(57)【要約】【課題】充電用変換器を提供すること。【解決手段】充電用変換器は、本体に実装された第１のプロトコルインターフェース及び第２のプロトコルインターフェースを有する。本体は、さらにスイッチング回路を有する。第１のプロトコルインターフェース及び第２のプロトコルインターフェースのそれぞれは、パワーピン、接地ピン、２本のデータピンを有する。第１のプロトコルインターフェースのパワーピンは、第２のプロトコルインターフェースのパワーピンに接続される。第２のプロトコルインターフェースのデータピンは、スイッチング回路を介して第１のプロトコルインターフェースのデータピンに接続される。スイッチング回路は、同期モード又は急速充電モードを切り換える機能を有する。同期モードを選択すると、第１のプロトコルインターフェースと第２のプロトコルインターフェースとの間に電力チャンネル及びデータチャンネルが同時に設定される。急速充電モードを選択すると、電力チャンネルだけが設定されて充電速度が加速される。【選択図】図２
2014050228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にスイッチング回路を有する本体と、
前記本体に実装され、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）をベースにしたインターフェースであり、パワーピン、接地ピン及び２本のデータピンを有する第１のプロトコルインターフェースと、
前記本体に実装され、前記第１のプロトコルインターフェースの前記パワーピンに接続されるパワーピン、前記第１のプロトコルインターフェースの前記接地ピンに接続される接地ピン、及び前記スイッチング回路を介して前記第１のプロトコルインターフェースの前記２本のデータピンに接続される２本のデータピン、を有する第２のプロトコルインターフェースと、
前記本体に実装され、前記本体の前記スイッチング回路に接続され、前記スイッチング回路を介して同期モード又は急速充電モードを選択的に切り換えるスイッチと、を備え、
前記第１のプロトコルインターフェースの前記パワーピン及び前記データピンは、前記同期モードでは前記第２のプロトコルインターフェースの前記パワーピン及び前記データピンにそれぞれ接続され、前記第１のプロトコルインターフェースの前記パワーピンは、前記急速充電モードでは、前記第２のプロトコルインターフェースの前記パワーピンに接続されることを特徴とする充電用変換器。
【請求項２】
前記第１のプロトコルインターフェースは、メスマイクロＢ型ＵＳＢインターフェースであることを特徴とする請求項１に記載の充電用変換器。
【請求項３】
前記第１のプロトコルインターフェースは、オスＵＳＢインターフェースであることを特徴とする請求項１に記載の充電用変換器。
【請求項４】
前記第２のプロトコルインターフェースは、３０ピンコネクタであることを特徴とする請求項２又は３に記載の充電用変換器。
【請求項５】
前記スイッチング回路は、
一方が、直列に接続された２つの分圧器抵抗からなり、前記２つの分圧器抵抗のそれぞれの一端に接続された接続ノードを有し、一方の前記分圧器抵抗の他端は、前記第２のプロトコルインターフェースの前記パワーピンに接続され、他方の前記分圧器抵抗の他端は、グランドに接続され、他方が、直列に接続された２つの分圧器抵抗からなり、前記２つの分圧器抵抗のそれぞれの一端に接続された接続ノードを有し、一方の前記分圧器抵抗の他端は、前記第２のプロトコルインターフェースの前記パワーピンに接続され、他方の前記分圧器抵抗の他端は、前記グランドに接続される２つの分圧器回路と、
２つが前記第１のプロトコルインターフェースの前記データピンに接続され、他の２つが、前記スイッチング回路の前記２つの分圧器回路の前記接続ノードにそれぞれ接続された４つのスイッチポイントと、
一方が、前記第２のプロトコルインターフェースの前記データピンの一方に接続され、前記スイッチポイントの２つに対応し、他方が、前記第２のプロトコルインターフェースの他方のデータピンに接続され、前記スイッチポイントの他の２つに対応する２つのコモンポイントと、を有することを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の充電用変換器。
