携帯電子機器用の充電器
【課題】一台の充電器で認証方式が互いに異なるアップル系と、アップル系以外のスマートフォン系の２種類の携帯電子機器の充電に対応し、ユーザーの利便性を向上させる。
【解決手段】充電器１００は、直流の電源電位を生成する電源１０、出力トランジスタ１１、ＵＳＢコネクタ１２、コントローラ２０、及び抵抗ブリッジ回路６０を含んで構成される。コントローラ２０は、第１のモード（アップル系の携帯電子機器３０の充電を試みるモード）で、抵抗ブリッジ回路６０の第１及び第２の接続ノードＮ１，Ｎ２の電位を電源電位と接地電位の間の中間電位に設定し、第２のモード（アップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器４０の充電を試みるモード）で第１及び第２の接続ノードＮ１，Ｎ２の電位を電源電位に設定する電位設定回路を有する。
【解決手段】充電器１００は、直流の電源電位を生成する電源１０、出力トランジスタ１１、ＵＳＢコネクタ１２、コントローラ２０、及び抵抗ブリッジ回路６０を含んで構成される。コントローラ２０は、第１のモード（アップル系の携帯電子機器３０の充電を試みるモード）で、抵抗ブリッジ回路６０の第１及び第２の接続ノードＮ１，Ｎ２の電位を電源電位と接地電位の間の中間電位に設定し、第２のモード（アップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器４０の充電を試みるモード）で第１及び第２の接続ノードＮ１，Ｎ２の電位を電源電位に設定する電位設定回路を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＵＳＢインターフェースを介して、携帯電話等の携帯電子機器に内蔵された充電池を充電する充電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、充電器の小型化軽量化を実現するため、パーソナルコンピュータのシリアルバスとして広く採用されているＵＳＢ（Universal Serial Bus）の電源端子であるＶｂｕｓ端子から供給されるＤＣ５Ｖ電源を用いて、携帯電子機器に内蔵された充電池の充電を行う充電器が採用されるようになっている。
【０００３】
特許文献１には、ＵＳＢのＶｂｕｓ端子を用いた充電器において、ＵＳＢインターフェースに接続されている他の周辺機器で使用しているＶｂｕｓ端子の電流値を気にすることなく、しかも充電電流を十分大きく取ることができるようにした充電器が開示されている。
【０００４】
また、危険防止のため、携帯電子機器に対応した専用の充電器が用意されており、何らかの認証をしないと、充電ができないようにした携帯電子機器が普及しつつある。その中で、アップル系（iPod／iPhone／iPad）と、アップル系以外のスマートフォン系の２種類が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−６０７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、アップル系、アップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器においては、認証方式が互いに異なるため、それぞれ専用の充電器を用意するか、変換アダプターを用意する必要がある。このため、ユーザーにとってコストアップとなり、変換アダプターの管理が必要などユーザーの利便性に欠けるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の携帯電子機器用の充電器は、電源電位を生成する電源と、前記電源に接続された電源線及び接地線と、Ｖｂｕｓ端子、第１のデータ通信端子、第２のデータ通信端子及び接地端子を有し、ＵＳＢケーブルを介して携帯電子機器が接続されるＵＳＢコネクタと、前記電源線と前記Ｖｂｕｓ端子の間に挿入されたスイッチング素子と、第１の抵抗、第２の抵抗、第３の抵抗及び第４の抵抗からなり、前記第１の抵抗と前記第２の第１の接続ノードが前記第１のデータ通信端子に接続され、前記第３の抵抗と前記第４の抵抗の第２の接続ノードが前記第２のデータ通信端子に接続された抵抗ブリッジ回路と、前記スイッチング素子のスイッチングを制御するスイッチング制御回路と、第１のモードで前記第１及び第２の接続ノードの電位を前記電源電位と接地電位の間の中間電位に設定し、第２のモードで前記第１及び第２の接続ノードの電位を前記電源電位に設定する電位設定回路を有するコントローラと、を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、一台の充電器で認証方式が互いに異なるアップル系と、アップル系以外のスマートフォン系の２種類の携帯電子機器の充電に対応でき、また専用の充電ケーブルを用いることなく、データ通信ケーブル（ＵＳＢケーブル）を用いた充電に対応できるため、ユーザーの利便性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態による携帯電子機器用の充電器（アップル系の携帯電子機器を充電する場合）の回路図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による携帯電子機器用の充電器（アップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器を充電する場合）の回路図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による携帯電子機器用の充電器の動作を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施形態による携帯電子機器用の充電器の回路図である。
【図５】本発明の第３の実施形態による携帯電子機器用の充電器の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第１の実施形態］
以下、本発明の第１の実施形態による携帯電子機器用の充電器１００（以下、充電器１００という）を図１〜図３に基づいて説明する。図１は、充電器１００にアップル系の携帯電子機器３０が接続された場合を示している。図２は、充電器１００にアップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器４０が接続された場合を示している。充電器１００は、以下に説明するように、アップル系の携帯電子機器３０、アップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器４０のいずれが接続された場合でも、接続された携帯電子機器３０，４０を充電可能に構成されている。
【００１１】
充電器１００は、直流の電源電位を生成する電源１０、出力トランジスタ１１（本発明の「スイッチング素子」の一例）、ＵＳＢコネクタ１２、コントローラ２０、及び
抵抗ブリッジ回路６０を含んで構成される。電源１０は、例えば、リチウムイオン電池等の二次電池であり、商用交流電源であるＡＣ１００Ｖの電源を整流し、ＤＣ／ＤＣコンバータで所望の電圧に変換する、別の充電器により充電することができる。
【００１２】
