(57)【要約】【課題】ＵＳＢポートを備える電子機器であって、当該ＵＳＢポートの電源供給ピンに接続される電源供給ラインの過電流保護を低コストで実現することができる電子機器を提供する。【解決手段】ＵＳＢポート４と、ＵＳＢポート４の電源供給ピン４１に接続される電源供給ラインＬ１を流れる電流を検出する電流検出回路２と、電源供給ラインＬ１の通電と遮断を切り替えるスイッチ部（トランジスタＱ１及びＱ２）と、電流検出回路２から出力される電圧の分圧ＶBを入力し、その分圧ＶBに基づいて、電源供給ラインＬ１に過電流が流れているか否かを判定し、電源供給ラインＬ１に過電流が流れていると判定した場合に、電源供給ラインＬ１が遮断されるように前記スイッチ部を制御するマイクロコンピュータ３とを備える電子機器。【選択図】図１
2010277353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＵＳＢポートと、
前記ＵＳＢポートの電源供給ピンに接続される電源供給ラインを流れる電流を検出する電流検出部と、
前記ＵＳＢポートの電源供給ピンに接続される電源供給ラインの通電と遮断を切り替えるスイッチ部と、
前記電流検出部から出力される電圧又はその分圧を入力し、前記電流検出部から出力される電圧又はその分圧に基づいて、前記ＵＳＢポートの電源供給ピンに接続される電源供給ラインに過電流が流れているか否かを判定し、前記ＵＳＢポートの電源供給ピンに接続される電源供給ラインに過電流が流れていると判定した場合に、前記ＵＳＢポートの電源供給ピンに接続される電源供給ラインが遮断されるように前記スイッチ部を制御するマイクロコンピュータとを備えることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記電流検出部が、
前記ＵＳＢポートの電源供給ピンに接続される電源供給ラインに挿入される抵抗と、
前記抵抗での電圧降下がなされた後の電圧を分圧して出力する分圧回路と、
前記分圧回路の出力電圧がリファレンス端子に供給されるシャントレギュレータとを備え、
前記シャントレギュレータのカソード電圧が前記電流検出部から出力される電圧である請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記スイッチ部が、
前記マイクロコンピュータから出力される制御信号に応じてオン／オフが切り替わる第１のトランジスタと、
前記ＵＳＢポートの電源供給ピンに接続される電源供給ラインに挿入され、前記第１のトランジスタのオン／オフに応じてオン／オフが切り替わる第２のトランジスタとを備える請求項１又は請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記過電流の設定が、ＵＳＢ２．０規格の最大供給電流である５００［ｍＡ］よりも小さい請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ポートを備える電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＵＳＢポートを用いてファームウェアをアップデートできる電子機器が種々提案されている（例えば特許文献１及び特許文献２参照）。このような電子機器では、例えば、ファームウェアをアップデートするためのアップデート用データを格納している特定のＵＳＢメディア（以下、「サービス用ＵＳＢメディア」という）を、サービス対応で上記ＵＳＢポートに接続することにより、ファームウェアをアップデートできる。
【０００３】
上記ＵＳＢポートを上記特定のＵＳＢメディア専用のポートにした場合、上記ＵＳＢポートからサービス用ＵＳＢメディアに供給する電流は５００［ｍＡ］（ＵＳＢ２．０規格の最大供給電流）も必要ないため、上記ＵＳＢポートの電源供給ピンに電源供給ラインを介して接続される電源回路の最大定格電流を５００［ｍＡ］未満にして当該電源回路の低コスト化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２９９３７２号公報
