(57)【要約】【課題】少ない電子部品で温度上昇に対する保護機能を実現する工夫が施されたＵＳＢ給電装置を提供する。【解決手段】ＵＳＢ給電装置１０は、ＵＳＢコネクタＵＳＢ１と、ＵＳＢコネクタＵＳＢ１の電源端子ＶＢＵＳに電力を供給する電源回路１１とを備える。電源回路１１は、フライバックトランスＴ１、フォトカプラＰＣ１、制御回路ＩＣ１、及び、温度検知回路１５等を備える。制御回路ＩＣ１は、フォトカプラＰＣ１の受光トランジスタＰＣＴＲ１が受光した光の量に応じてスイッチング素子ＴＲ１のスイッチングを制御する。温度検知回路１５は、サーミスタＴＨ１を用いて、ＵＳＢコネクタＵＳＢ１の電源端子ＶＢＵＳ及び整流用のスイッチング素子ＴＲ１０の少なくとも一方の温度を検知し、検知した温度に応じて、フォトカプラＰＣ１発光ダイオードＰＣＤを制御する。【選択図】図３
2019118177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＵＳＢコネクタと、
前記ＵＳＢコネクタを支持する回路基板と、
前記回路基板に実装された部品を有し、前記ＵＳＢコネクタの電源端子に電力を供給する電源回路とを備え、
前記電源回路は、
フライバックトランスと、
入力された交流電力を整流し、得られた直流電力を前記フライバックトランスの一次巻線に供給する第一整流回路と、
前記一次巻線と直列に接続されるスイッチング素子と、
半導体素子を有し、前記半導体素子を用いて、前記フライバックトランスの二次巻線から出力される交流電力を整流し、得られた直流電力を前記電源端子に供給する第二整流回路と、
前記電源端子の電圧に応じた量の光を発する発光回路、及び、前記発光回路が発した光を受光する受光回路を有するフォトカプラと、
前記受光回路が受光した光の量に応じて、前記スイッチング素子のスイッチングを制御する制御回路と、
サーミスタを有し、前記サーミスタを用いて、前記電源端子及び前記半導体素子の少なくとも一方の温度を検知し、検知した温度に応じて前記発光回路を制御する温度検知回路とを備える
ＵＳＢ給電装置。
【請求項２】
前記温度検知回路は、前記サーミスタが閾値よりも大きな抵抗値又は小さな抵抗値を示すときに、前記発光回路が発する光の量が増加するように、前記発光回路を制御する
請求項１記載のＵＳＢ給電装置。
【請求項３】
前記温度検知回路は、１個の前記サーミスタを用いて、前記電源端子及び前記半導体素子の温度を検知する
請求項１又は２記載のＵＳＢ給電装置。
【請求項４】
前記半導体素子は、前記回路基板に実装され、
前記サーミスタは、前記回路基板を平面視した場合に、前記回路基板における前記電源端子と前記半導体素子の間に実装されている
請求項３記載のＵＳＢ給電装置。
【請求項５】
前記ＵＳＢ給電装置は、埋込型配線器具である
請求項１〜４のいずれか１項に記載のＵＳＢ給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＵＳＢ給電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォン、タブレット端末等のＵＳＢ（Universal Serial Bus）コネクタを備える電子デバイスの普及に伴い、各種形態のＵＳＢ給電装置が提供されている。ここで、ＵＳＢ給電装置とは、ＵＳＢコネクタを備え、そのＵＳＢコネクタに接続された電子デバイスに電力を供給する装置である。
【０００３】