電源１０のプラス端子（＋）には第１の電源線１３の一端が接続されている。第１の電源線１３と第２の電源線１４の間に出力トランジスタ１１が接続されている。出力トランジスタ１１は、ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタであるが、他の種類のトランジスタであってもよい。
【００１３】
電源１０のマイナス端子（−）は接地線１５の一端に接続されている。接地線１５のもう一方の端はＵＳＢコネクタ１２のＧＮＤ端子（接地端子）に接続されている。接地線１５には、接地線１５に流れる充電電流Ｉを検知するための電流検知抵抗１６が挿入されている。
【００１４】
ＵＳＢコネクタ１２は、Ｖｂｕｓ端子、Ｄ＋端子、Ｄ−端子、ＧＮＤ端子という４つの端子を持っている。Ｖｂｕｓ端子（電源端子）とＧＮＤ端子（接地端子）が電源系の端子であり、Ｄ＋端子、Ｄ−端子はそれぞれ第１、第２のデータ通信端子である。
【００１５】
ＵＳＢコネクタ１２の各端子は、アップル系の携帯電子機器３０、アップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器４０のＵＳＢコネクタの対応する各端子にＵＳＢケーブル７０を介して接続可能である。
【００１６】
出力トランジスタ１１のエミッタは第１の電源線１３の他端に接続され、出力トランジスタ１１のコレクタは第２の電源線１４を介して、ＵＳＢコネクタ１２のＶｂｕｓ端子に接続されている。出力トランジスタ１１のベースにはコントローラ２０の出力制御部２１からの制御信号が印加される。
【００１７】
抵抗ブリッジ回路６０は、第１の抵抗Ｒ１、第２の抵抗Ｒ２、第３の抵抗Ｒ３及び第４の抵抗Ｒ４からなる。第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２との接続ノード（以下、第１の接続ノードＮ１という）は、Ｄ＋端子（第１のデータ通信端子）に接続されている。
【００１８】
第３の抵抗Ｒ３と第４の抵抗Ｒ４の接続ノード以下、第２の接続ノードＮ２というはＤ−端子（第２のデータ通信端子）に接続されている。
【００１９】
コントローラ２０の構成は、以下の通りである。コントローラ２０は、出力制御部２１、第１の出力ポート２２、第２の出力ポート２３、タイマー２４、差動増幅器２５及びＡ／Ｄ変換器（アナログ・デジタル変換器）２６を含んで構成される。コントローラ２０の動作電源として、電源１０が用いられている。つまり、コントローラ２０には、電源１０のプラス端子（＋）からの電源電位、マイナス端子（−）からの接地電位が供給されている。
【００２０】
タイマー２４は予め設定された所定時間が経過すると、タイマー信号を出力する回路である。出力制御部２１は、出力トランジスタ１１のオンオフを制御する制御信号を発生する回路である。
【００２１】
また、電流検知抵抗１６、差動増幅器２５及びＡ／Ｄ変換器（アナログ・デジタル変換器）２６は接地線１５に流れる充電電流Ｉの電流検知回路を構成する。電流検知抵抗１６の両端の電位差は差動増幅器２５により増幅される。差動増幅器２５により増幅された電位差は、Ａ／Ｄ変換器２６によりデジタル信号に変換される。これにより、接地線１５に流れる充電電流Ｉを検知することができる。
【００２２】
充電器１００に携帯電子機器３０又は携帯電子機器４０が接続され、充電動作状態の時、接地線１５には充電電流Ｉが流れる。充電完了又は満充電の時、充電電流Ｉは流れない。したがって、コントローラ２０は、前記電流検知回路の電流検知結果に基づいて、携帯電子機器３０，４０の充電開始、充電完了を判断することができる。
【００２３】
第１のモード（アップル系の携帯電子機器３０の充電を試みるモード）において、図１に示すように、第１の出力ポート２２は、第２の抵抗Ｒ２と第４の抵抗Ｒ４の接続ノード以下、第３の接続ノードＮ３というに接地電位（Ｌ）を出力し、第２の出力ポート２３は、第１の抵抗Ｒ１と第３の抵抗Ｒ３の接続ノード以下、第４の接続ノードＮ４というに電源電位（Ｈ）を出力する。すると、抵抗ブリッジ回路６０の第１の接続ノードＮ１の電位Ｖ１、第２の接続ノードＮ２の電位Ｖ２は、抵抗分圧により、電源電位と接地電位の間の所定の中間電位に設定される。
【００２４】
【表１】
これにより、表１に示すように、充電器１００のＵＳＢコネクタ１２のＤ−端子、Ｄ＋端子は前記中間電位に設定される。そして、アップル系の携帯電子機器３０がＵＳＢケーブル７０を介して充電器１００のＵＳＢコネクタ１２に接続されると、アップル系の携帯電子機器３０のＵＳＢコネクタのＤ−端子、Ｄ＋端子も前記中間電位に設定される。アップル系の携帯電子機器３０は、自己のＵＳＢコネクタのＤ−端子、Ｄ＋端子が前記中間電位に設定されると、ＵＳＢ規格に基づいて通信可能状態と認識する。これにより、充電器１００の認証が行われ、充電器３３を充電可能状態にするように構成されている。
【００２５】
すなわち、充電器１００のＵＳＢコネクタ１２がＵＳＢケーブル７０を介して、アップ系の携帯電子機器３０に接続されると、ＵＳＢコネクタ１２のＶｂｕｓ端子は、携帯電子機器３０の電源線３１に接続され、ＵＳＢコネクタ１２のＧＮＤ端子は、携帯電子機器３０の接地線３２に接続される。アップル系の携帯電子機器３０の電源線３１と接地線３２との間には、不図示のスイッチを介して充電池３３が接続されている。前述のように、充電器１００の認証が成功すると、前記スイッチがオンし、充電池３３の充電経路が形成されるように構成されている。そして、出力トランジスタ１１を介して、充電池３３の充電を開始する。
【００２６】
一方、第２のモード（アップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器４０の充電を試みるモード）において、図２に示すように、第１の出力ポート２２は、第３の接続ノードＮ３に電源電位（Ｈ）を出力し、第２の出力ポート２３は、第４の接続ノードＮ４に電源電位（Ｈ）を出力する。すると、抵抗ブリッジ回路６０の第１の接続ノードＮ１の電位Ｖ１、第２の接続ノードＮ２の電位Ｖ２は、いずれも電源電位に設定される。これにより、表１に示すように、充電器１００のＵＳＢコネクタ１２のＤ−端子、Ｄ＋端子は、いずれも電源電位に設定される。
【００２７】
アップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器４０においては、電源線４１とＤ＋端子の間にプルアップ抵抗４４が設けられており、充電器１００のＤ＋端子とＤ−端子が短絡されることにより、そのＤ＋端子のＨレベル（電源電位）がアップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器４０Ｄ−端子に送られることにより、充電器１００の認証を行っている。しかしながら、アップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器４０の外部回路から、Ｄ＋端子に電源電位を印加しても同じ結果になり、充電器の認証を行うことができる。
【００２８】