【請求項６】
前記スイッチング回路は、マイクロ制御ユニット（ＭＣＵ）からなり、前記第１のプロトコルインターフェース及び前記第２のプロトコルインターフェースの前記データピンは全て、前記ＭＣＵに接続されることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の充電用変換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電用変換器に関し、特に、データ転送・充電モードと急速充電モードとで切り換え可能な充電用変換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
現代人にとって携帯電話は、すでに最も必要不可欠な通信手段のひとつとなっている。巨大市場の将来性に鑑み、全ての主要な大手携帯電話メーカーは、消費者の購買意欲を刺激するような新しいタイプの携帯電話の開発にあらゆる努力を払っている。そのような競争の結果として、資源の無駄遣いも起こっている。
携帯電話の買い替え率に関しては、かなり高い割合のユーザが非常に短期間に携帯電話を買い替えている。しかしながら、全ての主要な大手携帯電話メーカーの携帯電話が利用可能な充電用ソケットは全て、従来独自の仕様を持っていた。また、同一のメーカーが製造した携帯電話の異なるモデルで使用される充電用ソケットは、代替可能でない場合がある。このような状況のもと、出荷される新しい携帯電話は、通常、当該携帯電話専用の独自仕様の充電器を備える必要があり、古い携帯電話の充電器は必然的に使われなくなってしまう。
携帯電話の買い替え率が高いために、携帯電話の充電器の廃棄された数は驚くべきものである。ＧＳＭ（登録商標）協会（ＧＳＭＡ）の発表した統計によると、世界市場の需要に対して毎年５．１トンの充電器が繰り返し製造されており、深刻な資源の無駄遣いとなっている。この資源の無駄遣いの問題に対処するため、ＧＳＭＡは、２００９年２月１７日付けで、２０１２年の終わりまでにマイクロＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  ｓｅｒｉａｌ  ｂｕｓ）を充電インターフェースの世界的なユニバーサル仕様として標準化することを発表し、欧州連合も、上記充電器の仕様を２０１０年の終わりに可決し、携帯電話のユニバーサルな充電用ソケットの仕様としてマイクロＵＳＢインターフェースを選択し、２０１２年にその運用を始める。
つまり、市場における全ての新しい携帯電話は、マイクロＵＳＢに適合する充電用ソケットを備えなければならない。充電用ソケットの標準化は、資源の無駄遣いの問題を効果的に解決することにおいて有益であり、各新しい携帯電話の充電器によって消費される待機電力は、既存の充電器のものより５０％低いと見積もられているため、一石二鳥である。
【０００３】
本発明の当業者にとって、ＵＳＢインターフェースがコンピュータの入出力インターフェースの技術仕様として本来用いられることは公知である。そのため、パワーピン（ＶＢＵＳ）に加えて、マイクロＵＳＢインターフェースも２本のデータピン（Ｄ−及びＤ＋）を有する。コンピュータとＵＳＢインターフェースを備える標準的な周辺機器との間の相互作用に関しては、コンピュータは、ＵＳＢ周辺機器とデータ通信を行うだけでなくＵＳＢ周辺機器に電力を供給する。データ伝送及び充電が同時に行われる（ここでは、同期モードと呼ぶ）と、データ伝送が優先的に行われる。その結果、充電電流は、５００ｍＡとなり充電速度が比較的遅くなる。一方、データ伝送はなく充電だけを行う（ここでは、急速充電モードと称する）と、充電電流は、７００〜８００ｍＡの範囲まで上昇する。
最新のＵ３−ＵＳＢインターフェースの充電電流は、９００ｍＡまで達することができるので充電速度が加速する。しかしながら、携帯電話がマイクロＵＳＢインターフェースを介して充電器又はコンピュータに接続されると、現行のマイクロＵＳＢインターフェースでは、特別に設計されなければ必ず同期モードとなる。携帯電話を充電したいだけのユーザにとって、特別に設計された充電器を用いない限り、充電するために長時間待たされることは避けがたいこととなる。