【特許文献２】特開２００６−２６８０２５号公報
【特許文献３】特開２００７−９４９６３号公報（第１図）
【特許文献４】特開２００７−８７０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記ＵＳＢポートをサービス用ＵＳＢメディア専用のポートとし、その旨を取り扱い説明書や電子機器本体に明記したとしても、上記ＵＳＢポートにサービス用ＵＳＢメディア以外のＵＳＢメディア（以下、「非サービス用ＵＳＢメディア」という）を接続すること自体は物理的に可能である。このため、ユーザが、上記ＵＳＢポートに非サービス用ＵＳＢメディアを接続するおそれがある。
【０００６】
非サービス用ＵＳＢメディアの消費電流が上記ＵＳＢポートの電源供給ピンに電源供給ラインを介して接続される電源回路の最大定格電流以下であれば、ユーザが上記ＵＳＢポートに非サービス用ＵＳＢメディアを接続しても特に問題は生じない。これに対して、非サービス用ＵＳＢメディアの消費電流が上記ＵＳＢポートの電源供給ピンに電源供給ラインを介して接続される電源回路の最大定格電流よりも大きければ、ユーザが上記ＵＳＢポートに非サービス用ＵＳＢメディアを接続すると、上記ＵＳＢポートの電源供給ピンに電源供給ラインを介して接続される電源回路の異常発熱や破損などの問題が生じてしまう。
【０００７】
なお、特許文献３はカードデバイスの過電流保護機能を有する電子機器を開示しているが、当該電子機器の本体部分にＵＳＢ接続されるカードデバイスユニット自体が過電流保護を行っており、当該電子機器の本体部分はＵＳＢポートの電源供給ピンに接続される電源供給ラインの過電流保護を行っていない。
【０００８】
また、特許文献４はＵＳＢデバイスが要求する電流を供給できない場合に供給可能な電流値をＵＳＢデバイスに通知する電子機器が開示されているが、当該ＵＳＢデバイスは当該電子機器の送信要求に応答して消費電流に係る情報を送信するものでなければならないので、ＵＳＢ接続と同時に動作する一般的なＵＳＢデバイスが対象外になるという問題が生じる。
【０００９】
本発明は、上記の状況に鑑み、ＵＳＢポートを備える電子機器であって、当該ＵＳＢポートの電源供給ピンに接続される電源供給ラインの過電流保護を低コストで実現することができる電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明に係る電子機器は、ＵＳＢポートと、前記ＵＳＢポートの電源供給ピンに接続される電源供給ラインを流れる電流を検出する電流検出部と、前記ＵＳＢポートの電源供給ピンに接続される電源供給ラインの通電と遮断を切り替えるスイッチ部と、前記電流検出部から出力される電圧又はその分圧を入力し、前記電流検出部から出力される電圧又はその分圧に基づいて、前記ＵＳＢポートの電源供給ピンに接続される電源供給ラインに過電流が流れているか否かを判定し、前記ＵＳＢポートの電源供給ピンに接続される電源供給ラインに過電流が流れていると判定した場合に、前記ＵＳＢポートの電源供給ピンに接続される電源供給ラインが遮断されるように前記スイッチ部を制御するマイクロコンピュータとを備える構成とする。
【００１１】
このような構成によると、ＵＳＢポートの電源供給ピンに接続される電源供給ラインに過電流が流れているか否かの判定をマイコンが行うので、例えば当該判定以外の処理も行うマイコンを当該判定処理用マイコンとしても流用できる。これにより、ＵＳＢポートの電源供給ピンに接続される電源供給ラインの過電流保護を低コストで実現することができる。
【００１２】