そこで、充電器１００においては、Ｄ−端子及びＤ＋端子を同じ電源電位（例えば、＋５Ｖ）に設定することにより、充電器１００の認証を可能にした。すなわち、充電器１００のＵＳＢコネクタ１２がＵＳＢケーブル７０を介して、アップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器４０に接続されると、ＵＳＢコネクタ１２のＶｂｕｓ端子は、アップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器４０の電源線４１に接続され、ＵＳＢコネクタ１２のＧＮＤ端子は、アップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器４０の接地線４２に接続される。アップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器４０の電源線４１と接地線４２との間には、不図示のスイッチを介して充電池４３が接続されている。前述のように、充電器１００の認証が成功すると、前記スイッチがオンし、充電池４３の充電経路が形成されるように構成されている。そして、出力トランジスタ１１を介して、充電池４３の充電を開始する。
【００２９】
なお、コントローラ２０は、マイクロコンピュータで構成することができる。その場合、第１の出力ポート２２及び第２の出力ポート２３の出力は、マイクロコンピュータのＲＯＭに格納されたプログラムにより制御可能である。
【００３０】
次に、充電器１００の動作を図３のフローチャートに基づいて説明する。なお、以下の動作は、コントローラ２０に内蔵されたＲＯＭに記憶されたプログラムをコントローラ２０に内蔵されたＣＰＵにより実行することで、行うことができる。
【００３１】
先ず、充電器１００に、ＵＳＢケーブル７０を介して充電対象の携帯電子機器を接続する。第１のステップＳ１において、コントローラ２０は、出力トランジスタ１１をオンする。次に、ステップＳ２において、充電器１００は、第１のモード（アップル系の携帯電子機器３０の充電を試みるモード）に設定される。
この場合、充電器１００に接続された携帯電子機器がアップル系の携帯電子機器３０であれば、前述のＤ−端子、Ｄ＋端子が中間電位に設定されることにより、充電器１００の認証が成功し、充電が開始されることになる。充電器１００に接続された携帯電子機器がアップル系の携帯電子機器３０以外のものであれば、認証は失敗し、充電は開始されない。
【００３２】
ステップＳ３において、コントローラ２０は、前記電流検知回路の電流検知結果に基づいて、携帯電子機器の充電が開始されたか否かを判断する。コントローラ２０は、例えば、所定値以上の電流が所定時間以上、検知された時に充電が開始されたと判断する。前記所定時間はタイマー２４によって検出される。
【００３３】
携帯電子機器の充電が開始されたと判断されると、ステップＳ４において、コントローラ２０は、前記電流検知回路の電流検知結果に基づいて、充電が完了したか否かを判断する。コントローラ２０は、例えば、電流ゼロが検知された場合に充電が完了したと判断する。充電が完了したと判断されると、ステップＳ５において、コントローラ２０は、出力トランジスタ１１をオフすることにより、充電動作を停止する。
【００３４】
一方、ステップＳ３において、携帯電子機器の充電が開始されなかったと判断された場合は、第１のモードを終了し、その所定時間後に、ステップＳ６において、充電器１００は、第２のモード（アップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器４０の充電を試みるモード）に設定される。この場合、充電器１００に接続された携帯電子機器がアップル系以外のスマーフォン系の携帯電子機器４０であれば、前述のＤ−端子、Ｄ＋端子が電源電位に設定されることにより、充電器１００の認証が成功し、充電が開始されることになる。充電器１００に接続された携帯電子機器がアップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器４０以外のものであれば、認証は失敗し、充電は開始されない。
【００３５】
携帯電子機器の充電が開始されたと判断されると、ステップＳ４において、コントローラ２０は、前記電流検知回路の電流検知結果に基づいて、充電が完了したか否かを判断する。コントローラ２０は、例えば、電流ゼロが検知された場合に充電が完了したと判断する。充電が完了したと判断されると、ステップＳ５において、コントローラ２０は、出力トランジスタ１１をオフすることにより、充電動作を停止する。
【００３６】
一方、ステップＳ７において、携帯電子機器の充電が開始されなかったと判断された場合は、ステップＳ８において第２のモードを終了する。
【００３７】
このように、充電器１００を第１モードに設定して充電を試み、充電を開始しなければ、第２モードに切り替えて充電を試みる。いずれのモードでも充電を開始しなければ、その携帯電子機器は未対応機種か、すでに充電を完了しているので、充電処理を終了する。これにより、一台の充電器１００でアップル系の携帯電子機器３０と、アップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器４０の充電に対応できるため、ユーザーの利便性を向上させることができる。また、充電器１００は、基本的には従来のものに抵抗ブリッジ回路６０を設ければよいので、コストを抑えることができる。なお、第１モードと第２モードの設定の順番は逆にしてもよい。
【００３８】
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態の充電器１００Ａを図４に基づいて説明する。この充電器１００Ａが、第１の実施形態の充電器１００と異なる点は、抵抗ブリッジ回路６０の第４の接続ノードＮ４を第２の電源線１４に接続し、第２の出力ポート２３を不要にした点である。
【００３９】
第１のモード（アップル系の携帯電子機器３０の充電を試みるモード）において、第１の出力ポート２２は、第３の接続ノードＮ３に接地電位（Ｌ）を出力する。すると、抵抗ブリッジ回路６０の第１の接続ノードＮ１の電位Ｖ１、第２の接続ノードＮ２の電位Ｖ２は、抵抗分圧により、電源電位と接地電位の間の所定の中間電位に設定される。これにより、表２に示すように、充電器１００ＡのＵＳＢコネクタ１２のＤ−端子、Ｄ＋端子は前記中間電位に設定され、第１の実施形態の充電器１００と同じ結果になる。
【００４０】
一方、第２のモード（アップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器４０の充電を試みるモード）において、第１の出力ポート２２は、第３の接続ノードＮ３に電源電位（Ｈ）を出力する。すると、抵抗ブリッジ回路６０の第１の接続ノードＮ１の電位Ｖ１、第２の接続ノードＮ２の電位Ｖ２は、いずれも電源電位に設定される。これにより、表２に示すように、充電器１００ＡのＵＳＢコネクタ１２のＤ−端子及びＤ＋端子は同じ電源電位（例えば、＋５Ｖ）に設定され、第１の実施形態の充電器１００と同じ結果になる。
【表２】
【００４１】
［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態の充電器１００Ｂを図５に基づいて説明する。本実施形態の充電器１００Ｂは、第１の実施形態の充電器１００の電源１０を、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０、整流器５１、リレー５２で構成し、さらに、バックアップコンデンサ５３を付け加え、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０、整流器５１及びリレー５２の動作をコントローラ２０により制御するようにしたものである。
