝置的供電系統(tǒng)的框圖。
圖7是圖6的受電裝置的正常時(shí)的動(dòng)作波形圖。
圖8是圖6的受電裝置的異常時(shí)的動(dòng)作波形圖。
圖9是表示搭載圖6的受電裝置的電子設(shè)備的一個(gè)例子的圖。
具體實(shí)施方式
以下,基于適宜的實(shí)施方式,參照附圖說明本發(fā)明。對(duì)于各附圖所示的相同或等同的構(gòu)成要素、構(gòu)件、處理,標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記,適當(dāng)省略重復(fù)的說明。此外,實(shí)施方式并非限定發(fā)明,而是例示,并非實(shí)施方式中所記述的所有特征及其組合都是發(fā)明的本質(zhì)部分。
在本說明書中,所謂“構(gòu)件a與構(gòu)件b連接的狀態(tài)”,包括構(gòu)件a與構(gòu)件b物理性地直接連接的情況,也包括構(gòu)件a與構(gòu)件b經(jīng)由其他構(gòu)件間接地連接,且不會(huì)給它們的電連接狀態(tài)帶來實(shí)質(zhì)性影響的、或者不會(huì)損害通過它們的結(jié)合而發(fā)揮的功能、效果的情況。
同樣,所謂“構(gòu)件c被設(shè)置在構(gòu)件a與構(gòu)件b之間的狀態(tài)”,除了包括構(gòu)件a與構(gòu)件c、或者構(gòu)件b與構(gòu)件c直接連接的情況之外,還包括經(jīng)由其他構(gòu)件間接地連接,且不會(huì)對(duì)它們的電連接狀態(tài)帶來實(shí)質(zhì)性影響的、或者不會(huì)損害通過它們的結(jié)合而發(fā)揮的功能、效果的情況。
(第1實(shí)施方式)
圖2是表示包括第1實(shí)施方式的供電裝置100的供電系統(tǒng)1的框圖。供電系統(tǒng)1包括供電裝置100和受電裝置200。供電裝置100和受電裝置200分別遵照usb-pd規(guī)范。受電裝置200例如是移動(dòng)電話終端、平板終端、筆記本型pc(personalcomputer:個(gè)人電腦)、數(shù)碼照相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)等電池驅(qū)動(dòng)型的信息終端設(shè)備。
受電裝置200包括二次電池202、微型計(jì)算機(jī)204、系統(tǒng)電源206、usb收發(fā)器208、以及充電電路210。
二次電池202是鋰離子電池、鎳氫電池等二次電池,輸出電池電壓vbat。二次電池202的單元數(shù)根據(jù)受電裝置200的種類而多種多樣。電池電壓vbat在1個(gè)單元的情況下是大致4.5v左右,在2個(gè)單元的情況下,是大致9v。因而,供電裝置100在連接了內(nèi)置有1個(gè)單元的二次電池202的受電裝置200的情況下,供給5v的總線電壓vbus即足夠,但是,對(duì)于內(nèi)置有2個(gè)單元以上的二次電池202的受電裝置200,需要供給12v或者20v的總線電壓vbus。
在受電裝置200的usb端口212上,作為usb(universalserialbus:通用串行總線)主適配器的供電裝置100能夠經(jīng)由usb線纜214拆裝。
更具體而言,對(duì)usb端口212的vbus端子,經(jīng)由總線線路220供給來自供電裝置100的直流電壓(總線電壓,也稱為總線電源)vbus。dp端子、dm端子與usb線纜的數(shù)據(jù)線d+、d-連接。id端子在本實(shí)施方式中不被使用。gnd端子與gnd線連接。
充電電路210接收總線電壓vbus并對(duì)二次電池202充電。在pd規(guī)范中,在供電裝置100與受電裝置200之間規(guī)定有通信協(xié)議,能夠經(jīng)由總線線路220進(jìn)行信息的傳遞。該通信以將調(diào)制信號(hào)疊加在總線線路220的總線電壓vbus上的形式進(jìn)行。充電電路210包含用于經(jīng)由總線線路220而與供電裝置100通信的通信部(未圖示)。
