JPWO2020054202A1 - 電源装置およびこの電源装置を備えたモータ制御装置 - Google Patents

Abstract

電源装置は、外部供給電源から直流の内部電源電圧を生成する直流電圧出力回路と、内部電源電圧に接続されるコンデンサと、内部電源電圧の電圧レベルを監視し、内部電源電圧の低下を検出すると、内部電源電圧の供給を遮断する電圧供給制御回路とを備え、負荷に対して内部電源を供給する。電源装置は、負荷の一部である第１の負荷に対しては、内部電源電圧を供給するとともに、第１の負荷以外の負荷となる第２の負荷に対しては、電圧供給制御回路を介した内部電源電圧を供給する。

Description

本発明は、電圧保持用のコンデンサを備え、電源遮断時に電圧保持時間を延長させる機能を有した電源装置、およびこの電源装置を備えたモータ制御装置に関する。

電源装置は、入力元の電源から供給された電圧を適切な電圧に変換し、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｃｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）またはＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などのデバイスに供給するために用いられる。これらのデバイスには、電源装置に対して、その供給電圧が環境条件の変化によらず常に安定していることが望まれる。すなわち、電源装置としては、例えば、入力元の電源が瞬間的に停止したり電圧低下したりするような瞬断に対しては、その影響が出力側に現れないことが望ましい。また、ＣＰＵなどを搭載した情報処理装置では、入力元の電源遮断後に、出力電圧がデバイスの入力変動における規格範囲内に保持されている時間（以下、出力保持時間と呼ぶ）を利用してデータ機器の動作の保護を行う。そのため、電源装置には一定時間以上の出力保持時間が求められる。

従来、一般に出力保持時間を延長するためには、入力側コンデンサの静電容量を大きくすることが知られている（例えば、特許文献１を参照）。図８は、従来例の電源装置を示すブロック図である。図８において、電源装置９１１は、交流入力を整流する整流回路９１３と、入力側コンデンサ９１４と、スイッチング電源部９１５と、出力側コンデンサ９１６とから構成される。入力側コンデンサ９１４と並列に設けられた装置側接続端子Ｔ５に、ユニットパネル９１２の追加コンデンサ９１７が、ユニット側接続端子Ｔ６を介しプラグイン方式で接続される。すなわち、整流回路９１３の出力側とスイッチング電源部９１５の入力側との間のコンデンサ９１４に対し、外部から追加コンデンサ９１７を必要に応じて選択的に追加して、交流入力遮断状態でも出力保持時間を延長可能としている。

特許文献２では、次のような構成とすることで、出力保持時間の延長を図っている。図９は、従来例の他の電源装置を示すブロック図である。図９において、電源装置９２０は、交流入力を整流するダイオード整流部９２１と、平滑用のコンデンサＣ９１、Ｃ９２と、接続切換用のスイッチＳｗ１、Ｓｗ２、Ｓｗ３を含む直／並列切換回路９２５と、切換制御部９２７と、電圧変換部９２４とから構成される。コンデンサＣ９１、Ｃ９２と直／並列切換回路９２５とにより、コンデンサ部９２２を構成している。そして、直／並列切換回路９２５は、切換制御部９２７からの制御により、コンデンサＣ９１、Ｃ９２を直列と並列接続とのいずれかに切換える。電圧変換部９２４は、コンデンサ部９２２から供給された電圧を、所望の出力電圧に変換して出力する。このような構成において、電源装置９２０は、交流入力が正常状態の場合、コンデンサＣ９１、Ｃ９２を並列に接続している。交流入力の瞬断が発生した場合、切換制御部９２７は、コンデンサＣ９１、Ｃ９２を直列に接続するように、直／並列切換回路９２５のスイッチＳｗ１、Ｓｗ２、Ｓｗ３を切り換える。

すなわち、コンデンサＣ９１、Ｃ９２は正常状態では並列接続であるが、交流入力が瞬断した場合は、コンデンサＣ９１、Ｃ９２の電圧が所定の時定数で低下する。これが所定の電圧まで低下した時に、コンデンサＣ９１、Ｃ９２は、直列接続に切り換えられる。特許文献２では、このように、電圧変換部９２４への入力電圧を上げて負荷への給電時間を長くしている。

このように、従来例においては、入力側のコンデンサを追加する、あるいは２つのコンデンサを直／並列に接続切換を行っている。ところが、どちらの場合においても、複数のコンデンサを搭載する必要がある。コンデンサのような大型部品が増えることは、小型化が要求される電源装置においては大きな問題である。

特開平１０−４６７４号公報 特開平８−３２２２５３号公報

本発明は、このような問題を解決するためになされたものである。本発明は、コンデンサのような大型部品を追加することなく、出力電圧の出力保持時間を延長可能とした電源装置およびこの電源装置を備えたモータ制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の電源装置は、負荷に対して内部電源を供給する電源装置であって、直流電圧出力回路と、コンデンサと、電圧供給制御回路とを備える。直流電圧出力回路は、外部供給電源から直流の内部電源電圧を生成する。コンデンサは、内部電源電圧に接続される。電圧供給制御回路は、内部電源電圧の電圧レベルを監視し、内部電源電圧の低下を検出すると、内部電源電圧の供給を遮断する。本電源装置は、負荷の一部である第１の負荷に対しては、内部電源電圧を供給するとともに、第１の負荷以外の負荷である第２の負荷に対しては、電圧供給制御回路を介して内部電源電圧を供給する。

このような構成により、内部電源電圧の低下を検出することで、外部から電源装置への外部電源供給の遮断を検知できる。このようにして外部電源供給の遮断が検知されると、第２の負荷に対する内部電源電圧の供給を遮断する。電源装置がこのように作用することで、外部電源供給遮断の後は、コンデンサから第１の負荷にのみ内部電源電圧が供給されることになる。このため、負荷全体に内部電源電圧を供給し続ける場合に比べて、第１の負荷への給電時間を長くすることができる。

また、本発明の電源装置は、電圧供給制御回路が、内部電源電圧の低下を検出すると、内部電源電圧の供給を所定の期間だけ遮断してもよい。

また、本発明の電源装置は、内部電源電圧を昇圧した昇圧電圧を生成する昇圧回路をさらに備えてもよい。電圧供給制御回路は、内部電源電圧の低下を検出すると、第２の負荷に対する内部電源電圧の供給を遮断するとともに、第１の負荷に対しては、内部電源電圧の供給から昇圧電圧の供給に切り替えて内部電源を供給してもよい。

また、本発明のモータ制御装置は、上記の電源装置と、モータの回転を制御するモータ制御部と、モータ制御部の指示に従ってモータを通電駆動するモータ駆動部とを備え、モータを駆動および制御する。そして、モータ制御部を第１の負荷とし、モータ駆動部を第２の負荷として、内部電源電圧を供給する。

このような構成により、上記のとおり、第１の負荷であるモータ制御部に対し、外部電源供給遮断後での内部電源電圧の給電時間を長くすることができる。さらに、モータ駆動部に対しては、外部電源供給遮断後、内部電源電圧の給電も即座に停止されるため、モータの動きもより早く停止し、安全性を高めることができる。さらに、モータ制御部が、長くなった給電時間を利用して、最終的に内部電源電圧をモータ駆動部に接続することで、コンデンサが完全に放電するため、残留電力による誤作動なども抑制できる。

また、本発明のモータ制御装置は、マイクロコントローラを有してもよい。電源装置は、マイクロコントローラに対して、内部電源電圧を供給し、マイクロコントローラは、電圧供給制御回路が内部電源電圧の供給を遮断してから所定の時間の後、負荷に対して内部電源電圧の供給を再開するように電圧供給制御回路を制御してもよい。

また、本発明の他の電源装置は、負荷に対して内部電源を供給する電源装置であって、直流電圧出力回路と、コンデンサと、昇圧回路と、電圧供給制御回路とを備える。直流電圧出力回路は、外部供給電源から直流の内部電源電圧を生成する。コンデンサは、内部電源電圧に接続される。昇圧回路は、内部電源電圧を昇圧した昇圧電圧を生成する。電圧供給制御回路は、内部電源電圧の電圧レベルを監視し、内部電源電圧の低下を検出すると、内部電源電圧の供給から昇圧電圧の供給に切り替えて内部電源を供給する。電源装置は、負荷の一部に対して、電圧供給制御回路を介して内部電源を供給する。

このような構成によれば、内部電源電圧の電圧レベルが低下しても昇圧電圧が利用できるため、負荷の一部に対して、動作可能な時間の延長を図ることができる。

本発明の電源装置は、上記のように、回路構成のみで、特定した負荷の一部への給電時間を延長できる。このため、本発明の電源装置によれば、コンデンサの数および容量を増やすことなく、内部電源の出力保持時間を延長可能とした小型の電源装置およびこの電源装置を備えたモータ制御装置を提供できる。

本発明の実施の形態１における電源装置を備えた電気機器を示すブロック図 同電気機器において、外部電源の電源遮断の前後における内部電源電圧の電圧レベルを示す図 本発明の実施の形態２におけるモータ制御装置を示すブロック図 同モータ制御装置において、外部電源の電源遮断の前後での内部電源電圧の電圧レベルを示す図 同モータ制御装置の他の構成例を示すブロック図 本発明の実施の形態３における電源装置を備えた電気機器を示すブロック図 同電気機器において、外部電源の電源遮断の前後における第１の負荷に対する内部電源電圧の電圧レベルを示す図 従来例の電源装置を示すブロック図 従来例の他の電源装置を示すブロック図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、並びに、ステップ及びステップの順序等は、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示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。

各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。なお、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における電源装置１１０を備えた電気機器を示すブロック図である。本実施の形態では、このような電気機器の一例として、モータ３０を駆動制御するモータ制御装置１００を挙げて説明する。

図１に示すように、モータ制御装置１００は、電源装置１１０と、電気部品による電気回路等で構成された負荷１２０とを備えている。負荷１２０を構成する電気回路は、電源装置１１０に電気的に接続されている。これにより、負荷１２０を動作させるために必要な所定電圧が、電源装置１１０から負荷１２０へと供給される。本実施の形態では、この所定電圧を直流電圧ＶＣとしている。モータ制御装置１００の動作時には、内部電源として、直流電圧ＶＣとなる内部電源電圧Ｖｄｃが、負荷１２０に対して供給される。このように、電源装置１１０は、負荷１２０に対して内部電源電圧Ｖｄｃを供給する。そして、負荷１２０を構成する電気回路によって、モータ３０の回転動作が制御されながら、モータ３０が駆動される。以下、本実施の形態の一例として、モータ制御装置１００を挙げて説明する。

電源装置１１０は、外部の電源である外部供給電源２０から、電源入力端子１８を介して、外部電源としての電力の供給を受ける。外部供給電源２０としては、交流電力あるいは直流電力のどちらでもよい。交流電力の場合では、電源装置１１０は、直流電圧に変換するための整流回路等を含む構成となる。図１では、外部供給電圧としての直流の入力電圧Ｖｉｎが、外部供給電源２０から電源入力端子１８に供給される一例を挙げている。ここで、電源入力端子１８の一方をグランド端子、他方を入力電圧Ｖｉｎの入力端子としている。電源入力端子１８のグランド端子側は、モータ制御装置１００内のグランドラインＧＮＤに接続される。電源入力端子１８の入力電圧Ｖｉｎ側が電源装置１１０の入力端に接続される。このように接続することで、外部供給電源２０から直流の入力電圧Ｖｉｎが電源装置１１０に供給される。

電源装置１１０の電源出力端子１９からは、グランドであるグランドラインＧＮＤとともに、直流電圧ＶＣの電源出力が、内部電源電圧Ｖｄｃとして電源供給ラインＰＳ１、ＰＳ２を介し、負荷１２０に供給される。負荷１２０を構成する電気回路は、この内部電源電圧Ｖｄｃの内部電源から電力供給を受け、電気的な動作を実行する。

特に、本実施の形態では、図１に示すように、負荷１２０は、負荷１２０の一部であり、特定した回路で構成される第１の負荷１２１と、負荷１２０の他部であり、第１の負荷１２１以外の回路で構成される第２の負荷１２２とに区分している。それに合わせて、電源出力についても、電源供給ラインＰＳ１、ＰＳ２のように、２つに区分している。そして、第１の負荷１２１が第１の電源供給ラインＰＳ１に接続され、第２の負荷１２２が第２の電源供給ラインＰＳ２に接続されるように構成している。図１では、第１の電源供給ラインＰＳ１を内部電源電圧Ｖｄｃとし、第２の電源供給ラインＰＳ２を内部電源電圧Ｖｄｃ’として、それぞれ区分して示している。これらの詳細については以下でさらに説明する。本実施の形態では、このような構成とすることで、電源装置１１０から出力される内部電源電圧Ｖｄｃの出力保持時間の延長を図っている。より具体的には、本実施の形態では、第１の負荷１２１に対する内部電源電圧Ｖｄｃの出力保持時間が延長可能なように構成している。

次に、電源装置１１０の構成について説明する。電源装置１１０は、直流電圧ＶＣの内部電源電圧Ｖｄｃを生成するための直流電圧出力回路１１およびコンデンサ１２とともに、このような出力保持時間の延長を図るため、電圧供給制御回路１３を備えている。

直流電圧出力回路１１は、入力電圧Ｖｉｎとして供給された外部供給電圧から、負荷１２０の動作に必要な直流電圧である内部電源電圧Ｖｄｃを生成して出力する。ここで、負荷１２０の動作に必要な直流電圧としては、負荷１２０を動作させる標準の電圧（以下、適宜、標準動作電圧と呼ぶ）ＶＣｎｏｒとしている。すなわち、例えば、負荷１２０での回路部品が５Ｖ仕様のＩＣである場合、標準動作電圧ＶＣｎｏｒは５Ｖであり、内部電源電圧Ｖｄｃは、直流電圧ＶＣ＝ＶＣｎｏｒ＝５Ｖ（ボルト）となる。モータを駆動するモータ制御装置１００では、直流電圧ＶＣは、より高い電圧の１５Ｖや２４Ｖが一般的である。

直流電圧出力回路１１は、電源用ＩＣなどの一般的な電源用回路で用いられる部品で構成されている。入力端に入力された入力電圧Ｖｉｎを、直流電圧ＶＣの出力電圧Ｖｏに変換して、出力端から出力する。より具体的な一例として、直流電圧出力回路１１を三端子レギュレータで構成し、例えば入力された電圧３０Ｖから直流電圧２４Ｖに変換して出力するような構成である。直流電圧出力回路１１は、直流の電圧を変換して出力するＤＣ−ＤＣコンバータなどでもよい。外部供給電源２０が交流の商用電源である場合には、直流電圧出力回路１１は、さらにトランスまたは整流回路を含む構成であってもよい。直流電圧出力回路１１から出力される出力電圧Ｖｏは、モータ制御装置１００の内部の内部電源電圧Ｖｄｃとして、負荷１２０を構成する各電気回路の部品に供給される。