従来、ＵＳＢ給電装置として、例えば、商用電源のコンセントに差し込んで用いる電源アダプタの形態（例えば、特許文献１等参照）、あるいは、壁等に埋め込んで固定される埋込型配線器具の形態のものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−２０８６００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、上記特許文献１の電源アダプタでは、異常な温度上昇に対する対策が施されていない。そのために、ＵＳＢ給電装置から電子デバイスに大電流が流れる状態が継続した場合には、ＵＳＢ給電装置において大電流が流れる箇所の温度が上昇し、半田クラック等が生じることにより、ＵＳＢ給電装置が正常に動作しなくなってしまう可能性がある。
【０００６】
その対策として、ＵＳＢ給電装置に、温度上昇に対する保護機能を設けることが考えられる。しかしながら、ＵＳＢ給電装置に温度上昇に対する保護機能を設けた場合には、ＵＳＢ給電装置の回路規模が大きくなってしまうために、コンパクトなＵＳＢ給電装置を実現することが困難となる。また、ＵＳＢ給電装置で使用される電子部品が増加するために、ＵＳＢ給電装置のコストが増大してしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、少ない電子部品で温度上昇に対する保護機能を実現する工夫が施されたＵＳＢ給電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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の一形態に係るＵＳＢ給電装置は、ＵＳＢコネクタと、前記ＵＳＢコネクタを支持する回路基板と、前記回路基板に実装された部品を有し、前記ＵＳＢコネクタの電源端子に電力を供給する電源回路とを備え、前記電源回路は、フライバックトランスと、入力された交流電力を整流し、得られた直流電力を前記フライバックトランスの一次巻線に供給する第一整流回路と、前記一次巻線と直列に接続されるスイッチング素子と、半導体素子を有し、前記半導体素子を用いて、前記フライバックトランスの二次巻線から出力される交流電力を整流し、得られた直流電力を前記電源端子に供給する第二整流回路と、前記電源端子の電圧に応じた量の光を発する発光回路、及び、前記発光回路が発した光を受光する受光回路を有するフォトカプラと、前記受光回路が受光した光の量に応じて、前記スイッチング素子のスイッチングを制御する制御回路と、サーミスタを有し、前記サーミスタを用いて、前記電源端子及び前記半導体素子の少なくとも一方の温度を検知し、検知した温度に応じて前記発光回路を制御する温度検知回路とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、少ない電子部品で温度上昇に対する保護機能を実現する工夫が施されたＵＳＢ給電装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態に係るＵＳＢ給電装置の設置例を示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１に示されたＵＳＢ給電装置の構造を示す外観図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａに示された二次側モジュールの回路基板の表面を見た外観図である。
【図３】図３は、図１に示されたＵＳＢ給電装置が備える電源回路の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、動作手順等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、各図は、必ずしも厳密に図示したものではない。各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化する。
【００１２】
