(57)【要約】【課題】  ホスト装置からのバスパワーを用いて動作する周辺装置において、バスパワーの規格を逸脱することなく、十分な電力を確保する。【解決手段】  ＵＳＢバスから得られるバスパワーの入力電流をＨＤＤブロックへの給電ラインに送るとともに、その一部を用いて充電回路により２次電池を充電する。そして、この２次電池の出力電圧を昇圧回路で昇圧し、その出力電流を給電ラインの電流と加算してＨＤＤブロックに供給する。  この際、バスパワーの入力電流を電流監視回路で監視し、ＨＤＤブロックでの消費電力が上昇して入力電流の上昇が確認されたときに、昇圧回路からの出力電流を増加させ、バスパワーの入力電流を補うことにより、ＵＳＢバス側の電流値を規格内に維持しながら、ＨＤＤブロック側での十分な駆動電力を確保する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホスト装置からのバスパワーを入力するバスパワー入力部と、
補助電源としての２次電源部と、
前記バスパワーによって前記２次電源部を充電する充電回路と、
前記２次電源部の出力電圧を昇圧する昇圧回路と、
前記昇圧回路からの出力電流を前記バスパワーによる入力電流に加算する電流加算部と、
を有することを特徴とする周辺装置。
【請求項２】
前記バスパワーによる入力電流を監視し、その電流値に応じて昇圧回路の出力電流を制御する電流監視回路を有することを特徴とする請求項１記載の周辺装置。
【請求項３】
前記電流監視回路は前記バスパワーの電流値が大きくなった場合にはその分だけ昇圧回路の出力電流値を上げ、バスパワーの電流値が小さい場合には昇圧回路の出力電流値を下げるように制御することを特徴とする請求項２記載の周辺装置。
【請求項４】
前記ホスト装置からのバスがＵＳＢバスであることを特徴とする請求項１記載の周辺装置。
【請求項５】
前記ホスト装置に接続されるディスクドライブであることを特徴とする請求項１記載の周辺装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等のホスト装置に接続される周辺装置に関し、特にＡＣアダプタ等による専用の電源（セルフパワー）でなく、ホスト装置からバスを通して得られる電源（バスパワー）を用いて動作する周辺装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＰＣ等の周辺装置において、ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４といったケーブルから得られるバスパワーによって動作する形態のものが提供されている。
しかし、例えば各種のディスクドライブのように、ＰＣに外部接続される機器としては比較的電力消費が大きいものの場合には、ＰＣの規格より大きい電力消費が生じる場合があり、バスパワーをそのまま利用することが適当でない場合がある。特に、ＵＳＢバスを用いた場合、ＰＣ側で許容できる最大電流がより小さい（例えば５００ｍＡ程度）ことから、ディスクドライブ側での起動時に生じる瞬間的な電流（例えば８００ｍＡ程度）が超えてしまうことになる。
そこで、従来は内部にバスパワーを処理する補助電源を搭載した周辺装置が提供されている（特許文献１参照）。
【０００３】
図６はこのような補助電源を搭載したハードディスクドライブの従来例１を示すブロック図である。
このハードディスクドライブは、ＵＳＢバス１０によるバスパワーを用いるものであり、ＵＳＢ−ＡＴＡ信号変換部１１、ＨＤＤブロック１２、充電回路１３、２次電池（リチウムイオン電池等）１４、及び昇圧回路１５を有している。
ＵＳＢ−ＡＴＡ信号変換部１１は、ＵＳＢフォーマットのデータをＡＴＡフォーマットに変換してＨＤＤブロック１２に供給するものであり、ＨＤＤブロック１２はＡＴＡデータに基づいてハードディスクに対する情報の書き込みや読み出し動作を行う。
充電回路１３は、ＵＳＢバス１０のバスパワーによって得られる電力を２次電池１４に蓄積するものであり、２次電池１４の出力電圧は昇圧回路１５に供給される。
昇圧回路１５は、２次電池１４の電圧（リチウムイオン電池の場合、２．５〜４．１Ｖ）を昇圧し、ＨＤＤブロック１２の動作に必要な電力（例えば５Ｖ、８００ｍＡ（ｍａｘ））に変換して供給する。
【０００４】
また、図７は補助電源を搭載したハードディスクドライブの従来例２を示すブロック図である。
このハードディスクドライブもＵＳＢバス２０によるバスパワーを用いるものであり、ＵＳＢ−ＡＴＡ信号変換部２１、ＨＤＤブロック２２、昇圧回路２３、及び電気二重層コンデンサ２４を有している。
ＵＳＢ−ＡＴＡ信号変換部２１は、ＵＳＢフォーマットのデータをＡＴＡフォーマットに変換してＨＤＤブロック２２に供給し、ＨＤＤブロック２２はＡＴＡデータに基づいてハードディスクに対する情報の書き込みや読み出し動作を行う。
昇圧回路２３は、ＵＳＢバス２０のバスパワーによる入力電圧（５Ｖ）を約７Ｖに昇圧して電気二重層コンデンサ２４に供給する。電気二重層コンデンサ２４は、昇圧回路２３で昇圧された電圧によって充電され、充電完了した後、ＨＤＤブロック２２の電源を投入する。この際、初期電圧（約７Ｖ）から５Ｖまで降下する放電のエネルギでＨＤＤブロック２２を起動させる。