また、コンデンサ１２は、内部電源電圧Ｖｄｃに接続され、直流電圧出力回路１１から出力された出力電圧Ｖｏ、すなわち内部電源電圧Ｖｄｃに重畳するノイズおよびリップルを除去するために設けている。さらに、コンデンサ１２を電圧保持用としても設けている。外部供給電源２０からの電源供給が遮断された後も、コンデンサ１２によって、暫くの間だけ内部電源電圧Ｖｄｃの供給を保持させている。このように、コンデンサ１２が、直流電圧出力回路１１の出力側において、グランドラインＧＮＤと内部電源電圧Ｖｄｃの電源供給ラインＰＳ１との間に接続されている。

本実施の形態では、電源装置１１０がさらに電圧供給制御回路１３を備えていることを特徴としている。電圧供給制御回路１３は、スイッチング素子などによる開閉スイッチ１４と、開閉スイッチ１４の開閉を制御する電圧監視回路１５とを有している。

電圧供給制御回路１３において、開閉スイッチ１４（以下、適宜、単にスイッチ１４と呼ぶ）の一方は、電源供給ラインＰＳ１に接続され、他方は、電源供給ラインＰＳ２に接続される。すなわち、スイッチ１４が閉状態で、スイッチ１４がオンとなり、直流電圧出力回路１１からの内部電源電圧Ｖｄｃが電源供給ラインＰＳ２にも供給される。一方、スイッチ１４が開状態であると、スイッチ１４はオフとなり、電源供給ラインＰＳ２への供給電源電圧Ｖｄｃの供給が遮断される。なお、図１では、電源供給ラインＰＳ１での内部電源電圧Ｖｄｃと区別するために、電源供給ラインＰＳ２では内部電源電圧Ｖｄｃ’として示している。しかし、当然のことながら、スイッチ１４がオン時には、両電源供給ラインＰＳ１、ＰＳ２に対して、同じ内部電源電圧Ｖｄｃが供給される。スイッチ１４の開閉は、電圧監視回路１５からのスイッチ制御信号Ｃｏｆにより制御される。

電圧供給制御回路１３において、電圧監視回路１５は、直流電圧出力回路１１の出力電圧Ｖｏの電圧レベル、すなわち電源供給ラインＰＳ１での内部電源電圧Ｖｄｃの電圧レベルを監視している。電圧監視回路１５は、外部供給電源２０からの電源供給の遮断、または電源供給が一瞬途切れる瞬断の判断も含め、内部電源電圧Ｖｄｃの電圧レベルが正常かどうかを判定している。より具体的には、本実施の形態では、内部電源電圧Ｖｄｃの電圧レベルが低下するような電圧低下を判定するために、電圧監視回路１５を設けている。このような判定を行うため、図１では、電圧監視回路１５に対して、判定用としての判定用電圧Ｖｃｏｆが供給されている。すなわち、電圧監視回路１５は、内部電源電圧Ｖｄｃと判定用電圧Ｖｃｏｆとの電圧レベルを比較する。電圧監視回路１５は、この比較により、内部電源電圧Ｖｄｃが判定用電圧Ｖｃｏｆよりも低い電圧レベルかどうかを検知し、電源の供給状態を判定している。

電圧監視回路１５の具体的な構成例として、定電圧回路、分圧抵抗およびコンパレータを用い、内部電源電圧Ｖｄｃを分圧抵抗により分圧した分圧電圧と定電圧回路の電圧とをコンパレータで比較するような例が挙げられる。ここで、分圧電圧が内部電源電圧Ｖｄｃに対応し、定電圧回路の電圧が判定用電圧Ｖｃｏｆに対応する。電圧監視回路１５は、分圧電圧と定電圧回路の電圧とをコンパレータにより比較することで、内部電源電圧Ｖｄｃが判定用電圧Ｖｃｏｆよりも低い電圧レベルかどうかを検知し、電源の供給状態を判定できる。

判定用電圧Ｖｃｏｆとしては、負荷を動作させる標準の電圧である標準動作電圧ＶＣｎｏｒよりもやや低めの電圧に設定している。言い換えると、本実施の形態では、直流電圧ＶＣを標準動作電圧ＶＣｎｏｒとしていることより、直流電圧ＶＣよりもやや低めの電圧となる判定用電圧Ｖｃｏｆとしている。電圧監視回路１５は、内部電源電圧Ｖｄｃが判定用電圧Ｖｃｏｆ以上の電圧レベルである場合には、内部電源電圧Ｖｄｃの電圧レベルが正常であり、外部供給電源２０から電力が供給されていると判断する。

例えば、内部電源電圧Ｖｄｃが、負荷動作に必要な直流電圧ＶＣの電圧レベルであれば、判定用電圧Ｖｃｏｆよりも高い電圧レベルである。この時、電圧監視回路１５は、直流電圧ＶＣの電圧レベルは正常と判定する。逆に、電圧監視回路１５は、内部電源電圧Ｖｄｃが判定用電圧Ｖｃｏｆよりも低い電圧レベルに低下するような電圧レベル低下を検出すると、外部供給電源２０からの外部電源の供給が遮断されたと判断する。

電圧監視回路１５は、このような判断に基づき、内部電源電圧Ｖｄｃが判定用電圧Ｖｃｏｆ以上の電圧レベルである間は、スイッチ制御信号Ｃｏｆにより、スイッチ１４が閉状態となるように制御する。これにより、スイッチ１４および第２の電源供給ラインＰＳ２を介して、第２の負荷１２２に対しても、内部電源電圧Ｖｄｃが供給される。

一方、電圧監視回路１５は、上記の判断に基づき、内部電源電圧Ｖｄｃが判定用電圧Ｖｃｏｆよりも低い電圧レベルになると、外部電源供給の遮断または瞬断と判断し、スイッチ制御信号Ｃｏｆにより、スイッチ１４が開状態となるように制御する。これにより、第２の電源供給ラインＰＳ２を介しての第２の負荷１２２への内部電源電圧Ｖｄｃの供給が停止される。このとき、第１の電源供給ラインＰＳ１を介しての第１の負荷１２１への内部電源電圧Ｖｄｃの供給は継続される。

このように、電圧供給制御回路１３は、内部電源電圧Ｖｄｃの電圧を監視し、内部電源電圧Ｖｄｃの低下を検出すると、スイッチ１４を介した内部電源電圧Ｖｄｃの供給を遮断する。そして、負荷１２０の一部となる第１の負荷１２１に対しては、電源装置１１０が、第１の電源供給ラインＰＳ１から内部電源電圧Ｖｄｃを直接に供給する。一方、電源装置１１０は、負荷１２０の他部となる第２の負荷１２２に対しては、電圧供給制御回路１３および第２の電源供給ラインＰＳ２を介して内部電源電圧Ｖｄｃを供給する。したがって、内部電源電圧Ｖｄｃの低下が検出されると、第２の負荷１２２への内部電源電圧Ｖｄｃの供給は遮断される。

特に、本実施の形態では、内部電源電圧ＶｄｃとグランドＧＮＤとの間にコンデンサ１２を配置している。よって、コンデンサ１２には、直流電圧出力回路１１が動作中に電荷が蓄積されており、外部電源遮断後は、コンデンサ１２に蓄積された電荷による電圧が、内部電源電圧Ｖｄｃとして負荷１２０に供給されることとなる。言い換えると、電源装置１１０の動作中においてコンデンサ１２が十分に充電され、外部電源遮断後、コンデンサ１２の放電による内部電源電圧Ｖｄｃが負荷１２０に供給される。このため、電源装置１１０は、外部電源遮断後も暫くの間だけ、内部電源電圧Ｖｄｃを供給し続ける。

以上、電源装置１１０は、外部電源供給が遮断されたと判断すると、第１の電源供給ラインＰＳ１を介した内部電源電圧Ｖｄｃの供給は暫くの間だけ継続するとともに、第２の電源供給ラインＰＳ２を介した内部電源電圧Ｖｄｃの供給は停止する。また、第２の電源供給ラインＰＳ２の内部電源電圧Ｖｄｃ’として見ると、内部電源電圧Ｖｄｃ’は、外部電源供給が遮断されていない期間は、内部電源電圧Ｖｄｃに等しい電圧である。外部電源供給が遮断されたと判断されると、電源供給が停止される。

このように、本実施の形態では、電圧供給制御回路１３を設けることにより、外部電源遮断後、第２の負荷１２２への電源供給を即座に停止させている。すなわち、本実施の形態では、コンデンサ１２に蓄積された電力に対し、外部電源遮断後は、第２の負荷１２２による電力消費を停止し、第１の負荷１２１のみで電力消費されるように構成している。このような構成とすることで、第１の負荷１２１への内部電源電圧Ｖｄｃの供給時間の延長を図っている。

また、本実施の形態では、電源装置１１０に対して負荷１２０を効果的に対応させるため、負荷１２０を次のように区分して接続している。すなわち、第１の電源供給ラインＰＳ１は内部電源電圧Ｖｄｃの供給を暫くの間継続できるため、第１の負荷１２１としては、電源供給遮断後も暫くの間動作が必要な回路として選別している。逆に、第２の電源供給ラインＰＳ２は、外部電源遮断後、即座に内部電源電圧Ｖｄｃの供給が停止されるため、第２の負荷１２２としては、電源供給遮断後、動作不要の回路としている。

このように、本実施の形態では、電源供給遮断後も少しの期間だけ動作継続が必要な回路のみを特定して、その特定の回路で構成された第１の負荷１２１としている。その他の回路を、非特定の回路で構成された第２の負荷１２２としている。具体的な例として、第１の負荷１２１となる特定回路としては、マイクロコントローラ（以下、マイコンと称する）およびその周辺回路がある。この構成とすることで、マイコンによる瞬断時の瞬断対策処理などを行うことができる。また、電源供給ラインＰＳ１、ＰＳ２について言えば、電源供給ラインＰＳ１を特定の回路用、電源供給ラインＰＳ２を特定の回路以外の回路用としている。

さらに、外部電源遮断後、第１の負荷１２１への内部電源電圧Ｖｄｃの供給を効果的に行うため、本実施の形態では、判定用電圧Ｖｃｏｆの電圧レベルを次のように設定している。すなわち、判定用電圧Ｖｃｏｆとしては、標準動作電圧ＶＣｎｏｒよりも低く、動作保証される電源電圧の最低電圧（以下、適宜、最低動作電圧と呼ぶ）ＶＣｍｉｎよりも高い電圧レベルとしている。例えば、負荷１２０での回路部品が、よく知られている電源電圧５Ｖ仕様で、かつ動作保証電源電圧が４．７５〜５．２５ＶのＩＣの場合、判定用電圧Ｖｃｏｆとして、最低動作電圧ＶＣｍｉｎ以上かつ標準動作電圧ＶＣｎｏｒ以下となる４．７５〜５．０Ｖの範囲内に設定している。また、他の例として、標準動作電圧ＶＣｎｏｒが２４Ｖ、その電源で動作する回路が動作可能な最低動作電圧ＶＣｍｉｎが２０Ｖとすると、判定用電圧Ｖｃｏｆとしては、２０〜２４Ｖの範囲内に設定している。

本実施の形態では、このように設定することで、外部電源遮断後も、第１の負荷１２１は暫くの期間、動作可能となる。すなわち、判定用電圧Ｖｃｏｆは、最低動作電圧よりも高い電圧レベルとしている。このため、電圧供給制御回路１３の動作によって、第１の負荷１２１のみに内部電源電圧Ｖｄｃが供給される状態になった時点でも、その内部電源電圧Ｖｄｃは、最低動作電圧よりも高い電圧レベルであり、第１の負荷１２１は、暫くの期間、動作を継続できる。

このような作用を利用し、第１の負荷１２１としては、上述のように、例えば、マイコンまたはＣＰＵを含む制御回路などが好適である。これにより、電源遮断後に、内部電源電圧Ｖｄｃが動作電圧範囲内に保持されている時間を利用して、ＣＰＵの制御により、機器動作の保護などを行うことができる。

次に、以上のように構成された電源装置１１０を含むモータ制御装置１００の動作について、外部電源が遮断されたときの動作を中心に説明する。

図２は、本発明の実施の形態１における電源装置を備えた電気機器において、外部電源の電源遮断の前後における内部電源電圧Ｖｄｃの電圧レベルを示す図である。図２では、本実施の形態における電圧レベルの変化を実線で示すとともに、比較例として、電圧供給制御回路１３を有さない場合の電圧レベルの変化を点線で示している。図２において、外部電源の供給が遮断された時間を時間ｔ１としている。さらに、判定用電圧Ｖｃｏｆの電圧レベルとしては、上述したように、最低動作電圧ＶＣｍｉｎ以上かつ標準動作電圧ＶＣｎｏｒ以下となる範囲内に設定している。

まず、外部電源の供給が継続している期間は、図２に示すように、直流電圧ＶＣである内部電源電圧Ｖｄｃが負荷１２０に供給されている。この後、時間ｔ１で、電源入力端子１８に接続される外部電源が遮断されると、コンデンサ１２の両端電圧は接続される負荷１２０によって放電されることにより低下していく。そして、時間ｔ２で、電圧監視回路１５は、両端電圧が判定用電圧Ｖｃｏｆになることで外部電源遮断を検知し、スイッチ制御信号Ｃｏｆを発信する。スイッチ制御信号Ｃｏｆにより電圧供給制御回路１３のスイッチ１４が動作し開路することで、第２の電源供給ラインＰＳ２を介した第２の負荷１２２への内部電源電圧Ｖｄｃの供給が遮断される。すなわち、電源遮断後には、第２の負荷１２２が電源装置１１０から切り離され、コンデンサ１２の両端電圧は第１の負荷１２１のみに供給される。このため、時間ｔ２以降は、第１の負荷１２１のみで電力消費されることとなり、図２に示すように、内部電源電圧Ｖｄｃの電圧レベルの減少していく速度が遅くなる。

これに対し、比較例の場合、電圧供給制御回路１３を有さないため、外部電源の供給が遮断された時間ｔ１以降は、内部電源電圧Ｖｄｃの電圧レベルが、最低動作電圧ＶＣｍｉｎになるまで、減少する。

以上のような差異に基づき、図２で示すように、電源遮断後の負荷が動作可能な時間である出力保持時間として、比較例では、出力保持時間Ｔｃｍｐとなる。本実施の形態では、出力保持時間Ｔｃｍｐよりも長い、出力保持時間Ｔｅｍｂとなる。このように、比較例に比べて本実施の形態では、電圧レベルの減少速度が遅くなることで、負荷の動作閾値となる最低動作電圧ＶＣｍｉｎに至るまでの時間が長くなる。つまり、出力保持時間を延長することができる。