微型計(jì)算機(jī)204是控制受電裝置200整體的主處理器。在無線通信終端的情況下,基帶處理器、應(yīng)用處理器相當(dāng)于微型計(jì)算機(jī)204。
系統(tǒng)電源206使電池電壓vbat升壓或降壓,并生成針對(duì)受電裝置200的各模塊的多個(gè)電源電壓。對(duì)微型計(jì)算機(jī)204供給由系統(tǒng)電源206生成的電源電壓vdd。
usb收發(fā)器208在與供電裝置100之間經(jīng)由信號(hào)線d+、d-進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)。
以上是受電裝置200的構(gòu)成的概要。接下來,說明對(duì)受電裝置200供給總線電壓vbus的供電裝置100。
圖3是表示第1實(shí)施方式的供電裝置100的構(gòu)成的框圖。
供電裝置100主要包括第1電源電路130、第2電源電路132、濾波器134、usb端口136、第1開關(guān)sw1、第2開關(guān)sw2、放電開關(guān)sw3、控制電路140。在usb端口136上連接usb線纜214。
總線線路220為了向供電對(duì)象即受電裝置200供電而傳送總線電壓vbus。
第1電源電路130生成具有第1電壓電平v1的第1總線電壓vbus1。第2電源電路132生成具有比第1電壓電平v1高的第2電壓電平v2的第2總線電壓vbus2。第1電源電路130、第2電源電路132分別能夠由線性穩(wěn)壓器、電荷泵電路、dc/dc轉(zhuǎn)換器等構(gòu)成,這些構(gòu)成不特別限定。
第1開關(guān)sw1被設(shè)置在總線線路220與第1電源電路130的輸出端子之間。第2開關(guān)sw2被設(shè)置在總線線路220與第2電源電路132的輸出端子之間??刂齐娐?40從供電對(duì)象的受電裝置200經(jīng)由總線線路220接收控制信號(hào)s1,基于控制信號(hào)s1選擇電壓電平,并根據(jù)所選擇的電壓電平來控制第1開關(guān)sw1及第2開關(guān)sw2。
放電開關(guān)sw3被設(shè)置在總線線路220與接地之間。放電開關(guān)sw3可以被內(nèi)置在控制電路140中,也可以與第1開關(guān)sw1、第2開關(guān)sw2同樣被外設(shè)。
lc濾波器(也簡(jiǎn)稱為濾波器)134防止在經(jīng)由總線線路220進(jìn)行的通信中所使用的控制信號(hào)s1作為噪聲混入到第1電源電路130、第2電源電路132側(cè)。濾波器134包含:電容器c11,其被設(shè)置在總線線路220與接地之間;以及電感l(wèi)11,其被與總線線路220串聯(lián)地設(shè)置。
經(jīng)由總線線路220傳送的控制信號(hào)s1經(jīng)由dc隔直電容器c12而被輸入到控制電路140。
控制電路140經(jīng)由總線線路220而與受電裝置200通信,并選擇總線電壓vbus的電壓電平。在本實(shí)施方式中,第1電壓電平v1是5v,第2電壓電平v2是12v或者20v。
控制電路140被構(gòu)成為控制第1開關(guān)sw1、第2開關(guān)sw2、放電開關(guān)sw3各自的接通、切斷狀態(tài)。具體而言,在第1電壓電平v1被選擇時(shí),接通第1開關(guān)sw1,并切斷第2開關(guān)sw2,在第2電壓電平v2被選擇時(shí),切斷第1開關(guān)sw1,并接通第2開關(guān)sw2。
此外,控制電路140在使總線電壓vbus從第2電壓電平v2降低到第1電壓電平v1時(shí),接通放電開關(guān)sw3。
需要說明的是,在決定總線電壓vbus的電壓電平之前的階段,作為默認(rèn)項(xiàng)的第1電壓電平v1的總線電壓vbus被供給到受電裝置200。在該狀態(tài)下,第1電源電路130可用(enable),第2電源電路132禁用(disable),第1開關(guān)sw1接通,第2開關(guān)sw2切斷,下述的放電開關(guān)sw3切斷。
