| 【発明の名称】 |
入出力信号制御回路 |
| 【発明者】 |
【氏名】藤澤 徹
【氏名】岩越 直樹
【氏名】日野 泰宏
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| 【要約】 |
【課題】装置間が接続された時にのみ信号を入出力させ、活線挿抜を行っても素子が破損しないようにし、且つ不要輻射の軽減と装置の省電力化を図る。
【解決手段】動作中の基本装置１に対して追加装置５が非接続のときは、入出力信号制御回路４は、ゲート制御信号Ｓｇのラインが電源VCCにクランプされているが、グランドGNDには接続されないので、ゲート制御信号Ｓｇはアクティブ状態にはなく、入出力信号Ｓａの接続動作を行わない。次に、外部接続端子Ａ３と外部接続端子Ｂ７が接続されると、ゲート制御信号Ｓｇのラインは、電源VCCとグランドGNDに接続される回路形態となる。これによって、入出力信号制御回路４はアクティブな状態となり、ゲート制御信号Ｓｇのトリガによって、入出力信号Ｓａは導通状態となって外部接続端子Ａに供給される。よって、基本装置１の内部回路Ａ２と追加装置５の内部回路Ｂは入出力信号の送受信を行う。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 複数の電気機器の間で送受信される入出力信号の接続制御を行う入出力信号制御回路であって、前記複数の電気機器間で活線挿抜を行うための活線挿抜手段を備え、前記活線挿抜手段が、前記複数の電気機器間の接続時のタイミングで応答するゲート制御信号に基づいて、前記入出力信号の送受信を実現させ、前記複数の電気機器の活線挿抜を実行することを特徴とする入出力信号制御回路。
【請求項２】 さらに、電磁波による不要輻射を軽減させるための不要輻射軽減手段を備え、前記不要輻射軽減手段が、前記複数の電気機器間の接続時のタイミングで、前記ゲート制御信号により前記入出力信号をアクティブ状態にすることにより、前記複数の電気機器の未接続時の電磁波による不要輻射を軽減させることを特徴とする請求項１に記載の入出力信号制御回路。
【請求項３】 さらに、前記複数の電気機器の消費電力を軽減させるための省電力手段を備え、前記省電力手段が、前記複数の電気機器間の接続時のタイミングで、前記ゲート制御信号により前記入出力信号をアクティブ状態にすることにより、前記複数の電気機器の未接続時の消費電力を軽減させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の入出力信号制御回路。
【請求項４】 電気機器を構成する複数の機能ブロックの各々と、対応する複数の予備機能回路との間で個別に送受信される入出力信号の接続制御を行う複数の入出力信号制御回路であって、前記複数の入出力信号制御回路は、それぞれ、電磁波による不要輻射を軽減させるための不要輻射軽減手段を備え、前記不要輻射軽減手段が、ＣＰＵからの選択信号に基づいて、所望の機能ブロックの入出力信号を該当する予備機能回路に対して接続状態にすることにより、前記複数の機能ブロックのうち、前記入出力信号が未接続な機能ブロックの電磁波による不要輻射を軽減させることを特徴とする入出力信号制御回路。
【請求項５】 さらに、前記複数の機能ブロックの消費電力を軽減させるための省電力手段を備え、前記省電力手段が、前記複数の機能ブロックのうち、所望の機能ブロックの接続時のタイミングで、接続された機能ブロックの入出力信号をアクティブ状態にすることにより、前記複数の機能ブロックのうち、未接続の機能ブロックの消費電力を軽減させることを特徴とする請求項４に記載の入出力信号制御回路。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の電気機器を挿抜するときの挿抜技術に関し、特に、活線状態で電気機器間の挿抜を行う活線挿抜を実現するための入出力信号制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電気機器の基板などを活線挿抜するときは、挿抜時の突入電流や過度電圧に耐え得るような素子を選択したり、あるいは、ダイオードなどを用いて挿抜時の電流の廻り込みを防止するなどして対応している。または、特許第2710488号公報などに開示されているように、基板に配列されているピン（コネクタ）の挿入方向の長さを変え、基板を挿抜する時に、電源ラインの接続タイミングと信号ラインの接続タイミングとに時間差を設けることによって、挿抜時に素子が破損したり無用な電磁波ノイズが出力されたりしないような対策が取られている。