以上説明したように、本実施の形態の電源装置１１０は、外部供給電源２０から内部電源電圧Ｖｄｃを生成する直流電圧出力回路１１と、内部電源電圧Ｖｄｃに接続されるコンデンサ１２と、内部電源電圧Ｖｄｃを監視し、内部電源電圧Ｖｄｃの低下を検出すると、内部電源電圧Ｖｄｃの供給を遮断する電圧供給制御回路１３とを備えている。電源装置１１０は、電源供給遮断後も暫く動作が必要な第１の負荷１２１に対しては、内部電源電圧Ｖｄｃを供給し、電源供給遮断後は動作不要の第２の負荷１２２に対しては、電圧供給制御回路１３を介して内部電源電圧Ｖｄｃを供給する。このように構成することで、コンデンサの数を増やしたり容量を増加させたりすることなく、電源供給遮断後も暫く動作が必要な第１の負荷１２１に対する電源の給電時間を長くすることができる。そして、長くなった電源給電時間を利用して、例えば、モータ制御装置での瞬断時における動作保護などを行うことができる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２におけるモータ制御装置２００を示すブロック図である。図３に示すように、モータ制御装置２００も、実施の形態１とほぼ同様の電源装置２１０を備えており、電源装置２１０から負荷２２０に対して電力供給される。電源装置２１０は、電源入力端子１８を介して、外部供給電源２０から、直流の入力電圧Ｖｉｎの電力供給を受ける。電源装置２１０に、負荷２２０が、電気的に接続されている。負荷２２０は、モータ制御部４１およびモータ駆動部４５で構成される。さらに、モータ制御部４１およびモータ駆動部４５は、駆動制御部として機能し、モータ３０を駆動および制御する電気回路で構成されている。電源装置２１０から、これら電気回路の動作に必要な所定電圧の電力が、負荷２２０に対して供給される。

本実施の形態でも、実施の形態１と同様に、モータ制御装置２００の動作時には、内部電源として、直流電圧ＶＣの内部電源電圧Ｖｄｃが、各電気回路に対して供給される。これらの電気回路によって、モータ３０の回転動作が制御されながら、モータ３０が駆動される。なお、本実施の形態において、実施の形態１と同様の構成要素については、同じ符号を付しており、その説明を援用する。

本実施の形態でも、負荷２２０を次の２つに区分している。すなわち、本実施の形態では、マイコン４２を含むモータ制御部４１を特定の回路として他と区別し、負荷２２０の一部である第１の負荷２２１としている。モータ制御部４１以外となるモータ駆動部４５を、非特定の回路とした第２の負荷２２２としている。

さらに、負荷２２０の区分に合わせて、電源出力についても２つに区分している。すなわち、第１の電源供給ラインＰＳ１を特定の回路用の電源供給ラインとしており、これによって、モータ制御部４１が、内部電源電圧Ｖｄｃの第１の電源供給ラインＰＳ１に接続される。第２の電源供給ラインＰＳ２を非特定の回路用の電源供給ラインとしており、これによって、モータ駆動部４５が、スイッチ１４を介した内部電源電圧Ｖｄｃ’の第２の電源供給ラインＰＳ２に接続されている。このように、電源装置２１０は、モータ制御部４１に対しては、内部電源電圧Ｖｄｃを直接に供給するとともに、モータ駆動部４５に対しては、スイッチ１４を含む電圧供給制御回路を介して、内部電源電圧Ｖｄｃを供給している。

スイッチ１４が、実施の形態１と同様に電圧監視回路１５により制御されるとともに、マイコン４２によっても制御される。このような構成により、外部電源遮断後は、第１の電源供給ラインＰＳ１のコンデンサ１２に蓄積された電荷による電圧が内部電源電圧Ｖｄｃとして、モータ制御部４１とモータ駆動部４５とに振り分けられて供給される。

本実施の形態では、このように電源供給を行うことで、まず、モータ制御部４１に対する内部電源電圧Ｖｄｃの出力保持時間の延長を図っている。そして、この出力保持時間を利用してマイコン４２が電源停止時の処理を実行する。さらに、電源停止時の処理が終了次第、コンデンサ１２にモータ駆動部４５を接続し、内部電源電圧Ｖｄｃを急速に低下させて、残留電力による誤作動なども抑制している。

モータ制御装置２００に接続されるモータ３０、モータ３０を制御、駆動するモータ制御部４１、およびモータ駆動部４５について説明する。

本実施の形態でのモータ制御装置２００が駆動するモータ３０は、３相のブラシレスモータとしている。モータ３０は、巻線３１をステータコアに巻回したステータ（図示せず）と、巻線３１を通電駆動することで、シャフトを中心に回転するロータ（図示せず）とを備えている。本実施の形態では、モータ３０がＵ相、Ｖ相、Ｗ相とする３相の巻線３１を有する。モータ制御装置２００が、パルス幅変調（ＰＷＭ、Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）された駆動信号Ｄｒで、各相の巻線３１を通電駆動する一例を挙げて説明する。

図３に示すように、モータ制御装置２００は、モータ駆動部４５と電源装置２１０とを含む。モータ駆動部４５は、モータ３０の回転動作を制御するモータ制御部４１と、駆動パルス生成部４６およびインバータ４７を有し、モータ制御部４１の指示に従ってモータ３０を通電駆動する。電源装置２１０は、これらに電源供給する。

モータ制御装置２００には、例えば、外部の上位コントローラ（図示せず）などからの指令として、回転速度またはトルク量などを指令するための信号である指令信号Ｃｍｄが入力される。さらに、モータ３０には、制御方式に合わせて、回転速度あるいはトルク量などを検出する検出器３２が配置されている。検出器３２から検出信号Ｄｅｔが通知される。モータ制御装置２００は、モータ３０の回転が指令信号Ｃｍｄに応じた回転速度およびトルクとなるように、フィードバック制御に基づき、３相分の駆動信号Ｄｒを生成する。モータ制御装置２００は、生成したそれぞれの駆動信号Ｄｒを各巻線３１に印加し、モータ３０を回転制御する。

モータ制御装置２００において、モータ制御部４１は、プログラムに基づく処理を実行するマイコン４２を備えている。すなわち、モータ制御部４１は、プログラムなどの処理手順を示すソフトウェアに従って各処理を実行する機能を有している。モータ制御部４１が実行する具体的な処理としては、フィードバック制御に基づく回転制御処理、または、上述のように、外部電源遮断後、マイコン４２による電源停止時の処理などがある。

次に、モータ制御部４１およびモータ駆動部４５によるモータ３０の回転制御処理について、速度制御を例に挙げて説明する。

モータ３０を所定の回転速度となるように速度制御する場合、まず、モータ制御部４１は、フィードバック制御に基づき、次のような回転制御処理を実行する。すなわち、モータ制御部４１は、マイコン４２による演算処理により、速度指令を示す指令信号Ｃｍｄと実際の回転速度を示す検出信号Ｄｅｔとの差である偏差を算出する。次に、モータ制御部４１は、算出した偏差に対して、例えば比例積分微分などの演算処理（ＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ−Ｉｎｔｅｇｒａｌ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）処理）を行う。そして、モータ制御部４１は、この演算処理の結果に応じた駆動波形信号を生成し、回転制御信号Ｄｄとして駆動パルス生成部４６へ出力する。

駆動パルス生成部４６は、ＰＷＭ（パルス幅変調）回路を有しており、回転制御信号Ｄｄのレベルに応じたパルス幅、あるいはデューティ比のパルス信号であるＰＷＭ信号Ｄｐを相ごとに生成し、インバータ４７へと出力する。インバータ４７は、パワースイッチング素子およびダイオードなどで構成されている。インバータ４７は、このようなスイッチング素子を用いて、電源装置２１０から供給された内部電源電圧Ｖｄｃ’をパルス信号Ｄｐに応じてスイッチングすることにより、巻線３１を駆動する駆動信号Ｄｒを生成している。

モータ制御部４１とモータ駆動部４５とのこのような動作により、ロータの回転が指令信号Ｃｍｄに追従するように、フィードバック制御が実行される。

以上のように、本実施の形態では、電源装置２１０に対して、モータ制御部４１とモータ駆動部４５とを含む負荷２２０が接続される。

ここで、第１の負荷２２１であるモータ制御部４１と、第２の負荷２２２であるモータ駆動部４５との消費電力を比較した場合、モータ駆動部４５は巻線３１を通電する電力部であることより、モータ制御部４１に比べてモータ駆動部４５の消費電力のほうが非常に大きくなる。本実施の形態では、このような差異に注目し、消費電力が少なくかつ制御処理が可能なモータ制御部４１に対して、第１の負荷２２１として他と区別し、外部電源遮断後も動作を継続させる回路として特定している。上述のように消費電力が大きくかつ電源遮断後には継続動作の必要がないモータ駆動部４５を、電源供給遮断後は動作不要の第２の負荷２２２としている。

さらに、本実施の形態のように、モータでの回転などの動きを制御するモータ制御装置２００としては、瞬断のような不具合が発生した場合、安全の面から即座にモータの動きを停止させることが好ましい。本実施の形態では、このような観点からも、モータ駆動部４５を第２の負荷２２２としている。これより、外部電源の電源遮断後、電圧供給制御回路１３によって、モータ駆動部４５への電力供給が即座に停止される。このため、巻線３１に駆動電流が流れなくなり、その結果、モータ３０の動きもより早く停止する。

瞬断のような不具合に対するモータ制御装置としての安全性をより高めるため、本実施の形態では、モータ制御部４１におけるマイコン４２が、電源装置２１０での電源停止時の処理も実行することを特徴としている。

次に、マイコン４２による電圧供給制御回路１３への電源停止時にする処理について説明する。

電圧供給制御回路１３は、実施の形態１と同様、図３に示すように、スイッチ１４の一方は、電源供給ラインＰＳ１に接続され、他方が電源供給ラインＰＳ２となる。スイッチ１４の開閉は、電圧監視回路１５からのスイッチ制御信号Ｃｏｆに加えて、本実施の形態では、モータ制御部４１が有するマイコン４２からのスイッチ制御信号Ｃｏｎによっても制御される。さらに、電圧監視回路１５からマイコン４２に対して、スイッチ制御信号Ｃｏｆが通知される。

電圧供給制御回路１３において、電圧監視回路１５は、実施の形態１で説明したように、電源供給ラインＰＳ１での内部電源電圧Ｖｄｃの電圧レベルを監視している。電圧監視回路１５は、内部電源電圧Ｖｄｃが判定用電圧Ｖｃｏｆよりも低い電圧レベルに低下したことを検出すると、外部供給電源２０からの外部電源の供給が遮断されたと判断する。この判断に基づいて、電圧監視回路１５は、スイッチ１４を開状態に制御するためのスイッチ制御信号Ｃｏｆを出力する。電圧供給制御回路１３がこのように動作することで、電源装置２１０は、外部電源供給が遮断されたと判断すると、第１の電源供給ラインＰＳ１を介した内部電源電圧Ｖｄｃの供給は暫くの間だけ継続させるとともに、第２の電源供給ラインＰＳ２を介した内部電源電圧Ｖｄｃの供給は停止させる。

すなわち、外部電源遮断後、第２の電源供給ラインＰＳ２を介した消費電力の大きいモータ駆動部４５に対しては、電力供給が即座に停止される。このため、外部電源遮断後も、第１の電源供給ラインＰＳ１を介したモータ制御部４１への内部電源電圧Ｖｄｃの供給は暫くの間だけ継続でき、その間、マイコン４２を動作させ続けることができる。

本実施の形態では、この期間を利用したマイコン４２の動作により、さらに、スイッチ１４を制御する。マイコン４２は、まず、電圧監視回路１５からのスイッチ制御信号Ｃｏｆにより、外部供給電源２０からの外部電源の供給が遮断されたことを認識する。マイコン４２は、この外部電源遮断を認識すると、電源停止時の処理の実行を開始する。マイコン４２は、その電源停止時の処理の最後において、スイッチ１４に対し、スイッチ１４を閉状態に制御するスイッチ制御信号Ｃｏｎを出力する。これにより、外部電源遮断後に一旦開状態となったスイッチ１４は、閉状態となり、再度接続されたモータ駆動部４５によりコンデンサ１２を一気に放電させることになる。

このように、本実施の形態では、第２の電源供給ラインＰＳ２を介した内部電源の供給においては、外部電源遮断後、上述のようなスイッチ１４の開閉制御により、一旦、その供給を停止させるとともに、その停止から所定の時間の後、さらに、内部電源の供給が可能な状態に戻している。これにより、コンデンサ１２を最終的に完全に放電させており、これによって、残留電力による誤作動などの抑制も図っている。

図４は、本発明の実施の形態２におけるモータ制御装置において、外部電源の電源遮断の前後での内部電源電圧Ｖｄｃの電圧レベルを示す図である。図４において、外部電源の供給が遮断された時間を時間ｔ１とし、スイッチ制御信号Ｃｏｆが発信される時間を時間ｔ２とし、スイッチ制御信号Ｃｏｎが発信される時間を時間ｔ３としている。

図４において、時間ｔ１で、電源入力端子１８に接続される外部電源が遮断される。すると、コンデンサ１２の両端電圧が放電により低下し、時間ｔ２で、電圧監視回路１５が外部電源遮断を検知し、スイッチ制御信号Ｃｏｆを発信する。スイッチ制御信号Ｃｏｆによりスイッチ１４が開路し、第２の電源供給ラインＰＳ２を介したモータ駆動部４５への内部電源電圧Ｖｄｃの供給が遮断される。これにより、コンデンサ１２からモータ制御部４１への内部電源電圧Ｖｄｃの供給が延長され、時間ｔ２以降の保持時間Ｔｐｒを利用して、マイコン４２が電源停止時の処理の実行を継続する。マイコン４２は、時間ｔ３において、スイッチ１４に対し、スイッチ１４を閉状態に制御するスイッチ制御信号Ｃｏｎを出力する。これにより、スイッチ１４は閉状態に戻り、モータ駆動部４５が第１の電源供給ラインＰＳ１に接続されたことで、コンデンサ１２の放電速度が早くなり、図４に示すように、内部電源電圧Ｖｄｃも急速に０Ｖに近づいていく。

以上説明したように、本実施の形態のモータ制御装置２００は、実施の形態１と同様の電源装置２１０と、モータ制御部４１と、モータ駆動部４５とを備えている。モータ制御部４１は、マイコン４２を含むとともにモータ３０の回転を制御する。モータ駆動部４５は、モータ制御部４１の指示に従ってモータ３０を通電駆動する。本実施の形態では、負荷２２０の一部である第１の負荷２２１としてモータ制御部４１を特定し、電源装置２１０は、モータ制御部４１に対して、第１の電源供給ラインＰＳ１を介し、内部電源電圧Ｖｄｃを直接に供給する。一方、電源装置２１０は、モータ駆動部４５に対しては負荷２２０の他部である第２の負荷２２２として、電圧供給制御回路１３を介して内部電源電圧Ｖｄｃを供給する。

以上のように、本実施の形態のモータ制御装置２００は、モータ３０を駆動および制御するモータ制御装置２００であって、実施の形態１と同様の電源装置２１０と、第１の負荷として、モータ３０の回転を制御するモータ制御部４１と、第２の負荷として、モータ制御部４１の指示に従ってモータ３０を通電駆動するモータ駆動部４５とを備える。

本実施の形態のモータ制御装置２００は、このように構成することで、コンデンサの数を増やすことなどなく、電源供給遮断後も、暫くの間動作が必要として特定したモータ制御部４１への電源の給電時間を長くしている。特に、電源供給遮断後、電力部であるモータ駆動部４５への内部電源電圧Ｖｄｃの供給を即座に停止させるため、モータ制御部４１への電源の給電時間をより長くできる。さらに、モータ駆動部４５への内部電源電圧Ｖｄｃの供給が即座に停止されるため、モータ３０の回転などの動きも素早く停止させることができ、瞬断時での安全性の向上も図ることができる。