【０００４】
上述したように、携帯電話の充電器がマイクロＵＳＢを充電用ソケットの標準インターフェースとして適用するので、ＵＳＢの仕様を有する携帯電話は、同期モードで充電だけを行うことができるが、特別に設計した充電器を用いない限り、充電により時間がかかってしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、被充電装置と充電装置の間に接続され、ユーザが要求に応じて同期モード又は急速充電モードを選択でき、より柔軟かつ便利に操作することができるモード切り換え機能を提供する充電用変換器を提供することを目的とするものである。  
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を実現するために、充電用変換器は、本体と、第１のプロトコルインターフェースと、第２のプロトコルインターフェースと、スイッチとを有する。
【０００７】
前記本体は、その内部にスイッチング回路を有する。
【０００８】
前記第１のプロトコルインターフェースは、前記本体に実装され、ＵＳＢをベースにしたインターフェースであり、パワーピン、接地ピン及び２本のデータピンを有する。
【０００９】
前記第２のプロトコルインターフェースは、前記本体に実装され、パワーピン、接地ピン及び２本のデータピンを有する。前記パワーピンは、前記第１のプロトコルインターフェースの前記パワーピンに接続される。前記接地ピンは、前記第１のプロトコルインターフェースの前記接地ピンに接続される。前記データピンは、前記スイッチング回路を介して前記第１のプロトコルインターフェースの前記２本のデータピンに接続される。
【００１０】
前記スイッチは、前記本体に実装され、前記本体の前記スイッチング回路に接続され、前記スイッチング回路を介して同期モード又は急速充電モードを選択的に切り換える。前記第１のプロトコルインターフェースの前記パワーピン及び前記データピンは、前記同期モードでは前記第２のプロトコルインターフェースの前記パワーピン及び前記データピンにそれぞれ接続され、前記第１のプロトコルインターフェースの前記パワーピンは、前記急速充電モードでは前記第２のプロトコルインターフェースの前記パワーピンに接続される。
【００１１】
前記充電用変換器は、被充電装置と充電装置との間に直列に接続することができる。前記充電用変換器は、接続する前に前記スイッチング回路を介して前記同期モード又は前記急速充電モードを選択することができる。前記急速充電モードを選択する場合、前記充電装置と前記被充電装置との間のデータチャンネルは、設定されない。そのため、前記充電装置は、より高い充電電流で前記被充電装置を急速に充電することができる。前記被充電装置は、携帯電話であってもよく、前記充電装置は、コンピュータ又は充電器であってもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の充電用変換器の利点は以下の通りである。
１．ユーザは、ユーザの要求に基づいて同期モード又は急速充電モードを都合よく選択することができる。
２．ユーザが急速充電モードを選択する場合、より高い充電電流が利用可能となり、充電時間が短縮される。
３．被充電装置は、ＵＳＢ出力インターフェースを有するあらゆる種類の充電器に当てはまり、専用の充電器を必要としない。
【００１３】
本発明の他の目的、利点及び新規特徴は、以下の詳細な説明を添付の図面と併用することでより明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明に係る充電用変換器の第１の実施形態の斜視図である。
【図２】図２は、図１の充電用変換器の回路図である。
【図３Ａ】図３Ａは、図２の充電用変換器の動作回路図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図２の充電用変換器の動作回路図である。