第1開關(guān)sw1包含串聯(lián)連接的第1晶體管sw1a及第2晶體管sw1b。第1晶體管sw1a和第2晶體管sw1b也可以互換。同樣,第2開關(guān)sw2包含串聯(lián)連接的第3晶體管sw2a及第4晶體管sw2b。第1晶體管sw1a和第2晶體管sw1b也可以互換。這些晶體管是n溝道m(xù)osfet(metaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor:金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)。
第1晶體管sw1a的背柵被連線為其寄生二極管的陰極成為第1電源電路130的輸出端子側(cè)的方式。此外,第2晶體管sw1b的背柵被連線為其寄生二極管的陰極成為總線線路220側(cè)的方式。第3晶體管sw2a的背柵被連線為其寄生二極管的陰極成為第2電源電路132的輸出端子側(cè)的方式。此外,第4晶體管sw2b的背柵被連線為其寄生二極管的陰極成為總線線路220側(cè)的方式。
控制電路140在切換總線電壓vbus的電壓電平時(shí),經(jīng)由第1晶體管sw1a及第3晶體管sw2a變成導(dǎo)通、且第2晶體管sw1b及第4晶體管sw2b變成截止的狀態(tài)。在該狀態(tài)下,由于第1開關(guān)sw1、第2開關(guān)sw2形成二極管或門電路,所以在總線線路220中發(fā)生與第1電源電路130和第2電源電路132的輸出電壓中較高者相應(yīng)的電壓。由此,在切換電壓電平時(shí),能夠防止總線電壓vbus變得不穩(wěn)定的情況。
此外,控制電路140在接通了放電開關(guān)sw3后,在總線線路220的電壓降低到與第1電壓電平相應(yīng)的閾值電壓時(shí),切斷放電開關(guān)sw3。
接下來,說明控制電路140的構(gòu)成??刂齐娐?40除放電開關(guān)sw3外還包括通信部142、邏輯電路144、驅(qū)動(dòng)器146、比較器148。
控制電路140的通信端子com經(jīng)由dc隔直電容器c12而與總線線路220連接。放電端子dis經(jīng)由放電電阻r11而與總線線路220連接。放電開關(guān)sw3被設(shè)置在放電端子dis與接地之間。通信部142與通信端子com連接,接收控制信號(hào)s1。邏輯電路144基于通信部142所接收到的信號(hào),生成指示第1開關(guān)sw1、第2開關(guān)sw2及放電開關(guān)sw3的狀態(tài)的指示信號(hào)s2。
驅(qū)動(dòng)器146基于指示信號(hào)s2來切換第1開關(guān)sw1及第2開關(guān)sw2的接通、切斷狀態(tài)。如上所述,包含生成構(gòu)成第1開關(guān)sw1、第2開關(guān)sw2的n溝道m(xù)os晶體管的柵極電壓的升壓電路。
總線電壓vbus被輸入到電壓檢測(cè)端子vs。比較器148將總線電壓vbus和與第1電壓電平v1相應(yīng)的閾值電壓vth進(jìn)行比較。也可以設(shè)為vth=v1。邏輯電路144基于比較器148的輸出s4來控制放電開關(guān)sw3。
以上是供電裝置100的構(gòu)成。接下來,說明其動(dòng)作。
圖4是表示供電裝置100的動(dòng)作的波形圖。在圖4中示出總線電壓vbus及各晶體管sw1a、sw1b、sw2a、sw2b、sw3的狀態(tài)。開關(guān)的波形中,高電平對(duì)應(yīng)于接通,低電平對(duì)應(yīng)于切斷。圖5的(a)~(j)是與圖4的各狀態(tài)對(duì)應(yīng)的供電裝置100的等效電路圖。