さらに、本実施の形態のモータ制御装置２００では、モータ制御部４１のマイコン４２を負荷２２０の一部である第１の負荷２２１として特定しており、電源装置２１０が、マイコン４２に、第１の電源供給ラインＰＳ１を介し、内部電源電圧Ｖｄｃを直接に供給する構成としている。このため、マイコン４２は、電源供給遮断後も暫くの期間だけ動作を継続できるため、この間に、マイコン４２による電源停止時の処理などを安定して実行させることができる。電源停止時の処理が終了次第、マイコン４２がスイッチ１４を閉状態に戻るように制御することで、コンデンサ１２がモータ駆動部４５に接続される。このため、この後、内部電源電圧Ｖｄｃが急速に低下する。これによって、残留電力による誤作動なども抑制できる。

このように、本実施の形態のモータ制御装置２００は、マイコン４２を有してもよい。電源装置２１０は、マイコン４２に対して、内部電源電圧Ｖｄｃを供給し、マイコン４２は、電圧供給制御回路１３が内部電源電圧Ｖｄｃの供給を遮断してから所定の時間の後、内部電源電圧Ｖｄｃの供給を再開するように電圧供給制御回路１３を制御してもよい。

なお、以上の説明では、電圧監視回路１５がスイッチ１４を開状態に制御し、マイコン４２がスイッチ１４を閉状態に制御する構成例を挙げて説明した。しかし、電圧監視回路１５のみによって、スイッチ１４の開閉を制御するような構成であってもよい。すなわち、電圧監視回路１５が、電源遮断を検知した後、例えば図４での保持時間Ｔｐｒとするような所定の期間だけ、スイッチ１４を開状態に制御するスイッチ制御信号を発信し、その所定の期間だけモータ駆動部４５への内部電源電圧Ｖｄｃの供給を遮断する。この所定の期間中にマイコン４２が電源停止時の処理を実行するような構成とすればよい。図５は、本発明の実施の形態２におけるモータ制御装置２００の他の構成例を示すブロック図である。電源装置２１０は、電圧監視回路１５から出力されたスイッチ制御信号Ｃｏｆを所定の期間だけ保持するようなタイマ２６を備えている。タイマ２６の出力がスイッチ１４に供給されることで、タイマ２６の動作期間だけ、上述のように内部電源電圧Ｖｄｃの供給を遮断することができる。このため、このような構成によっても、マイコン４２がスイッチ制御信号Ｃｏｎを発信する構成と同様の効果を得ることができる。

また、電源装置２１０は、電圧供給制御回路１３が、内部電源電圧Ｖｄｃの低下を検出すると、内部電源電圧Ｖｄｃの供給を所定の期間だけ遮断してもよい。

（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３における電源装置３１０を備えた電気機器を示すブロック図である。本実施の形態でも、電気機器の一例として、モータ３０を駆動制御するモータ制御装置３００を挙げて説明する。

図６に示すように、モータ制御装置３００は、電源装置３１０を備えている。電源装置３１０から負荷３２０に対して電力供給される。電源装置３１０は、実施の形態１と同様に、電源入力端子１８を介して、外部供給電源２０から、直流の入力電圧Ｖｉｎの電力供給を受ける。電源装置３１０に、負荷３２０が電気的に接続されている。負荷３２０の動作に必要な所定電圧の電力が、電源装置３１０から負荷３２０に対して供給される。

本実施の形態でも、モータ制御装置３００の動作時には、内部電源として、直流電圧ＶＣの内部電源電圧Ｖｄｃが、負荷３２０となる各電気回路に対して供給される。さらに、負荷３２０についても、第１の負荷３２１と第２の負荷３２２とに区分している。すなわち、第１の負荷３２１は、特定した回路で構成され、第１の電源供給ラインＰＳｓ１を介して内部電源が供給される。第２の負荷３２２は、それ以外の回路で構成され、第２の電源供給ラインＰＳｓ２を介して内部電源が供給される。負荷３２０となる電気回路によって、モータ３０の回転動作が制御されながら、モータ３０が駆動される。

本実施の形態では、実施の形態１との比較において、電圧供給制御回路１３に代えて、昇圧回路３５を有した電圧供給制御回路３３を含む構成としている。本実施の形態は、実施の形態１と比べて、第１の負荷３２１と第２の負荷３２２とに対する内部電源の供給の仕方が異なっている。詳細については以下で説明するが、本実施の形態では、このような構成とすることで、外部電源遮断後に暫くの間だけ供給を継続する内部電源としては、コンデンサ１２の蓄積電荷による内部電源電圧Ｖｄｃを昇圧した電圧とし、これによって第１の負荷３２１の動作可能時間の延長を図っている。なお、本実施の形態において、実施の形態１と同様の構成要素については、同じ符号を付しており、その説明を援用する。

次に、電源装置３１０の構成について、電圧供給制御回路３３を中心に説明する。電源装置３１０は、直流電圧ＶＣの内部電源電圧Ｖｄｃを生成するための直流電圧出力回路１１およびコンデンサ１２とともに、第１の負荷３２１の動作可能時間の延長を図るための電圧供給制御回路３３を備えている。

電圧供給制御回路３３において、内部電源電圧Ｖｄｃをより高い電圧の昇圧電圧Ｖｂｓｔとなるように昇圧するために、昇圧回路３５を設けている。さらに、電圧供給制御回路３３は、内部電源電圧Ｖｄｃを監視し、電源遮断時にはスイッチ切替信号Ｃｓｅｌを出力する電圧監視回路１５と、スイッチ切替信号Ｃｓｅｌにより第１の電源供給ラインＰＳｓ１への電源供給の経路を切り替える選択スイッチ３４とを備えている。

電圧監視回路１５は、実施の形態１と同様に、直流電圧出力回路１１の出力電圧Ｖｏの電圧レベル、すなわち内部電源電圧Ｖｄｃの電圧レベルを監視している。電圧監視回路１５は、内部電源電圧Ｖｄｃが判定用電圧Ｖｃｏｆよりも低い電圧レベルかどうかによって、外部電源の供給状態を判定し、この判定結果を示すスイッチ切替信号Ｃｓｅｌを選択スイッチ３４に出力する。

選択スイッチ３４（以下、適宜、単にスイッチ３４と呼ぶ）の一方側は、２つの端子を選択可能となっており、そのうちの第１の端子が、内部電源電圧Ｖｄｃとする直流電圧出力回路１１の出力に接続され、そのうちの第２の端子が、内部電源電圧Ｖｄｃを昇圧した昇圧電圧Ｖｂｓｔとなる昇圧回路３５の出力に接続されている。スイッチ３４の他方側は、第１の電源供給ラインＰＳｓ１に接続される。すなわち、このような構成により、スイッチ切替信号Ｃｓｅｌの指示に応じて、第１の電源供給ラインＰＳｓ１には、内部電源電圧Ｖｄｃか昇圧電圧Ｖｂｓｔかのいずれかに選択された内部電圧が供給される。図６では、第１の電源供給ラインＰＳｓ１の内部電圧を、第１の負荷３２１に対する内部電源電圧Ｖｄｃｂとして示している。

内部電源電圧Ｖｄｃｂについて、具体的には、内部電源電圧Ｖｄｃが判定用電圧Ｖｃｏｆ以上の電圧レベルであることをスイッチ切替信号Ｃｓｅｌが示すとき、スイッチ３４は、内部電源電圧Ｖｄｃを選択し、第１の電源供給ラインＰＳｓ１には内部電源電圧Ｖｄｃが供給され、第１の負荷３２１に対する内部電源電圧Ｖｄｃｂは、内部電源電圧Ｖｄｃとなる。逆に、内部電源電圧Ｖｄｃが判定用電圧Ｖｃｏｆよりも低い電圧レベルであることをスイッチ切替信号Ｃｓｅｌが示すとき、スイッチ３４は、昇圧電圧Ｖｂｓｔを選択し、第１の電源供給ラインＰＳｓ１には昇圧電圧Ｖｂｓｔが供給され、第１の負荷３２１に対する内部電源電圧Ｖｄｃｂは昇圧電圧Ｖｂｓｔとなる。第１の負荷３２１に対して、内部電源電圧Ｖｄｃｂが供給される。

第２の負荷３２２に対しては、第２の電源供給ラインＰＳｓ２を介して、内部電源電圧Ｖｄｃを直接に供給する構成例を挙げている。この構成に代えて、第２の負荷３２２に対し、実施の形態１の第２の電源供給ラインＰＳ２のように、電圧監視回路１５で制御される開閉スイッチ１４を介して内部電源電圧Ｖｄｃ’を供給するような構成としてもよい。

このように、実施の形態１の電源装置１１０は、実施の形態３の電源装置３１のように、内部電源電圧Ｖｄｃを昇圧した昇圧電圧Ｖｂｓｔを生成する昇圧回路３５をさらに備えてもよい。電圧供給制御回路１３は、内部電源電圧Ｖｄｃの低下を検出すると、第２の負荷１２２に対する内部電源電圧Ｖｄｃ’の供給を遮断するとともに、第１の負荷１２１に対しては、内部電源電圧Ｖｄｃの供給から昇圧電圧Ｖｂｓｔの供給に切り替えて内部電源を供給してもよい。

ところで、負荷３２０に含まれる電気部品によっては動作閾値電圧が高く、電圧低下が許されないデバイスもある。直流電圧出力回路１１の出力電圧Ｖｏのみでは、時間に比例して内部電源電圧Ｖｄｃが低下するため、閾値電圧の高いデバイスから動作を停止してしまう。しかし、昇圧回路３５による昇圧電圧Ｖｂｓｔを一定に保つことで、このような閾値電圧の高いデバイスの動作時間を延長することができる。すなわち、第１の負荷３２１を、閾値電圧の高いデバイスとして特定しておくことで、その動作可能な時間の延長を図ることができる。また、第１の負荷３２１をマイコンなどとしておくことで、電源遮断後も、動作可能な時間を利用して、マイコンの制御等により機器動作の保護などを行うことができる。

次に、以上のように構成された電源装置３１０を含むモータ制御装置３００の動作について、外部電源が遮断されたときの動作を中心に説明する。

図７は、本発明の実施の形態３における電源装置を備えた電気機器において、外部電源の電源遮断の前後における第１の負荷３２１に対する内部電源電圧Ｖｄｃｂの電圧レベルを示す図である。図７では、本実施の形態での電圧レベルの変化を実線で示すとともに、比較例として、電圧供給制御回路３３を有さない場合の電圧レベルの変化を点線で示している。図７において、外部電源の供給が遮断された時間を時間ｔ１としている。さらに、判定用電圧Ｖｃｏｆの電圧レベルとしては、実施の形態１と同様に、最低動作電圧ＶＣｍｉｎ以上かつ標準動作電圧ＶＣｎｏｒ以下となる範囲内に設定している。

まず、外部電源の供給が継続している期間は、図７に示すように、負荷３２０に対して、直流電圧ＶＣである内部電源電圧Ｖｄｃｂが供給されている。

この後、時間ｔ１で、電源入力端子１８に接続される外部電源が遮断されると、コンデンサ１２の両端電圧は、接続される負荷３２０によって放電されることにより低下していく。時間ｔ２で、電圧監視回路１５は、電圧低下が判定用電圧Ｖｃｏｆ以下になることで外部電源遮断を検知し、スイッチ切替信号Ｃｓｅｌを発信する。スイッチ切替信号Ｃｓｅｌによりスイッチ３４が動作し、内部電圧供給の経路が、直流電圧出力回路１１の出力から昇圧回路３５の出力へと切り替えられる。このことで、昇圧回路３５によって第１の負荷３２１に供給される電圧は、図７の時間ｔ２以降のように、出力保持時間Ｔｂｓｔの期間だけ、電源供給時と同じ直流電圧ＶＣに昇圧される。その後、コンデンサ１２の両端電圧は時間経過に伴い減少し、昇圧回路３５の動作電圧以下になると、第１の負荷３２１への電圧供給は停止される。

本実施の形態では、図７で示すように、昇圧回路３５により第１の負荷３２１への供給電圧の低下開始までの時間を延ばすことで、出力保持時間を延長することができる。

以上のように、本実施の形態の電源装置３１０は、負荷３２０に対して内部電源を供給する電源装置３１０であって、外部供給電源２０から直流の内部電源電圧Ｖｄｃを生成する直流電圧出力回路１１と、内部電源電圧Ｖｄｃに接続されるコンデンサ１２と、内部電源電圧Ｖｄｃを昇圧した昇圧電圧を生成する昇圧回路３５と、内部電源電圧Ｖｄｃの電圧レベルを監視し、内部電源電圧Ｖｄｃの低下を検出すると、内部電源電圧Ｖｄｃの供給から昇圧電圧の供給に切り替えて内部電源を供給する電圧供給制御回路３３とを備える。負荷３２０の一部に対しては、電圧供給制御回路３３を介して内部電源を供給する。

本実施の形態は、以上のように構成することで、コンデンサの数を増やしたり容量を増加させたりすることなく、電源供給遮断後も暫くの動作が必要な第１の負荷３２１に対する電源の給電時間を長くしている。そして、長くなった電源給電時間を利用して、例えば、モータ制御装置での瞬断時における動作保護などを行うことができる。

以上のように、本発明にかかる電源装置は、電圧保持用のコンデンサの数または容量を増やさずに、内部電源の出力保持時間を延長できる。このため、本発明にかかる電源装置は、例えば本発明のモータ制御装置、または、一般の電気機器での電源装置として有用である。

１１ 直流電圧出力回路
１２ コンデンサ
１３，３３ 電圧供給制御回路
１４ 開閉スイッチ
１５ 電圧監視回路
１８ 電源入力端子
１９ 電源出力端子
２０ 外部供給電源
２６ タイマ
３０ モータ
３１ 巻線
３２ 検出器
３４ 選択スイッチ
３５ 昇圧回路
４１ モータ制御部
４２ マイクロコントローラ（マイコン）
４５ モータ駆動部
４６ 駆動パルス生成部
４７ インバータ
１００，２００，３００ モータ制御装置
１１０，２１０，３１０ 電源装置
１２０，２２０，３２０ 負荷
１２１，２２１，３２１ 第１の負荷
１２２，２２２，３２２ 第２の負荷

本発明は、電圧保持用のコンデンサを備え、電源遮断時に電圧保持時間を延長させる機能を有した電源装置、およびこの電源装置を備えたモータ制御装置に関する。

電源装置は、入力元の電源から供給された電圧を適切な電圧に変換し、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｃｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）またはＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などのデバイスに供給するために用いられる。これらのデバイスには、電源装置に対して、その供給電圧が環境条件の変化によらず常に安定していることが望まれる。すなわち、電源装置としては、例えば、入力元の電源が瞬間的に停止したり電圧低下したりするような瞬断に対しては、その影響が出力側に現れないことが望ましい。また、ＣＰＵなどを搭載した情報処理装置では、入力元の電源遮断後に、出力電圧がデバイスの入力変動における規格範囲内に保持されている時間（以下、出力保持時間と呼ぶ）を利用してデータ機器の動作の保護を行う。そのため、電源装置には一定時間以上の出力保持時間が求められる。