【００４２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ５０、整流器５１、リレー５２は充電用の電源１０を構成し、バックアップコンデンサ５３は、コントローラ２０の電源を構成する。
【００４３】
リレー５２は、商用交流電源であるＡＣ１００Ｖの電源のオンオフを切り替える回路であり、リレー５２がオンすると、ＡＣ＋端子、ＡＣ−端子（ＡＣプラグ端子）を介して入力されるＡＣ１００Ｖの電源電圧を整流器５１に供給する。
【００４４】
整流器５１は、リレー５２を介して供給されるＡＣ１００Ｖの電源電圧を整流する。ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、整流器５１の出力電圧を平滑化すると共に、整流器５１の出力電圧を所定のＤＣ電圧に変換する回路である。バックアップコンデンサ５３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０の出力によって充電され、携帯電子機器の充電をしていない待機状態ではコントローラ２０の電源として用いられる。
【００４５】
すなわち、待機状態では、コントローラ２０は、バックアップコンデンサ５３の電圧によって動作する。コントローラ２０は、バックアップコンデンサ５３の電圧が低下した時だけ、リレー５２をオンし、整流器５１、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０を動作させてバックアップコンデンサ５３を充電するようにしている。これにより、充電器１００Ｂの待機状態の消費電力を削減することができる。
【００４６】
特に、リレー５２がオフの時は、コントローラ２０はバックアップコンデンサ５３を動作電源電位として動作し、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０及び整流器５１は動作を停止しているので、充電器１００Ｂの待機電力を実質的にゼロにすることができる。
【００４７】
そして、携帯電子機器がＵＳＢコネクタ１２に接続されたと判断された時は、コントローラ２０により、出力トランジスタ１１はオン状態に設定されると共に、リレー５２がオン状態に設定され、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０の動作が開始する構成されている。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０の出力がＵＳＢコネクタのＶｂｕｓ端子に出力される。
【符号の説明】
【００４８】
１０ 電源 １１ 出力トランジスタ １２ ＵＳＢコネクタ
１３ 第１の電源線 １４ 第２の電源線
１５，３２，４２ 接地線 １６ 電流検知抵抗 ２０ コントローラ
２１ 出力制御部 ２２ 第１の出力ポート
２３ 第２の出力ポート ２４ タイマー ２５ 差動増幅器
２６ Ａ／Ｄ変換器
３０ アップル系の携帯電子機器
４０ アップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器
３１，４１ 電源線 ３３，４３ 充電池
５０ ＤＣ／ＤＣコンバータ ５１ 整流器 ５２ リレー
５３ バックアップコンデンサ
６０ 抵抗ブリッジ回路 ７０ ＵＳＢケーブル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＵＳＢインターフェースを介して、携帯電話等の携帯電子機器に内蔵された充電池を充電する充電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、充電器の小型化軽量化を実現するため、パーソナルコンピュータのシリアルバスとして広く採用されているＵＳＢ（Universal Serial Bus）の電源端子であるＶｂｕｓ端子から供給されるＤＣ５Ｖ電源を用いて、携帯電子機器に内蔵された充電池の充電を行う充電器が採用されるようになっている。
【０００３】
特許文献１には、ＵＳＢのＶｂｕｓ端子を用いた充電器において、ＵＳＢインターフェースに接続されている他の周辺機器で使用しているＶｂｕｓ端子の電流値を気にすることなく、しかも充電電流を十分大きく取ることができるようにした充電器が開示されている。
【０００４】
また、危険防止のため、携帯電子機器に対応した専用の充電器が用意されており、何らかの認証をしないと、充電ができないようにした携帯電子機器が普及しつつある。その中で、アップル系（iPod／iPhone／iPad）と、アップル系以外のスマートフォン系の２種類が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−６０７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、アップル系、アップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器においては、認証方式が互いに異なるため、それぞれ専用の充電器を用意するか、変換アダプターを用意する必要がある。このため、ユーザーにとってコストアップとなり、変換アダプターの管理が必要などユーザーの利便性に欠けるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の携帯電子機器用の充電器は、電源電位を生成する電源と、前記電源に接続された電源線及び接地線と、Ｖｂｕｓ端子、第１のデータ通信端子、第２のデータ通信端子及び接地端子を有し、ＵＳＢケーブルを介して携帯電子機器が接続されるＵＳＢコネクタと、前記電源線と前記Ｖｂｕｓ端子の間に挿入されたスイッチング素子と、第１の抵抗、第２の抵抗、第３の抵抗及び第４の抵抗からなり、前記第１の抵抗と前記第２の第１の接続ノードが前記第１のデータ通信端子に接続され、前記第３の抵抗と前記第４の抵抗の第２の接続ノードが前記第２のデータ通信端子に接続された抵抗ブリッジ回路と、前記スイッチング素子のスイッチングを制御するスイッチング制御回路と、第１のモードで前記第１及び第２の接続ノードの電位を前記電源電位と接地電位の間の中間電位に設定し、第２のモードで前記第１及び第２の接続ノードの電位を前記電源電位に設定する電位設定回路を有するコントローラと、を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、一台の充電器で認証方式が互いに異なるアップル系と、アップル系以外のスマートフォン系の２種類の携帯電子機器の充電に対応でき、また専用の充電ケーブルを用いることなく、データ通信ケーブル（ＵＳＢケーブル）を用いた充電に対応できるため、ユーザーの利便性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態による携帯電子機器用の充電器（アップル系の携帯電子機器を充電する場合）の回路図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による携帯電子機器用の充電器（アップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器を充電する場合）の回路図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による携帯電子機器用の充電器の動作を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施形態による携帯電子機器用の充電器の回路図である。