初始的第1狀態(tài)φ1是供電裝置100供給v1=5v的總線電壓vbus的默認(rèn)狀態(tài)。在第1狀態(tài)φ1下,第1電源電路130可用,第1晶體管sw1a、第2晶體管sw1b導(dǎo)通,第3晶體管sw2a、第4晶體管sw2b截止。
在將總線電壓vbus從第1電壓電平v1切換到第2電壓電平v2時(shí),供電裝置100經(jīng)歷第1狀態(tài)φ1~第5狀態(tài)φ5的轉(zhuǎn)變。
在第2狀態(tài)φ2下,第1晶體管sw1a導(dǎo)通,第2晶體管sw1b、第3晶體管sw2a、第4晶體管sw2b截止。該狀態(tài)下的總線電壓vbus是v1-vf。若設(shè)vf=0.7v,則vbus=4.3v。
在第3狀態(tài)φ3下,第1晶體管sw1a、第3晶體管sw2a導(dǎo)通,第2晶體管sw1b、第4晶體管sw2b截止。在該狀態(tài)下,第1開關(guān)sw1、第2開關(guān)sw2成為二極管或門電路,第1電源電路130的輸出電壓和第2電源電路132的輸出電壓v2中較高者被選擇。因而,能夠抑制總線電壓vbus變得比4.3v低的情況。
在第4狀態(tài)φ4下,第3晶體管sw2a導(dǎo)通,第1晶體管sw1a、第2晶體管sw1b、第4晶體管sw2b截止。該狀態(tài)下的總線電壓vbus是v2-vf。
在第5狀態(tài)φ5下,第3晶體管sw2a、第4晶體管sw2b導(dǎo)通,第1晶體管sw1a、第2晶體管sw1b截止。該狀態(tài)下的總線電壓vbus是v2,電壓電平的切換完成。
接下來,說明將總線電壓vbus從第2電壓電平v2切換到第1電壓電平v1時(shí)的動(dòng)作。此時(shí),供電裝置100經(jīng)歷第5狀態(tài)φ5~第10狀態(tài)φ10的轉(zhuǎn)變。
在初始狀態(tài)的第5狀態(tài)φ5下,第3晶體管sw2a、第4晶體管sw2b導(dǎo)通,第1晶體管sw1a、第2晶體管sw1b、放電開關(guān)sw3截止。
在第6狀態(tài)φ6下,第3晶體管sw2a導(dǎo)通,第1晶體管sw1a、第2晶體管sw1b、第4晶體管sw2b、放電開關(guān)sw3截止。該狀態(tài)下的總線電壓vbus是v2-vf。
在第7狀態(tài)φ7下,第1晶體管sw1a、第3晶體管sw2a導(dǎo)通,第2晶體管sw1b、第4晶體管sw2b、放電開關(guān)sw3截止。該狀態(tài)下的總線電壓vbus繼續(xù)是v2-vf。
在第8狀態(tài)φ8下,第1晶體管sw1a導(dǎo)通,第2晶體管sw1b、第3晶體管sw2a、第4晶體管sw2b、放電開關(guān)sw3截止。在該狀態(tài)下,第1開關(guān)sw1、第2開關(guān)sw2成為二極管或門電路,第1電源電路130的輸出電壓和第2電源電路132的輸出電壓v2中較高者被選擇。因而,能夠既抑制總線電壓vbus變得比4.3v低的情況,又使總線電壓vbus降低。
在第9狀態(tài)φ9下,第1晶體管sw1a、第2晶體管sw1b、放電開關(guān)sw3導(dǎo)通,第3晶體管sw2a、第4晶體管sw2b截止。由于放電開關(guān)sw3導(dǎo)通,從而促進(jìn)電容器c11的放電,能夠在短時(shí)間內(nèi)使總線電壓vbus變化。此時(shí)的放電速度能夠根據(jù)放電電阻r11的電阻值來調(diào)節(jié)。若總線電壓vbus降低到閾值電壓vth=5v,則比較器148的輸出即檢測(cè)信號(hào)s4被置于有效(assert)。若檢測(cè)信號(hào)s4被置于有效,則邏輯電路144轉(zhuǎn)變到第10狀態(tài)φ10。
在第10狀態(tài)φ10下,第1晶體管sw1a、第2晶體管sw1b導(dǎo)通,第3晶體管sw2a、第4晶體管sw2b、放電開關(guān)sw3截止。該狀態(tài)下的總線電壓vbus是v1,電壓電平的切換完成。
以上是供電裝置100的動(dòng)作。
在該供電裝置100中,不需要切換第1電源電路130、第2電源電路132各自的輸出電壓。因而,與將單一的電源電路(dc/dc轉(zhuǎn)換器)的輸出設(shè)為可變的比較技術(shù)相比,能夠廉價(jià)地構(gòu)成電源電路。