【０００３】また、年々規定が厳しくなっている不要輻射対策においても、前述の公報のような活線挿抜の方法によって、挿抜時に不要なノイズが発生しないようにしたり、あるいは、信号波形を成形してノイズの発生を防いだり、基板をシールドして電磁波ノイズの輻射を防いだりするなどの対策がとられている。
【０００４】さらに、電気機器、特に電源装置等の小型化に伴って装置の低電力化が求められているが、これに対応するために、低電力で駆動できるデバイスを使用したり、電源やバッテリなどの容量を大きくして、入力を低インピーダンス化して高効率化を図って低電力化を実現している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、素子の容量を大きくしたり、廻り込み防止用のダイオードを用いた回路基板の活線挿抜の方法では、挿抜時におけるノイズの発生を防ことはできないので、基板などのシールド対策が必要となり装置全体がコスト高になってしまう。さらには、素子の容量を大きくすることによって、必然的に電力ロスも増加するので、低電力化に対応することができない。
【０００６】また、特許第2710488号公報の技術のように、基板ピンの長さを変える活線挿抜の方法では、装置間接続（または基板間接続）を行う場合、それぞれの装置が活線挿抜に対応出来るような構造になっていなければならない。したがって、汎用機器には対応することができない。このため、各装置が活線挿抜に対応出来る構造になっていない場合は、接続しようとする両装置の電源をOFFにし、両装置を外部端子に接続した後に再び電源をONにするようにしなければ、装置を破損させてしまうおそれがあり、安全性や使い勝手の面で好ましくない。
【０００７】すなわち、電磁波妨害等の規制（EMI：Electro Magnetic Interference ）により、電気機器を商品化するために、どのようにして装置の不要輻射を軽減させるかが大きな課題となっているが、従来技術においては、ノイズ発生の防止対策と汎用性やコストなどと間にはトレイドオフの関係があり、コストを抑えては充分なノイズ対応をとることができない。さらには、小型化や低電力の進む様々な装置においては、上記従来の技術では充分な低電力化に対応することができない。
【０００８】本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、信号の入出力制御を行うための制御回路を設け、必要な時にのみ信号を入出力させることにより、活線挿抜を行っても素子が破損しないようにし、且つ不要輻射を軽減すると共に装置の消費電力を軽減させることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するために、本発明の入出力信号制御回路は、複数の電気機器の間で送受信される入出力信号の接続制御を行う入出力信号制御回路であって、 複数の電気機器間で活線挿抜を行うための活線挿抜手段を備え、この活線挿抜手段が、複数の電気機器間の接続時のタイミングで応答するゲート制御信号に基づいて、入出力信号の送受信を実現させ、複数の電気機器の活線挿抜を実行することを特徴とする。
【００１０】すなわち、本発明の入出力信号制御回路によれば、電気機器の基本装置と追加装置との間で装置間接続を行う場合に、接続時のタイミングで応答するゲート制御信号を発生させている。これによって、基本装置と追加装置とが接続された時点で入出力信号が接続状態となり、基本装置と追加装置との間で入出力信号の送受信が行われる。したがって、電気機器間を活線挿抜しても廻り込み電流は流れないので、電気機器の各部品を破損させる虞はない。
【００１１】また、本発明の入出力信号制御回路は、さらに、電磁波による不要輻射を軽減させるための不要輻射軽減手段を備え、この不要輻射軽減手段が、複数の電気機器間の接続時のタイミングで、ゲート制御信号により入出力信号をアクティブ状態にすることにより、複数の電気機器の未接続時の電磁波による不要輻射を軽減させることを特徴とする。
【００１２】すなわち、本発明の入出力信号制御回路によれば、電気機器の基本装置と追加装置との間で装置間接続を行う場合に、接続された時点において、ゲート制御信号により入出力信号をアクティブにすることで、接続前には電磁波を発生させないようにして不要輻射を軽減させるようにしている。これによって、接続された電気機器以外の電気機器には入出力信号は流れないので、不要輻射を軽減することが出来る。
【００１３】また、本発明の入出力信号制御回路は、さらに、複数の電気機器の消費電力を軽減させるための省電力手段を備え、この省電力手段が、複数の電気機器間の接続時のタイミングで、ゲート制御信号により入出力信号をアクティブ状態にすることにより、複数の電気機器の未接続時の消費電力を軽減させることを特徴とする。
