(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の外部機器を接続可能な第１のインタフェースと、
第２の外部機器を接続可能な第２のインタフェースと、
前記第１のインタフェースと前記第２のインタフェースとへ供給可能な電流を制御する電源制御回路と、
前記電源制御回路に対して所定の電圧の供給を行なう電源回路と、
前記電源回路に対して必要な電力の供給／停止を行なう電源コントローラと、
機器本体の電源状態に応じて前記電源コントローラに電力の供給／停止の指示を出すコントローラと
を具備し、
前記電源制御回路は、前記第１及び第２のインタフェースで消費される電流の和が所定値を超えた場合に、過電流が生じたことを示す信号を前記コントローラへ発行し、
前記コントローラは、前記過電流が生じたことを示す信号に応答し、前記第１及び第２のインタフェースへの電源供給を停止することを指示する信号を前記電源制御回路へ送ることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記電源制御回路は、１チップの集積回路で実現されることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項３】
前記第１及び第２のインタフェースのポートは、同一のインタフェース規格に準拠するものであることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項４】
前記第１及び第２のインタフェースのポートは、異なるインタフェース規格に準拠するものであることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項５】
前記第１及び第２のインタフェースのポートの少なくとも一方は、ＵＳＢ(Universal Serial Bus)の規格に準拠するものであることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項６】
前記第１及び第２のインタフェースのポートの少なくとも一方は、ＩＥＥＥ１３９４の規格に準拠するものであることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接続される外部機器に対して電力を供給するインタフェース用の複数のポートを備えた電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、パーソナルコンピュータなどの電子機器には、外部機器（周辺機器）との接続もしくは機能の拡張を行なえるよう、種々なインタフェースが備えられている。これらのインタフェースの中には、ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４、ＰＳ／２等に見られるように、ポートを介して接続される外部機器に対し、データに関わる信号の送受を行なうだけでなく、電子機器本体側から電力を供給する（電源供給を行なう）タイプのものがある。
【０００３】
外部機器に電力を供給するタイプのインタフェースを使用する際には、その仕様に規定される電流値などに関する許容範囲を考慮する必要がある。すなわち、システムとして許容できない程度の電力（電流）が外部機器によって消費される場合や、何らかの原因によって電源とグランドとが短絡してしまう場合を想定し、そのような事態を回避するための対策を講じておかなければならない。
【０００４】
具体的な対策方法としては、図５の（ａ）や（ｂ）に示すものが挙げられる。
【０００５】
図５（ａ）は、外部機器が接続されるインタフェースのポートに信号ライン及び電源ラインが設けられる構成において、該電源ラインに電源制御回路としてのヒューズを設け、電流を制限する方法を示している。この方法では、電源ラインに所定値（例えば１Ａ）を超える電流が流れると、ヒューズが切れるようになっている。また、図５（ｂ）は、電源ラインに電源制御回路としてのＦＥＴ(Field Effect Transistor)スイッチを設け、電源のオン／オフを制御する方法を示している。この方法では、所定値を超える電流が流れると、制御信号を通じてＦＥＴスイッチがオフするようになっている。
【０００６】
また、図５（ｃ）に示すように、２つのポート１，２の電源制御を行なうためにはこれらと同数の電源制御回路を対応して設ける必要がある。
【０００７】
