TOP特許意匠商標
特許ウォッチ DM通知 Twitter
公開番号2020141480
公報種別公開特許公報(A)
公開日20200903
出願番号2019035400
出願日20190228
発明の名称サージ保護回路
出願人株式会社デンソーテン
代理人
主分類H02H 9/04 20060101AFI20200807BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】使用する半導体素子の個数を減らしつつ、十分な保護性能を備えたサージ保護回路を提供する。
【解決手段】シンク機器1において、サージ保護回路12は、電子機器が他の電子機器と通信を行うためのDDC(Display Data Channel)通信線に、直列に介装されたサージ保護素子R1と、DDC通信線に他の電子機器が接続されたことを検知して、サージ保護素子をバイパスするバイパス回路121とを備える。他の電子機器が接続されているときはサージ保護素子がバイパスされ、Loレベル電圧のグランド電圧からの「浮き」を抑制するため、抵抗値の大きなサージ保護素子を使用することができ、少ない数の半導体素子で十分なサージ保護を図ることができる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
電子機器の、他の電子機器と接続されて、該他の電子機器と通信を行うための通信線に設けられたサージ保護回路であって、
前記通信線に直列に介装されたサージ保護素子と、
前記通信線に他の電子機器が接続されたことを検知して、前記サージ保護素子をバイパスするバイパス回路と、を備えるサージ保護回路。
続きを表示(約 150 文字)【請求項2】
前記バイパス回路は、前記通信線に接続される他の電子機器からの接続検知信号を検知することにより、前記サージ保護素子をバイパスする、請求項1に記載のサージ保護回路。
【請求項3】
前記サージ保護素子が抵抗、またはダイオードである、請求項1または2に記載のサージ保護回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、電子機器の通信線などに備えられるサージ保護回路に関する。
続きを表示(約 4,300 文字)【背景技術】
【0002】
パソコンやゲーム機、ハードディスクレコーダなどの映像送信機器と、モニタディスプレイやテレビなどの映像受信機器との間を相互に接続する通信規格としてHDMI(登録商標)(High−Definition Multimedia Interface)が用いられている。
【0003】
また、車載機器に携帯端末を接続して、携帯端末に格納された映像や音楽などのコンテンツを車載機器のディスプレイやスピーカから出力させることが行われているが、この際の車載機器と携帯端末の接続にもHDMIが用いられることがある。
【0004】
図1はHDMIによる機器間の接続の模式図であり、通信ケーブル4とコネクタ3を用いて、ソース機器2(映像等を送信する機器。パソコン、ゲーム機、携帯端末等)とシンク機器1(映像等を受信する機器、モニタディスプレイ、テレビ、車載機器等)とが接続され、シンク機器1のレシーバ10と、ソース機器2のトランスミッタ20とがそれぞれ有する通信部101、201の間で通信が行われる。
【0005】
ここでDDC(Display Data Channel)は、シンク機器1とソース機器2との間でディスプレイの設定に関する情報を相互に通信する通信線であり、1つのデータ線で双方向に通信を行うため、通信部101、201の出力回路はオープンコレクタ(オープンドレイン)接続になっており、DDC通信線はプルアップ抵抗Rp1、Rp2等で電源電圧V0(例:+5V)にプルアップされている。
【0006】
HPD(Hot Plug Detect)および+Vはソース機器2がシンク機器1の接続の有無を検知するための接続検知信号を伝達するための通信線であり、ソース機器2は自身が+Vに出力した電源電圧V0がシンク機器1でループバックされてHPDで検出されることにより、シンク機器1が接続されていることを検知することができる。
【0007】
また、シンク機器1もソース機器2が出力する電源電圧V0を+V検出部102で検出することによってソース機器2の接続の有無を検知することができるほか、シンク機器1の映像出力設定等が変更された時に、HPD制御部103によってSWを一時的にオープンにして、ソース機器2にシンク機器1の接続が解除されたと認識させることで再接続を促すことができる。