従来、一般に出力保持時間を延長するためには、入力側コンデンサの静電容量を大きくすることが知られている（例えば、特許文献１を参照）。図８は、従来例の電源装置を示すブロック図である。図８において、電源装置９１１は、交流入力を整流する整流回路９１３と、入力側コンデンサ９１４と、スイッチング電源部９１５と、出力側コンデンサ９１６とから構成される。入力側コンデンサ９１４と並列に設けられた装置側接続端子Ｔ５に、ユニットパネル９１２の追加コンデンサ９１７が、ユニット側接続端子Ｔ６を介しプラグイン方式で接続される。すなわち、整流回路９１３の出力側とスイッチング電源部９１５の入力側との間のコンデンサ９１４に対し、外部から追加コンデンサ９１７を必要に応じて選択的に追加して、交流入力遮断状態でも出力保持時間を延長可能としている。

特許文献２では、次のような構成とすることで、出力保持時間の延長を図っている。図９は、従来例の他の電源装置を示すブロック図である。図９において、電源装置９２０は、交流入力を整流するダイオード整流部９２１と、平滑用のコンデンサＣ９１、Ｃ９２と、接続切換用のスイッチＳｗ１、Ｓｗ２、Ｓｗ３を含む直／並列切換回路９２５と、切換制御部９２７と、電圧変換部９２４とから構成される。コンデンサＣ９１、Ｃ９２と直／並列切換回路９２５とにより、コンデンサ部９２２を構成している。そして、直／並列切換回路９２５は、切換制御部９２７からの制御により、コンデンサＣ９１、Ｃ９２を直列と並列接続とのいずれかに切換える。電圧変換部９２４は、コンデンサ部９２２から供給された電圧を、所望の出力電圧に変換して出力する。このような構成において、電源装置９２０は、交流入力が正常状態の場合、コンデンサＣ９１、Ｃ９２を並列に接続している。交流入力の瞬断が発生した場合、切換制御部９２７は、コンデンサＣ９１、Ｃ９２を直列に接続するように、直／並列切換回路９２５のスイッチＳｗ１、Ｓｗ２、Ｓｗ３を切り換える。

すなわち、コンデンサＣ９１、Ｃ９２は正常状態では並列接続であるが、交流入力が瞬断した場合は、コンデンサＣ９１、Ｃ９２の電圧が所定の時定数で低下する。これが所定の電圧まで低下した時に、コンデンサＣ９１、Ｃ９２は、直列接続に切り換えられる。特許文献２では、このように、電圧変換部９２４への入力電圧を上げて負荷への給電時間を長くしている。

このように、従来例においては、入力側のコンデンサを追加する、あるいは２つのコンデンサを直／並列に接続切換を行っている。ところが、どちらの場合においても、複数のコンデンサを搭載する必要がある。コンデンサのような大型部品が増えることは、小型化が要求される電源装置においては大きな問題である。

特開平１０−４６７４号公報 特開平８−３２２２５３号公報

本発明は、このような問題を解決するためになされたものである。本発明は、コンデンサのような大型部品を追加することなく、出力電圧の出力保持時間を延長可能とした電源装置およびこの電源装置を備えたモータ制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の電源装置は、負荷に対して内部電源を供給する電源装置であって、直流電圧出力回路と、コンデンサと、電圧供給制御回路とを備える。直流電圧出力回路は、外部供給電源から直流の内部電源電圧を生成する。コンデンサは、内部電源電圧に接続される。電圧供給制御回路は、内部電源電圧の電圧レベルを監視し、内部電源電圧の低下を検出すると、内部電源電圧の供給を遮断する。本電源装置は、負荷の一部である第１の負荷に対しては、内部電源電圧を供給するとともに、第１の負荷以外の負荷である第２の負荷に対しては、電圧供給制御回路を介して内部電源電圧を供給する。

このような構成により、内部電源電圧の低下を検出することで、外部から電源装置への外部電源供給の遮断を検知できる。このようにして外部電源供給の遮断が検知されると、第２の負荷に対する内部電源電圧の供給を遮断する。電源装置がこのように作用することで、外部電源供給遮断の後は、コンデンサから第１の負荷にのみ内部電源電圧が供給されることになる。このため、負荷全体に内部電源電圧を供給し続ける場合に比べて、第１の負荷への給電時間を長くすることができる。

また、本発明の電源装置は、電圧供給制御回路が、内部電源電圧の低下を検出すると、内部電源電圧の供給を所定の期間だけ遮断してもよい。

また、本発明の電源装置は、内部電源電圧を昇圧した昇圧電圧を生成する昇圧回路をさらに備えてもよい。電圧供給制御回路は、内部電源電圧の低下を検出すると、第２の負荷に対する内部電源電圧の供給を遮断するとともに、第１の負荷に対しては、内部電源電圧の供給から昇圧電圧の供給に切り替えて内部電源を供給してもよい。

また、本発明のモータ制御装置は、上記の電源装置と、モータの回転を制御するモータ制御部と、モータ制御部の指示に従ってモータを通電駆動するモータ駆動部とを備え、モータを駆動および制御する。そして、モータ制御部を第１の負荷とし、モータ駆動部を第２の負荷として、内部電源電圧を供給する。

このような構成により、上記のとおり、第１の負荷であるモータ制御部に対し、外部電源供給遮断後での内部電源電圧の給電時間を長くすることができる。さらに、モータ駆動部に対しては、外部電源供給遮断後、内部電源電圧の給電も即座に停止されるため、モータの動きもより早く停止し、安全性を高めることができる。さらに、モータ制御部が、長くなった給電時間を利用して、最終的に内部電源電圧をモータ駆動部に接続することで、コンデンサが完全に放電するため、残留電力による誤作動なども抑制できる。

また、本発明のモータ制御装置は、マイクロコントローラを有してもよい。電源装置は、マイクロコントローラに対して、内部電源電圧を供給し、マイクロコントローラは、電圧供給制御回路が内部電源電圧の供給を遮断してから所定の時間の後、負荷に対して内部電源電圧の供給を再開するように電圧供給制御回路を制御してもよい。

また、本発明の他の電源装置は、負荷に対して内部電源を供給する電源装置であって、直流電圧出力回路と、コンデンサと、昇圧回路と、電圧供給制御回路とを備える。直流電圧出力回路は、外部供給電源から直流の内部電源電圧を生成する。コンデンサは、内部電源電圧に接続される。昇圧回路は、内部電源電圧を昇圧した昇圧電圧を生成する。電圧供給制御回路は、内部電源電圧の電圧レベルを監視し、内部電源電圧の低下を検出すると、内部電源電圧の供給から昇圧電圧の供給に切り替えて内部電源を供給する。電源装置は、負荷の一部に対して、電圧供給制御回路を介して内部電源を供給する。

このような構成によれば、内部電源電圧の電圧レベルが低下しても昇圧電圧が利用できるため、負荷の一部に対して、動作可能な時間の延長を図ることができる。

本発明の電源装置は、上記のように、回路構成のみで、特定した負荷の一部への給電時間を延長できる。このため、本発明の電源装置によれば、コンデンサの数および容量を増やすことなく、内部電源の出力保持時間を延長可能とした小型の電源装置およびこの電源装置を備えたモータ制御装置を提供できる。

本発明の実施の形態１における電源装置を備えた電気機器を示すブロック図 同電気機器において、外部電源の電源遮断の前後における内部電源電圧の電圧レベルを示す図 本発明の実施の形態２におけるモータ制御装置を示すブロック図 同モータ制御装置において、外部電源の電源遮断の前後での内部電源電圧の電圧レベルを示す図 同モータ制御装置の他の構成例を示すブロック図 本発明の実施の形態３における電源装置を備えた電気機器を示すブロック図 同電気機器において、外部電源の電源遮断の前後における第１の負荷に対する内部電源電圧の電圧レベルを示す図 従来例の電源装置を示すブロック図 従来例の他の電源装置を示すブロック図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、並びに、ステップ及びステップの順序等は、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示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。

各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。なお、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における電源装置１１０を備えた電気機器を示すブロック図である。本実施の形態では、このような電気機器の一例として、モータ３０を駆動制御するモータ制御装置１００を挙げて説明する。

図１に示すように、モータ制御装置１００は、電源装置１１０と、電気部品による電気回路等で構成された負荷１２０とを備えている。負荷１２０を構成する電気回路は、電源装置１１０に電気的に接続されている。これにより、負荷１２０を動作させるために必要な所定電圧が、電源装置１１０から負荷１２０へと供給される。本実施の形態では、この所定電圧を直流電圧ＶＣとしている。モータ制御装置１００の動作時には、内部電源として、直流電圧ＶＣとなる内部電源電圧Ｖｄｃが、負荷１２０に対して供給される。このように、電源装置１１０は、負荷１２０に対して内部電源電圧Ｖｄｃを供給する。そして、負荷１２０を構成する電気回路によって、モータ３０の回転動作が制御されながら、モータ３０が駆動される。以下、本実施の形態の一例として、モータ制御装置１００を挙げて説明する。

電源装置１１０は、外部の電源である外部供給電源２０から、電源入力端子１８を介して、外部電源としての電力の供給を受ける。外部供給電源２０としては、交流電力あるいは直流電力のどちらでもよい。交流電力の場合では、電源装置１１０は、直流電圧に変換するための整流回路等を含む構成となる。図１では、外部供給電圧としての直流の入力電圧Ｖｉｎが、外部供給電源２０から電源入力端子１８に供給される一例を挙げている。ここで、電源入力端子１８の一方をグランド端子、他方を入力電圧Ｖｉｎの入力端子としている。電源入力端子１８のグランド端子側は、モータ制御装置１００内のグランドラインＧＮＤに接続される。電源入力端子１８の入力電圧Ｖｉｎ側が電源装置１１０の入力端に接続される。このように接続することで、外部供給電源２０から直流の入力電圧Ｖｉｎが電源装置１１０に供給される。

電源装置１１０の電源出力端子１９からは、グランドであるグランドラインＧＮＤとともに、直流電圧ＶＣの電源出力が、内部電源電圧Ｖｄｃとして電源供給ラインＰＳ１、ＰＳ２を介し、負荷１２０に供給される。負荷１２０を構成する電気回路は、この内部電源電圧Ｖｄｃの内部電源から電力供給を受け、電気的な動作を実行する。

特に、本実施の形態では、図１に示すように、負荷１２０は、負荷１２０の一部であり、特定した回路で構成される第１の負荷１２１と、負荷１２０の他部であり、第１の負荷１２１以外の回路で構成される第２の負荷１２２とに区分している。それに合わせて、電源出力についても、電源供給ラインＰＳ１、ＰＳ２のように、２つに区分している。そして、第１の負荷１２１が第１の電源供給ラインＰＳ１に接続され、第２の負荷１２２が第２の電源供給ラインＰＳ２に接続されるように構成している。図１では、第１の電源供給ラインＰＳ１を内部電源電圧Ｖｄｃとし、第２の電源供給ラインＰＳ２を内部電源電圧Ｖｄｃ’として、それぞれ区分して示している。これらの詳細については以下でさらに説明する。本実施の形態では、このような構成とすることで、電源装置１１０から出力される内部電源電圧Ｖｄｃの出力保持時間の延長を図っている。より具体的には、本実施の形態では、第１の負荷１２１に対する内部電源電圧Ｖｄｃの出力保持時間が延長可能なように構成している。

次に、電源装置１１０の構成について説明する。電源装置１１０は、直流電圧ＶＣの内部電源電圧Ｖｄｃを生成するための直流電圧出力回路１１およびコンデンサ１２とともに、このような出力保持時間の延長を図るため、電圧供給制御回路１３を備えている。

直流電圧出力回路１１は、入力電圧Ｖｉｎとして供給された外部供給電圧から、負荷１２０の動作に必要な直流電圧である内部電源電圧Ｖｄｃを生成して出力する。ここで、負荷１２０の動作に必要な直流電圧としては、負荷１２０を動作させる標準の電圧（以下、適宜、標準動作電圧と呼ぶ）ＶＣｎｏｒとしている。すなわち、例えば、負荷１２０での回路部品が５Ｖ仕様のＩＣである場合、標準動作電圧ＶＣｎｏｒは５Ｖであり、内部電源電圧Ｖｄｃは、直流電圧ＶＣ＝ＶＣｎｏｒ＝５Ｖ（ボルト）となる。モータを駆動するモータ制御装置１００では、直流電圧ＶＣは、より高い電圧の１５Ｖや２４Ｖが一般的である。

直流電圧出力回路１１は、電源用ＩＣなどの一般的な電源用回路で用いられる部品で構成されている。入力端に入力された入力電圧Ｖｉｎを、直流電圧ＶＣの出力電圧Ｖｏに変換して、出力端から出力する。より具体的な一例として、直流電圧出力回路１１を三端子レギュレータで構成し、例えば入力された電圧３０Ｖから直流電圧２４Ｖに変換して出力するような構成である。直流電圧出力回路１１は、直流の電圧を変換して出力するＤＣ−ＤＣコンバータなどでもよい。外部供給電源２０が交流の商用電源である場合には、直流電圧出力回路１１は、さらにトランスまたは整流回路を含む構成であってもよい。直流電圧出力回路１１から出力される出力電圧Ｖｏは、モータ制御装置１００の内部の内部電源電圧Ｖｄｃとして、負荷１２０を構成する各電気回路の部品に供給される。

また、コンデンサ１２は、内部電源電圧Ｖｄｃに接続され、直流電圧出力回路１１から出力された出力電圧Ｖｏ、すなわち内部電源電圧Ｖｄｃに重畳するノイズおよびリップルを除去するために設けている。さらに、コンデンサ１２を電圧保持用としても設けている。外部供給電源２０からの電源供給が遮断された後も、コンデンサ１２によって、暫くの間だけ内部電源電圧Ｖｄｃの供給を保持させている。このように、コンデンサ１２が、直流電圧出力回路１１の出力側において、グランドラインＧＮＤと内部電源電圧Ｖｄｃの電源供給ラインＰＳ１との間に接続されている。

本実施の形態では、電源装置１１０がさらに電圧供給制御回路１３を備えていることを特徴としている。電圧供給制御回路１３は、スイッチング素子などによる開閉スイッチ１４と、開閉スイッチ１４の開閉を制御する電圧監視回路１５とを有している。

電圧供給制御回路１３において、開閉スイッチ１４（以下、適宜、単にスイッチ１４と呼ぶ）の一方は、電源供給ラインＰＳ１に接続され、他方は、電源供給ラインＰＳ２に接続される。すなわち、スイッチ１４が閉状態で、スイッチ１４がオンとなり、直流電圧出力回路１１からの内部電源電圧Ｖｄｃが電源供給ラインＰＳ２にも供給される。一方、スイッチ１４が開状態であると、スイッチ１４はオフとなり、電源供給ラインＰＳ２への供給電源電圧Ｖｄｃの供給が遮断される。なお、図１では、電源供給ラインＰＳ１での内部電源電圧Ｖｄｃと区別するために、電源供給ラインＰＳ２では内部電源電圧Ｖｄｃ’として示している。しかし、当然のことながら、スイッチ１４がオン時には、両電源供給ラインＰＳ１、ＰＳ２に対して、同じ内部電源電圧Ｖｄｃが供給される。スイッチ１４の開閉は、電圧監視回路１５からのスイッチ制御信号Ｃｏｆにより制御される。