【図５】本発明の第３の実施形態による携帯電子機器用の充電器の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第１の実施形態］
以下、本発明の第１の実施形態による携帯電子機器用の充電器１００（以下、充電器１００という）を図１〜図３に基づいて説明する。図１は、充電器１００にアップル系の携帯電子機器３０が接続された場合を示している。図２は、充電器１００にアップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器４０が接続された場合を示している。充電器１００は、以下に説明するように、アップル系の携帯電子機器３０、アップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器４０のいずれが接続された場合でも、接続された携帯電子機器３０，４０を充電可能に構成されている。
【００１１】
充電器１００は、直流の電源電位を生成する電源１０、出力トランジスタ１１（本発明の「スイッチング素子」の一例）、ＵＳＢコネクタ１２、コントローラ２０、及び
抵抗ブリッジ回路６０を含んで構成される。電源１０は、例えば、リチウムイオン電池等の二次電池であり、商用交流電源であるＡＣ１００Ｖの電源を整流し、ＤＣ／ＤＣコンバータで所望の電圧に変換する、別の充電器により充電することができる。
【００１２】
電源１０のプラス端子（＋）には第１の電源線１３の一端が接続されている。第１の電源線１３と第２の電源線１４の間に出力トランジスタ１１が接続されている。出力トランジスタ１１は、ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタであるが、他の種類のトランジスタであってもよい。
【００１３】
電源１０のマイナス端子（−）は接地線１５の一端に接続されている。接地線１５のもう一方の端はＵＳＢコネクタ１２のＧＮＤ端子（接地端子）に接続されている。接地線１５には、接地線１５に流れる充電電流Ｉを検知するための電流検知抵抗１６が挿入されている。
【００１４】
ＵＳＢコネクタ１２は、Ｖｂｕｓ端子、Ｄ＋端子、Ｄ−端子、ＧＮＤ端子という４つの端子を持っている。Ｖｂｕｓ端子（電源端子）とＧＮＤ端子（接地端子）が電源系の端子であり、Ｄ＋端子、Ｄ−端子はそれぞれ第１、第２のデータ通信端子である。
【００１５】
ＵＳＢコネクタ１２の各端子は、アップル系の携帯電子機器３０、アップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器４０のＵＳＢコネクタの対応する各端子にＵＳＢケーブル７０を介して接続可能である。
【００１６】
出力トランジスタ１１のエミッタは第１の電源線１３の他端に接続され、出力トランジスタ１１のコレクタは第２の電源線１４を介して、ＵＳＢコネクタ１２のＶｂｕｓ端子に接続されている。出力トランジスタ１１のベースにはコントローラ２０の出力制御部２１からの制御信号が印加される。
【００１７】
抵抗ブリッジ回路６０は、第１の抵抗Ｒ１、第２の抵抗Ｒ２、第３の抵抗Ｒ３及び第４の抵抗Ｒ４からなる。第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２との接続ノード（以下、第１の接続ノードＮ１という）は、Ｄ＋端子（第１のデータ通信端子）に接続されている。
【００１８】
第３の抵抗Ｒ３と第４の抵抗Ｒ４の接続ノード以下、第２の接続ノードＮ２というはＤ−端子（第２のデータ通信端子）に接続されている。
【００１９】
コントローラ２０の構成は、以下の通りである。コントローラ２０は、出力制御部２１、第１の出力ポート２２、第２の出力ポート２３、タイマー２４、差動増幅器２５及びＡ／Ｄ変換器（アナログ・デジタル変換器）２６を含んで構成される。コントローラ２０の動作電源として、電源１０が用いられている。つまり、コントローラ２０には、電源１０のプラス端子（＋）からの電源電位、マイナス端子（−）からの接地電位が供給されている。
【００２０】
タイマー２４は予め設定された所定時間が経過すると、タイマー信号を出力する回路である。出力制御部２１は、出力トランジスタ１１のオンオフを制御する制御信号を発生する回路である。
【００２１】
また、電流検知抵抗１６、差動増幅器２５及びＡ／Ｄ変換器（アナログ・デジタル変換器）２６は接地線１５に流れる充電電流Ｉの電流検知回路を構成する。電流検知抵抗１６の両端の電位差は差動増幅器２５により増幅される。差動増幅器２５により増幅された電位差は、Ａ／Ｄ変換器２６によりデジタル信号に変換される。これにより、接地線１５に流れる充電電流Ｉを検知することができる。
【００２２】
充電器１００に携帯電子機器３０又は携帯電子機器４０が接続され、充電動作状態の時、接地線１５には充電電流Ｉが流れる。充電完了又は満充電の時、充電電流Ｉは流れない。したがって、コントローラ２０は、前記電流検知回路の電流検知結果に基づいて、携帯電子機器３０，４０の充電開始、充電完了を判断することができる。
【００２３】
第１のモード（アップル系の携帯電子機器３０の充電を試みるモード）において、図１に示すように、第１の出力ポート２２は、第２の抵抗Ｒ２と第４の抵抗Ｒ４の接続ノード以下、第３の接続ノードＮ３というに接地電位（Ｌ）を出力し、第２の出力ポート２３は、第１の抵抗Ｒ１と第３の抵抗Ｒ３の接続ノード以下、第４の接続ノードＮ４というに電源電位（Ｈ）を出力する。すると、抵抗ブリッジ回路６０の第１の接続ノードＮ１の電位Ｖ１、第２の接続ノードＮ２の電位Ｖ２は、抵抗分圧により、電源電位と接地電位の間の所定の中間電位に設定される。
【００２４】
【表１】
これにより、表１に示すように、充電器１００のＵＳＢコネクタ１２のＤ−端子、Ｄ＋端子は前記中間電位に設定される。そして、アップル系の携帯電子機器３０がＵＳＢケーブル７０を介して充電器１００のＵＳＢコネクタ１２に接続されると、アップル系の携帯電子機器３０のＵＳＢコネクタのＤ−端子、Ｄ＋端子も前記中間電位に設定される。アップル系の携帯電子機器３０は、自己のＵＳＢコネクタのＤ−端子、Ｄ＋端子が前記中間電位に設定されると、ＵＳＢ規格に基づいて通信可能状態と認識する。これにより、充電器１００の認証が行われ、充電器３３を充電可能状態にするように構成されている。
【００２５】
すなわち、充電器１００のＵＳＢコネクタ１２がＵＳＢケーブル７０を介して、アップ系の携帯電子機器３０に接続されると、ＵＳＢコネクタ１２のＶｂｕｓ端子は、携帯電子機器３０の電源線３１に接続され、ＵＳＢコネクタ１２のＧＮＤ端子は、携帯電子機器３０の接地線３２に接続される。アップル系の携帯電子機器３０の電源線３１と接地線３２との間には、不図示のスイッチを介して充電池３３が接続されている。前述のように、充電器１００の認証が成功すると、前記スイッチがオンし、充電池３３の充電経路が形成されるように構成されている。そして、出力トランジスタ１１を介して、充電池３３の充電を開始する。
