CN102859839A - 备用电源装置以及电力输出方法 - Google Patents

Abstract

一种备用电源装置，在用于驱动光学式编码器（11）的主电源（13）停电了的情况下，对所述光学式编码器（11）供给备用的电力，具备：蓄电池（12），对直流电力进行蓄电；电容器（33），对直流电力进行蓄电，在无法从所述蓄电池（12）供给电力的情况下，对所述光学式编码器（11）供给备用的电力；放电装置（34），对充电到所述蓄电池（12）中的电力进行放电；以及定期放电控制装置（35），进行将充电到所述蓄电池（12）中的电力间歇性地输出到所述放电装置（34），从而消耗所述蓄电池的电力的控制。

Description

备用电源装置以及电力输出方法

技术领域

本发明涉及在用于驱动光学式编码器的主电源停电了的情况下，供给备用的电力的备用电源装置以及电力输出方法。

背景技术

一般，被用作位置检测器的光学式编码器被从商用电源等主电源供给电力而进行运转，并且，为了在停电时等无法从主电源供给电力的情况下也继续维持运转状态，而连接了备用电源装置。即，在发生停电而无法从主电源供给电力的情况下，切换为来自备用电源装置的电力供给，使光学式编码器进行运转。

在备用电源装置中，广泛使用能够长时间连续使用的锂电池。但是，如果锂电池长时间持续不消耗电力的状态，则在电极表面上电解液分子和锂离子发生反应，有时形成钝态膜而抑制自然放电。因此，在作为备用电源而使用锂离子电池的情况下，虽然具有长期的可靠性，但另一方面，在大量形成了钝态膜的情况下，在连接负载时，该钝态膜成为电阻而阻止电流的流动，发生一下子引起电压降低的现象、所谓的电压延迟现象（还称为“电压滞后”），因此，发生编码器动作变得不佳这样的问题。

因此，为了防止发生电压延迟现象，以往提出了日本特开2004－325125号公报（专利文献1）、以及日本特开2005－312089号公报（专利文献2）记载的技术。

在专利文献1中，记载了将从作为备用电源而设置的锂电池供给的电力间歇性地供给到发光体（发光二极管等），定期地消耗锂电池的电力，从而防止电压延迟现象的技术。但是，在该方式中，定期地切换主电源和锂电池而对发光体供给电力，所以存在为了切换操作而需要复杂的控制这样的缺点。另外，使用主电源和锂电池这双方来使发光体进行运转，所以发生如下问题：即使在主电源正常地进行运转的情况下，如果锂电池的充电容量降低，则有时也无法使发光体正常地进行运转。

另外，在专利文献2中，记载了使用设置于光学式编码器的外部的电阻器对充电到外部电池中的电力进行放电的技术。但是，在该专利文献2的记载内容中，设为在安装外部电池时消耗一定的电力、之后通过电阻连续消耗电力的结构，所以存在消耗电力变大而外部电池的寿命变短这样的缺点。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2004－325125号公报

专利文献2：日本特开2005－312089号公报

发明内容

如上所述，在专利文献1记载的以往例中，在锂电池的充电容量降低了的情况下有时无法使发光体进行运转，另外，在专利文献2记载的以往例中，因为连续消耗外部电池的电力，所以存在外部电池的寿命变短这样的缺点。

本发明是为了解决这样的以往的课题而完成的，其目的在于提供一种备用电源装置、以及备用电源装置的电力输出方法，能够防止发生电压延迟现象，并且能够防止电力的消耗量变得过多。

本发明的第1方式提供一种备用电源装置，在用于驱动光学式编码器的主电源停电了的情况下，对所述光学式编码器供给备用的电力，其特征在于，具备：蓄电池，对直流电力进行蓄电；电容器，对直流电力进行蓄电，在无法从所述蓄电池供给电力的情况下，对所述光学式编码器供给备用的电力；放电装置，对充电到所述蓄电池中的电力进行放电；以及定期放电控制装置，进行将充电到所述蓄电池中的电力间歇性地输出到所述放电装置，从而消耗所述蓄电池的电力的控制。

在所述备用电源装置中，还可以具备在将充电到所述蓄电池中的电力供给到所述光学式编码器时，阻止充电到所述电容器中的电力的放电的逆流防止电路。

在所述备用电源装置中，还可以具备在被提供了外部输入时，将充电到所述蓄电池中的电力输出到所述放电装置，从而消耗所述蓄电池的电力的强制放电控制装置。

所述蓄电池优选是锂电池。

本发明的第2方式提供一种电力输出方法，输出作为用于驱动光学式编码器的备用电源而设置的蓄电池的电力，其特征在于，具备：在所述光学式编码器的主电源停电了的情况下，将所述蓄电池的电力供给到所述光学式编码器的工序；以及在所述光学式编码器被从所述主电源供给电力而运转时，定期放电控制装置将所述蓄电池的电力间歇性地输出到放电装置，从而消耗所述蓄电池的电力的工序。