図１は、実施の形態に係るＵＳＢ給電装置１０の設置例を示す図である。ここでは、ＵＳＢ給電装置１０は、埋込型配線器具として、商用電源コンセント８の横に並ぶ位置に、部屋２の壁４に埋め込まれて固定されている様子が図示されている。ＵＳＢ給電装置１０の前面には、電子デバイスを接続するためのＵＳＢコネクタＵＳＢ１が取り付けられている。ＵＳＢコネクタＵＳＢ１は、例えば、ＵＳＢ  Ｔｙｐｅ−Ａのレセプタクル（メス）である。
【００１３】
図２Ａは、図１に示されたＵＳＢ給電装置１０の構造を示す外観図である。なお、本図では、ＵＳＢ給電装置１０を壁４に取り付けて固定するためのプレート（例えば、樹脂製のプレート）及び取付枠（例えば、金属製の取付枠）の図示は省略されている。ＵＳＢ給電装置１０は、ＵＳＢコネクタＵＳＢ１及びフライバックトランスＴ１等を備える絶縁型のスイッチング電源である。構造的には、ＵＳＢ給電装置１０は、一次側モジュール２１と二次側モジュール２２とがフライバックトランスＴ１を介して結合された構造を有する。
【００１４】
一次側モジュール２１は、フライバックトランスＴ１の一次側の回路（つまり、一次側回路１１ａ）を構成するモジュールであり、回路基板２３ａと、回路基板２３ａに実装された各種電子部品で構成される。二次側モジュール２２は、フライバックトランスＴ１の二次側の回路（つまり、二次側回路１１ｂ）を構成するモジュールであり、回路基板２３ｂと、回路基板２３ｂに実装された、ＵＳＢコネクタＵＳＢ１を含む各種電子部品で構成される。なお、フライバックトランスＴ１、一次側回路１１ａ及び二次側回路１１ｂによって、ＵＳＢコネクタＵＳＢ１の電源端子ＶＢＵＳに電力を供給する電源回路１１が構成されている。
【００１５】
一次側モジュール２１の回路基板２３ａの裏面と、二次側モジュール２２の表面とが、フライバックトランスＴ１を介して結合されている。ここで、回路基板の表面とは、回路基板の両面のうち、より多くの電子部品が実装されている面である。ＵＳＢコネクタＵＳＢ１は、二次側モジュール２２の回路基板２３ｂの裏面に実装されている。
【００１６】
図２Ｂは、図２Ａに示された二次側モジュール２２の回路基板２３ｂの表面を見た外観図である。回路基板２３ｂの中央には、反対側（回路基板２３ｂの裏面）に取り付けられたＵＳＢコネクタＵＳＢ１の端子が貫通してはんだ付けで固定されている。ＵＳＢコネクタＵＳＢ１の端子のうち、本図における左端に位置する端子が、このＵＳＢ給電装置１０が給電する直流電圧（ここでは、５Ｖ）を供給する電源端子ＶＢＵＳであり、右端に位置する端子がグランド端子ＧＮＤである。
【００１７】
また、回路基板２３ｂの左上には、交流電力を整流して直流電力を出力する半導体素子の一例であるスイッチング素子ＴＲ１０が実装されている。
【００１８】
ＵＳＢコネクタＵＳＢ１の電源端子ＶＢＵＳ及びスイッチング素子ＴＲ１０は、発熱するリスクの高い電子部品である。よって、本実施の形態では、回路基板２３ｂの平面視における電源端子ＶＢＵＳとスイッチング素子ＴＲ１０との間に、これらの電源端子ＶＢＵＳ及びスイッチング素子ＴＲ１０の温度を検知するサーミスタＴＨ１が実装されている。つまり、サーミスタＴＨ１は、電源端子ＶＢＵＳ及びスイッチング素子ＴＲ１０の両方の温度を検知するセンサを兼ねている。
【００１９】
図３は、図１に示されたＵＳＢ給電装置１０が備える電源回路１１の回路図である。ＵＳＢ給電装置１０は、商用交流電力を入力とし、ＵＳＢコネクタＵＳＢ１の電源端子ＶＢＵＳに直流電圧（ここでは、５Ｖ）を供給する絶縁型のスイッチング電源であり、図３に示される電源回路１１を備える。
【００２０】
電源回路１１は、大きく分けて、フライバックトランスＴ１と、一次側回路１１ａと、二次側回路１１ｂとで構成される。
【００２１】
フライバックトランスＴ１は、入力となる一次巻線Ｔ１ａ、出力となる二次巻線Ｔ１ｂ、及び、一次側の補助巻線Ｔ１ｃを有するトランスである。