【特許文献１】特開２００４−０８６６４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来例１では、例えばハードディスクドライブの起動時に生じる８００ｍＡの電流に対応するため、２次電池や回路構成部品が大型化するという問題がある。
例えば、仮に効率１００％の昇圧回路があったとしても、昇圧回路の入り口では１．６Ａの電流が流れることになり、また、実際には効率５０％とすると、３Ａ程度の電流が流れることになり、十分な規模の回路構成とする必要がある。
また、上記従来例２では、昇圧電流の充電完了後にハードディスクドライブを起動できるので、起動時間が充電完了まで遅延するという問題がある。また、ハードディスクドライブでは、起動時以外でも５００ｍＡ超える電流が必要となる場合があり、その場合には電力不足となる。
【０００６】
そこで本発明は、ホスト装置からのバスパワーを用いて動作する周辺装置において、バスパワーの規格を逸脱することなく、かつ、構成部品の大型化を招くことなく、十分な電力を確保して良好な動作を実現できる周辺装置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】
【０００７】
上述の目的を達成するため、本発明の周辺装置は、ホスト装置からのバスパワーを入力するバスパワー入力部と、補助電源としての２次電源部と、前記バスパワーによって前記２次電源部を充電する充電回路と、前記２次電源部の出力電圧を昇圧する昇圧回路と、前記昇圧回路からの出力電流を前記バスパワーによる入力電流に加算する電流加算部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の周辺装置によれば、補助電源としての２次電源部と昇圧回路によって生成した電流をバスパワーの入力電流に加算して用いるようにした。
このため、２次電源部や昇圧回路で大電流を扱う必要がなく、構成部品を小型化できるとともに、バスパワーの規格を逸脱することなく、十分な電流を得ることができる。
また、バスパワーの電流を監視し、その変化に対応して昇圧回路の出力電流を制御するようにしたことから、２次電源部の電力を有効に利用することができ、不要な電力消費を抑制できる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施の形態では、ＵＳＢバスから得られるバスパワーの入力電流をＨＤＤブロックへの給電ラインに送るとともに、その一部を用いて充電回路により２次電池を充電する。そして、この２次電池の出力電圧を昇圧回路で昇圧し、その出力電流を給電ラインの電流と加算してＨＤＤブロックに供給する。
この際、バスパワーの入力電流を電流監視回路で監視し、ＨＤＤブロックでの消費電力が上昇して入力電流の上昇が確認されたときに、昇圧回路からの出力電流を増加させ、バスパワーの入力電流を補うことにより、ＵＳＢバス側の電流値を規格内に維持しながら、ＨＤＤブロック側での十分な駆動電力を確保する。
【実施例１】
【００１０】
図１は本発明の実施例による周辺装置としてのハードディスクドライブ装置を示すブロック図である。
このハードディスクドライブは、ＵＳＢバス３０によるバスパワーを用いるものであり、ＵＳＢ−ＡＴＡ信号変換部３５、ＨＤＤブロック３６、電流監視回路３１、充電回路３２、２次電池（リチウムイオン電池等）３３、及び昇圧回路３４を有している。なお、図示しないパーソナルコンピュータ等から導かれたＵＳＢバス３０は図示しないコネクタ等のバスパワー入力部を通してハードディスクドライブに接続されているものとする。
ＵＳＢ−ＡＴＡ信号変換部３５は、ＵＳＢフォーマットのデータをＡＴＡフォーマットに変換してＨＤＤブロック３６に供給するものであり、ＨＤＤブロック３６はＡＴＡデータに基づいてハードディスクに対する情報の書き込みや読み出し動作を行う。
【００１１】
電流監視回路３１は、ＵＳＢバス３０のバスパワーによる入力電流値を監視するとともに、このバスパワーによる入力電流を充電回路３２及びＨＤＤブロック３６への給電ラインに供給する。
充電回路３２は、電流監視回路３１を通して得られるバスパワーの電力を補助電源としての２次電池（２次電源部）３３に蓄積するものであり、２次電池３３の出力電圧は昇圧回路３４に供給される。
昇圧回路３４は、２次電池３３の電圧（リチウムイオン電池の場合、２．５〜４．１Ｖ）を昇圧し、出力電流をＨＤＤブロック３６の給電ラインに供給するものである。
したがって、ＨＤＤブロック３６の給電ラインには、電流監視回路３１からの電流と昇圧回路３４からの電流が供給され、給電ラインはこれらの電流を加算してＨＤＤブロック３６に供給する電流加算部として機能する。
【００１２】
また、電流監視回路３１では、バスパワーの電流値を監視し、電流値の変化に応じて昇圧回路３４の出力電流を制御する電流制御信号（電圧信号）を昇圧回路３４に出力する。すなわち、バスパワーの電流値が大きくなった場合にはその分だけ昇圧回路３４の出力電流値を上げ、バスパワーの電流値が小さい場合には昇圧回路３４の出力電流値を下げるような制御を行う。