在所述电力输出方法中，还可以具备在输入了强制放电指令时，通过强制放电控制装置将所述蓄电池的电力供给到所述放电装置，从而消耗所述蓄电池的电力的工序。

在上述备用电源装置以及电力输出方法中，将充电到蓄电池中的电力周期性地输出到放电装置来消耗电力，所以能够防止在蓄电池中发生电压延迟现象，并且能够避免发生在停电时等将蓄电池的电力输出到光学式编码器时，无法供给必要的电力的问题。

附图说明

图1是概略地示出搭载本发明的一个实施方式的备用电源装置的马达控制装置、以及光学式编码器的连接关系的说明图。

图2是示出本发明的一个实施方式的备用电源装置、以及驱动马达的马达控制装置的详细结构的框图。

图3是示出搭载本发明的一个实施方式的备用电源装置的蓄电池的停电用备用部的详细结构的框图。

图4是示出由本发明的一个实施方式的备用电源装置进行的蓄电池放电处理的流程图。

图5是示出由本发明的一个实施方式的备用电源装置进行的蓄电池的放电定时的时序图。

具体实施方式

以下，根据附图，说明本发明的实施方式。图1是示出搭载了本发明的一个实施方式的备用电源装置的马达控制装置100、以及由该马达控制装置100控制的马达M1的连接关系的说明图。如图1所示，对马达M1，连接用于检测该马达M1的旋转角度的光学式编码器11，将由该光学式编码器11检测出的旋转角度信号输出到马达控制装置100。

另外，马达控制装置100具备对光学式编码器11供给驱动用的电力的主电源13、以及在发生停电时等来自主电源13的电力供给停止了的情况下对光学式编码器11供给备用的电力的停电用备用部29。另外，对马达控制装置100，连接有交流100V等的商用电源E1。

图2是示出马达控制装置100的详细结构的框图。如图2所示，马达控制装置100具备：总体上控制马达M1以及光学式编码器11的CPU21、临时存储由该CPU21进行的运算处理所需的数据的RAM22、存储用于对马达M1进行驱动控制的程序的硬盘23、对向马达控制装置输入输出的省略图示的外部输入输出信号进行控制的序列发生器24、存储各种数据的闪存存储器25、以及用于与外部机器连接的USB端口26。

进而，还具备对图示省略的显示器输出图像数据的显示驱动器27、对马达M1进行伺服控制的伺服驱动器28、以及停电用备用部29。

图3是示出停电用备用部29的详细结构的框图。如图3所示，停电用备用部29具备：锂电池等蓄电池12、对充电到该蓄电池12中的电力进行放电的放电电路（放电单元、放电装置）34、如后所述地以规定的周期对放电电路34输出放电指令的定期放电指令部（定期放电控制单元、定期放电控制装置）35、以及在从外部输入了放电指令信号时对放电电路34输出放电指令的强制放电指令部（强制放电控制单元、强制放电控制装置）36。

另外，还具备：电容器33，具备对直流电力进行充电的功能，在蓄电池12的更换作业时等无法从蓄电池12供给电力时发生了停电的情况下，对光学式编码器11供给电力；以及逆流防止电路32，设置于蓄电池12与电容器33之间，在放电电路34进行运转时，阻止从电容器33向放电电路34侧输出电力。

接下来，参照图4所示的流程图，说明由马达控制装置100控制的蓄电池放电处理的动作。首先，CPU21进行使内部计时器初始化的处理（步骤S11）。内部计时器例如被设定在图2所示的RAM22中。在该处理中，将放电ON计时器t1设定为“A”，将放电OFF计时器t2设定为“B”。即，如图5所示，假设放电间隔时间为A、且放电ON时间为B的周期性的脉冲信号。

接下来，停电用备用部29判断主电源13的输出电压是否降低（步骤S12）。然后，在主电源13的输出电压降低了的情况下（在步骤S12中“是”），由于无法从主电源13对光学式编码器11供给电力，所以以将蓄电池12的电力供给到光学式编码器11，使光学式编码器11继续运转的方式，构成了硬件（步骤S24）。

另一方面，在主电源13的输出电压未降低的情况下（在步骤S12中“否”），停电用备用部29停止向光学式编码器11侧供给电力（步骤S13）。进而，CPU21判断计时器t1是否成为0以下（步骤S14）。最初，未成为t1≤0（在步骤S14中“否”），所以CPU21从计时器t1减去采样周期Δt（步骤S15）。

进而，CPU21判断计时器t1是否成为0以下（步骤S16）。然后，在并非t1≤0的情况下（在步骤S16中“否”），重复进行从步骤S12开始的处理。

之后，如果经过时间而计时器t1成为0以下（即，如果经过放电间隔时间A）（在步骤S16中“是”），则停电用备用部29对定期放电指令部35发送放电指令信号，通过该定期放电指令部35的控制而使放电电路34成为ON（步骤S17）。因此，由放电电路34消耗蓄电池12中积蓄的电力。此时，能够通过逆流防止电路32，阻止电流从电容器33流向放电电路34。