【００２２】
一次側回路１１ａは、ダイオードブリッジＤＢ１、コンデンサＣ１〜Ｃ５、コイルＬ１、抵抗Ｒ１〜Ｒ５、ダイオードＤ１〜Ｄ３、スイッチング素子ＴＲ１、受光トランジスタＰＣＴＲ１、及び、制御回路ＩＣ１で構成される。
【００２３】
ダイオードブリッジＤＢ１は、入力された商用交流電力（ここでは、ＡＣ１００Ｖ〜２４０Ｖ）を整流し、得られた直流電力をフライバックトランスＴ１の一次巻線Ｔ１ａに供給する第一整流回路１２を構成している。
【００２４】
ダイオードブリッジＤＢ１の出力側に接続されたコンデンサＣ１及びＣ２、並びに、コイルＬ１は、ダイオードブリッジＤＢ１で整流された電圧を平滑化する平滑化回路を構成している。
【００２５】
フライバックトランスＴ１の一次巻線Ｔ１ａに接続された抵抗Ｒ１、コンデンサＣ３及びダイオードＤ１は、スイッチング素子ＴＲ１のオフ時に一次巻線Ｔ１ａに発生する高電圧を吸収するスナバ回路を構成している。
【００２６】
スイッチング素子ＴＲ１は、フライバックトランスＴ１の一次巻線Ｔ１ａに直列に接続され、上記平滑化回路で生成された直流電圧をチョッピングする素子であり、例えば、ＭＯＳトランジスタである。
【００２７】
抵抗Ｒ２は、一次巻線Ｔ１ａ及びスイッチング素子ＴＲ１を流れる電流を検知し、検知した信号（つまり、電圧）を制御回路ＩＣ１の電流監視端子ＩＳに入力させるための抵抗である。
【００２８】
ダイオードＤ２及び抵抗Ｒ３は、上記平滑化回路で生成された直流電圧を制御回路ＩＣ１の電圧入力端子ＶＩＮに入力させる保護回路を構成している。
【００２９】
補助巻線Ｔ１ｃに接続されたダイオードＤ３及びコンデンサＣ４は、補助巻線Ｔ１ｃで生成された交流電圧を整流及び平滑化して制御回路ＩＣ１の電源端子ＶＣＣに直流電圧を供給する電源回路を構成している。また、補助巻線Ｔ１ｃと並列に接続された抵抗Ｒ４及び抵抗Ｒ５は、補助巻線Ｔ１ｃの電圧を分圧して制御回路ＩＣ１のゼロクロス入力端子ＺＣＤに入力させる分圧回路を構成している。
【００３０】
受光トランジスタＰＣＴＲ１は、二次側回路１１ｂの発光ダイオードＰＣＤ１とともにフォトカプラＰＣ１を構成しており、発光ダイオードＰＣＤ１が発光した光を受光する受光回路を構成している。受光トランジスタＰＣＴＲ１は、受光した光の量に応じた信号（つまり、電流）を制御回路ＩＣ１のフィードバック端子ＦＢに出力する。受光トランジスタＰＣＴＲ１に接続されたコンデンサＣ５は、受光トランジスタＰＣＴＲ１が出力する信号を平滑化する。
【００３１】
制御回路ＩＣ１は、受光トランジスタＰＣＴＲ１が受光した光の量に応じて、スイッチング素子ＴＲ１のスイッチングを制御する回路である。本実施の形態では、制御回路ＩＣ１は、フィードバック端子ＦＢに入力される受光トランジスタＰＣＴＲ１からの信号の量が一定となるように、スイッチング素子ＴＲ１をオンオフさせるＩＣである。具体的には、制御回路ＩＣ１は、ゼロクロス入力端子ＺＣＤに入力される電圧に基づいて、スイッチング素子ＴＲ１を流れる平均電流が一定となるように、駆動端子ＯＵＴからスイッチング素子ＴＲ１の制御端子にＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）用の制御信号を出力する。
【００３２】
二次側回路１１ｂは、第二整流回路１３、コンデンサＣ１０、Ｃ１１、コイルＬ１０、抵抗Ｒ１０、フィードバック回路１４、及び、温度検知回路１５で構成される。
【００３３】