【0008】
HDMIには、このほかに映像・音声が伝送されるTMDS(Transition Minimized Differential Signaling)や、機器間の制御に用いられるCEC(Consumer Electronics Control)等の通信線があるが、図示および説明は省略する。
【0009】
シンク機器1のDDC通信線には、主としてシンク機器1のコネクタ3にソース機器2が接続されていないとき(オープン状態)において、コネクタ3を通じて外部から印可される静電気(ESD)等のサージによって、レシーバ10等の内部回路が破壊されることを防止するために、ダイオードD1、ツェナーダイオードZD、バリスタVa1、Va2、および保護抵抗R1からなるサージ保護回路11が設けられている。
【0010】
ダイオードD1はDDC通信線とグランドの間に設けられ、コネクタ3に印可された負のサージを略グランド電圧(例:0V)にクランプする。
【0011】
ツェナーダイオードZDはDDC通信線とグランドの間に設けられ、コネクタ3に印可された正のサージを所定のツェナー電圧(例:+15V)にクランプする。
【0012】
バリスタVa1、Va2は両端子間の電圧差が小さい場合には電気抵抗が大きいが、ある程度以上に電圧差が大きくなると急激に電気抵抗が小さくなる性質を持つ非直線性抵抗素子であり、DDC通信線とグランドの間に設けられ、コネクタ3に印可された正および負のサージを所定のON電圧(例:正負各30V)にクランプする。
【0013】
保護抵抗R1はDDC通信線のコネクタ3とレシーバ10の間に直列に挿入されており、コネクタ3にサージが印可されたとき、レシーバ10等へ流れ込む電流を制限することでレシーバ10等の内部回路を保護する。
【0014】
ここで、特許文献1の図3には入力端子とグランドとの間だけでなく、入力端子と電源電圧VCCとの間にもクランプダイオードを挿入し、正のサージを略電源電圧VCCにクランプするサージ保護回路が記載されている。この入力端子と電源電圧VCCとの間のクランプダイオードに相当するものを図1に破線で示した(図中のA)。
【0015】
しかしながら、DDC通信線は、先に述べたようにプルアップ抵抗Rp1、Rp2によりプルアップされているため、ダイオードをAの位置に挿入すると、例えばソース機器2の電源がONで、シンク機器1の電源がOFFである場合に、ソース機器2の電源電圧V0がプルアップ抵抗Rp1とダイオードを介してシンク機器1に流れ込んでしまう「回り込み」が発生することから、実際にはDDC通信線には正のサージ対策として電源電圧V0との間にダイオードを挿入することができない。
【0016】
またサージに対する耐性を高めるためには保護抵抗R1の値を大きくすることが有効だが、シンク機器1からソース機器2へデータを送信する際の、Loレベル電圧VLoは、プルアップ抵抗Rp1、Rp2の並列合成抵抗Rppと保護抵抗R1との分圧比で決まるため、保護抵抗R1の値を大きくすると、Loレベル電圧のグランド電圧からの「浮き」が大きくなってしまう。このためサージ対策として保護抵抗R1を大きくすることができない。
【0017】
以上のように従来のサージ保護回路11は、通信線と電源電圧V0の間に、正のサージをクランプするダイオードを挿入できないこと、保護抵抗R1の値を大きくできないこと等の制約から、十分なサージ保護性能を持たせるために、多くの半導体素子(ツェナーダイオードZD、バリスタVa1、Va2)を組み合わせて使用する必要があり、コストの上昇を招いていた。
【0018】
特開2010−73913号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0019】
本発明の目的は、使用する半導体素子の個数を減らしつつ、十分な保護性能を備えたサージ保護回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0020】
上記目的を達成するために本発明の第一の実施形態に係るサージ保護回路は、電子機器の、他の電子機器と接続されて、該他の電子機器と通信を行うための通信線に設けられたサージ保護回路であって、前記通信線に直列に介装されたサージ保護素子と、前記通信線に他の電子機器が接続されたことを検知して、前記サージ保護素子をバイパスするバイパス回路と、を備える。