また、前記電流検出部が、前記ＵＳＢポートの電源供給ピンに接続される電源供給ラインに挿入される抵抗と、前記抵抗での電圧降下がなされた後の電圧を分圧して出力する分圧回路と、前記分圧回路の出力電圧がリファレンス端子に供給されるシャントレギュレータとを備え、前記シャントレギュレータのカソード電圧が前記電流検出部から出力される電圧であるようにすることが望ましい。この場合、電流検出部が簡単な構成であるため、ＵＳＢポートの電源供給ピンに接続される電源供給ラインの過電流保護をより一層低コストで実現することができる。
【００１３】
また、前記スイッチ部が、前記マイクロコンピュータから出力される制御信号に応じてオン／オフが切り替わる第１のトランジスタと、前記ＵＳＢポートの電源供給ピンに接続される電源供給ラインに挿入され、前記第１のトランジスタのオン／オフに応じてオン／オフが切り替わる第２のトランジスタとを備えるようにしてもよい。
【００１４】
また、前記過電流の設定を、ＵＳＢ２．０規格の最大供給電流である５００［ｍＡ］よりも小さくしてもよい。これにより、前記ＵＳＢポートの電源供給ピンに接続される電源供給ラインに安定電圧を供給する電源回路に放熱板を設けない設計が可能となり、電源回路の低コスト化を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、ＵＳＢポートの電源供給ピンに接続される電源供給ラインに過電流が流れているか否かの判定をマイコンが行うので、ＵＳＢポートの電源供給ピンに接続される電源供給ラインの過電流保護を低コストで実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る液晶テレビの一概略構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す本発明に係る液晶テレビの過電流保護に関連する各部電圧波形を示す図である。
【図３】本発明に係る液晶テレビの他の概略構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明に係る液晶テレビのさらに他の概略構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。ここでは、本発明に係る電子機器として液晶テレビを例に挙げて説明を行う。本発明に係る液晶テレビの概略構成例を図１に示す。
【００１８】
図１に示す本発明に係る液晶テレビは、電源回路１と、電流検出回路２と、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという）３と、抵抗Ｒ７〜Ｒ１２と、トランジスタＱ１及びＱ２と、ＵＳＢポート４と、負荷５と、リモコン受光部６と、操作キー７とを備えている。ＵＳＢポート４は、電源供給ピン４１と、データ＋ピン４２と、データ−ピン４３と、グランドピン４４とを有している。トランジスタＱ１はＮＰＮトランジスタであり、トランジスタＱ２はＰＮＰトランジスタである。
【００１９】
なお、図１に示す本発明に係る液晶テレビは、当然の事ながら、マイコン３、負荷５、リモコン受光部６、及び操作キー７用の電源部を備えているが、当該電源部は本発明の特徴部分ではないので、ここでは図示及び説明を省略する。また、ＵＳＢポート４のデータ＋ピン４２、ＵＳＢポート４のデータ−ピン４３、負荷５、リモコン受光部６、及び操作キー７はそれぞれマイコン３の各ポートに接続されるが、図１においてはこれらのポートの図示を省略する。
【００２０】
負荷５は、チューナ部５１と、映像回路５２と、音声回路５３と、液晶表示部５４と、スピーカ５５とを含んでいる。チューナ部５１は、アンテナ（不図示）から受け取ったテレビ放送信号の選局及び復調を行う。映像回路５２は、チューナ部５１から受け取った映像信号に各種処理（例えば輝度補正やガンマ補正など）を施し、その各種処理を施した映像信号を液晶表示部５４に出力する。液晶表示部５４は映像回路５２の出力信号に基づく表示を行う。音声回路５３は、チューナ部５１から受け取った音声信号に各種処理（例えば音量調整など）を施し、その各種処理を施した音声信号をスピーカ５５に出力する。スピーカ５５は音声回路５３の出力信号に基づく音声を発する。