【００２６】
一方、第２のモード（アップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器４０の充電を試みるモード）において、図２に示すように、第１の出力ポート２２は、第３の接続ノードＮ３に電源電位（Ｈ）を出力し、第２の出力ポート２３は、第４の接続ノードＮ４に電源電位（Ｈ）を出力する。すると、抵抗ブリッジ回路６０の第１の接続ノードＮ１の電位Ｖ１、第２の接続ノードＮ２の電位Ｖ２は、いずれも電源電位に設定される。これにより、表１に示すように、充電器１００のＵＳＢコネクタ１２のＤ−端子、Ｄ＋端子は、いずれも電源電位に設定される。
【００２７】
アップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器４０においては、電源線４１とＤ＋端子の間にプルアップ抵抗４４が設けられており、充電器１００のＤ＋端子とＤ−端子が短絡されることにより、そのＤ＋端子のＨレベル（電源電位）がアップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器４０Ｄ−端子に送られることにより、充電器１００の認証を行っている。しかしながら、アップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器４０の外部回路から、Ｄ＋端子に電源電位を印加しても同じ結果になり、充電器の認証を行うことができる。
【００２８】
そこで、充電器１００においては、Ｄ−端子及びＤ＋端子を同じ電源電位（例えば、＋５Ｖ）に設定することにより、充電器１００の認証を可能にした。すなわち、充電器１００のＵＳＢコネクタ１２がＵＳＢケーブル７０を介して、アップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器４０に接続されると、ＵＳＢコネクタ１２のＶｂｕｓ端子は、アップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器４０の電源線４１に接続され、ＵＳＢコネクタ１２のＧＮＤ端子は、アップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器４０の接地線４２に接続される。アップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器４０の電源線４１と接地線４２との間には、不図示のスイッチを介して充電池４３が接続されている。前述のように、充電器１００の認証が成功すると、前記スイッチがオンし、充電池４３の充電経路が形成されるように構成されている。そして、出力トランジスタ１１を介して、充電池４３の充電を開始する。
【００２９】
なお、コントローラ２０は、マイクロコンピュータで構成することができる。その場合、第１の出力ポート２２及び第２の出力ポート２３の出力は、マイクロコンピュータのＲＯＭに格納されたプログラムにより制御可能である。
【００３０】
次に、充電器１００の動作を図３のフローチャートに基づいて説明する。なお、以下の動作は、コントローラ２０に内蔵されたＲＯＭに記憶されたプログラムをコントローラ２０に内蔵されたＣＰＵにより実行することで、行うことができる。
【００３１】
先ず、充電器１００に、ＵＳＢケーブル７０を介して充電対象の携帯電子機器を接続する。第１のステップＳ１において、コントローラ２０は、出力トランジスタ１１をオンする。次に、ステップＳ２において、充電器１００は、第１のモード（アップル系の携帯電子機器３０の充電を試みるモード）に設定される。
この場合、充電器１００に接続された携帯電子機器がアップル系の携帯電子機器３０であれば、前述のＤ−端子、Ｄ＋端子が中間電位に設定されることにより、充電器１００の認証が成功し、充電が開始されることになる。充電器１００に接続された携帯電子機器がアップル系の携帯電子機器３０以外のものであれば、認証は失敗し、充電は開始されない。
【００３２】
ステップＳ３において、コントローラ２０は、前記電流検知回路の電流検知結果に基づいて、携帯電子機器の充電が開始されたか否かを判断する。コントローラ２０は、例えば、所定値以上の電流が所定時間以上、検知された時に充電が開始されたと判断する。前記所定時間はタイマー２４によって検出される。
【００３３】
携帯電子機器の充電が開始されたと判断されると、ステップＳ４において、コントローラ２０は、前記電流検知回路の電流検知結果に基づいて、充電が完了したか否かを判断する。コントローラ２０は、例えば、電流ゼロが検知された場合に充電が完了したと判断する。充電が完了したと判断されると、ステップＳ５において、コントローラ２０は、出力トランジスタ１１をオフすることにより、充電動作を停止する。
【００３４】
一方、ステップＳ３において、携帯電子機器の充電が開始されなかったと判断された場合は、第１のモードを終了し、その所定時間後に、ステップＳ６において、充電器１００は、第２のモード（アップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器４０の充電を試みるモード）に設定される。この場合、充電器１００に接続された携帯電子機器がアップル系以外のスマーフォン系の携帯電子機器４０であれば、前述のＤ−端子、Ｄ＋端子が電源電位に設定されることにより、充電器１００の認証が成功し、充電が開始されることになる。充電器１００に接続された携帯電子機器がアップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器４０以外のものであれば、認証は失敗し、充電は開始されない。
【００３５】
携帯電子機器の充電が開始されたと判断されると、ステップＳ４において、コントローラ２０は、前記電流検知回路の電流検知結果に基づいて、充電が完了したか否かを判断する。コントローラ２０は、例えば、電流ゼロが検知された場合に充電が完了したと判断する。充電が完了したと判断されると、ステップＳ５において、コントローラ２０は、出力トランジスタ１１をオフすることにより、充電動作を停止する。
【００３６】
一方、ステップＳ７において、携帯電子機器の充電が開始されなかったと判断された場合は、ステップＳ８において第２のモードを終了する。
【００３７】
このように、充電器１００を第１モードに設定して充電を試み、充電を開始しなければ、第２モードに切り替えて充電を試みる。いずれのモードでも充電を開始しなければ、その携帯電子機器は未対応機種か、すでに充電を完了しているので、充電処理を終了する。これにより、一台の充電器１００でアップル系の携帯電子機器３０と、アップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器４０の充電に対応できるため、ユーザーの利便性を向上させることができる。また、充電器１００は、基本的には従来のものに抵抗ブリッジ回路６０を設ければよいので、コストを抑えることができる。なお、第１モードと第２モードの設定の順番は逆にしてもよい。
【００３８】