此外,通過將第1開關(guān)sw1、第2開關(guān)sw2分別設(shè)為mosfet的串聯(lián)連接,從而能夠既防止電流的逆流,又選擇性地使用多個(gè)電源電路130、132的輸出電壓。此外,由于能夠形成利用了寄生二極管的二極管或門電路,所以能夠防止總線電壓vbus非意圖地降低的情況。
特別是,控制電路140經(jīng)由第1晶體管sw1a及第3晶體管sw2a變成導(dǎo)通、第2晶體管sw1b及第4晶體管sw2b變成截止的狀態(tài),切換總線電壓vbus的電壓電平。由此,在切換電壓電平時(shí),能夠抑制被供給到受電裝置200的總線電壓vbus降低到5-vf以下的情況。
此外,在遵照pd規(guī)范的供電裝置100中,插入有濾波器134。該電容器c11在正常狀態(tài)下有助于總線電壓vbus的穩(wěn)定化,但是,在伴隨電壓的切換的過渡狀態(tài)下,會(huì)使切換速度降低。通過設(shè)置放電開關(guān)sw3,從而能夠迅速地使電壓電平降低。
以上,關(guān)于本發(fā)明的第1個(gè)方面,基于第1實(shí)施方式進(jìn)行了說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)理解,本實(shí)施方式是例示,這些各構(gòu)成要素、各處理工藝的組合可以有各種變形例,此外,這種變形例也屬于本發(fā)明的范圍。以下,說明這種變形例。
在第1實(shí)施方式中,說明了用n溝道m(xù)osfet構(gòu)成第1開關(guān)sw1、第2開關(guān)sw2的情況,但是,本發(fā)明不限定于此,也可以使用p溝道m(xù)osfet。
在第1實(shí)施方式中,說明了在第9狀態(tài)φ9下使放電開關(guān)sw3導(dǎo)通的情況,但是,本發(fā)明不限定于此,也可以在第8狀態(tài)φ8下使放電開關(guān)sw3導(dǎo)通。
此外,在第1實(shí)施方式中,說明了將總線電壓vbus按2個(gè)電壓電平進(jìn)行切換的情況,但是,也能夠擴(kuò)張到3個(gè)以上。
(第2實(shí)施方式)
圖6是表示包括第2實(shí)施方式的受電裝置6的供電系統(tǒng)1的框圖。供電系統(tǒng)1包括供電裝置4及受電裝置6。
供電裝置4及受電裝置6分別遵照usb-pd規(guī)范。受電裝置6例如被搭載于移動(dòng)電話終端、平板終端、筆記本型pc(personalcomputer:個(gè)人計(jì)算機(jī))、數(shù)碼照相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)等電池驅(qū)動(dòng)型的信息終端設(shè)備。
供電裝置4和受電裝置6被構(gòu)成為分別包括連接器40、連接器60,且能夠?qū)蛇B接器間經(jīng)由usb線纜8連接的方式。受電裝置6被構(gòu)成為能夠從供電裝置4接受總線電壓vbus的供給,并對(duì)內(nèi)置的二次電池64充電的方式。
首先,說明供電裝置4的構(gòu)成。供電裝置4除連接器40外還包括總線線路42、電源電路44、控制電路48。連接器40具有vbsu端子、gnd(接地)端子、數(shù)據(jù)端子d+、d-。
總線線路42將電源電路44的輸出與連接器40的vbus端子之間連接。遵照pd規(guī)范的供電裝置4和受電裝置6之間,規(guī)定有通信協(xié)議,能夠經(jīng)由總線線路80進(jìn)行信息的傳遞。該通信以使被調(diào)制后的控制信號(hào)s3疊加在總線線路80的總線電壓vbus上的形式進(jìn)行。供電裝置4及受電裝置6通過利用了控制信號(hào)s3的協(xié)商來決定總線電壓vbus的電壓電平、充電電流量。若從電源的系統(tǒng)看來,該控制信號(hào)s3成為噪聲。為了除去該噪聲,在總線線路42的路徑上設(shè)置有電感l(wèi)11。