第二整流回路１３は、図２Ｂに示された半導体素子（ここでは、スイッチング素子ＴＲ１０）を有し、半導体素子を用いてフライバックトランスＴ１の二次巻線Ｔ１ｂから出力される交流電力を整流する回路である。整流によって得られた直流電力は、ＵＳＢコネクタＵＳＢ１の電源端子ＶＢＵＳに供給される。具体的には、第二整流回路１３は、フライバックトランスＴ１の二次巻線Ｔ１ｂに接続されたスイッチング素子ＴＲ１０、及び、スイッチング素子ＴＲ１０を制御する制御回路ＩＣ１０で構成される。制御回路ＩＣ１０は、スイッチング素子ＴＲ１０がダイオードのように半波整流（つまり、同期整流）するように、スイッチング素子ＴＲ１０のオンオフを制御する。
【００３４】
なお、第二整流回路１３は、本実施の形態のようにスイッチング素子ＴＲ１０及び制御回路ＩＣ１０で構成されるだけでなく、これに代えて、整流用ダイオード、ダイオードブリッジ、又は、サイリスタ等の他のスイッチング素子で構成されてもよい。
【００３５】
二次巻線Ｔ１ｂと接続されたコンデンサＣ１０及びコイルＬ１０、並びに、コンデンサＣ１１は、スイッチング素子ＴＲ１０によって整流された電圧を平滑化する平滑化回路を構成している。
【００３６】
コンデンサＣ１１と並列に接続された抵抗Ｒ１０は、ＵＳＢコネクタＵＳＢ１に電子デバイスが接続されていない場合であっても電源端子ＶＢＵＳとグランド端子ＧＮＤとの間に電流を流させるためのダミー負荷である。
【００３７】
フィードバック回路１４は、電源端子ＶＢＵＳの電圧を示す信号と、温度検知回路１５で検知された温度を示す信号とを合成し、合成後の信号を一次側回路１１ａの制御回路ＩＣ１にフィードバックさせる回路である。フィードバック回路１４は、抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４、コンデンサＣ１２、発光ダイオードＰＣＤ１、シャントレギュレータＺ１で構成される。抵抗Ｒ１２及びＲ１３によって、電源端子ＶＢＵＳの電圧が分圧されてシャントレギュレータＺ１の制御端子に入力される。シャントレギュレータＺ１は、フォトカプラＰＣ１を構成する発光ダイオードＰＣＤ１と直列に接続され、制御端子に入力された分圧電圧と内部に有する基準電圧との差に応じた電流を流すように発光ダイオードＰＣＤ１を駆動する。抵抗Ｒ１１は、発光ダイオードＰＣＤ１を流れる電流を制限する抵抗である。抵抗Ｒ１４及びコンデンサＣ１２は、抵抗Ｒ１２及びＲ１３による分圧電圧の変化分（交流成分）を発光ダイオードＰＣＤ１とシャントレギュレータＺ１との接続点に伝達する回路である。
【００３８】
温度検知回路１５は、サーミスタＴＨ１を有し、サーミスタＴＨ１を用いて、ＵＳＢコネクタＵＳＢ１の電源端子ＶＢＵＳ及びスイッチング素子ＴＲ１０の少なくとも一方（ここでは、両方）の温度を検知し、検知した温度に応じて発光回路を制御する回路である。具体的には、温度検知回路１５は、電源端子ＶＢＵＳとグランドとの間に直列に接続されたサーミスタＴＨ１及び抵抗Ｒ１５、並びに、それらの接続点と分圧回路（抵抗Ｒ１２及びＲ１３）の接続点とを接続するダイオードＤ１０で構成される。サーミスタＴＨ１は、本実施の形態では、温度が上がると抵抗値が減る負特性サーミスタである。
【００３９】
次に、以上のように構成された本実施の形態に係るＵＳＢ給電装置１０の動作について説明する。
【００４０】
まず、ＵＳＢコネクタＵＳＢ１の電源端子ＶＢＵＳに出力される直流電圧（ここでは、５Ｖ）の安定化について、説明する。
【００４１】
フィードバック回路１４において、電源端子ＶＢＵＳの電圧は、分圧回路（抵抗Ｒ１２及びＲ１３）で検知され、分圧回路から出力される分圧電圧がシャントレギュレータＺ１の制御端子に入力される。シャントレギュレータＺ１は、制御端子に入力された分圧電圧と内部に有する基準電圧との差に応じた電流を流すように発光ダイオードＰＣＤ１を駆動する。発光ダイオードＰＣＤ１で発光した光は、受光トランジスタＰＣＴＲ１で受光され、受光した光の量に応じた信号（つまり、電流）が受光トランジスタＰＣＴＲ１から制御回路ＩＣ１のフィードバック端子ＦＢに入力される。