【0021】
また、本発明の他の実施形態に係るサージ保護回路は、第一の実施形態に係るサージ保護回路において、前記バイパス回路は、前記通信線に接続される他の電子機器からの接続検知信号を検知することにより、前記サージ保護素子をバイパスする。
【0022】
また、本発明のその他の実施形態に係るサージ保護回路は、前記サージ保護素子が抵抗、またはダイオードである。
【発明の効果】
【0023】
本発明によれば、バイパス回路が他の電子機器が接続されてことを検知して保護素子をバイパスするので、通信線のLoレベル電圧のグランド電圧からの「浮き」を抑制しつつ、他の電子機器が接続されていないときは保護素子が有効になり、外部から印可される静電気(ESD)等のサージに対して十分な保護を図ることができる
【図面の簡単な説明】
【0024】
従来のサージ保護回路を備えた電子機器の通信インターフェース部分の概略を表す図である。
本発明の第一の実施形態に係るサージ保護回路を備えた電子機器の通信インターフェース部分の概略を表す図である。
本発明の第一の実施形態に係るサージ保護回路の動作を説明する図である。
本発明の第一の実施形態に係るサージ保護回路を備えた電子機器の通信インターフェースの各部分の信号波形を説明する図である。
本発明の第二の実施形態に係るサージ保護回路を備えた電子機器の通信インターフェース部分の概略を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【0026】
<1.第一の実施形態>
図2は本発明の第一の実施形態に係るサージ保護回路12を備えた電子機器の通信インターフェース部分の概略を表す。なお図2ではシンク機器1のみを記載し、ソース機器2は省略している。
<1−1.サージ保護回路12の構成>
【0027】
本実施形態におけるサージ保護回路12は、ダイオードD1、ツェナーダイオードZD、バリスタVa2に代えて、バイパス回路121を備える点が図1に示した従来のサージ保護回路11と異なる。
【0028】
バイパス回路121はNPNトランジスタTr1(以下、単にTr1という)、抵抗R0、R2、およびR3を備える。
【0029】
保護抵抗R1はDDC通信線のコネクタ3とレシーバ10の間に直列に挿入されている。
【0030】
Tr1のベースは抵抗R3を経てコネクタ3のV0通信線に接続されるとともに、抵抗R2を経てエミッタに接続されている。エミッタは保護抵抗R1のレシーバ10側に接続されている。コレクタは抵抗R0を経て、保護抵抗R1のコネクタ3側に接続されている。
(【0031】以降は省略されています)

この特許をJ-PlatPatで参照する

関連特許

株式会社デンソーテン
電子装置
株式会社デンソーテン
電子装置
株式会社デンソーテン
記録装置
株式会社デンソーテン
画像生成装置
株式会社デンソーテン
スピーカ装置
株式会社デンソーテン
物体検出装置
株式会社デンソーテン
画像生成装置
株式会社デンソーテン
バンパカバー
株式会社デンソーテン
電圧変換装置
株式会社デンソーテン
操作入力装置
株式会社デンソーテン
状態推定装置
株式会社デンソーテン
スピーカ装置
株式会社デンソーテン
電源制御装置
株式会社デンソーテン
状態推定装置
株式会社デンソーテン
運転支援装置
株式会社デンソーテン
スピーカ装置
株式会社デンソーテン
情報処理装置
株式会社デンソーテン
基板保持構造
株式会社デンソーテン
電圧変換装置
株式会社デンソーテン
情報処理装置
株式会社デンソーテン
運転支援装置
株式会社デンソーテン
スピーカ装置
株式会社デンソーテン
移動物検出装置
株式会社デンソーテン
サージ保護回路
株式会社デンソーテン
操作パネル装置
株式会社デンソーテン
プリント配線板
株式会社デンソーテン
移動量算出装置
株式会社デンソーテン
スリップ判定装置
株式会社デンソーテン
バッファ管理装置
株式会社デンソーテン
移動範囲制限装置
株式会社デンソーテン
配線基板の製造方法
株式会社デンソーテン
記録装置及び記録方法
株式会社デンソーテン
車載装置および表示方法
株式会社デンソーテン
制御装置および制御方法
株式会社デンソーテン
制御装置および制御方法
株式会社デンソーテン
制御装置および検出方法
続きを見る