控制電路48的通信(com)端子經(jīng)由dc隔直電容器c11而與總線線路42耦合??刂齐娐?8的通信部482經(jīng)由dc隔直電容器c11收發(fā)控制信號(hào)s3。邏輯電路480基于控制信號(hào)s3來選擇總線電壓vbus,控制電源電路44。這樣,電源電路44經(jīng)由總線線路42、總線線路80供給總線電壓vbus。
接下來,說明受電裝置6的構(gòu)成。受電裝置6包括連接器60、總線線路62、二次電池64、充電電路66、控制電路70。
二次電池64是鋰離子電池、鎳氫電池等二次電池,輸出電池電壓vbat。二次電池64的單元數(shù)根據(jù)受電裝置6的種類而多種多樣。電池電壓vbat在1個(gè)單元的情況下是大致4.5v左右,在2個(gè)單元的情況下是大致9v。因而,供電裝置4在連接了內(nèi)置有1個(gè)單元的二次電池64的受電裝置6的情況下,供給5v的總線電壓vbus就足夠,但是,對(duì)于內(nèi)置有2個(gè)單元以上的二次電池64的受電裝置6,需要供給12v或者20v的總線電壓vbus。
對(duì)usb端口60的vbus端子供給來自供電裝置4的總線電壓vbus??偩€線路62將連接器60的vbus端子與充電電路66之間連接。在總線線路62的路徑上,設(shè)置有電感l(wèi)21及開關(guān)sw4。
開關(guān)sw4被設(shè)置在總線線路62的路徑上。在開關(guān)sw4接通時(shí),輸入總線電壓vbus,在開關(guān)sw4切斷時(shí),不供給總線電壓vbus。開關(guān)sw4包含串聯(lián)連接的作為n溝道m(xù)osfet的第1晶體管sw4a、第2晶體管sw4b。第1晶體管sw4a、第2晶體管sw4b各自的背柵被連線為各個(gè)寄生二極管d1、d2成為反向的方式。由此,能夠防止電流的逆流。
充電電路66接收總線電壓vbus,對(duì)二次電池64充電。為了除去噪聲而設(shè)置有電感l(wèi)21。
控制電路70是被一體集成在一個(gè)半導(dǎo)體基板上的功能ic。控制電路70的com端子經(jīng)由dc隔直電容器c21而與總線線路62連接。對(duì)電源(vdd1)端子供給總線電壓vbus,對(duì)電源(vdd2)端子供給電池電壓vbat??刂齐娐?0將電池電壓vbat或者總線電壓vbus作為電源而動(dòng)作。電壓檢測(cè)(vs)端子與總線線路62連接。vs端子與總線線路62上的比開關(guān)sw4靠連接器60側(cè)的節(jié)點(diǎn)n1連接。更優(yōu)選使節(jié)點(diǎn)n1比電感l(wèi)21靠充電電路66側(cè)。控制電路70的輸出端子(out1、out2)與開關(guān)sw4的晶體管sw4a、sw4b的柵極連接。
控制電路70經(jīng)由總線線路62、總線線路80、總線線路42在與供電裝置4的控制電路48之間進(jìn)行通信,并控制開關(guān)sw4。此外,控制電路70被構(gòu)成為能夠檢測(cè)usb線纜8等的異常。
控制電路70被構(gòu)成為能夠執(zhí)行以下的處理。
(1)通過與供電裝置4進(jìn)行通信來決定總線電壓vbus的電壓電平。
(2)在供電裝置4開始供給所決定的電壓電平的總線電壓vbus后,在切斷了開關(guān)sw4的狀態(tài)下,存儲(chǔ)被供給到總線線路62的總線電壓vbus_init的電壓電平。
(3)然后,在接通了開關(guān)sw4的狀態(tài)下,若總線電壓vbus的電壓電平變得低于與存儲(chǔ)的總線電壓vbus的電壓電平相應(yīng)的閾值vth,則使異常檢測(cè)信號(hào)s4置于有效。