【００２１】
リモコン受光部６はリモコン送信機（不図示）からの赤外線信号に応じた指示信号をマイコン３に出力する。操作キー７はユーザのキー操作に応じた指示信号をマイコン３に出力する。マイコン３は、リモコン受光部６又は操作キー７からの指示信号に基づき、負荷５の動作（例えばチューナ部５１による選局動作や音声回路５３による音量調整動作など）を制御する。
【００２２】
次に、ＵＳＢポート４の電源供給ピン４１に接続される電源供給ラインＬ１の過電流保護について説明する。当該過電流保護は、電流検出回路２と、マイコン３と、抵抗Ｒ７〜Ｒ１２と、トランジスタＱ１及びＱ２とを含む過電流保護部によって実現される。
【００２３】
電流検出回路２は、抵抗Ｒ１〜Ｒ６と、シャントレギュレータＳＲ１とを有している。抵抗Ｒ１及びＲ２から成る並列回路が、電源供給ピン４１に接続される電源供給ラインＬ１に挿入されている。より具体的には、抵抗Ｒ１の一端及び抵抗Ｒ２の一端が電源回路１の出力端に接続され、抵抗Ｒ１の他端及び抵抗Ｒ２の他端がトランジスタＱ２のエミッタに接続され、トランジスタＱ２のコレクタが電源供給ピン４１に接続される。そして、抵抗Ｒ３の一端及び抵抗Ｒ６の一端が抵抗Ｒ１の他端及び抵抗Ｒ２の他端に接続される。抵抗Ｒ３の他端が抵抗Ｒ４の一端及びシャントレギュレータＳＲ１のリファレンス端子に接続され、抵抗Ｒ４の他端が抵抗Ｒ５を介してグランドに接続される。また、抵抗Ｒ６の他端がシャントレギュレータＳＲ１のカソード端子及び抵抗Ｒ７の一端に接続され、シャントレギュレータＳＲ１のアノード端子がグランドに接続される。
【００２４】
抵抗Ｒ７の他端が抵抗Ｒ８の一端及びマイコン３のポートＰ１に接続され、抵抗Ｒ８の他端がグランドに接続される。
【００２５】
また、トランジスタＱ１のベースが抵抗Ｒ９を介してマイコン３のポートＰ２に接続される。トランジスタＱ１のエミッタがグランドに接続され、トランジスタＱ１のコレクタが抵抗Ｒ１０及びＲ１１から成る並列回路を介してトランジスタＱ２のベースに接続される。さらに、トランジスタＱ２のベース−エミッタ間に抵抗Ｒ１２が挿入される。
【００２６】
上記構成の過電流保護部の動作について図１及び図２を参照して以下に説明する。図２は図１に示す本発明に係る液晶テレビの過電流保護に関連する各部電圧波形を示す図である。
【００２７】
電源回路１は入力した電圧を５［Ｖ］の安定電圧に変換して出力する。電源回路１から出力される５［Ｖ］の安定電圧は、抵抗Ｒ１及びＲ２から成る並列回路での電圧降下により電圧ＶAとなり、その電圧ＶAがトランジスタＱ２のエミッタに供給される。
【００２８】
抵抗Ｒ１及びＲ２から成る並列回路での電圧降下は、電源供給ピン４１に接続される電源供給ラインを流れる電流に比例する。したがって、電源供給ピン４１に接続される電源供給ラインを流れる電流が過電流に近づくにつれて電圧ＶAは減少する。
【００２９】
抵抗Ｒ３〜Ｒ５から成る第１の分圧回路は、電圧ＶAを分圧し、電圧ＶAの分圧をシャントレギュレータＳＲ１のリファレンス端子に供給する。また、抵抗Ｒ７及びＲ８から成る第２の分圧回路は、シャントレギュレータＳＲ１のカソード電圧を分圧し、シャントレギュレータＳＲ１のカソード電圧の分圧（＝電圧ＶB）をマイコン３のポートＰ１に供給する。電源供給ピン４１に接続される電源供給ラインＬ１を流れる電流が過電流に近づくにつれて電圧ＶBは増加する。
【００３０】