電圧供給制御回路１３において、電圧監視回路１５は、直流電圧出力回路１１の出力電圧Ｖｏの電圧レベル、すなわち電源供給ラインＰＳ１での内部電源電圧Ｖｄｃの電圧レベルを監視している。電圧監視回路１５は、外部供給電源２０からの電源供給の遮断、または電源供給が一瞬途切れる瞬断の判断も含め、内部電源電圧Ｖｄｃの電圧レベルが正常かどうかを判定している。より具体的には、本実施の形態では、内部電源電圧Ｖｄｃの電圧レベルが低下するような電圧低下を判定するために、電圧監視回路１５を設けている。このような判定を行うため、図１では、電圧監視回路１５に対して、判定用としての判定用電圧Ｖｃｏｆが供給されている。すなわち、電圧監視回路１５は、内部電源電圧Ｖｄｃと判定用電圧Ｖｃｏｆとの電圧レベルを比較する。電圧監視回路１５は、この比較により、内部電源電圧Ｖｄｃが判定用電圧Ｖｃｏｆよりも低い電圧レベルかどうかを検知し、電源の供給状態を判定している。

電圧監視回路１５の具体的な構成例として、定電圧回路、分圧抵抗およびコンパレータを用い、内部電源電圧Ｖｄｃを分圧抵抗により分圧した分圧電圧と定電圧回路の電圧とをコンパレータで比較するような例が挙げられる。ここで、分圧電圧が内部電源電圧Ｖｄｃに対応し、定電圧回路の電圧が判定用電圧Ｖｃｏｆに対応する。電圧監視回路１５は、分圧電圧と定電圧回路の電圧とをコンパレータにより比較することで、内部電源電圧Ｖｄｃが判定用電圧Ｖｃｏｆよりも低い電圧レベルかどうかを検知し、電源の供給状態を判定できる。

判定用電圧Ｖｃｏｆとしては、負荷を動作させる標準の電圧である標準動作電圧ＶＣｎｏｒよりもやや低めの電圧に設定している。言い換えると、本実施の形態では、直流電圧ＶＣを標準動作電圧ＶＣｎｏｒとしていることより、直流電圧ＶＣよりもやや低めの電圧となる判定用電圧Ｖｃｏｆとしている。電圧監視回路１５は、内部電源電圧Ｖｄｃが判定用電圧Ｖｃｏｆ以上の電圧レベルである場合には、内部電源電圧Ｖｄｃの電圧レベルが正常であり、外部供給電源２０から電力が供給されていると判断する。

例えば、内部電源電圧Ｖｄｃが、負荷動作に必要な直流電圧ＶＣの電圧レベルであれば、判定用電圧Ｖｃｏｆよりも高い電圧レベルである。この時、電圧監視回路１５は、直流電圧ＶＣの電圧レベルは正常と判定する。逆に、電圧監視回路１５は、内部電源電圧Ｖｄｃが判定用電圧Ｖｃｏｆよりも低い電圧レベルに低下するような電圧レベル低下を検出すると、外部供給電源２０からの外部電源の供給が遮断されたと判断する。

電圧監視回路１５は、このような判断に基づき、内部電源電圧Ｖｄｃが判定用電圧Ｖｃｏｆ以上の電圧レベルである間は、スイッチ制御信号Ｃｏｆにより、スイッチ１４が閉状態となるように制御する。これにより、スイッチ１４および第２の電源供給ラインＰＳ２を介して、第２の負荷１２２に対しても、内部電源電圧Ｖｄｃが供給される。

一方、電圧監視回路１５は、上記の判断に基づき、内部電源電圧Ｖｄｃが判定用電圧Ｖｃｏｆよりも低い電圧レベルになると、外部電源供給の遮断または瞬断と判断し、スイッチ制御信号Ｃｏｆにより、スイッチ１４が開状態となるように制御する。これにより、第２の電源供給ラインＰＳ２を介しての第２の負荷１２２への内部電源電圧Ｖｄｃの供給が停止される。このとき、第１の電源供給ラインＰＳ１を介しての第１の負荷１２１への内部電源電圧Ｖｄｃの供給は継続される。

このように、電圧供給制御回路１３は、内部電源電圧Ｖｄｃの電圧を監視し、内部電源電圧Ｖｄｃの低下を検出すると、スイッチ１４を介した内部電源電圧Ｖｄｃの供給を遮断する。そして、負荷１２０の一部となる第１の負荷１２１に対しては、電源装置１１０が、第１の電源供給ラインＰＳ１から内部電源電圧Ｖｄｃを直接に供給する。一方、電源装置１１０は、負荷１２０の他部となる第２の負荷１２２に対しては、電圧供給制御回路１３および第２の電源供給ラインＰＳ２を介して内部電源電圧Ｖｄｃを供給する。したがって、内部電源電圧Ｖｄｃの低下が検出されると、第２の負荷１２２への内部電源電圧Ｖｄｃの供給は遮断される。

特に、本実施の形態では、内部電源電圧ＶｄｃとグランドＧＮＤとの間にコンデンサ１２を配置している。よって、コンデンサ１２には、直流電圧出力回路１１が動作中に電荷が蓄積されており、外部電源遮断後は、コンデンサ１２に蓄積された電荷による電圧が、内部電源電圧Ｖｄｃとして負荷１２０に供給されることとなる。言い換えると、電源装置１１０の動作中においてコンデンサ１２が十分に充電され、外部電源遮断後、コンデンサ１２の放電による内部電源電圧Ｖｄｃが負荷１２０に供給される。このため、電源装置１１０は、外部電源遮断後も暫くの間だけ、内部電源電圧Ｖｄｃを供給し続ける。

以上、電源装置１１０は、外部電源供給が遮断されたと判断すると、第１の電源供給ラインＰＳ１を介した内部電源電圧Ｖｄｃの供給は暫くの間だけ継続するとともに、第２の電源供給ラインＰＳ２を介した内部電源電圧Ｖｄｃの供給は停止する。また、第２の電源供給ラインＰＳ２の内部電源電圧Ｖｄｃ’として見ると、内部電源電圧Ｖｄｃ’は、外部電源供給が遮断されていない期間は、内部電源電圧Ｖｄｃに等しい電圧である。外部電源供給が遮断されたと判断されると、電源供給が停止される。

このように、本実施の形態では、電圧供給制御回路１３を設けることにより、外部電源遮断後、第２の負荷１２２への電源供給を即座に停止させている。すなわち、本実施の形態では、コンデンサ１２に蓄積された電力に対し、外部電源遮断後は、第２の負荷１２２による電力消費を停止し、第１の負荷１２１のみで電力消費されるように構成している。このような構成とすることで、第１の負荷１２１への内部電源電圧Ｖｄｃの供給時間の延長を図っている。

また、本実施の形態では、電源装置１１０に対して負荷１２０を効果的に対応させるため、負荷１２０を次のように区分して接続している。すなわち、第１の電源供給ラインＰＳ１は内部電源電圧Ｖｄｃの供給を暫くの間継続できるため、第１の負荷１２１としては、電源供給遮断後も暫くの間動作が必要な回路として選別している。逆に、第２の電源供給ラインＰＳ２は、外部電源遮断後、即座に内部電源電圧Ｖｄｃの供給が停止されるため、第２の負荷１２２としては、電源供給遮断後、動作不要の回路としている。

このように、本実施の形態では、電源供給遮断後も少しの期間だけ動作継続が必要な回路のみを特定して、その特定の回路で構成された第１の負荷１２１としている。その他の回路を、非特定の回路で構成された第２の負荷１２２としている。具体的な例として、第１の負荷１２１となる特定回路としては、マイクロコントローラ（以下、マイコンと称する）およびその周辺回路がある。この構成とすることで、マイコンによる瞬断時の瞬断対策処理などを行うことができる。また、電源供給ラインＰＳ１、ＰＳ２について言えば、電源供給ラインＰＳ１を特定の回路用、電源供給ラインＰＳ２を特定の回路以外の回路用としている。

さらに、外部電源遮断後、第１の負荷１２１への内部電源電圧Ｖｄｃの供給を効果的に行うため、本実施の形態では、判定用電圧Ｖｃｏｆの電圧レベルを次のように設定している。すなわち、判定用電圧Ｖｃｏｆとしては、標準動作電圧ＶＣｎｏｒよりも低く、動作保証される電源電圧の最低電圧（以下、適宜、最低動作電圧と呼ぶ）ＶＣｍｉｎよりも高い電圧レベルとしている。例えば、負荷１２０での回路部品が、よく知られている電源電圧５Ｖ仕様で、かつ動作保証電源電圧が４．７５〜５．２５ＶのＩＣの場合、判定用電圧Ｖｃｏｆとして、最低動作電圧ＶＣｍｉｎ以上かつ標準動作電圧ＶＣｎｏｒ以下となる４．７５〜５．０Ｖの範囲内に設定している。また、他の例として、標準動作電圧ＶＣｎｏｒが２４Ｖ、その電源で動作する回路が動作可能な最低動作電圧ＶＣｍｉｎが２０Ｖとすると、判定用電圧Ｖｃｏｆとしては、２０〜２４Ｖの範囲内に設定している。

本実施の形態では、このように設定することで、外部電源遮断後も、第１の負荷１２１は暫くの期間、動作可能となる。すなわち、判定用電圧Ｖｃｏｆは、最低動作電圧よりも高い電圧レベルとしている。このため、電圧供給制御回路１３の動作によって、第１の負荷１２１のみに内部電源電圧Ｖｄｃが供給される状態になった時点でも、その内部電源電圧Ｖｄｃは、最低動作電圧よりも高い電圧レベルであり、第１の負荷１２１は、暫くの期間、動作を継続できる。

このような作用を利用し、第１の負荷１２１としては、上述のように、例えば、マイコンまたはＣＰＵを含む制御回路などが好適である。これにより、電源遮断後に、内部電源電圧Ｖｄｃが動作電圧範囲内に保持されている時間を利用して、ＣＰＵの制御により、機器動作の保護などを行うことができる。

次に、以上のように構成された電源装置１１０を含むモータ制御装置１００の動作について、外部電源が遮断されたときの動作を中心に説明する。

図２は、本発明の実施の形態１における電源装置を備えた電気機器において、外部電源の電源遮断の前後における内部電源電圧Ｖｄｃの電圧レベルを示す図である。図２では、本実施の形態における電圧レベルの変化を実線で示すとともに、比較例として、電圧供給制御回路１３を有さない場合の電圧レベルの変化を点線で示している。図２において、外部電源の供給が遮断された時間を時間ｔ１としている。さらに、判定用電圧Ｖｃｏｆの電圧レベルとしては、上述したように、最低動作電圧ＶＣｍｉｎ以上かつ標準動作電圧ＶＣｎｏｒ以下となる範囲内に設定している。

まず、外部電源の供給が継続している期間は、図２に示すように、直流電圧ＶＣである内部電源電圧Ｖｄｃが負荷１２０に供給されている。この後、時間ｔ１で、電源入力端子１８に接続される外部電源が遮断されると、コンデンサ１２の両端電圧は接続される負荷１２０によって放電されることにより低下していく。そして、時間ｔ２で、電圧監視回路１５は、両端電圧が判定用電圧Ｖｃｏｆになることで外部電源遮断を検知し、スイッチ制御信号Ｃｏｆを発信する。スイッチ制御信号Ｃｏｆにより電圧供給制御回路１３のスイッチ１４が動作し開路することで、第２の電源供給ラインＰＳ２を介した第２の負荷１２２への内部電源電圧Ｖｄｃの供給が遮断される。すなわち、電源遮断後には、第２の負荷１２２が電源装置１１０から切り離され、コンデンサ１２の両端電圧は第１の負荷１２１のみに供給される。このため、時間ｔ２以降は、第１の負荷１２１のみで電力消費されることとなり、図２に示すように、内部電源電圧Ｖｄｃの電圧レベルの減少していく速度が遅くなる。

これに対し、比較例の場合、電圧供給制御回路１３を有さないため、外部電源の供給が遮断された時間ｔ１以降は、内部電源電圧Ｖｄｃの電圧レベルが、最低動作電圧ＶＣｍｉｎになるまで、減少する。

以上のような差異に基づき、図２で示すように、電源遮断後の負荷が動作可能な時間である出力保持時間として、比較例では、出力保持時間Ｔｃｍｐとなる。本実施の形態では、出力保持時間Ｔｃｍｐよりも長い、出力保持時間Ｔｅｍｂとなる。このように、比較例に比べて本実施の形態では、電圧レベルの減少速度が遅くなることで、負荷の動作閾値となる最低動作電圧ＶＣｍｉｎに至るまでの時間が長くなる。つまり、出力保持時間を延長することができる。

以上説明したように、本実施の形態の電源装置１１０は、外部供給電源２０から内部電源電圧Ｖｄｃを生成する直流電圧出力回路１１と、内部電源電圧Ｖｄｃに接続されるコンデンサ１２と、内部電源電圧Ｖｄｃを監視し、内部電源電圧Ｖｄｃの低下を検出すると、内部電源電圧Ｖｄｃの供給を遮断する電圧供給制御回路１３とを備えている。電源装置１１０は、電源供給遮断後も暫く動作が必要な第１の負荷１２１に対しては、内部電源電圧Ｖｄｃを供給し、電源供給遮断後は動作不要の第２の負荷１２２に対しては、電圧供給制御回路１３を介して内部電源電圧Ｖｄｃを供給する。このように構成することで、コンデンサの数を増やしたり容量を増加させたりすることなく、電源供給遮断後も暫く動作が必要な第１の負荷１２１に対する電源の給電時間を長くすることができる。そして、長くなった電源給電時間を利用して、例えば、モータ制御装置での瞬断時における動作保護などを行うことができる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２におけるモータ制御装置２００を示すブロック図である。図３に示すように、モータ制御装置２００も、実施の形態１とほぼ同様の電源装置２１０を備えており、電源装置２１０から負荷２２０に対して電力供給される。電源装置２１０は、電源入力端子１８を介して、外部供給電源２０から、直流の入力電圧Ｖｉｎの電力供給を受ける。電源装置２１０に、負荷２２０が、電気的に接続されている。負荷２２０は、モータ制御部４１およびモータ駆動部４５で構成される。さらに、モータ制御部４１およびモータ駆動部４５は、駆動制御部として機能し、モータ３０を駆動および制御する電気回路で構成されている。電源装置２１０から、これら電気回路の動作に必要な所定電圧の電力が、負荷２２０に対して供給される。

本実施の形態でも、実施の形態１と同様に、モータ制御装置２００の動作時には、内部電源として、直流電圧ＶＣの内部電源電圧Ｖｄｃが、各電気回路に対して供給される。これらの電気回路によって、モータ３０の回転動作が制御されながら、モータ３０が駆動される。なお、本実施の形態において、実施の形態１と同様の構成要素については、同じ符号を付しており、その説明を援用する。

本実施の形態でも、負荷２２０を次の２つに区分している。すなわち、本実施の形態では、マイコン４２を含むモータ制御部４１を特定の回路として他と区別し、負荷２２０の一部である第１の負荷２２１としている。モータ制御部４１以外となるモータ駆動部４５を、非特定の回路とした第２の負荷２２２としている。