控制電路70包括通信部700、a/d轉(zhuǎn)換器702、驅(qū)動(dòng)器704、邏輯電路706。通信部700經(jīng)由總線線路62而與供電裝置4通信。a/d轉(zhuǎn)換器702經(jīng)由vs端子而與總線線路62的節(jié)點(diǎn)n1連接,將被供給到總線線路62的總線電壓vbus_init轉(zhuǎn)換成數(shù)字值d1。該數(shù)字值(也稱為初始值)d1被存儲(chǔ)在邏輯電路706的寄存器708a中。此外,a/d轉(zhuǎn)換器702在開關(guān)sw4接通后也周期性地將總線電壓vbus轉(zhuǎn)換成數(shù)字值d2,并存儲(chǔ)到寄存器708中。
驅(qū)動(dòng)器704控制開關(guān)sw4的接通、切斷。如上所述,在用n溝道m(xù)osfet構(gòu)成開關(guān)sw4的情況下,驅(qū)動(dòng)器704包含升壓電路。
邏輯電路706被構(gòu)成使得,(1)決定總線電壓vbus的電壓電平,(2)保持在切斷了開關(guān)sw4的狀態(tài)下取得的數(shù)字值d1,(3)接通開關(guān)sw4,(4)將之后取得的數(shù)字值d2與被保持的數(shù)字值d1進(jìn)行比較。邏輯電路706具有寄存器708、比較器710。在寄存器708中,存儲(chǔ)初始值d1、和以預(yù)定的周期讀入的數(shù)字值d2。比較器710對(duì)根據(jù)初始值d1規(guī)定的閾值dth和數(shù)字值d2進(jìn)行比較。閾值dth被設(shè)定為比初始值d1小相當(dāng)于預(yù)定的電壓幅度δv的量的值。在閾值電壓vth與初始電壓vbus之間,以下的關(guān)系式成立。δv例如被設(shè)定為1v左右。
vth=vbus_init-δv
以上是受電裝置6的構(gòu)成的概要。接下來,說明受電裝置6的動(dòng)作。圖7及圖8是圖6的受電裝置6的動(dòng)作波形圖。圖7表示供電系統(tǒng)正常時(shí),圖8表示系統(tǒng)異常時(shí)。所謂異常,可例示總線線路80、總線線路42、總線線路62(以下,統(tǒng)稱為充電路徑)的局部的斷線、接地短路、連接器40或連接器60的連接不良等。
首先,參照?qǐng)D7說明正常時(shí)的動(dòng)作。vs表示總線線路62上的節(jié)點(diǎn)n1的電位。
在供電裝置4和受電裝置6剛被連接后的期間t0~t1中,電源電路44生成默認(rèn)的5v的總線電壓vbus。在接下來的期間t1~t2中,在供電裝置4與受電裝置6之間進(jìn)行協(xié)商,決定總線電壓vbus的電壓電平。在時(shí)刻t3以后,電源電路44生成已被決定的電壓電平(例如12v)的總線電壓vbus。
在總線電壓vbus已穩(wěn)定化的時(shí)刻t3以后的時(shí)刻t4,在開關(guān)sw4切斷的狀態(tài)下,測(cè)定初始總線電壓vbus_init,規(guī)定閾值電壓vth。由于開關(guān)sw4切斷,所以,流過總線線路的電流實(shí)質(zhì)上為零,因而,不論總線線路的電阻如何,vs≒vbus。
在時(shí)刻t5開關(guān)sw4接通,開始充電。設(shè)此時(shí)的充電路徑的阻抗為z、設(shè)充電電流為i時(shí),節(jié)點(diǎn)n1的電位vs由以下的算式給出。vdrop是阻抗z的電壓降。
vs=vbus-vdrop=vbus-z×i
如果在充電路徑中未發(fā)生局部的斷線等,則由于z是足夠小的值,所以電壓降vdrop小于δv,異常檢測(cè)信號(hào)s4不被置于有效,因而,被判定為系統(tǒng)正常。所謂局部的斷線是指,并非阻抗變得無限大的完全斷線,而是在維持有限的阻抗的同時(shí)斷線的狀態(tài)。
接下來,參照?qǐng)D8說明異常時(shí)的動(dòng)作。時(shí)刻t0~t4的動(dòng)作與圖7同樣。
在時(shí)刻t5,開關(guān)sw4接通,開始充電。在發(fā)生了總線線路的局部的斷線等的情況下,由于z成為非常大的值,所以電壓降vdrop比δv大。其結(jié)果是,異常檢測(cè)信號(hào)s4被置于有效,被判定為系統(tǒng)異常。
以上是受電裝置6的動(dòng)作。