マイコン３は、ポートＰ２から出力する信号（＝電圧ＶC）を通常Ｈｉｇｈレベルにしており、この場合トランジスタＱ１がオンになってトランジスタＱ２がオンになり、ＵＳＢポート４の電源供給ピン４１に接続される電源供給ラインＬ１はトランジスタＱ２によって遮断されない。しかしながら、マイコン３は、ポートＰ１に供給される電圧ＶBと内部メモリ（不図示）に予め記憶されている閾値ＶTHとを比較し、電圧ＶBが閾値ＶTHよりも大きくなると、電源供給ピン４１に接続される電源供給ラインＬ１を流れる電流が過電流であると判定し、所定の遅延期間ＴD経過後にポートＰ２から出力する信号（＝電圧ＶC）をＬｏｗレベルにする。電圧ＶCがＬｏｗレベルになると、トランジスタＱ１がオフになってトランジスタＱ２がオフになり、ＵＳＢポート４の電源供給ピン４１に接続される電源供給ラインＬ１はトランジスタＱ２によって遮断され、過電流保護がかかり、トランジスタＱ２のコレクタ電圧ＶDが略５［Ｖ］からグランド電位に変化する。なお、マイコン３は、一旦電圧ＶCをＬｏｗレベルにすると、マイコン３の電源リセットが行われるまで、電圧ＶCをＬｏｗレベルで維持する。
【００３１】
上述のように、電源供給ピン４１に接続される電源供給ラインＬ１を流れる電流が過電流であるか否かの判定をマイコンが行うようにすることで、例えば当該判定以外の処理も行うマイコンを当該判定処理用マイコンとしても流用できるので、電源供給ピン４１に接続される電源供給ラインＬ１の過電流保護を低コストで実現することができる。さらに、電源供給ピン４１に接続される電源供給ラインＬ１を流れる電流を検出する電流検出回路を、上述した電流検出回路２の如く簡単な構成にすることで、電源供給ピン４１に接続される電源供給ラインＬ１の過電流保護をより一層低コストで実現することができる。
【００３２】
本実施形態では、電源回路１の最大定格電流が３００［ｍＡ］になるように電源回路１を設計し、電源供給ピン４１に接続される電源供給ラインＬ１を流れる電流が３００［ｍＡ］を越えるとマイコン３が過電流であると判定するように、各素子の回路定数及びマイコン３の内部メモリ（不図示）に予め記憶されている閾値ＶTHを設定する。電源回路１の最大定格電流を３００［ｍＡ］にすることにより、電源回路１に放熱板を設ける必要がなくなり、電源回路１の低コスト化を図ることができる。
【００３３】
サービス用ＵＳＢメディアの消費電流は３００［ｍＡ］よりもはるかに小さく、非サービス用ＵＳＢメディアの消費電流は非サービス用ＵＳＢメディアの種類によって３００［ｍＡ］以下である場合もあるし３００［ｍＡ］より大きい場合もある。本実施形態では、消費電流が３００［ｍＡ］より大きい非サービス用ＵＳＢメディアがＵＳＢポート４に誤って接続されても、過電流保護がかかるので、電源回路１の異常発熱や破損などを防止することができる。
【００３４】
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実行することができる。
【００３５】
例えば、抵抗Ｒ３〜Ｒ５から成る第１の分圧回路並びに抵抗Ｒ７及びＲ８から成る第２の分圧回路を構成する抵抗Ｒ３〜Ｒ８の少なくとも一つを半固定抵抗に置換してもよい。
【００３６】
また、例えば、抵抗Ｒ７及びＲ８から成る第２の分圧回路を取り除いて、図３に示すような構成にすることも可能である。
【００３７】
また、例えば、電流検出回路２を電源回路１の後段ではなく前段に設けて、図４に示すような構成にすることも可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１  電源回路
２  電流検出回路
３  マイコン
４  ＵＳＢポート
５  負荷
６  リモコン受光部
７  操作キー
４１  電源供給ピン
４２  データ＋ピン
４３  データ−ピン
４４  グランドピン
５１  チューナ部
５２  映像回路
５３  音声回路
５４  液晶表示部
５５  スピーカ
Ｌ１  電源供給ライン
Ｐ１、Ｐ２  ポート
Ｑ１、Ｑ２  トランジスタ
Ｒ１〜Ｒ１２  抵抗
ＳＲ１  シャントレギュレータ
【図１】
2010277353.tif 000003
【図２】
2010277353.tif 000004
【図３】
2010277353.tif 000005
【図４】
2010277353.tif 000006