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態の充電器１００Ａを図４に基づいて説明する。この充電器１００Ａが、第１の実施形態の充電器１００と異なる点は、抵抗ブリッジ回路６０の第４の接続ノードＮ４を第２の電源線１４に接続し、第２の出力ポート２３を不要にした点である。
【００３９】
第１のモード（アップル系の携帯電子機器３０の充電を試みるモード）において、第１の出力ポート２２は、第３の接続ノードＮ３に接地電位（Ｌ）を出力する。すると、抵抗ブリッジ回路６０の第１の接続ノードＮ１の電位Ｖ１、第２の接続ノードＮ２の電位Ｖ２は、抵抗分圧により、電源電位と接地電位の間の所定の中間電位に設定される。これにより、表２に示すように、充電器１００ＡのＵＳＢコネクタ１２のＤ−端子、Ｄ＋端子は前記中間電位に設定され、第１の実施形態の充電器１００と同じ結果になる。
【００４０】
一方、第２のモード（アップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器４０の充電を試みるモード）において、第１の出力ポート２２は、第３の接続ノードＮ３に電源電位（Ｈ）を出力する。すると、抵抗ブリッジ回路６０の第１の接続ノードＮ１の電位Ｖ１、第２の接続ノードＮ２の電位Ｖ２は、いずれも電源電位に設定される。これにより、表２に示すように、充電器１００ＡのＵＳＢコネクタ１２のＤ−端子及びＤ＋端子は同じ電源電位（例えば、＋５Ｖ）に設定され、第１の実施形態の充電器１００と同じ結果になる。
【表２】
【００４１】
［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態の充電器１００Ｂを図５に基づいて説明する。本実施形態の充電器１００Ｂは、第１の実施形態の充電器１００の電源１０を、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０、整流器５１、リレー５２で構成し、さらに、バックアップコンデンサ５３を付け加え、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０、整流器５１及びリレー５２の動作をコントローラ２０により制御するようにしたものである。
【００４２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ５０、整流器５１、リレー５２は充電用の電源１０を構成し、バックアップコンデンサ５３は、コントローラ２０の電源を構成する。
【００４３】
リレー５２は、商用交流電源であるＡＣ１００Ｖの電源のオンオフを切り替える回路であり、リレー５２がオンすると、ＡＣ＋端子、ＡＣ−端子（ＡＣプラグ端子）を介して入力されるＡＣ１００Ｖの電源電圧を整流器５１に供給する。
【００４４】
整流器５１は、リレー５２を介して供給されるＡＣ１００Ｖの電源電圧を整流する。ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、整流器５１の出力電圧を平滑化すると共に、整流器５１の出力電圧を所定のＤＣ電圧に変換する回路である。バックアップコンデンサ５３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０の出力によって充電され、携帯電子機器の充電をしていない待機状態ではコントローラ２０の電源として用いられる。
【００４５】
すなわち、待機状態では、コントローラ２０は、バックアップコンデンサ５３の電圧によって動作する。コントローラ２０は、バックアップコンデンサ５３の電圧が低下した時だけ、リレー５２をオンし、整流器５１、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０を動作させてバックアップコンデンサ５３を充電するようにしている。これにより、充電器１００Ｂの待機状態の消費電力を削減することができる。
【００４６】
特に、リレー５２がオフの時は、コントローラ２０はバックアップコンデンサ５３を動作電源電位として動作し、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０及び整流器５１は動作を停止しているので、充電器１００Ｂの待機電力を実質的にゼロにすることができる。
【００４７】
そして、携帯電子機器がＵＳＢコネクタ１２に接続されたと判断された時は、コントローラ２０により、出力トランジスタ１１はオン状態に設定されると共に、リレー５２がオン状態に設定され、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０の動作が開始する構成されている。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０の出力がＵＳＢコネクタのＶｂｕｓ端子に出力される。
【符号の説明】
【００４８】
１０ 電源 １１ 出力トランジスタ １２ ＵＳＢコネクタ
１３ 第１の電源線 １４ 第２の電源線
１５，３２，４２ 接地線 １６ 電流検知抵抗 ２０ コントローラ
２１ 出力制御部 ２２ 第１の出力ポート
２３ 第２の出力ポート ２４ タイマー ２５ 差動増幅器
２６ Ａ／Ｄ変換器
３０ アップル系の携帯電子機器
４０ アップル系以外のスマートフォン系の携帯電子機器
３１，４１ 電源線 ３３，４３ 充電池
５０ ＤＣ／ＤＣコンバータ ５１ 整流器 ５２ リレー
５３ バックアップコンデンサ
６０ 抵抗ブリッジ回路 ７０ ＵＳＢケーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源電位を生成する電源と、
前記電源に接続された電源線及び接地線と、
Ｖｂｕｓ端子、第１のデータ通信端子、第２のデータ通信端子及び接地端子を有し、
ＵＳＢケーブルを介して携帯電子機器が接続されるＵＳＢコネクタと、
前記電源線と前記Ｖｂｕｓ端子の間に挿入されたスイッチング素子と、
第１の抵抗、第２の抵抗、第３の抵抗及び第４の抵抗からなり、前記第１の抵抗と前記第２の第１の接続ノードが前記第１のデータ通信端子に接続され、前記第３の抵抗と前記第４の抵抗の第２の接続ノードが前記第２のデータ通信端子に接続された抵抗ブリッジ回路と、
前記スイッチング素子のスイッチングを制御するスイッチング制御回路と、第１のモードで前記第１及び第２の接続ノードの電位を前記電源電位と接地電位の間の中間電位に設定し、第２のモードで前記第１及び第２の接続ノードの電位を前記電源電位に設定する電位設定回路を有するコントローラと、を備えることを特徴とする携帯電子機器用の充電器。
【請求項２】
前記電位設定回路は、前記第１のモードで前記第２の抵抗と前記第４の抵抗の第３の接続ノードに接地電位を印加し、前記第２のモードで前記第３の接続ノードに電源電位を印加する第１の出力ポートと、前記第１の抵抗と前記第３の抵抗の第４の接続ノードに電源電位を印加する第２の出力ポートと、を備えることを特徴とする請求項１に記載の携帯電子機器用の充電器。
【請求項３】
前記電位設定回路は、前記第１のモードで前記第２の抵抗と前記第４の抵抗の第３の接続ノードに接地電位を印加し、前記第２のモードで前記第３の接続ノードに電源電位を印加する第２の出力ポートを備え、前記第１の抵抗と前記第３の抵抗の第４の接続ノードは、前記Ｖｂｕｓ端子に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の携帯電子機器用の充電器。