這樣,根據(jù)本實(shí)施方式的受電裝置6,在充電路徑上插入開關(guān)sw4,測(cè)定在切斷了開關(guān)sw4的狀態(tài)下實(shí)際被供給的總線電壓vbus,并基于測(cè)定到的總線電壓vbus來設(shè)定閾值電壓vth,從而即使在總線電壓vbus會(huì)變化的pd規(guī)范中,也能夠檢測(cè)因線纜、連接器等而引起的異常。
此外,根據(jù)受電裝置6,也能夠檢測(cè)在開始了充電后發(fā)生的接地等的異常。
此外,通過將控制電路70監(jiān)視電壓的節(jié)點(diǎn)n1設(shè)在比電感l(wèi)21靠充電電路66側(cè)的位置,從而能夠不受因通信部700的通信而引起的總線線路62的電壓變動(dòng)的影響地設(shè)定閾值電壓vth。
最后,說明受電裝置6的具體例。圖9是表示搭載圖6的受電裝置6的電子設(shè)備的一個(gè)例子的圖。圖9的電子設(shè)備400是筆記本pc。電子設(shè)備400在其箱體402的側(cè)面具有連接器60。在箱體402的內(nèi)部?jī)?nèi)置有控制電路70、充電電路66、二次電池64等。筆記本pc、平板pc多數(shù)情況下搭載2個(gè)單元以上的大容量的二次電池64,因而,作為本實(shí)施方式的受電裝置6的用途是適宜的。
以上,基于第2實(shí)施方式說明了本發(fā)明的第2方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)理解,第2實(shí)施方式是例示,這些各構(gòu)成要素、各處理工藝的組合可以有各種各樣的變形例,并且這種變形例也屬于本發(fā)明的范圍。以下,說明這種變形例。
(第1變形例)
在第2實(shí)施方式中,說明了用n溝道m(xù)osfet構(gòu)成開關(guān)sw4的情況,但是,本發(fā)明不限定于此,也可以使用p溝道m(xù)osfet。
(第2變形例)
在實(shí)施方式中,說明了受電裝置6被內(nèi)置在電子設(shè)備中的情況,但是,本發(fā)明不限定于此。例如,受電裝置6能夠搭載于ac適配器、usb充電器(統(tǒng)稱為充電適配器)。在此情況下,在圖6中作為受電裝置6的一部分而示出的二次電池64不被包含在受電裝置6中。
基于實(shí)施方式使用具體的用語說明了本發(fā)明,但是,實(shí)施方式只不過表示了本發(fā)明的原理、應(yīng)用,在不脫離權(quán)利要求書所規(guī)定的本發(fā)明思想的范圍內(nèi),實(shí)施方式可以有很多變形例及配置的變更。
附圖標(biāo)記說明
1…供電系統(tǒng)、200…受電裝置、202…二次電池、204…微型計(jì)算機(jī)、206…系統(tǒng)電源、208…usb收發(fā)器、210…充電電路、214…usb線纜、220…總線線路、100…供電裝置、130…第1電源電路、132…第2電源電路、sw1…第1開關(guān)、sw2…第2開關(guān)、sw1a…第1晶體管、sw1b…第2晶體管、sw2a…第3晶體管、sw2b…第4晶體管、134…濾波器、136…usb端口、140…控制電路、142…通信部、144…邏輯電路、146…驅(qū)動(dòng)器、148…比較器、sw3…放電開關(guān)、c12…dc隔直電容器、c11…電容器、l11…電感、r11…放電電阻、4…供電裝置、6…受電裝置、8…usb線纜、80…總線線路、40…連接器、42…總線線路、44…電源電路、48…控制電路、480…邏輯電路、482…通信部、60…連接器、62…總線線路、64…二次電池、66…充電電路、70…控制電路、700…通信部、702…a/d轉(zhuǎn)換器、704…驅(qū)動(dòng)器、706…邏輯電路、708…寄存器、710…比較器、sw4…開關(guān)、sw4a…第1晶體管、sw4b…第2晶體管、c11…dc隔直電容器、l11…電感、c21…dc隔直電容器、l21…電感、s3…控制信號(hào)、s4…異常檢測(cè)信號(hào)。
工業(yè)實(shí)用性
本發(fā)明能夠用于usb供電。