然后，如果放电电路34的放电开始，则将计时器t2设定为B（步骤S18），返回步骤S12的处理。

接下来，在步骤S14的处理中，已经成为t1≤0，所以判定为“是”。CPU21判断计时器t2是否成为0以下（步骤S19）。最初，未成为t2≤0（在步骤S19中“否”），所以CPU21从计时器t2减去采样周期Δt（步骤S20）。

进而，CPU21判断计时器t2是否成为0以下（步骤S21）。然后，在并非t2≤0的情况下（在步骤S21中“否”），重复从步骤S12开始的处理。

之后，如果经过时间而计时器t2成为0以下（即，如果经过放电ON时间B）（在步骤S21中“是”），则停电用备用部29对定期放电指令部35发送放电停止指令信号，通过该定期放电指令部35的控制而使放电电路34成为OFF（步骤S22）。因此，放电电路34的电力消耗结束。

之后，CPU21将计时器t1设定为A（步骤S23），返回步骤S12的处理。然后，通过重复上述步骤S12~S23的处理，如图5所示，周期性地重复放电电路34放电时间B、放电电路停止时间A的动作。换言之，能够将充电到蓄电池12中的电力间歇性地输出到放电电路34而消耗蓄电池12的电力。

这样，在本实施方式的备用电源装置中，将充电到蓄电池12中的电力周期性地输出到放电电路34，通过该放电电路34来消耗电力，所以能够防止发生电压延迟现象。因此，能够解决在开始利用蓄电池12的电力供给时无法供给必要的电力这样的以往的问题，能够可靠地对光学式编码器11供给驱动用的电力。

另外，在蓄电池12与电容器33之间设置逆流防止电路32，所以能够防止在放电电路34进行运转时，电流从电容器33流向放电电路34。

进而，在从外部输入了强制放电指令的情况下，能够通过强制放电指令部36的控制来消耗蓄电池12的电力，所以，例如，在更换了蓄电池12的情况等，操作者能够在任意的时刻使蓄电池12的电力消耗，能够更可靠地防止发生电压延迟现象。

另外，作为蓄电池12而使用锂电池，所以能够延长蓄电池12的寿命，进而，能够防止发生在使用了锂电池时特别成为问题的电压延迟现象。

以上，根据图示的实施方式，说明了本发明的备用电源装置，但本发明不限于此，各部的结构能够置换为具有同样的功能的任意的结构。

例如，在上述实施方式中，以作为蓄电池12而使用发生电压延迟现象显著的锂电池的情况为例子进行了说明，但本发明不限于锂电池，还能够应用于与锂电池同样地发生电压延迟现象的蓄电池。

产业上的可利用性

本发明在即使主电源由于停电而被切断了的情况下也能够可靠地对光学式编码器供给驱动用的电力方面非常有用。

Claims (9)

1.一种备用电源装置，在用于驱动光学式编码器的主电源停电了的情况下，对所述光学式编码器供给备用的电力，其特征在于，具备：

蓄电池，对直流电力进行蓄电；

电容器，对直流电力进行蓄电，在无法从所述蓄电池供给电力的情况下，对所述光学式编码器供给备用的电力；

放电装置，对充电到所述蓄电池中的电力进行放电；以及

定期放电控制装置，进行将充电到所述蓄电池中的电力间歇性地输出到所述放电装置，从而消耗所述蓄电池的电力的控制。

2.根据权利要求1所述的备用电源装置，其特征在于，

还具备逆流防止电路，在将充电到所述蓄电池中的电力供给到所述光学式编码器时，阻止充电到所述电容器中的电力的放电。

3.根据权利要求1所述的备用电源装置，其特征在于，

还具备强制放电控制装置，在被提供了外部输入时，将充电到所述蓄电池中的电力输出到所述放电装置，从而消耗所述蓄电池的电力。

4.根据权利要求2所述的备用电源装置，其特征在于，

还具备强制放电控制装置，在被提供了外部输入时，将充电到所述蓄电池中的电力输出到所述放电装置，从而消耗所述蓄电池的电力。

5.根据权利要求1所述的备用电源装置，其特征在于，

所述蓄电池是锂电池。

6.根据权利要求2所述的备用电源装置，其特征在于，

所述蓄电池是锂电池。

7.根据权利要求3所述的备用电源装置，其特征在于，

所述蓄电池是锂电池。

8.一种电力输出方法，输出作为用于驱动光学式编码器的备用电源而设置的蓄电池的电力，其特征在于，具备：

在所述光学式编码器的主电源停电了的情况下，将所述蓄电池的电力供给到所述光学式编码器的工序；以及

在所述光学式编码器被从所述主电源供给电力而进行运转时，定期放电控制装置将所述蓄电池的电力间歇性地输出到放电装置，从而消耗所述蓄电池的电力的工序。

9.根据权利要求8所述的电力输出方法，其特征在于，

还具备在被输入了强制放电指令时，通过强制放电控制装置将所述蓄电池的电力供给到所述放电装置，从而消耗所述蓄电池的电力的工序。

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