さらに、負荷２２０の区分に合わせて、電源出力についても２つに区分している。すなわち、第１の電源供給ラインＰＳ１を特定の回路用の電源供給ラインとしており、これによって、モータ制御部４１が、内部電源電圧Ｖｄｃの第１の電源供給ラインＰＳ１に接続される。第２の電源供給ラインＰＳ２を非特定の回路用の電源供給ラインとしており、これによって、モータ駆動部４５が、スイッチ１４を介した内部電源電圧Ｖｄｃ’の第２の電源供給ラインＰＳ２に接続されている。このように、電源装置２１０は、モータ制御部４１に対しては、内部電源電圧Ｖｄｃを直接に供給するとともに、モータ駆動部４５に対しては、スイッチ１４を含む電圧供給制御回路を介して、内部電源電圧Ｖｄｃを供給している。

スイッチ１４が、実施の形態１と同様に電圧監視回路１５により制御されるとともに、マイコン４２によっても制御される。このような構成により、外部電源遮断後は、第１の電源供給ラインＰＳ１のコンデンサ１２に蓄積された電荷による電圧が内部電源電圧Ｖｄｃとして、モータ制御部４１とモータ駆動部４５とに振り分けられて供給される。

本実施の形態では、このように電源供給を行うことで、まず、モータ制御部４１に対する内部電源電圧Ｖｄｃの出力保持時間の延長を図っている。そして、この出力保持時間を利用してマイコン４２が電源停止時の処理を実行する。さらに、電源停止時の処理が終了次第、コンデンサ１２にモータ駆動部４５を接続し、内部電源電圧Ｖｄｃを急速に低下させて、残留電力による誤作動なども抑制している。

モータ制御装置２００に接続されるモータ３０、モータ３０を制御、駆動するモータ制御部４１、およびモータ駆動部４５について説明する。

本実施の形態でのモータ制御装置２００が駆動するモータ３０は、３相のブラシレスモータとしている。モータ３０は、巻線３１をステータコアに巻回したステータ（図示せず）と、巻線３１を通電駆動することで、シャフトを中心に回転するロータ（図示せず）とを備えている。本実施の形態では、モータ３０がＵ相、Ｖ相、Ｗ相とする３相の巻線３１を有する。モータ制御装置２００が、パルス幅変調（ＰＷＭ、Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）された駆動信号Ｄｒで、各相の巻線３１を通電駆動する一例を挙げて説明する。

図３に示すように、モータ制御装置２００は、モータ駆動部４５と電源装置２１０とを含む。モータ駆動部４５は、モータ３０の回転動作を制御するモータ制御部４１と、駆動パルス生成部４６およびインバータ４７を有し、モータ制御部４１の指示に従ってモータ３０を通電駆動する。電源装置２１０は、これらに電源供給する。

モータ制御装置２００には、例えば、外部の上位コントローラ（図示せず）などからの指令として、回転速度またはトルク量などを指令するための信号である指令信号Ｃｍｄが入力される。さらに、モータ３０には、制御方式に合わせて、回転速度あるいはトルク量などを検出する検出器３２が配置されている。検出器３２から検出信号Ｄｅｔが通知される。モータ制御装置２００は、モータ３０の回転が指令信号Ｃｍｄに応じた回転速度およびトルクとなるように、フィードバック制御に基づき、３相分の駆動信号Ｄｒを生成する。モータ制御装置２００は、生成したそれぞれの駆動信号Ｄｒを各巻線３１に印加し、モータ３０を回転制御する。

モータ制御装置２００において、モータ制御部４１は、プログラムに基づく処理を実行するマイコン４２を備えている。すなわち、モータ制御部４１は、プログラムなどの処理手順を示すソフトウェアに従って各処理を実行する機能を有している。モータ制御部４１が実行する具体的な処理としては、フィードバック制御に基づく回転制御処理、または、上述のように、外部電源遮断後、マイコン４２による電源停止時の処理などがある。

次に、モータ制御部４１およびモータ駆動部４５によるモータ３０の回転制御処理について、速度制御を例に挙げて説明する。

モータ３０を所定の回転速度となるように速度制御する場合、まず、モータ制御部４１は、フィードバック制御に基づき、次のような回転制御処理を実行する。すなわち、モータ制御部４１は、マイコン４２による演算処理により、速度指令を示す指令信号Ｃｍｄと実際の回転速度を示す検出信号Ｄｅｔとの差である偏差を算出する。次に、モータ制御部４１は、算出した偏差に対して、例えば比例積分微分などの演算処理（ＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ−Ｉｎｔｅｇｒａｌ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）処理）を行う。そして、モータ制御部４１は、この演算処理の結果に応じた駆動波形信号を生成し、回転制御信号Ｄｄとして駆動パルス生成部４６へ出力する。

駆動パルス生成部４６は、ＰＷＭ（パルス幅変調）回路を有しており、回転制御信号Ｄｄのレベルに応じたパルス幅、あるいはデューティ比のパルス信号であるＰＷＭ信号Ｄｐを相ごとに生成し、インバータ４７へと出力する。インバータ４７は、パワースイッチング素子およびダイオードなどで構成されている。インバータ４７は、このようなスイッチング素子を用いて、電源装置２１０から供給された内部電源電圧Ｖｄｃ’をパルス信号Ｄｐに応じてスイッチングすることにより、巻線３１を駆動する駆動信号Ｄｒを生成している。

モータ制御部４１とモータ駆動部４５とのこのような動作により、ロータの回転が指令信号Ｃｍｄに追従するように、フィードバック制御が実行される。

以上のように、本実施の形態では、電源装置２１０に対して、モータ制御部４１とモータ駆動部４５とを含む負荷２２０が接続される。

ここで、第１の負荷２２１であるモータ制御部４１と、第２の負荷２２２であるモータ駆動部４５との消費電力を比較した場合、モータ駆動部４５は巻線３１を通電する電力部であることより、モータ制御部４１に比べてモータ駆動部４５の消費電力のほうが非常に大きくなる。本実施の形態では、このような差異に注目し、消費電力が少なくかつ制御処理が可能なモータ制御部４１に対して、第１の負荷２２１として他と区別し、外部電源遮断後も動作を継続させる回路として特定している。上述のように消費電力が大きくかつ電源遮断後には継続動作の必要がないモータ駆動部４５を、電源供給遮断後は動作不要の第２の負荷２２２としている。

さらに、本実施の形態のように、モータでの回転などの動きを制御するモータ制御装置２００としては、瞬断のような不具合が発生した場合、安全の面から即座にモータの動きを停止させることが好ましい。本実施の形態では、このような観点からも、モータ駆動部４５を第２の負荷２２２としている。これより、外部電源の電源遮断後、電圧供給制御回路１３によって、モータ駆動部４５への電力供給が即座に停止される。このため、巻線３１に駆動電流が流れなくなり、その結果、モータ３０の動きもより早く停止する。

瞬断のような不具合に対するモータ制御装置としての安全性をより高めるため、本実施の形態では、モータ制御部４１におけるマイコン４２が、電源装置２１０での電源停止時の処理も実行することを特徴としている。

次に、マイコン４２による電圧供給制御回路１３への電源停止時にする処理について説明する。

電圧供給制御回路１３は、実施の形態１と同様、図３に示すように、スイッチ１４の一方は、電源供給ラインＰＳ１に接続され、他方が電源供給ラインＰＳ２となる。スイッチ１４の開閉は、電圧監視回路１５からのスイッチ制御信号Ｃｏｆに加えて、本実施の形態では、モータ制御部４１が有するマイコン４２からのスイッチ制御信号Ｃｏｎによっても制御される。さらに、電圧監視回路１５からマイコン４２に対して、スイッチ制御信号Ｃｏｆが通知される。

電圧供給制御回路１３において、電圧監視回路１５は、実施の形態１で説明したように、電源供給ラインＰＳ１での内部電源電圧Ｖｄｃの電圧レベルを監視している。電圧監視回路１５は、内部電源電圧Ｖｄｃが判定用電圧Ｖｃｏｆよりも低い電圧レベルに低下したことを検出すると、外部供給電源２０からの外部電源の供給が遮断されたと判断する。この判断に基づいて、電圧監視回路１５は、スイッチ１４を開状態に制御するためのスイッチ制御信号Ｃｏｆを出力する。電圧供給制御回路１３がこのように動作することで、電源装置２１０は、外部電源供給が遮断されたと判断すると、第１の電源供給ラインＰＳ１を介した内部電源電圧Ｖｄｃの供給は暫くの間だけ継続させるとともに、第２の電源供給ラインＰＳ２を介した内部電源電圧Ｖｄｃの供給は停止させる。

すなわち、外部電源遮断後、第２の電源供給ラインＰＳ２を介した消費電力の大きいモータ駆動部４５に対しては、電力供給が即座に停止される。このため、外部電源遮断後も、第１の電源供給ラインＰＳ１を介したモータ制御部４１への内部電源電圧Ｖｄｃの供給は暫くの間だけ継続でき、その間、マイコン４２を動作させ続けることができる。

本実施の形態では、この期間を利用したマイコン４２の動作により、さらに、スイッチ１４を制御する。マイコン４２は、まず、電圧監視回路１５からのスイッチ制御信号Ｃｏｆにより、外部供給電源２０からの外部電源の供給が遮断されたことを認識する。マイコン４２は、この外部電源遮断を認識すると、電源停止時の処理の実行を開始する。マイコン４２は、その電源停止時の処理の最後において、スイッチ１４に対し、スイッチ１４を閉状態に制御するスイッチ制御信号Ｃｏｎを出力する。これにより、外部電源遮断後に一旦開状態となったスイッチ１４は、閉状態となり、再度接続されたモータ駆動部４５によりコンデンサ１２を一気に放電させることになる。

このように、本実施の形態では、第２の電源供給ラインＰＳ２を介した内部電源の供給においては、外部電源遮断後、上述のようなスイッチ１４の開閉制御により、一旦、その供給を停止させるとともに、その停止から所定の時間の後、さらに、内部電源の供給が可能な状態に戻している。これにより、コンデンサ１２を最終的に完全に放電させており、これによって、残留電力による誤作動などの抑制も図っている。

図４は、本発明の実施の形態２におけるモータ制御装置において、外部電源の電源遮断の前後での内部電源電圧Ｖｄｃの電圧レベルを示す図である。図４において、外部電源の供給が遮断された時間を時間ｔ１とし、スイッチ制御信号Ｃｏｆが発信される時間を時間ｔ２とし、スイッチ制御信号Ｃｏｎが発信される時間を時間ｔ３としている。

図４において、時間ｔ１で、電源入力端子１８に接続される外部電源が遮断される。すると、コンデンサ１２の両端電圧が放電により低下し、時間ｔ２で、電圧監視回路１５が外部電源遮断を検知し、スイッチ制御信号Ｃｏｆを発信する。スイッチ制御信号Ｃｏｆによりスイッチ１４が開路し、第２の電源供給ラインＰＳ２を介したモータ駆動部４５への内部電源電圧Ｖｄｃの供給が遮断される。これにより、コンデンサ１２からモータ制御部４１への内部電源電圧Ｖｄｃの供給が延長され、時間ｔ２以降の保持時間Ｔｐｒを利用して、マイコン４２が電源停止時の処理の実行を継続する。マイコン４２は、時間ｔ３において、スイッチ１４に対し、スイッチ１４を閉状態に制御するスイッチ制御信号Ｃｏｎを出力する。これにより、スイッチ１４は閉状態に戻り、モータ駆動部４５が第１の電源供給ラインＰＳ１に接続されたことで、コンデンサ１２の放電速度が早くなり、図４に示すように、内部電源電圧Ｖｄｃも急速に０Ｖに近づいていく。

以上説明したように、本実施の形態のモータ制御装置２００は、実施の形態１と同様の電源装置２１０と、モータ制御部４１と、モータ駆動部４５とを備えている。モータ制御部４１は、マイコン４２を含むとともにモータ３０の回転を制御する。モータ駆動部４５は、モータ制御部４１の指示に従ってモータ３０を通電駆動する。本実施の形態では、負荷２２０の一部である第１の負荷２２１としてモータ制御部４１を特定し、電源装置２１０は、モータ制御部４１に対して、第１の電源供給ラインＰＳ１を介し、内部電源電圧Ｖｄｃを直接に供給する。一方、電源装置２１０は、モータ駆動部４５に対しては負荷２２０の他部である第２の負荷２２２として、電圧供給制御回路１３を介して内部電源電圧Ｖｄｃを供給する。

以上のように、本実施の形態のモータ制御装置２００は、モータ３０を駆動および制御するモータ制御装置２００であって、実施の形態１と同様の電源装置２１０と、第１の負荷として、モータ３０の回転を制御するモータ制御部４１と、第２の負荷として、モータ制御部４１の指示に従ってモータ３０を通電駆動するモータ駆動部４５とを備える。

本実施の形態のモータ制御装置２００は、このように構成することで、コンデンサの数を増やすことなどなく、電源供給遮断後も、暫くの間動作が必要として特定したモータ制御部４１への電源の給電時間を長くしている。特に、電源供給遮断後、電力部であるモータ駆動部４５への内部電源電圧Ｖｄｃの供給を即座に停止させるため、モータ制御部４１への電源の給電時間をより長くできる。さらに、モータ駆動部４５への内部電源電圧Ｖｄｃの供給が即座に停止されるため、モータ３０の回転などの動きも素早く停止させることができ、瞬断時での安全性の向上も図ることができる。

さらに、本実施の形態のモータ制御装置２００では、モータ制御部４１のマイコン４２を負荷２２０の一部である第１の負荷２２１として特定しており、電源装置２１０が、マイコン４２に、第１の電源供給ラインＰＳ１を介し、内部電源電圧Ｖｄｃを直接に供給する構成としている。このため、マイコン４２は、電源供給遮断後も暫くの期間だけ動作を継続できるため、この間に、マイコン４２による電源停止時の処理などを安定して実行させることができる。電源停止時の処理が終了次第、マイコン４２がスイッチ１４を閉状態に戻るように制御することで、コンデンサ１２がモータ駆動部４５に接続される。このため、この後、内部電源電圧Ｖｄｃが急速に低下する。これによって、残留電力による誤作動なども抑制できる。

このように、本実施の形態のモータ制御装置２００は、マイコン４２を有してもよい。電源装置２１０は、マイコン４２に対して、内部電源電圧Ｖｄｃを供給し、マイコン４２は、電圧供給制御回路１３が内部電源電圧Ｖｄｃの供給を遮断してから所定の時間の後、内部電源電圧Ｖｄｃの供給を再開するように電圧供給制御回路１３を制御してもよい。