例えばＵＳＢの仕様によれば、各ＵＳＢ機器が動作するためには少なくとも５００ｍＡの消費電流を要する。これに基づき、従来の回路では、個々のポートに接続される各外部機器の消費電流がほぼ５００ｍＡであることを想定してポート毎に電源制御を行なっている。この場合、消費電流が５００ｍＡを大幅に超過する外部機器を使用することはできない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の方法では以下のような問題があった。
【０００９】
すなわち、電源を制御するためのヒューズやＦＥＴスイッチなどの電源制御回路を、個々のポート毎に設ける必要がある。そのために、全体としての回路数が増加し、これに伴い実装面積も増大してしまう。
【００１０】
特に、動作に大電力を必要とするような外部機器をサポートしようとする場合、回路数の増加・実装面積の増大の傾向が著しくなる。また、インタフェースの種類やポートの数が増えれば増えるほど、回路規模は一層増大してしまうことになる。
【００１１】
近年のように軽薄短小が要求される電子機器の分野においては、上記したようなインタフェース用の電源制御回路の増加は望ましくない。
【００１２】
本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、複数のインタフェースポートに対し、電源制御回路の増加を抑えつつ電源制御を効率的に行なうことのできる電子機器を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電子機器は、第１の外部機器を接続可能な第１のインタフェースと、第２の外部機器を接続可能な第２のインタフェースと、前記第１のインタフェースと前記第２のインタフェースとへ供給可能な電流を制御する電源制御回路と、前記電源制御回路に対して所定の電圧の供給を行なう電源回路と、前記電源回路に対して必要な電力の供給／停止を行なう電源コントローラと、機器本体の電源状態に応じて前記電源コントローラに電力の供給／停止の指示を出すコントローラとを具備し、前記電源制御回路は、前記第１及び第２のインタフェースで消費される電流の和が所定値を超えた場合に、過電流が生じたことを示す信号を前記コントローラへ発行し、前記コントローラは、前記過電流が生じたことを示す信号に応答し、前記第１及び第２のインタフェースへの電源供給を停止することを指示する信号を前記電源制御回路へ送ることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係る電子機器の外観を示す斜視図である。
【００１８】
本実施形態に係る電子機器１０は、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）であり、外部機器（周辺機器）との接続もしくは機能の拡張を行なえるよう、種々なインタフェースが備えられている。図１においては、これらのインタフェースの中でも、特にＵＳＢ(Universal Serial Bus)の規格に準拠する２つのＵＳＢインタフェース（インタフェースポート１，２）が電子機器１０に設けられ、そのうちのポート１に、コネクタ付きケーブル３を通じてＵＳＢの規格に準拠する外部機器（例えばＦＤＤ）４が接続されている様子が示されている。
【００１９】
図２は、上記電子機器１０の内部構成を示すブロック図である。
【００２０】
電子機器１０には、前述のポート１，２のほかに、ＣＰＵ１１、ノースブリッジ１２、メモリ１３、グラッフィックスカード１４、ＰＣＩ(Peripheral Component Interconnect)バス１５、ＰＣＩコントローラ１６、ＵＳＢコントローラ１７、サウスブリッジ１８、ＲＯＭ１９、ＥＣ／ＫＢＣ２０、電源コントローラ（ＰＳＣ）２１、ＰＣ電源回路２２、電源制御回路２３が設けられる。
【００２１】
ＣＰＵ１１は、電子機器１０全体の動作を司るものであり、電子機器１０内の他のデバイスとの間でデータ処理を行なったり各種プログラムを実行したりする。
【００２２】
ノースブリッジ１２は、ＣＰＵ１１とサウスブリッジ１８との間のブリッジ処理、メモリ１３の制御、グラッフィックスカード１４の制御などを行なう各種コントローラを備えている。
【００２３】
メモリ１３は、ＣＰＵ１１により処理されるＯＳ(Operating System)、各種ドライバ、各種アプリケーションなどを保持しており、ＣＰＵ１１のワークエリアとして提供される。
【００２４】
グラッフィックスカード１４は、ＡＧＰ(Accelerated Graphics Port）を介してノースブリッジ１２に接続されており、表示部（ディスプレイ）に表示すべきデータの制御を行なう。