【００４２】
制御回路ＩＣ１は、フィードバック端子ＦＢに入力された受光トランジスタＰＣＴＲ１からの信号の量（つまり、電流）が一定（制御目標値）となるように、駆動端子ＯＵＴからスイッチング素子ＴＲ１の制御端子に制御信号を出力する。
【００４３】
例えば、ＵＳＢコネクタＵＳＢ１の電源端子ＶＢＵＳの電圧が目標電圧（ここでは、５Ｖ）よりも大きくなった場合には、制御回路ＩＣ１のフィードバック端子ＦＢに制御目標値を超える信号が入力される。よって、制御回路ＩＣ１は、スイッチング素子ＴＲ１のスイッチングにおけるオン期間を減少させるように、スイッチング素子ＴＲ１を制御する。その結果、ＵＳＢコネクタＵＳＢ１の電源端子ＶＢＵＳの電圧は、目標電圧に向けて下降する。
【００４４】
一方、ＵＳＢコネクタＵＳＢ１の電源端子ＶＢＵＳの電圧が目標電圧（ここでは、５Ｖ）よりも小さくなった場合には、制御回路ＩＣ１のフィードバック端子ＦＢに制御目標値よりも小さな信号が入力される。よって、制御回路ＩＣ１は、スイッチング素子ＴＲ１のスイッチングにおけるオン期間を増加させるように、スイッチング素子ＴＲ１を制御する。その結果、ＵＳＢコネクタＵＳＢ１の電源端子ＶＢＵＳの電圧は、目標電圧に向けて上昇する。
【００４５】
このような制御により、ＵＳＢコネクタＵＳＢ１の電源端子ＶＢＵＳの電圧が目標電圧（ここでは、５Ｖ）に維持される。なお、この目標電圧は、分圧回路（抵抗Ｒ１２及びＲ１３）の分圧比、シャントレギュレータＺ１の基準電圧、制御回路ＩＣ１における制御目標値等を変えることによって、変更することができる。
【００４６】
次に、本実施の形態に係るＵＳＢ給電装置１０の特徴的な機能である温度検知について、説明する。
【００４７】
温度検知回路１５において、電源端子ＶＢＵＳとグランドとの間に直列に接続されたサーミスタＴＨ１及び抵抗Ｒ１５によって分圧回路が構成されている。よって、サーミスタＴＨ１の抵抗値の変化は、この分圧回路の出力信号となって、ダイオードＤ１０を介して、フィードバック回路１４の分圧回路（抵抗Ｒ１２及びＲ１３）の接続点に入力される。
【００４８】
これにより、分圧回路（Ｒ１２及びＲ１３）の接続点における電圧は、電源端子ＶＢＵＳの直流電圧に起因して定まる分圧電圧よりも高い電圧が温度検知回路１５から出力された場合には、ダイオードＤ１０を介してより高い電圧が重畳されることとなり、上昇する。よって、負特性をもつサーミスタＴＨ１が異常な温度上昇を検知して抵抗値が減少した（つまり、閾値よりも小さな抵抗値を示す）場合には、温度検知回路１５から出力される電圧が分圧回路（Ｒ１２及びＲ１３）の接続点の電圧を上昇させる。その結果、フィードバック回路１４では、電源端子ＶＢＵＳの電圧が異常に上昇したときと同様の事象（分圧回路（Ｒ１２及びＲ１３）からの分圧電圧が上昇すること）が生じる。よって、制御回路ＩＣ１によって、電源端子ＶＢＵＳの電圧を下降させる制御が行われ、温度上昇が抑制される。
【００４９】
このように、分圧回路（Ｒ１２及びＲ１３）において、温度検知回路１５からの信号と、電源端子ＶＢＵＳの電圧に応じた信号とが合成され、フォトカプラＰＣ１を介して制御回路ＩＣ１にフィードバックされる。よって、温度上昇に対する独立した保護回路が不要となり、少ない電子部品で温度上昇に対する保護機能を実現する工夫が施されたＵＳＢ給電装置１０が実現される。
【００５０】
なお、サーミスタＴＨ１によって検知される温度が正常状態における温度である場合には、サーミスタＴＨ１の抵抗値は一定値以上の値（閾値以上の値）を示す。よって、サーミスタＴＨ１と抵抗Ｒ１５との接続点における電圧は、分圧回路（抵抗Ｒ１２及びＲ１３）の接続点での電圧よりも低くなり、ダイオードＤ１０の整流作用によって、温度検知回路１５からの信号がフィードバック回路１４に流入することはない。つまり、この状態では、温度検知回路１５が機能していない状態と同じであり、電源端子ＶＢＵＳの電圧の安定化だけが図られる。