なお、以上の説明では、電圧監視回路１５がスイッチ１４を開状態に制御し、マイコン４２がスイッチ１４を閉状態に制御する構成例を挙げて説明した。しかし、電圧監視回路１５のみによって、スイッチ１４の開閉を制御するような構成であってもよい。すなわち、電圧監視回路１５が、電源遮断を検知した後、例えば図４での保持時間Ｔｐｒとするような所定の期間だけ、スイッチ１４を開状態に制御するスイッチ制御信号を発信し、その所定の期間だけモータ駆動部４５への内部電源電圧Ｖｄｃの供給を遮断する。この所定の期間中にマイコン４２が電源停止時の処理を実行するような構成とすればよい。図５は、本発明の実施の形態２におけるモータ制御装置２００の他の構成例を示すブロック図である。電源装置２１０は、電圧監視回路１５から出力されたスイッチ制御信号Ｃｏｆを所定の期間だけ保持するようなタイマ２６を備えている。タイマ２６の出力がスイッチ１４に供給されることで、タイマ２６の動作期間だけ、上述のように内部電源電圧Ｖｄｃの供給を遮断することができる。このため、このような構成によっても、マイコン４２がスイッチ制御信号Ｃｏｎを発信する構成と同様の効果を得ることができる。

また、電源装置２１０は、電圧供給制御回路１３が、内部電源電圧Ｖｄｃの低下を検出すると、内部電源電圧Ｖｄｃの供給を所定の期間だけ遮断してもよい。

（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３における電源装置３１０を備えた電気機器を示すブロック図である。本実施の形態でも、電気機器の一例として、モータ３０を駆動制御するモータ制御装置３００を挙げて説明する。

図６に示すように、モータ制御装置３００は、電源装置３１０を備えている。電源装置３１０から負荷３２０に対して電力供給される。電源装置３１０は、実施の形態１と同様に、電源入力端子１８を介して、外部供給電源２０から、直流の入力電圧Ｖｉｎの電力供給を受ける。電源装置３１０に、負荷３２０が電気的に接続されている。負荷３２０の動作に必要な所定電圧の電力が、電源装置３１０から負荷３２０に対して供給される。

本実施の形態でも、モータ制御装置３００の動作時には、内部電源として、直流電圧ＶＣの内部電源電圧Ｖｄｃが、負荷３２０となる各電気回路に対して供給される。さらに、負荷３２０についても、第１の負荷３２１と第２の負荷３２２とに区分している。すなわち、第１の負荷３２１は、特定した回路で構成され、第１の電源供給ラインＰＳｓ１を介して内部電源が供給される。第２の負荷３２２は、それ以外の回路で構成され、第２の電源供給ラインＰＳｓ２を介して内部電源が供給される。負荷３２０となる電気回路によって、モータ３０の回転動作が制御されながら、モータ３０が駆動される。

本実施の形態では、実施の形態１との比較において、電圧供給制御回路１３に代えて、昇圧回路３５を有した電圧供給制御回路３３を含む構成としている。本実施の形態は、実施の形態１と比べて、第１の負荷３２１と第２の負荷３２２とに対する内部電源の供給の仕方が異なっている。詳細については以下で説明するが、本実施の形態では、このような構成とすることで、外部電源遮断後に暫くの間だけ供給を継続する内部電源としては、コンデンサ１２の蓄積電荷による内部電源電圧Ｖｄｃを昇圧した電圧とし、これによって第１の負荷３２１の動作可能時間の延長を図っている。なお、本実施の形態において、実施の形態１と同様の構成要素については、同じ符号を付しており、その説明を援用する。

次に、電源装置３１０の構成について、電圧供給制御回路３３を中心に説明する。電源装置３１０は、直流電圧ＶＣの内部電源電圧Ｖｄｃを生成するための直流電圧出力回路１１およびコンデンサ１２とともに、第１の負荷３２１の動作可能時間の延長を図るための電圧供給制御回路３３を備えている。

電圧供給制御回路３３において、内部電源電圧Ｖｄｃをより高い電圧の昇圧電圧Ｖｂｓｔとなるように昇圧するために、昇圧回路３５を設けている。さらに、電圧供給制御回路３３は、内部電源電圧Ｖｄｃを監視し、電源遮断時にはスイッチ切替信号Ｃｓｅｌを出力する電圧監視回路１５と、スイッチ切替信号Ｃｓｅｌにより第１の電源供給ラインＰＳｓ１への電源供給の経路を切り替える選択スイッチ３４とを備えている。

電圧監視回路１５は、実施の形態１と同様に、直流電圧出力回路１１の出力電圧Ｖｏの電圧レベル、すなわち内部電源電圧Ｖｄｃの電圧レベルを監視している。電圧監視回路１５は、内部電源電圧Ｖｄｃが判定用電圧Ｖｃｏｆよりも低い電圧レベルかどうかによって、外部電源の供給状態を判定し、この判定結果を示すスイッチ切替信号Ｃｓｅｌを選択スイッチ３４に出力する。

選択スイッチ３４（以下、適宜、単にスイッチ３４と呼ぶ）の一方側は、２つの端子を選択可能となっており、そのうちの第１の端子が、内部電源電圧Ｖｄｃとする直流電圧出力回路１１の出力に接続され、そのうちの第２の端子が、内部電源電圧Ｖｄｃを昇圧した昇圧電圧Ｖｂｓｔとなる昇圧回路３５の出力に接続されている。スイッチ３４の他方側は、第１の電源供給ラインＰＳｓ１に接続される。すなわち、このような構成により、スイッチ切替信号Ｃｓｅｌの指示に応じて、第１の電源供給ラインＰＳｓ１には、内部電源電圧Ｖｄｃか昇圧電圧Ｖｂｓｔかのいずれかに選択された内部電圧が供給される。図６では、第１の電源供給ラインＰＳｓ１の内部電圧を、第１の負荷３２１に対する内部電源電圧Ｖｄｃｂとして示している。

内部電源電圧Ｖｄｃｂについて、具体的には、内部電源電圧Ｖｄｃが判定用電圧Ｖｃｏｆ以上の電圧レベルであることをスイッチ切替信号Ｃｓｅｌが示すとき、スイッチ３４は、内部電源電圧Ｖｄｃを選択し、第１の電源供給ラインＰＳｓ１には内部電源電圧Ｖｄｃが供給され、第１の負荷３２１に対する内部電源電圧Ｖｄｃｂは、内部電源電圧Ｖｄｃとなる。逆に、内部電源電圧Ｖｄｃが判定用電圧Ｖｃｏｆよりも低い電圧レベルであることをスイッチ切替信号Ｃｓｅｌが示すとき、スイッチ３４は、昇圧電圧Ｖｂｓｔを選択し、第１の電源供給ラインＰＳｓ１には昇圧電圧Ｖｂｓｔが供給され、第１の負荷３２１に対する内部電源電圧Ｖｄｃｂは昇圧電圧Ｖｂｓｔとなる。第１の負荷３２１に対して、内部電源電圧Ｖｄｃｂが供給される。

第２の負荷３２２に対しては、第２の電源供給ラインＰＳｓ２を介して、内部電源電圧Ｖｄｃを直接に供給する構成例を挙げている。この構成に代えて、第２の負荷３２２に対し、実施の形態１の第２の電源供給ラインＰＳ２のように、電圧監視回路１５で制御される開閉スイッチ１４を介して内部電源電圧Ｖｄｃ’を供給するような構成としてもよい。

このように、実施の形態１の電源装置１１０は、実施の形態３の電源装置３１のように、内部電源電圧Ｖｄｃを昇圧した昇圧電圧Ｖｂｓｔを生成する昇圧回路３５をさらに備えてもよい。電圧供給制御回路１３は、内部電源電圧Ｖｄｃの低下を検出すると、第２の負荷１２２に対する内部電源電圧Ｖｄｃ’の供給を遮断するとともに、第１の負荷１２１に対しては、内部電源電圧Ｖｄｃの供給から昇圧電圧Ｖｂｓｔの供給に切り替えて内部電源を供給してもよい。

ところで、負荷３２０に含まれる電気部品によっては動作閾値電圧が高く、電圧低下が許されないデバイスもある。直流電圧出力回路１１の出力電圧Ｖｏのみでは、時間に比例して内部電源電圧Ｖｄｃが低下するため、閾値電圧の高いデバイスから動作を停止してしまう。しかし、昇圧回路３５による昇圧電圧Ｖｂｓｔを一定に保つことで、このような閾値電圧の高いデバイスの動作時間を延長することができる。すなわち、第１の負荷３２１を、閾値電圧の高いデバイスとして特定しておくことで、その動作可能な時間の延長を図ることができる。また、第１の負荷３２１をマイコンなどとしておくことで、電源遮断後も、動作可能な時間を利用して、マイコンの制御等により機器動作の保護などを行うことができる。

次に、以上のように構成された電源装置３１０を含むモータ制御装置３００の動作について、外部電源が遮断されたときの動作を中心に説明する。

図７は、本発明の実施の形態３における電源装置を備えた電気機器において、外部電源の電源遮断の前後における第１の負荷３２１に対する内部電源電圧Ｖｄｃｂの電圧レベルを示す図である。図７では、本実施の形態での電圧レベルの変化を実線で示すとともに、比較例として、電圧供給制御回路３３を有さない場合の電圧レベルの変化を点線で示している。図７において、外部電源の供給が遮断された時間を時間ｔ１としている。さらに、判定用電圧Ｖｃｏｆの電圧レベルとしては、実施の形態１と同様に、最低動作電圧ＶＣｍｉｎ以上かつ標準動作電圧ＶＣｎｏｒ以下となる範囲内に設定している。

まず、外部電源の供給が継続している期間は、図７に示すように、負荷３２０に対して、直流電圧ＶＣである内部電源電圧Ｖｄｃｂが供給されている。

この後、時間ｔ１で、電源入力端子１８に接続される外部電源が遮断されると、コンデンサ１２の両端電圧は、接続される負荷３２０によって放電されることにより低下していく。時間ｔ２で、電圧監視回路１５は、電圧低下が判定用電圧Ｖｃｏｆ以下になることで外部電源遮断を検知し、スイッチ切替信号Ｃｓｅｌを発信する。スイッチ切替信号Ｃｓｅｌによりスイッチ３４が動作し、内部電圧供給の経路が、直流電圧出力回路１１の出力から昇圧回路３５の出力へと切り替えられる。このことで、昇圧回路３５によって第１の負荷３２１に供給される電圧は、図７の時間ｔ２以降のように、出力保持時間Ｔｂｓｔの期間だけ、電源供給時と同じ直流電圧ＶＣに昇圧される。その後、コンデンサ１２の両端電圧は時間経過に伴い減少し、昇圧回路３５の動作電圧以下になると、第１の負荷３２１への電圧供給は停止される。

本実施の形態では、図７で示すように、昇圧回路３５により第１の負荷３２１への供給電圧の低下開始までの時間を延ばすことで、出力保持時間を延長することができる。

以上のように、本実施の形態の電源装置３１０は、負荷３２０に対して内部電源を供給する電源装置３１０であって、外部供給電源２０から直流の内部電源電圧Ｖｄｃを生成する直流電圧出力回路１１と、内部電源電圧Ｖｄｃに接続されるコンデンサ１２と、内部電源電圧Ｖｄｃを昇圧した昇圧電圧を生成する昇圧回路３５と、内部電源電圧Ｖｄｃの電圧レベルを監視し、内部電源電圧Ｖｄｃの低下を検出すると、内部電源電圧Ｖｄｃの供給から昇圧電圧の供給に切り替えて内部電源を供給する電圧供給制御回路３３とを備える。負荷３２０の一部に対しては、電圧供給制御回路３３を介して内部電源を供給する。

本実施の形態は、以上のように構成することで、コンデンサの数を増やしたり容量を増加させたりすることなく、電源供給遮断後も暫くの動作が必要な第１の負荷３２１に対する電源の給電時間を長くしている。そして、長くなった電源給電時間を利用して、例えば、モータ制御装置での瞬断時における動作保護などを行うことができる。

以上のように、本発明にかかる電源装置は、電圧保持用のコンデンサの数または容量を増やさずに、内部電源の出力保持時間を延長できる。このため、本発明にかかる電源装置は、例えば本発明のモータ制御装置、または、一般の電気機器での電源装置として有用である。

１１ 直流電圧出力回路
１２ コンデンサ
１３，３３ 電圧供給制御回路
１４ 開閉スイッチ
１５ 電圧監視回路
１８ 電源入力端子
１９ 電源出力端子
２０ 外部供給電源
２６ タイマ
３０ モータ
３１ 巻線
３２ 検出器
３４ 選択スイッチ
３５ 昇圧回路
４１ モータ制御部
４２ マイクロコントローラ（マイコン）
４５ モータ駆動部
４６ 駆動パルス生成部
４７ インバータ
１００，２００，３００ モータ制御装置
１１０，２１０，３１０ 電源装置
１２０，２２０，３２０ 負荷
１２１，２２１，３２１ 第１の負荷
１２２，２２２，３２２ 第２の負荷

Claims (6)

1. 負荷に対して内部電源を供給する電源装置であって、
   外部供給電源から直流の内部電源電圧を生成する直流電圧出力回路と、
   前記内部電源電圧に接続されるコンデンサと、
   前記内部電源電圧の電圧レベルを監視し、前記内部電源電圧の低下を検出すると、前記内部電源電圧の供給を遮断する電圧供給制御回路とを備え、
   前記負荷の一部である第１の負荷に対しては、前記内部電源電圧を供給するとともに、前記第１の負荷以外の負荷である第２の負荷に対しては、前記電圧供給制御回路を介して前記内部電源電圧を供給する電源装置。
2. 前記電圧供給制御回路は、前記内部電源電圧の低下を検出すると、前記内部電源電圧の供給を所定の期間だけ遮断する請求項１に記載の電源装置。
3. 前記内部電源電圧を昇圧した昇圧電圧を生成する昇圧回路をさらに備え、
   前記電圧供給制御回路は、前記内部電源電圧の低下を検出すると、前記第２の負荷に対する前記内部電源電圧の供給を遮断するとともに、前記第１の負荷に対しては、前記内部電源電圧の供給から前記昇圧電圧の供給に切り替えて前記内部電源を供給する請求項１に記載の電源装置。
4. モータを駆動および制御するモータ制御装置であって、
   請求項１から３までのいずれか１項に記載の電源装置と、
   前記第１の負荷として、前記モータの回転を制御するモータ制御部と、
   前記第２の負荷として、前記モータ制御部の指示に従って前記モータを通電駆動するモータ駆動部とを備えるモータ制御装置。
5. 前記モータ制御部は、マイクロコントローラを有し、
   前記電源装置は、前記マイクロコントローラに対して、前記内部電源電圧を供給し、
   前記マイクロコントローラは、前記電圧供給制御回路が前記内部電源電圧の供給を遮断してから所定の時間の後、前記内部電源電圧の供給を再開するように前記電圧供給制御回路を制御する請求項４に記載のモータ制御装置。
6. 負荷に対して内部電源を供給する電源装置であって、
   外部供給電源から直流の内部電源電圧を生成する直流電圧出力回路と、
   前記内部電源電圧に接続されるコンデンサと、
   前記内部電源電圧を昇圧した昇圧電圧を生成する昇圧回路と、
   前記内部電源電圧の電圧レベルを監視し、前記内部電源電圧の低下を検出すると、前記内部電源電圧の供給から前記昇圧電圧の供給に切り替えて前記内部電源を供給する電圧供給制御回路とを備え、
   前記負荷の一部に対しては、前記電圧供給制御回路を介して前記内部電源を供給する電源装置。

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