【００２５】
ＰＣＩバス１５は、ノースブリッジ１２とサウスブリッジ１８との間に設けられており、ＰＣＩコントローラ１６やＵＳＢコントローラ１７などが接続される。
【００２６】
ＰＣＩコントローラ１６は、ＰＣＩバス１５に接続され、このＰＣＩバスを通じて行なわれる処理を制御するものである。
【００２７】
ＵＳＢコントローラ１７は、ＰＣＩバス１５に接続される一方、ＵＳＢインタフェースのポート１，２にも個別に信号線を通じて接続されている。このＵＳＢコントローラ１７は、ポート１，２を介して接続される外部機器とＣＰＵ１１との間でＵＳＢ規格に基づくデータ処理を行なう。なお、ＵＳＢコントローラ１７は、ＰＣＩバス１５に接続する代わりにサウスブリッジ１８に接続して使用するように構成してもよい。
【００２８】
サウスブリッジ１８は、ＰＣＩバス１５を介してノースブリッジ１２に接続される一方、ＲＯＭ１９やＥＣ／ＫＢＣ２０にも接続され、個々のデバイスを制御するための各種コントローラを備えている。
【００２９】
ＲＯＭ１９は、例えばシステムの各種設定情報などを格納するものである。
【００３０】
ＥＣ／ＫＢＣ２０は、組み込みコントローラであるＥＣ（Embedded Controller）とキーボードコントローラ（ＫＢＣ）とを一体化したものである。特に、組み込みコントローラ（ＥＣ）は、電子機器１０本体の電源状態（電源スイッチＳＷのオン／オフ状態など）に応じて電源コントローラ（ＰＳＣ）２１に電力の供給／停止の指示を出すだけでなく、電源制御回路２３からの過電流(over-current)を示す信号に応答して２つのＵＳＢインタフェース（ポート１，２）への電源供給を停止することを指示する信号を当該電源制御回路２３へ送る機能を有している。
【００３１】
電源コントローラ（ＰＳＣ）２１は、上記組み込みコントローラ（ＥＣ）からの指示に応じ、ＰＣ電源回路２２に対して必要な電力の供給／停止を行なう。
【００３２】
ＰＣ電源回路２２は、電源コントローラ（ＰＳＣ）２１から供給される電力に基づき、電子機器（ＰＣ）１０内の各部に供給すべき電圧を生成し、例えば電源制御回路２３に対して所定の電圧（例えば５Ｖ）の供給を行なう。
【００３３】
電源制御回路２３は、電源線を通じて２つのＵＳＢインタフェース（ポート１，２）に接続される外部機器に対して電力（電圧：例えば５Ｖ）を供給しつつ、当該ポート（に接続される外部機器）で消費される電流を制御する。すなわち、電源制御回路２３は、２つのＵＳＢインタフェース（ポート１，２）で消費される電流の和が所定値を超えた場合に、電源供給を停止するよう制御する。より具体的には、電源制御回路２３は、ポート１，２で消費される電流の和が所定値を超えた場合には、過電流が生じたことを示す信号をＥＣ／ＫＢＣ２０（の中の組み込みコントローラ（ＥＣ））へ発行し、これに応答して送られてくる指示信号に従って電源供給を停止する。
【００３４】
上記電源制御回路２３は１チップの集積回路（ＩＣ）で実現される。また、内部構成としては例えば図５（ｂ）中に示されるＦＥＴなどの素子を利用し、簡易な構成とすることができる。
【００３５】
図３は、複数のインタフェースポートの電源制御に関する回路を示す図である。
【００３６】
同図に示すように、本実施形態では複数のインタフェース（ポート１，２）の電源制御を１つの電源制御回路で実現している。この場合、各ポートに流れる電流を個々に制御するのではなく、各ポートで消費される電流の和を制御するようにしている。このため、本実施形態の回路規模を、従来の回路規模の約１／２とすることが可能となる。
【００３７】
また、本実施形態では、２つのポート１，２に接続される外部機器の消費電流の和の許容範囲の最大値が１Ａ＋α（＝５００ｍＡ＋５００ｍＡ＋α）であることを想定し、消費電流の和が例えば１．２Ａを超えないように制御している。このため、１つのポートだけが使用されるような場合には、そのポートに対して消費電流の大きい（消費電流が５００ｍＡ〜１．２Ａの範囲の）外部機器を接続して使用することができる。
【００３８】
次に、図４のフローチャートを参照して、本実施形態における複数のインタフェースポートの電源制御に関わる動作を説明する。
【００３９】
ＥＣ／ＫＢＣ２０における組み込みコントローラ（ＥＣ）は、電源スイッチＳＷのオン操作などに起因して電子機器１０本体（ＰＣ本体）の電源がオンとなったか否かを判別する（ステップＳ１）。
【００４０】