【００１４】すなわち、本発明の入出力信号制御回路によれば、電気機器の基本装置と追加装置が未接続の時は入出力信号の送受信を停止させ、基本装置と追加装置との間で装置間接続が開始された時点で、ゲート制御信号によって入出力信号の送受信を開始させるようにしている。このようにして、基本装置と追加装置が未接続の時には入出力信号を停止させて電力を消費させないようにしている。すなわち、省電力手段が、基本装置と追加装置の未接続時には、基本装置の入出力信号が送受信されるのを停止し、電力消費を抑制している。
【００１５】また、本発明の入出力信号制御回路は、電気機器を構成する複数の機能ブロックの各々と、対応する複数の予備機能回路との間で個別に送受信される入出力信号の接続制御を行う複数の入出力信号制御回路であって、複数の入出力信号制御回路は、それぞれ、電磁波による不要輻射を軽減させるための不要輻射軽減手段を備え、この不要輻射軽減手段が、ＣＰＵからの選択信号に基づいて、所望の機能ブロックの入出力信号を該当する予備機能回路に対して接続状態にすることにより、複数の機能ブロックのうち、入出力信号が未接続な機能ブロックの電磁波による不要輻射を軽減させることを特徴とする。
【００１６】すなわち、本発明の入出力信号制御回路によれば、ＣＰＵのソフト制御により、所望の入出力信号制御回路のゲート制御信号をアクティブにすることによって、主制御回路の各機能ブロックより、所望の機能ブロックの入出力信号のみを対応する予備機能回路へ送受信することができる。これによって、入出力信号を送受信しない機能ブロック（つまり、未使用回路）からは不要な電磁波を輻射しないようにして、不要輻射を軽減させることができる。
【００１７】また、本発明の入出力信号制御回路は、さらに、複数の機能ブロックの消費電力を軽減させるための省電力手段を備え、この省電力手段が、 複数の機能ブロックのうち、所望の機能ブロックの接続時のタイミングで、接続された機能ブロックの入出力信号をアクティブ状態にすることにより、複数の機能ブロックのうち、未接続の機能ブロックの消費電力を軽減させることを特徴とする。
【００１８】すなわち、本発明の入出力信号制御回路によれば、ＣＰＵのソフト制御などにより、主機能回路の各機能ブロック毎に入出力信号の送受信の可／不可を設定できるように構成することにより、入出力信号を送受信しない機能ブロック（つまり、未使用回路）の消費電力を抑制することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明における入出力信号制御回路の実施の形態の幾つかについて詳細に説明する。先ず、本発明における入出力信号制御回路の概念について述べる。通常、電気機器装置は、最小限必要な装置（以下、基本装置という）によって所望の動作を行うことができる。しかし、必要に応じて機能アップするためには付帯装置を増設する必要がある。このような増設用の付帯装置を、以下、追加装置という。したがって、基本装置に対して、必要に応じて追加装置を増設しながら機能アップして行くが、このとき、基本装置を動作させたまま追加装置を増設して行く場合がある。いわゆる、基本装置と追加装置とを活線挿抜することがある。このような場合、基本装置の入出力信号ラインと追加装置の入出力信号ラインが接続されるときに、入出力信号に突入現象が起きたり、廻り込み電流が流れたりしないように、入出力信号ラインの接続制御を行う回路が、本発明で云う入出力信号制御回路である。
【００２０】図1は、本発明の第1の実施の形態における入出力信号制御回路を含む基本装置と追加装置の構成を示すブロック図であり、先ず、第１の実施の入出力信号制御回路について説明する。すなわち、同図は、基本装置１と追加装置5が接続可能なように構成されている。
【００２１】すなわち、基本装置1は、入出力信号Ｓａを送受信する内部回路Ａ２と、追加装置5を接続するための外部接続端子Ａ３と、内部回路Ａ２と外部接続端子Ａ３との間に介在して、両者の間の入出力信号Ｓａを接続制御する入出力信号制御回路４とによって構成されている。さらに、入出力信号制御回路４のゲート制御信号Ｓｇのラインを電源VCCと外部接続端子Ａ３に接続している。
【００２２】つまり、この入出力信号制御回路４は、ゲート制御信号Ｓｇを生成しており、基本装置1と追加装置５が接続されたタイミングにおいて、ゲート制御信号Ｓｇをアクティブにして、内部回路Ａ２から外部接続端子Ａ３へ入出力信号Ｓａを接続するように制御している。