【００５１】
なお、本実施の形態では、サーミスタＴＨ１は負特性サーミスタであったが、温度が上がると抵抗値が増える正特性サーミスタであってもよい。その場合には、分圧回路を構成するサーミスタＴＨ１と抵抗Ｒ１５との接続位置を入れ替える等の変更をすればよい。
【００５２】
以上のように、本実施の形態に係るＵＳＢ給電装置１０は、ＵＳＢコネクタＵＳＢ１と、ＵＳＢコネクタＵＳＢ１を支持する回路基板２３ｂと、回路基板２３ｂに実装された部品を有し、ＵＳＢコネクタＵＳＢ１の電源端子ＶＢＵＳに電力を供給する電源回路１１とを備える。電源回路１１は、フライバックトランスＴ１と、入力された交流電力を整流し、得られた直流電力をフライバックトランスＴ１の一次巻線Ｔ１ａに供給する第一整流回路１２と、一次巻線Ｔ１ａと直列に接続されるスイッチング素子ＴＲ１と、第二整流回路１３と、フォトカプラＰＣ１と、制御回路ＩＣ１と、温度検知回路１５とを備える。第二整流回路１３は、半導体素子（ここでは、スイッチング素子ＴＲ１０）を有し、半導体素子を用いて、フライバックトランスＴ１の二次巻線Ｔ１ｂから出力される交流電力を整流し、得られた直流電力を電源端子ＶＢＵＳに供給する。フォトカプラＰＣ１は、電源端子ＶＢＵＳの電圧に応じた量の光を発する発光回路（ここでは、発光ダイオードＰＣＤ１）、及び、発光回路が発した光を受光する受光回路（ここでは、受光トランジスタＰＣＴＲ１）を有する。制御回路ＩＣ１は、受光回路が受光した光の量に応じて、スイッチング素子ＴＲ１のスイッチングを制御する。温度検知回路１５は、サーミスタＴＨ１を有し、サーミスタＴＨ１を用いて、電源端子ＶＢＵＳ及び半導体素子の少なくとも一方の温度を検知し、検知した温度に応じて発光回路を制御する。
【００５３】
このように、ＵＳＢ給電装置１０には、ＵＳＢコネクタＵＳＢ１の電源端子ＶＢＵＳ及び整流用の半導体素子の少なくとも一方の温度を検知するサーミスタＴＨ１を有し、検知した温度に応じてフォトカプラＰＣ１の発光回路を制御する温度検知回路１５が設けられる。よって、ＵＳＢコネクタＵＳＢ１の電源端子ＶＢＵＳ及び半導体素子の少なくとも一方についての温度上昇に対する保護機能が実現される。
【００５４】
しかも、独立した保護回路を設けるのではなく、温度検知回路１５によってフォトカプラＰＣ１の発光回路を制御する構成となっている。つまり、温度検知回路１５からの信号と、電源端子ＶＢＵＳの電圧に応じた信号とが合成されて、フォトカプラＰＣ１の発光回路を介して制御回路ＩＣ１にフィードバックされる。よって、温度上昇に対する独立した保護回路が不要となり、少ない電子部品で温度上昇に対する保護機能を実現する工夫が施されたＵＳＢ給電装置１０が実現される。
【００５５】
また、温度検知回路１５は、サーミスタＴＨ１が閾値よりも大きな抵抗値又は小さな抵抗値を示す（本実施の形態では、閾値よりも小さな値を示す）ときに、発光回路が発する光の量が増加するように、発光回路を制御する。
【００５６】
これにより、温度上昇があった場合に、発光回路が発する光の量が増加するように制御されるので、制御回路ＩＣ１による負のフィードバック制御を利用することで、温度上昇を抑制するようにスイッチング素子ＴＲ１が制御される。
【００５７】
また、温度検知回路１５は、１個のサーミスタＴＨ１を用いて、ＵＳＢコネクタＵＳＢ１の電源端子ＶＢＵＳ及び整流用の半導体素子（ここでは、スイッチング素子ＴＲ１０）の温度を検知する。
【００５８】
これにより、温度上昇が生じ易いＵＳＢコネクタＵＳＢ１の電源端子ＶＢＵＳ及び半導体素子の２箇所に対して１個のサーミスタＴＨ１によって温度が検知される。よって、２個のサーミスタを用いる場合に比べ、少ない電子部品で温度上昇に対する保護機能が実現される。