組み込みコントローラ（ＥＣ）は、ＰＣ本体の電源がオンとなったことを検出すると、電源コントローラ（ＰＳＣ）２１に電力供給の指示を出す。これにより、電源コントローラ（ＰＳＣ）２１からＰＣ電源回路２２に対して必要な電力が供給され、更にＰＣ電源回路２２から電源制御回路２３に対して所定の電圧（例えば５Ｖ）が供給され、ＵＳＢポート用の電源制御回路２３がパワーオンの状態となる（ステップＳ２）。
【００４１】
電源制御回路２３がオンの状態になると、ポート１，２のうち外部機器（ＵＳＢ機器）が接続されたポート（１つ又は２つ）へ電力が供給され、通常の動作状態となる（ステップＳ３）。
【００４２】
電源制御回路２３は、ポート１，２へ流れる電流の和（即ち、接続された外部機器により消費される電流の和）が１Ａ＋α（＝５００ｍＡ＋５００ｍＡ＋α）（例えば１．２Ａ）を超えなければ通常の動作を維持するが（ステップＳ４のＮｏ）、１Ａ＋αを超えたことを検出した場合には（ステップＳ４のＹｅｓ）、過電流が生じたことを示す信号をＥＣ／ＫＢＣ２０（の中の組み込みコントローラ（ＥＣ））へ発行する。
【００４３】
これにより、組み込みコントローラ（ＥＣ）は、電源制御回路２３からの過電流を示す信号に応答して、ＵＳＢインタフェース（ポート１，２）への電源供給を停止することを指示する信号を電源制御回路２３へ送る。この指示信号により、電源制御回路２３は、パワーオフの状態となり、ＵＳＢインタフェース（ポート１，２）への電源供給を停止する（ステップＳ５）。
【００４４】
このように本実施形態によれば、複数のインタフェースポートの電源制御を１つの回路で実現し、各ポートに流れる電流を個々に制御するのではなく、各ポートで消費される電流の和を制御するようにしている。そのために回路構成を簡易なものとすることができ、インタフェース用の電源制御回路の数を減らすことができ、実装面積も縮小させることができる。特に、大電力を必要とする外部機器をサポートする場合においては、インタフェース用の電源制御回路の増加を抑える点で大きな効果がある。
【００４５】
更に、本実施形態によれば、各ポートで消費される電流の和が所定値（例えば、５００ｍＡ＋５００ｍＡ＋α）を超えないよう制御する方式を採用しているので、使用中のポート数が少ない場合（例えば１つのポートだけが使用される場合）、そのポートにおける消費電流の許容範囲を広くとることができる（例えば、５００ｍＡ〜１Ａ＋α）。
【００４６】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することが可能である。
【００４７】
例えば、上記実施形態では電子機器がパーソナルコンピュータである場合を説明したが、代わりに携帯情報端末など、他の電子機器を適用することも可能である。
【００４８】
また、上記実施形態では２つのインタフェースポートがＵＳＢの規格に準拠するものとして説明したが、代わりにＩＥＥＥ１３９４やＰＳ／２など、他のインタフェース規格に準拠するものとしてもよい。また、２つのインタフェースポートが異なるインタフェース規格に準拠するものとしても構わない。
【００４９】
また、上記実施形態ではインタフェースポートが２つである場合を説明したが、３つ以上としても構わない。この場合も、全てのインタフェースポートが異なるインタフェース規格に準拠するものとしてもよい。
【００５０】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、複数のインタフェースポートに対し、電源制御回路の増加を抑えつつ電源制御を効率的に行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子機器の外観を示す斜視図。
【図２】上記電子機器の内部構成を示すブロック図。
【図３】複数のインタフェースポートの電源制御に関する回路を示す図。
【図４】複数のインタフェースポートの電源制御に関わる動作を示すフローチャート。
【図５】従来の電源制御回路の構成例を示す図。
【符号の説明】
１，２…インタフェースポート
１０…電子機器
１１…ＣＰＵ
１２…ノースブリッジ
１３…メモリ
１４…グラッフィックスカード
１５…ＰＣＩバス
１６…ＰＣＩコントローラ
１７…ＵＳＢコントローラ
１８…サウスブリッジ
１９…ＲＯＭ
２０…ＥＣ／ＫＢＣ
２１…電源コントローラ（ＰＳＣ）
２２…ＰＣ電源回路
２３…電源制御回路
【図１】
0003670611.tif 000002
【図２】
0003670611.tif 000003
【図３】
0003670611.tif 000004
【図４】
0003670611.tif 000005
【図５】
0003670611.tif 000006