097]本實(shí)施方式的USB電纜10具有因異物的侵入等成為異常溫度狀態(tài)或過(guò)放電狀態(tài)時(shí)切斷供電的控制電路11。以下，對(duì)設(shè)在USB電纜10中的控制電路11進(jìn)行說(shuō)明。
[0098]圖4是控制電路11的框圖。
[0099]將控制電路11配置在μΒ型插頭16的殼體20的內(nèi)部。具體而言，在殼體20內(nèi)設(shè)有電路基板40，將控制電路11搭載在該電路基板40上。
[0100]控制電路11具有布線12a?12d，F(xiàn)ET60、控制IC70以及溫度傳感器80。
[0101]VBUS線12a是與電纜12的VBUS線12A連接的布線。GND線12b是與電纜12的GND線12B連接的布線。D+線12c是與電纜12的D+線12C連接的布線。D—線12d是與電纜12的D —線12D連接的布線。
[0102]FET60被串聯(lián)設(shè)置在VBUS線12a中，作為用于切斷流過(guò)VBUS線12a的電流的電流切斷開(kāi)關(guān)發(fā)揮作用。該FET60的柵極經(jīng)由電阻R2與控制IC70的切斷信號(hào)輸出端子(0V端子)70c連接。
[0103]FET60是P溝道M0SFET。因此，根據(jù)從0V端子70c輸出的切斷信號(hào)，F(xiàn)ET60進(jìn)行接通/斷開(kāi)動(dòng)作。
[0104]S卩，從0V端子70c輸出的切斷信號(hào)為低電平時(shí)接通FET60，電流流過(guò)VBUS線12a。與此相對(duì)，從0V端子70c輸出的切斷信號(hào)為高電平時(shí)斷開(kāi)FET60，切斷流過(guò)VBUS線12a的電流。另外，電阻R1是與FET60并聯(lián)連接的上拉電阻。
[0105]在本實(shí)施方式中，作為切斷流過(guò)VBUS線12a的電流的電流切斷開(kāi)關(guān)，示出了使用P溝道M0SFET的例子，但該電流切斷開(kāi)關(guān)也可以使用N溝道M0SFET，或雙極晶體管(PNP、NPN晶體管)等半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)以及機(jī)械繼電器等。
[0106]在本實(shí)施方式中，作為溫度傳感器使用電阻隨著溫度的上升而減小的NTC(NegativeTemperature Coefficient，負(fù)溫度系數(shù))熱敏電阻。將NTC熱敏電阻80配置在VBUS端子42或GND電極58的近旁(對(duì)此，在后進(jìn)行詳述)。另外，在以下的說(shuō)明中，說(shuō)明將NTC熱敏電阻80配置在VBUS端子42的近旁的例子。
[0107]熱敏電阻80與電阻R4構(gòu)成串聯(lián)電路，并配置在VBUS線12a與GND線12b之間。此外，NTC熱敏電阻80和電阻R4的連接點(diǎn)A與控制IC70的溫度檢測(cè)端子(TH端子)70b連接。
[0108]因此，向TH端子70b輸入的溫度檢測(cè)電壓是被NTC熱敏電阻80和電阻R4分壓而得到的電壓。即，向TH端子70b輸入的溫度檢測(cè)電壓TH與根據(jù)VBUS端子42的溫度變化而變化的NTC熱敏電阻80的電阻值對(duì)應(yīng)地進(jìn)行變化。
[0109]另外，溫度傳感器并不局限于NTC熱敏電阻80，也可以使用針對(duì)溫度的上升電阻增大的PTC(Positive Temperature coefficient，正溫度系數(shù))熱敏電阻、熱電偶、或二極管、晶體管、電阻等具有溫度特性的元件。
[0110]另外，VBUS線12a與GND線12b之間連接有電容器Q1以及電容器Q2和電阻R3的串聯(lián)電路。為了防止噪聲侵入控制IC70而設(shè)置該電容器Ql、Q2。
[0111]此外，電容器Q2和電阻R3的連接點(diǎn)B與控制IC70的VSS端子70d連接。并且，設(shè)在VBUS線12a與電容器Q2之間的連接點(diǎn)C與控制IC70的VDD端子70a連接。
[0112]控制IC70具有溫度檢測(cè)部72、過(guò)放電檢測(cè)部74、開(kāi)路檢測(cè)部76、復(fù)位部78、N0R門(mén)81、閂鎖控制部82以及切斷信號(hào)輸出部86。
[0113]如上所述，異物侵入μ Β型插頭16且發(fā)生了短路的情況下，VBUS端子42的溫度上升而成為異常溫度狀態(tài)。溫度檢測(cè)部72根據(jù)從VDD端子70a輸入的電壓VDD和從NTC熱敏電阻80經(jīng)由TH端子70b輸入的溫度檢測(cè)電壓TH來(lái)檢測(cè)出VBUS端子42成為異常溫度。檢測(cè)出異常溫度時(shí)，溫度檢測(cè)部72將異常溫度檢測(cè)信號(hào)發(fā)送給N0R門(mén)81。