【図４】図４は、図１の充電用変換器の他の回路図である。
【図５】図５は、本発明に係る充電用変換器の第２の実施形態の斜視図である。
【図６】図６は、本発明に係る充電用変換器の第３の実施形態の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１を参照すると、本発明に係る充電用変換器の第１の実施形態は、本体１０と、第１のプロトコルインターフェース１１と、第２のプロトコルインターフェース１２と、スイッチ１３とを有する。
【００１６】
第１のプロトコルインターフェース１１は、本体１０の第１の端部に実装されるＵＳＢをベースにしたインターフェースである。第２のプロトコルインターフェース１２は、第１の端部に対向する本体１０の第２の端部に実装される。スイッチ１３は、本体１０の一面に実装され、本体１０内部に実装されたスイッチング回路に接続される。
【００１７】
本実施形態では、第１のプロトコルインターフェース１１は、そこに差し込まれるマイクロＢ型ＵＳＢプラグ用のマイクロＢ型ＵＳＢソケットである。マイクロＢ型ＵＳＢソケットは、パワーピン（ＶＢＵＳ）、接地ピン（ＧＮＤ）及び２本のデータピン（Ｄ＋及びＤ−）を有する。
第２のプロトコルインターフェース１２は、３０ピンコネクタであり、特に、アップル社が製造するｉＰｈｏｎｅ（登録商標）及びｉＰａｄ（登録商標）で用いられる通信インターフェースである。３０ピンコネクタは、少なくともパワーピン（ＢＡＴＶ）、接地ピン（ＧＮＤ）及び２本のＵＳＢデータピン（Ｄ＋及びＤ−）を有する。スイッチ１３は、本体１０内部のスイッチング回路と協働する機械的スイッチであり、第２のプロトコルインターフェース１２のＵＳＢデータピン（Ｄ＋及びＤ−）の接続状態を決定する。
【００１８】
図２を参照すると、第１のプロトコルインターフェース１１のパワーピンＶＢＵＳは、第２のプロトコルインターフェース１２のパワーピンＢＡＴＶに接続される。スイッチング回路３０は、２つの分圧器回路として実装されてもよい。分圧器回路の一方は、直列に接続された２つの分圧器抵抗Ｒ１，Ｒ２からなり、当該２つの分圧器抵抗Ｒ１，Ｒ２のそれぞれの一端に接続された接続ノードを有する。一方の分圧器抵抗Ｒ１の他端は、第２のプロトコルインターフェース１２のパワーピンＢＡＴＶに接続される。他方の分圧器抵抗Ｒ２の他端は、グランドに接続される。
他方の分圧器回路は、直列に接続された２つの分圧器抵抗Ｒ３，Ｒ４からなり、当該２つの分圧器抵抗Ｒ３，Ｒ４のそれぞれの一端に接続された接続ノードを有する。一方の分圧器抵抗Ｒ３の他端は、第２のプロトコルインターフェース１２のパワーピンＢＡＴＶに接続される。他方の分圧器抵抗Ｒ４の他端は、グランドに接続される。
【００１９】
スイッチ１３は、２つのコモンポイント及び４つのスイッチポイントＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を有する双方向スイッチである。コモンポイントの一方は、第２のプロトコルインターフェース１２のデータピンＤ−のひとつに接続され、スイッチポイントＳ２，Ｓ４に対応し、他方のコモンポイントは、他方のデータピンＤ＋に接続され、スイッチポイントＳ１，Ｓ３に対応する。２つのスイッチポイントＳ２，Ｓ１は、第１のプロトコルインターフェース１１のデータピンＤ＋，Ｄ−に接続される。スイッチポイントＳ３，Ｓ４は、スイッチング回路３０の２つの分圧器回路の接続ノードにそれぞれ接続される。
【００２０】
図３Ａを参照すると、ユーザがスイッチ１３を切り換えて同期モードに入ると、２つのコモンポイント及び２つのスイッチポイントＳ２，Ｓ１を通して、第２のプロトコルインターフェース１２の２本のデータピンＤ＋，Ｄ−は、第１のプロトコルインターフェース１１の２本のデータピンＤ＋，Ｄ−にそれぞれ接続される。同期モードでは、第１のプロトコルインターフェース１１及び第２のプロトコルインターフェース１２はそれぞれ充電装置及び被充電装置に接続される。電力チャンネル及びデータチャンネルは、充電装置及び被充電装置の間に同時に形成される。充電装置が被充電装置を充電する間にデータ伝送も発生する。充電電圧は、およそ５００ｍＡである。