【００５９】
また、整流用の半導体素子（ここでは、スイッチング素子ＴＲ１０）は、回路基板２３ｂに実装され、サーミスタＴＨ１は、回路基板２３ｂを平面視した場合に、回路基板２３ｂにおける電源端子ＶＢＵＳと半導体素子の間に実装されている。
【００６０】
これにより、サーミスタＴＨ１は、回路基板２３ｂにおける電源端子ＶＢＵＳと半導体素子の間に実装されるので、確実に、電源端子ＶＢＵＳ及び半導体素子の２箇所に対して温度検知が行われる。
【００６１】
また、ＵＳＢ給電装置１０は、埋込型配線器具である。
【００６２】
これにより、壁４等に埋め込んで固定される埋込型配線器具の形態で、コンパクトでかつコストが抑えられたＵＳＢ給電装置１０が実現される。
【００６３】
以上、本発明に係るＵＳＢ給電装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、実施の形態における一部の構成要素を組み合わせて構築される別の形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【００６４】
例えば、上記実施の形態では、ＵＳＢ給電装置１０は、埋込型配線器具であったが、この実現形態に限られず、商用電源のコンセントに差し込んで用いる電源アダプタの形態であってもよい。
【００６５】
また、上記実施の形態では、ＵＳＢ給電装置１０は、ＵＳＢコネクタＵＳＢ１として、ＵＳＢ  Ｔｙｐｅ−Ａのレセプタクル（メス）を備えたが、これに限られず、ＵＳＢ  Ｔｙｐｅ−Ｂ、あるいは、ＵＳＢ  Ｔｙｐｅ−Ｃのコネクタであってもよい。
【００６６】
また、上記実施の形態では、ＵＳＢ給電装置１０は、１個のＵＳＢコネクタＵＳＢ１を備えたが、複数のＵＳＢコネクタを備えてもよい。その場合には、温度検知回路１５は、複数のＵＳＢコネクタの温度を検知するのが好ましい。
【００６７】
また、上記実施の形態では、温度検知回路１５は、サーミスタＴＨ１、抵抗Ｒ１５及びダイオードＤ１０で構成されたが、このような回路構成に限られない。サーミスタＴＨ１及び抵抗Ｒ１５だけで構成されたり、演算増幅器等のアクティブ素子を含んで構成されたりしてもよい。
【００６８】
また、上記実施の形態では、温度検知回路１５のサーミスタＴＨ１は、ＵＳＢコネクタＵＳＢ１の電源端子ＶＢＵＳ及びスイッチング素子ＴＲ１０の両方の温度を検知したが、これらのうちの一方だけの温度を検知してもよい。
【００６９】
また、上記実施の形態では、温度検知回路１５は、１個のサーミスタＴＨ１だけを有したが、２個以上のサーミスタを有してもよい。これによって、ＵＳＢコネクタＵＳＢ１の電源端子ＶＢＵＳ及び整流用のスイッチング素子ＴＲ１０の温度だけでなく、ダイオードブリッジＤＢ１、フライバックトランスＴ１、スイッチング素子ＴＲ１、２つ目のＵＳＢコネクタの電源端子等の発熱するリスクがある他の電子部品の温度も検知できる。
【符号の説明】
【００７０】
１０  ＵＳＢ給電装置
１１  電源回路
１２  第一整流回路
１３  第二整流回路
１５  温度検知回路
２３ａ、２３ｂ  回路基板
ＴＲ１  スイッチング素子
ＴＲ１０  スイッチング素子（半導体素子の一例）
ＩＣ１、ＩＣ１０  制御回路
ＰＣ１  フォトカプラ
ＰＣＤ１  発光ダイオード（発光回路の一例）
ＰＣＴＲ１  受光トランジスタ（受光回路の一例）
ＵＳＢ１  ＵＳＢコネクタ
ＶＢＵＳ  電源端子
【図１】
2019118177.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
2019118177.tif 000005
【図３】
2019118177.tif 000006