[0114]在本實(shí)施方式中，設(shè)為在溫度檢測(cè)電壓TH在基準(zhǔn)電壓VDD的84%以上(TH >VDDX0.84)的情況下，判斷為在VBUS端子42為異常溫度的結(jié)構(gòu)。另外，在以下的說(shuō)明中，有時(shí)將基準(zhǔn)電壓VDD的84%的電壓稱為異常溫度檢出電壓。
[0115]過(guò)放電檢測(cè)部74在從VDD端子70a輸入的電壓VDD在預(yù)定的閾值電壓以下時(shí)判定為發(fā)生了過(guò)放電，向N0R門(mén)81發(fā)送過(guò)放電檢出信號(hào)。如上所述，在侵入了 μΒ型插頭16的異物的阻抗較小的情況下，與通常時(shí)相比流過(guò)過(guò)大的電流，與此相伴，與VBUS線12a連接的VDD端子70a的電壓下降。因此，過(guò)放電檢測(cè)部74能夠根據(jù)電壓VDD的電壓值檢測(cè)出在μΒ型插頭16中發(fā)生了短路。
[0116]成為檢測(cè)該過(guò)放電的基準(zhǔn)的閾值電壓需要滿足如下的兩個(gè)條件:(a)在沒(méi)有發(fā)生短路的實(shí)際使用區(qū)域的最低電壓以下；(b)發(fā)生短路時(shí)覆蓋殼體20和電纜12的樹(shù)脂不會(huì)融化。在本實(shí)施方式中，將VDD設(shè)為5V±5%，將最大電流設(shè)為3A，將電纜12的電纜阻抗設(shè)為 300mohm，因此閾值電壓 Vsh 為 Vsh = 4.75V — 3AX300mohm = 3.85V。
[0117]在滿足上述的(b)條件的電壓設(shè)定較低的情況下，達(dá)到檢測(cè)出短路的閾值電壓Vsh為止的時(shí)間變長(zhǎng)，該期間存在樹(shù)脂融化的可能性，因此優(yōu)選將閾值電壓Vsh設(shè)定為較高。此外，閾值電壓Vsh還需要考慮控制IC70的檢測(cè)偏差。因此在本實(shí)施方式中，將閾值電壓Vsh設(shè)定為3.5V。另外，檢測(cè)過(guò)放電的閾值電壓Vsh需要根據(jù)供電時(shí)的電流值或電纜12的阻抗等適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行設(shè)定。
[0118]開(kāi)路檢測(cè)部76檢測(cè)NTC熱敏電阻80的異常。在NTC熱敏電阻80成為不適當(dāng)動(dòng)作的狀態(tài)(開(kāi)路狀態(tài))的情況下，無(wú)法進(jìn)行適當(dāng)?shù)漠惓囟葯z測(cè)。
[0119]因此，在本實(shí)施方式中，通過(guò)開(kāi)路檢測(cè)部76檢測(cè)出在NTC熱敏電阻80中發(fā)生了異常，在發(fā)生了異常的情況下，向N0R門(mén)81發(fā)送傳感器異常信號(hào)。根據(jù)從VDD端子70a輸入的VDD電壓和從TH端子70b輸入的溫度檢測(cè)電壓TH來(lái)判定該NTC熱敏電阻80的異常檢出。
[0120]N0R門(mén)81在從溫度檢測(cè)部72供給了異常溫度檢出信號(hào)時(shí)、在從過(guò)放電檢測(cè)部74供給了過(guò)放電檢出信號(hào)時(shí)、或從開(kāi)路檢測(cè)部76供給了傳感器異常信號(hào)時(shí)，對(duì)閂鎖控制部82輸出低電平的異常檢出信號(hào)。
[0121]向閂鎖控制部82供給的異常檢出信號(hào)，在通過(guò)電平移動(dòng)部84向預(yù)定電壓進(jìn)行了電平移動(dòng)后，被供給到切斷信號(hào)輸出部86。在被供給了異常檢出信號(hào)時(shí)，切斷信號(hào)輸出部86為了切斷FET60經(jīng)由0V端子將高電平的切斷信號(hào)供給到FET60。
[0122]FET60在從切斷信號(hào)輸出部86向柵極供給了高電平的切斷信號(hào)的情況下成為斷開(kāi)狀態(tài)，切斷VBUS線12a。由此，即使在異物侵入μ B型插頭16而發(fā)生了短路的情況下，基于VBUS線12a和GND線12b的供電停止，因此能夠防止使USB電纜10、電源側(cè)電子裝置30以及二次電池側(cè)電子裝置32損傷或殼體20或電纜12因熱而融化。
[0123]此外，閂鎖控制部82在從N0R門(mén)81供給了異常檢出信號(hào)時(shí)，在從后述的復(fù)位部78供給復(fù)位信號(hào)之前將FET60保持?jǐn)嚅_(kāi)狀態(tài)(閂鎖)。因此，即使在FET60成為斷開(kāi)狀態(tài)后，VBUS端子42的溫度或VDD端子70a的電壓VDD暫時(shí)成為正常值，也不使VBUS線12a導(dǎo)通。因此，在異常狀態(tài)下能夠防止FET60重復(fù)接通狀態(tài)和斷開(kāi)狀態(tài)，能夠可靠地防止USB電纜10的破損。