【００２１】
ユーザが充電だけをしたい場合、スイッチ１３を切り換えて、充電装置及び被充電装置にそれぞれ接続される第１のプロトコルインターフェース１１及び第２のプロトコルインターフェース１２の急速充電モードに入る。
図３Ｂを参照すると、急速充電モードでは、第２のプロトコルインターフェース１２の２本のデータピンＤ＋，Ｄ−は、特定の電圧を得るために被充電装置のデータピンＤ＋，Ｄ−用の２つのコモンポイント及び２つのスイッチポイントＳ４，Ｓ３を通してスイッチング回路３０の２つの分圧器回路の接続ノードにそれぞれ接続される。第１のプロトコルインターフェース１１のデータピンＤ＋，Ｄ−は、第２のプロトコルインターフェース１２のデータピンＤ＋，Ｄ−からの接続が切断されているため、充電装置及び被充電装置の間には電力チャンネルだけが形成される。充電装置が被充電装置を充電する間、充電電圧は、充電装置の種類によっておよそ７００〜１０００ｍＡの範囲である。
【００２２】
上述したように、ユーザは、本発明の充電用変換器を用いることで、ユーザの要求に応じて同期モード及び急速充電モードのどちらか一方を選択することができる。充電の要求だけしかない場合、急速充電モードを選択して、充電するためにより高い充電電流を有するので充電時間が短くなる。一方、充電装置の電力要件（例えば、少なくとも電圧５Ｖ／電流１Ａ）を満たす充電器は、本発明の充電用変換器と共に動作して、専用の充電器を必要とすることなく被充電装置を充電することができる。
【００２３】
図４を参照すると、本体１０内部のスイッチング回路３０は、マイクロ制御ユニット（ＭＣＵ）から構成されて、第１のプロトコルインターフェース１１及び第２のプロトコルインターフェース１２のデータピンが全てＭＣＵに接続されるようになっていてもよい。ＭＣＵは、急速充電モードに入るか同期モードに入るかのスイッチ１３の切り換え選択によって、第１のプロトコルインターフェース１１及び第２のプロトコルインターフェース１２のデータピンの接続を制御する。同様に、切り換えコマンドをコンピュータから充電用変換器に出して、急速充電モードか同期モードかを選択することができる。
【００２４】
図５を参照すると、本発明に係る充電用変換器の第２の実施形態は、本体１０の一端に実装された第１のプロトコルインターフェース１１がＵＳＢプラグであるという点において第１の実施形態と異なる。第２のプロトコルインターフェース１２は、３０ピンコネクタのままである。
【００２５】
図６を参照すると、本発明に係る充電用変換器の第３の実施形態は、第１のプロトコルインターフェース１１が、ケーブルを介して本体１０に接続されたＵＳＢプラグであり、第２のプロトコルインターフェース１２がマイクロＢ型ＵＳＢプラグであるという点において第１の実施形態と異なる。ＵＳＢプラグは、コンピュータのＵＳＢソケットに直接接続でき、マイクロＢ型ＵＳＢプラグは、マイクロＢ型ＵＳＢソケットによって構成される携帯電話の充電用ソケットに接続することができる。
【００２６】
本発明の多くの特徴及び利点を、上述した明細書に本発明の構造及び特徴の詳細と共に記載してきたが、本開示は例示にすぎない。詳細、特に、形状、大きさ、部品の配置に関して、添付した請求項を表す用語の広義的一般的な意味によって示される最大限の範囲までの本発明の原則の内で変更を行ってもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１０  本体
１１  第１のプロトコルインターフェース
１２  第２のプロトコルインターフェース
１３  スイッチ
３０  スイッチング回路
【図１】
2014050228.tif 000003
【図２】
2014050228.tif 000004
【図３Ａ】
2014050228.tif 000005
【図３Ｂ】
2014050228.tif 000006
【図４】
2014050228.tif 000007
【図５】
2014050228.tif 000008
【図６】
2014050228.tif 000009