【請求項４】
前記接地線に流れる電流を検知する電流検知回路を備え、前記コントローラは、前記電流検知回路の電流検知結果に基づいて、前記携帯電子機器の充電開始、充電完了を判断することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の携帯電子機器用の充電器。
【請求項５】
前記コントローラは、前記スイッチング素子をオンさせると共に、前記第１のモードの電位設定を行い、前記ＵＳＢコネクタに接続された携帯電子機器の充電が開始しないと判断した場合には、前記第２のモードの電位設定を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の携帯電子機器用の充電器。
【請求項６】
前記コントローラは、前記スイッチング素子をオンさせると共に、前記第２のモードの電位設定を行い、前記ＵＳＢコネクタに接続された携帯電子機器の充電が開始しないと判断した場合には、前記第１のモードの電位設定を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の携帯電子機器用の充電器。
【請求項７】
前記電源は、ＡＣプラグ端子と、リレーと、前記ＡＣプラグ端子及び前記リレーを介して供給されるＡＣ電圧を整流する整流器と、この整流器の出力電圧を所定のＤＣ電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、このＤＣ／ＤＣコンバータに接続された前記電源線と前記接地線の間に接続され、前記コントローラに電源を供給するバックアップコンデンサとを備え、
前記コントローラは、待機時に前記電源線の電位が所定値より低くなった時に前記リレーをオンし、前記整流器及び前記ＤＣ／ＤＣコンバータを動作させて前記バックアップコンデンサを充電することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の携帯電子機器用の充電器。
【請求項８】
前記コントローラは、携帯電子機器の充電時に前記リレーをオンし、前記整流器及び前記ＤＣ／ＤＣコンバータを動作させることを特徴とする請求項７に記載の携帯電子機器用の充電器。
【請求項１】
電源電位を生成する電源と、
前記電源に接続された電源線及び接地線と、
Ｖｂｕｓ端子、第１のデータ通信端子、第２のデータ通信端子及び接地端子を有し、
ＵＳＢケーブルを介して携帯電子機器が接続されるＵＳＢコネクタと、
前記電源線と前記Ｖｂｕｓ端子の間に挿入されたスイッチング素子と、
第１の抵抗、第２の抵抗、第３の抵抗及び第４の抵抗からなり、前記第１の抵抗と前記第２の第１の接続ノードが前記第１のデータ通信端子に接続され、前記第３の抵抗と前記第４の抵抗の第２の接続ノードが前記第２のデータ通信端子に接続された抵抗ブリッジ回路と、
前記スイッチング素子のスイッチングを制御するスイッチング制御回路と、第１のモードで前記第１及び第２の接続ノードの電位を前記電源電位と接地電位の間の中間電位に設定し、第２のモードで前記第１及び第２の接続ノードの電位を前記電源電位に設定する電位設定回路を有するコントローラと、を備えることを特徴とする携帯電子機器用の充電器。
【請求項２】
前記電位設定回路は、前記第１のモードで前記第２の抵抗と前記第４の抵抗の第３の接続ノードに接地電位を印加し、前記第２のモードで前記第３の接続ノードに電源電位を印加する第１の出力ポートと、前記第１の抵抗と前記第３の抵抗の第４の接続ノードに電源電位を印加する第２の出力ポートと、を備えることを特徴とする請求項１に記載の携帯電子機器用の充電器。
【請求項３】
前記電位設定回路は、前記第１のモードで前記第２の抵抗と前記第４の抵抗の第３の接続ノードに接地電位を印加し、前記第２のモードで前記第３の接続ノードに電源電位を印加する第２の出力ポートを備え、前記第１の抵抗と前記第３の抵抗の第４の接続ノードは、前記Ｖｂｕｓ端子に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の携帯電子機器用の充電器。
【請求項４】
前記接地線に流れる電流を検知する電流検知回路を備え、前記コントローラは、前記電流検知回路の電流検知結果に基づいて、前記携帯電子機器の充電開始、充電完了を判断することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の携帯電子機器用の充電器。
【請求項５】
前記コントローラは、前記スイッチング素子をオンさせると共に、前記第１のモードの電位設定を行い、前記ＵＳＢコネクタに接続された携帯電子機器の充電が開始しないと判断した場合には、前記第２のモードの電位設定を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の携帯電子機器用の充電器。
【請求項６】
前記コントローラは、前記スイッチング素子をオンさせると共に、前記第２のモードの電位設定を行い、前記ＵＳＢコネクタに接続された携帯電子機器の充電が開始しないと判断した場合には、前記第１のモードの電位設定を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の携帯電子機器用の充電器。
【請求項７】
前記電源は、ＡＣプラグ端子と、リレーと、前記ＡＣプラグ端子及び前記リレーを介して供給されるＡＣ電圧を整流する整流器と、この整流器の出力電圧を所定のＤＣ電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、このＤＣ／ＤＣコンバータに接続された前記電源線と前記接地線の間に接続され、前記コントローラに電源を供給するバックアップコンデンサとを備え、
前記コントローラは、待機時に前記電源線の電位が所定値より低くなった時に前記リレーをオンし、前記整流器及び前記ＤＣ／ＤＣコンバータを動作させて前記バックアップコンデンサを充電することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の携帯電子機器用の充電器。
【請求項８】
前記コントローラは、携帯電子機器の充電時に前記リレーをオンし、前記整流器及び前記ＤＣ／ＤＣコンバータを動作させることを特徴とする請求項７に記載の携帯電子機器用の充電器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１９１７４４（Ｐ２０１２−１９１７４４Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５２９０９（Ｐ２０１１−５２９０９）
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（３０００５７２３０）セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー (119)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（３０００５７２３０）セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー (119)
【Ｆターム（参考）】
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