[0124]復(fù)位部78在VDD端子70a的電壓成為預(yù)定電壓以下之前使閂鎖控制部82保持閂鎖狀態(tài)。在本實(shí)施方式中，復(fù)位部78監(jiān)視VDD端子70a的電壓，在VDD端子70a的電壓成為1.8V以下時(shí)解除閂鎖控制部82的閂鎖。此外，根據(jù)從復(fù)位部78供給的檢測(cè)信號(hào)直接控制 FET60。
[0125]在此，VDD端子70a的電壓成為1.8V以下的USB電纜10的狀態(tài)，例如是停止來(lái)自電源26的供電時(shí)(從電源側(cè)電子裝置30拔出USB電纜10時(shí))，或降低電源26的電源電壓時(shí)(通過(guò)電池進(jìn)行充電時(shí))等。
[0126]圖5表示搭載了上述結(jié)構(gòu)的控制電路11的電路基板40。
[0127]圖5 (A)表示電路基板40的表面40A。在表面40A配置有VBUS端子42、D+端子44、GND端子48、VBUS電極52、GND電極58、FET60、NTC熱敏電阻80、電阻R1以及電容器Q1等。通過(guò)在表面40A形成的印刷布線(用暗光澤表示)連接這些各電子元件。該印刷布線構(gòu)成 VBUS 線 12a，GND 線 12b、D+ 線 12c，D —線 12d。
[0128]VBUS端子42、D+端子44以及GND端子48是與二次電池側(cè)插座24連接的端子。此外，VBUS電極52與電纜12的VBUS線12A連接。此外，GND電極58與電纜12的GND線12B連接。
[0129]此外，圖5 (B)表不電路基板40的背面40B。在背面40B上配置有D—端子46、開(kāi)路(OPEN)端子50、D+電極54、D —電極56、控制IC70、電阻R2、R4以及電容器Q2等。通過(guò)在背面40B形成的印刷布線(用暗光澤表示)連接這些各電子元件。
[0130]D 一端子46和開(kāi)路端子50是與二次電池側(cè)插座24連接的端子。此外，D+電極54與電纜12的電纜12的D+線12C連接，D —電極56與電纜12的D —線12D連接。并且，在表面40A形成的印刷布線與在背面40B形成的印刷布線通過(guò)通孔TW1?TW6在正反面之間連接。
[0131]在本實(shí)施方式中，在表面40A集中配置需要設(shè)為低阻抗的電子元件，在背面40B集中配置不太需要設(shè)為低阻抗的電子元件。由此，能夠有效地驅(qū)動(dòng)需要設(shè)為低阻抗的電子元件。
[0132]此外，在本實(shí)施方式中，將具有比較大的形狀的FET60和控制IC70分開(kāi)配置在電路基板40的正反面40A、40B。因此，能夠使電路基板40的面積變小，從而即使內(nèi)設(shè)電路基板40也能夠使μ Β型插頭16的形狀緊湊。
[0133]在此，關(guān)注NTC熱敏電阻80的配置位置。在本實(shí)施方式中，將NTC熱敏電阻80配置在接近VBUS端子42的位置。此外，VBUS端子42由熱傳導(dǎo)性良好的銅合金形成，并焊接在印刷布線上。
[0134]因此，即使因附著在與二次電池28連接的VBUS端子42上的導(dǎo)電性異物，VBUS線12a和GND線12b短路，電流流過(guò)導(dǎo)電性異物而發(fā)熱，也將NTC熱敏電阻80設(shè)置在作為發(fā)熱體的導(dǎo)電性異物附著的位置，即接近(鄰接)VBUS端子42的位置。
[0135]因此，在短時(shí)間內(nèi)向NTC熱敏電阻80傳導(dǎo)作為發(fā)熱體的導(dǎo)電性異物的熱，并能夠在短時(shí)間內(nèi)測(cè)定準(zhǔn)確的溫度。由此，在由NTC熱敏電阻80檢測(cè)出的溫度超過(guò)了預(yù)定溫度的情況下，通過(guò)控制IC70立即斷開(kāi)FET60來(lái)切斷VBUS線12a，因此能夠可靠地防止μ B型插頭16的破損或二次電池側(cè)插座24的破損、設(shè)置有二次電池側(cè)插座24的二次電池側(cè)電子裝置32的破損、電纜12的破損以及電源側(cè)電子裝置30的破損等。
[0136]接著，對(duì)上述結(jié)構(gòu)的控制電路11的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
[0137]圖6是表示控制電路11的動(dòng)作的狀態(tài)迀移圖，圖7是表示以預(yù)定時(shí)間發(fā)生了異