【００２３】一方、追加装置5は、基本装置１側の外部接続端子Ａ３と接続させるための外部接続端子Ｂ７と、基本装置１側の内部回路Ａ２との間で入出力信号Ｓａを送受信する内部回路Ｂ６とによって構成されている。さらに、外部接続端子Ｂ７はグランドGNDに接続されている。
【００２４】尚、ゲート制御信号Ｓｇの接続極性を上記の接続極性とは逆の構成にして、入出力信号制御回路４のゲート制御信号ＳｇのラインをグランドGNDに接続して、追加装置５側の外部接続端子Ｂを電源VCCに接続してもよい。要するに、外部接続端子Ａ３と外部接続端子Ｂ７が接続されたときに、ゲート制御信号Ｓｇのラインが電源VCCとグランドGNDとの間に接続されるような極性の構成であれば何れでもよい。
【００２５】次に、入出力信号制御回路４の動作について説明する。ここで、基本装置１が動作している状態のときに、この基本装置１に追加装置５を接続しようとする状態を考える。先ず、基本装置１に追加装置５が接続されるまでは、基本装置１側の入出力信号制御回路４は、ゲート制御信号Ｓｇのラインが電源VCCにクランプされているが、グランドGNDには接続されないので、ゲート制御信号Ｓｇはアクティブ状態にはなく、入出力信号Ｓａの接続動作を行わない。したがって、内部回路Ａ２からの入出力信号Ｓａは外部接続端子Ａ３には送出されない。
【００２６】次に、基本装置１の外部接続端子Ａ３と追加装置５の外部接続端子Ｂ７が接続されると、ゲート制御信号Ｓｇのラインは、外部接続端子Ａ３より外部接続端子Ｂ７を通してグランドGNDに接続されるので、結果的に、ゲート制御信号Ｓｇは、電源VCCとグランドGNDに接続される回路形態となる。これによって、入出力信号制御回路４はアクティブな状態となり、ゲート制御信号Ｓｇのトリガによって、入出力信号Ｓａは導通状態となって外部接続端子Ａに供給される。よって、基本装置１の内部回路Ａ２と追加装置５の内部回路Ｂとの間で入出力信号の送受信が行われる。
【００２７】このように、外部インタフェース部（つまり、外部接続端子Ａ３）と外部インタフェース部（外部接続端子Ａ３）により送受信される入出力信号を必要とする内部回路Ａ２との間に、外部機器（つまり、追加装置５）が接続されると同時にアクティブ状態になる入出力信号制御回路４を設けることにより、活線挿抜と不要輻射の軽減と消費電力の抑制を実現している。
【００２８】すなわち、入出力信号制御回路４は、基本装置１と追加装置５との間で装置間接続を行う場合に、接続時のタイミングで応答するゲート制御信号Ｓｇを発生させる。これによって、基本装置１と追加装置５とが接続された時点で、内部回路Ａ２の入出力信号Ｓａが内部回路Ｂ７との間で送受信される。つまり、入出力信号制御回路４は、基本装置１と追加装置５とを装置間接続する場合に、接続時に応答するゲート制御信号を利用することで活線挿抜に対応することのできる活線挿抜手段を備えている。
【００２９】また、入出力信号制御回路４は、基本装置１と追加装置５との間で装置間接続を行う場合に、接続された時点において、ゲート制御信号Ｓｇにより入出力信号Ｓａをアクティブにすることで、接続前には電磁波を発生させないようにして不要輻射を軽減させるようにした不要輻射軽減手段を備えている。
【００３０】さらに、入出力信号制御回路４は、基本装置１と追加装置５が未接続の時は入出力信号Ｓａの送受信を停止させ、基本装置１と追加装置５との間で装置間接続が開始された時点で、ゲート制御信号Ｓｇによって入出力信号Ｓａの送受信を開始させるようにしている。すなわち、入出力信号制御回路４は、基本装置１と追加装置５が未接続の時には入出力信号を停止させて電力を消費させないための省電力手段を備えている。すなわち、省電力手段が、基本装置１と追加装置５の未接続時には、内部回路Ａの入出力信号Ｓａの送受信を停止して電力消費を抑制している。
【００３１】次に、本発明における第２の実施の形態の入出力信号制御回路について説明する。図２は、本発明の第２の実施の形態における入出力信号制御回路を含む電気機器装置の構成を示すブロック図である。
【００３２】第２の実施の形態が第１の実施の形態と異なるところは、第１の実施の形態では一台の基本装置に対して一台づつ追加装置を付加してゆく形態を示すものであるが、第２の実施の形態は、一台の基本装置が複数の機能ブロックに分割されていて、必要に応じて、各機能ブロック毎に所望の追加装置を付加して行く形態を示している。尚、第２の実施の形態では、以下の説明を容易にするために、基本装置を主機能回路と言い、追加装置を予備機能回路と言うことにする。