したがって、ＨＤＤブロック３６の起動時やその他の電力消費量が増大する期間では、２次電池３３及び昇圧回路３４による追加の電流が加算されてＨＤＤブロック３６に供給されることになる。この結果、バスパワーの最大電流値（５００ｍＡ）を越えることなく、ＨＤＤブロック３６への供給電流を増大でき、かつ、２次電池３３及び昇圧回路３４は電流値の加算分だけを担うことから、大電流を扱う必要がなく、構成素子の大型化も不要であり、コンパクトな構成で安定した動作のハードディスクドライブを実現することができる。
【００１３】
次に、本実施例における電流監視回路３１及び昇圧回路３４の具体的な構成例について説明する。
図２は電流監視回路３１の構成例を示すブロック図である。
この電流監視回路３１は、ＵＳＢバス３０の電源線３０Ａに挿入された抵抗４１と、この抵抗４１の入力端子に接続された抵抗４２、４４の分圧回路と、これら抵抗４２、４４の間に挿入されて抵抗４２の電流を制御するＦＥＴ４３と、抵抗４１と抵抗４２の出力電圧を入力して差分演算を行う演算増幅器４５とを有する。
このような構成において、抵抗４１の両端には入力電流に比例した電圧が発生する。また、演算増幅器４５では抵抗４１の出力電圧に対する抵抗４２の出力電圧の誤差量を算出し、その誤差量に応じた出力電圧によってＦＥＴ４３のゲートを制御する。ＦＥＴ４３は、この演算増幅器４５からの出力電圧に基づいて抵抗４２の電流値を制御する。
これにより、抵抗４１の両端に発生する電圧と抵抗４２の両端に発生する電圧とが等しくなる。したがって、抵抗４４に流れる電流値は抵抗４１に流れる電流値に比例することになり、昇圧回路３４への出力電圧（制御信号）４６は抵抗４１に流れる電流値に比例する。
【００１４】
図３は昇圧回路３４の構成例を示すブロック図である。
この昇圧回路３４は、２次電池３３の出力端（正極）に接続されたコイル５２と、このコイル５２の出力端に接続されたダイオード５３と、コイル５２とダイオード５３との間に挿入されたトランジスタ５４と、上述した電流監視回路３１からの出力電圧（制御信号）４６に応じてトランジスタ５４をオン・オフ制御するパルス発生回路５１とを有する。
このような構成において、パルス発生回路５１から出力されたパルス信号がトランジスタ５４のベースに入力され、トランジスタ５４がオン・オフする。そして、トランジスタ５４がオンの間は、コイル５２に電流が流れ、コイル５２内にエネルギが蓄積される。また、トランジスタ５４がオフになると、コイル５２に蓄積されたエネルギが電流となってダイオード５３に向かって流れる。これにより、２次電池３３のバッテリ電圧より高い電圧であってもＨＤＤブロック３６の給電ラインに電流を流し込むことができ、バスパワーの電流に加算できる。なお、ダイオード５３があるため電流が逆流することはない。
また、パルス発生回路５１は、制御信号４６によってデューティ比を変えることができ、制御信号４６の電圧によってコイル電流を制御することができる。
【００１５】
図４は本実施例の補助電源を設けていないハードディスクドライブに対するＵＳＢバスの給電電流の実測例を示す説明図であり、図５は本実施例のハードディスクドライブに対するＵＳＢバスの給電電流の実測例を示す説明図である。それぞれ起動時からの電流波形を示しており、縦軸は電流値、横軸は時間を示している。
図４から分かるように、本実施例の補助電源を設けない場合には、ハードディスクドライブの電源投入時にＵＳＢの給電電流の上限値（５００ｍＡ）を超えてしまう。一方、図５に示す本実施例を適用した場合には、電源投入時においても、昇圧回路による電流の加算によってＵＳＢの給電電流の上限値（５００ｍＡ）を超えることなく、ハードディスクドライブの駆動が可能となる。また、電力が余っている時間には２次電池３３を充電することができる。
なお、以上の実施例は、本発明をハードディスクドライブに適用した例を説明下が、本発明はハードディスクドライブに限定されるものではなく、バスパワーを用いて各種の機能要素を駆動する種々の周辺装置に広く適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例による周辺装置としてのハードディスクドライブ装置を示すブロック図である。
【図２】図１に示す実施例の電流監視回路の構成例を示すブロック図である。
【図３】図１に示す実施例の昇圧回路の構成例を示すブロック図である。
【図４】図１に示す実施例の補助電源を設けていないハードディスクドライブに対するＵＳＢバスの給電電流の実測例を示す説明図である。
【図５】図１に示す実施例のハードディスクドライブに対するＵＳＢバスの給電電流の実測例を示す説明図である。
【図６】ハードディスクドライブの従来例１を示すブロック図である。
【図７】ハードディスクドライブの従来例２を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００１７】
３０……ＵＳＢバス、３１……電流監視回路、３２……充電回路、３３……２次電池、３４……昇圧回路、３５……ＵＳＢ−ＡＴＡ信号変換部、３６……ＨＤＤブロック。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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