【００３３】図２において、主機能回路１１はＮ個の機能ブロックに分割されており、主機能回路１１の各機能ブロック毎に、Ｎ個の入出力信号制御回路１２ａ，１２ｂ…１２ｎのそれぞれを介して、Ｎ個の予備機能回路１３ａ，１３ｂ…１３ｎが接続されている。さらに、ソフト制御を行うＣＰＵ１４が設けられ、このＣＰＵ１４から、各入出力信号制御回路１２ａ，１２ｂ…１２ｎに対してゲート制御信号のラインが接続されている。
【００３４】次に、第２の実施の形態における入出力信号制御回路の動作について説明する。ユーザの用途に応じて、ＣＰＵ１４が、各入出力信号制御回路１２ａ，１２ｂ…１２ｎに接続されているゲート制御信号の何れかまたは複数をＯＮ／ＯＦＦ制御して、主機能回路１１の何れかまたは複数の機能ブロックに対応する入出力信号を、予備機能回路１３ａ，１３ｂ…１３ｎの何れかまたは複数に送受信させる制御を行う。
【００３５】このようにして、必要に応じて、主機能回路１１の各機能ブロックのアクティブ化を行うために、主機能回路１１内部の各機能毎に分割されたブロック毎に、個別に、入出力信号制御回路１２ａ，１２ｂ…１２ｎが設けれれている。
【００３６】尚、予備機能回路１３ａ，１３ｂ…１３ｎが行う予備機能とは、常に動作する必要のない機能を言う。例えば、主機能回路１１には様々な機能があり、ユーザ毎に必要な機能もあれば不必要な機能もあるので、それらに対応できるようにした機能が予備機能である。このような予備機能の選択は、ＣＰＵ１４が、各ユーザの用途に応じて、各入出力信号制御回路１２ａ，１２ｂ…１２ｎに接続されているゲート制御信号をＯＮ／ＯＦＦすることによって行う。すなわち、ゲート制御信号のＯＦＦ時には、予備機能回路は電源ＯＦＦと等価な状態となる。
【００３７】以上述べたように、第２の実施の形態の入出力信号制御回路によれば、ＣＰＵのソフト制御により、所望の入出力信号制御回路のゲート制御信号をアクティブにすることによって、主機能回路の各機能ブロックより、所望の機能ブロックの入出力信号のみを、対応する予備機能回路へ送受信することができる。
【００３８】すなわち、第２の実施の形態の入出力信号制御回路は、主機能回路の各機能ブロック毎に入出力信号の送受信の可／不可を設定できるように構成して、送受信不可の機能ブロック（つまり、未使用回路）からは不要な電磁波を輻射しないようにする不要輻射軽減手段を備えている。
【００３９】さらに、第２の実施の形態の入出力信号制御回路は、ＣＰＵのソフト制御などにより、主機能回路の各機能ブロック毎に入出力信号の送受信の可／不可を設定できるように構成して、入出力信号を送受信しない機能ブロック（つまり、未使用回路）の消費電力を抑制するような電力節電手段を備えている。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の入出力信号制御回路によれば、複数の電気機器が相互に接続されたことが確認されてから、複数の電気機器間における入出力信号の送受信を行うようにしている。言い換えれば、複数の電気機器が接続されていない状態では、送信側の入出力信号のラインは遮断された状態にあるので、活線挿抜を行っても各電機機器間に廻り込み電流が流れることがなく、電気機器やその構成部品を破損させる虞はない。また、接続された電気機器以外の電気機器には入出力信号は流れないので不要輻射を軽減することも出来る。さらに、接続されてアクティブな状態にある電気機器のみに入出力信号や電流が流れるので、電気機器の消費電力を軽減させることが出来る。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８２１
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年１０月１８日（２０００．１０．１８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８３９５４
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 輝夫
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| 【公開番号】 |
特開２００２−１３２３９９（Ｐ２００２−１３２３９９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年５月１０日（２００２．５．１０） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−３１８０４８（Ｐ２０００−３１８０４８） |
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