JP2014056489A - 通信装置および通信装置の電源供給方法ならびにプログラマブルコントローラシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ネットワーク電源の消費電力が省電力化され発熱も抑制し、動作信頼性も向上した、ネットワーク電源に対応する通信装置および通信装置の電源供給方法を提供する。
【解決手段】ネットワークを介して通信する通信部を有する通信装置であって、第１電源３を有し、第１電源の出力電圧を検出する電圧検出部２２と、ネットワークを介して当該通信装置に供給される第２電源の電力を変換し出力する変換部２６と、電圧検出部によって検出された第１電源の出力電圧が所定値以上の場合、第１電源の出力を通信部１３に供給すると共に変換部の出力電圧を低下させ、第１電源の電圧が所定値未満の場合、変換部の出力を正規の電圧とし通信部に供給する供給部１１をもつ通信装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、マスター装置とスレーブ装置とがネットワークを介して通信する通信装置、および、当該通信装置の電源供給方法、ならびに、当該通信装置を含むプログラマブルコントローラシステムに関する。

従来から、ＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークを用いて、各通信装置の間でマスタースレーブ関係を築き、各通信装置の間で通信する技術が知られており、当業者の間で広く利用されている。

特許文献１は、複数の電子機器に配電可能なネットワーク配電システムにおいて、電源の異常が発生しても機器に損傷を与えないネットワーク配電システムを開示している。

特開２０００−３５３０３１号公報

ネットワークシステムでは当該ネットワークに接続される機器の主電源がダウンしたときでもその通信機能を維持させるために、ネットワークを介して各機器に電力を与えるネットワーク電源を設けることがある。前述機器は主電源が正常なときは主電源を利用して通信し、主電源がダウンしたときは前述ネットワーク電源を利用するように主電源とネットワーク電源を切り替える。しかし、前述機器は主電源が正常な場合でもネットワーク電源の電力を微小に消費しているため、前述機器がネットワークに多く接続されるとそれに伴ってネットワーク電源の消費電力が増大する。このため、ネットワーク電源の電力を不要に消費してしまうという問題がある。

これを解決するために、前述機器は主電源が正常のとき、ネットワーク電源から受けた電力供給ラインを物理的に遮断することにより（リレーなどの機械的スイッチを使用）、当該機器内部でのネットワーク電源の電力消費を無くすことが考えられる。しかし、機械的スイッチは物理的に大きく装置の小型化が困難であったり、瞬時に切り替えできないという問題がある。また、機械的スイッチはスイッチ接点の劣化も懸念され、切り替えが不安定になるという問題もある。

本発明は、上記問題を鑑みて考案され、その目的はネットワーク電源の省電力化とネットワークの動作安定を両立する通信装置および通信装置の電源供給方法ならびにプログラマブルコントローラシステムを提供することにある。

課題を解決するための請求項１記載の発明は、ネットワークを介して通信する通信部と、第１電源と、前記第１電源の出力電圧を検出する電圧検出部と、前記ネットワークを介して電力を取得し、当該取得した電力を変換して第２電圧を出力する変換部と、前記電圧検出部によって検出された前記第１電源の出力電圧が所定値以上のとき、前記第１電源の出力電圧を前記通信部に与えると共に前記変換部の出力電圧を前記第２電圧よりも低く出力するように前記変換部を制御し、前記第１電源の出力電圧が前記所定値未満のとき、前記変換部が出力する前記第２電圧を前記通信部に与える供給部と、を具備することを特徴とする通信装置である。

請求項２記載の発明は、前記変換部はスイッチングレギュレータを含み、前記供給部は、前記電圧検出部によって検出された前記第１電源の出力電圧が所定値以上のとき、前記スイッチングレギュレータを休止モードとすることを特徴とする請求項１記載の通信装置である。

請求項３記載の発明は、前記変換部はスイッチングレギュレータを含み、前記供給部は、前記電圧検出部によって検出された前記第１電源の出力電圧が所定値以上のとき、前記スイッチングレギュレータのスイッチングパルスの周波数を低下させて前記スイッチングレギュレータの出力電圧を低下させることを特徴とする請求項１記載の通信装置である。

請求項４記載の発明は、前記変換部はスイッチングレギュレータを含み、前記供給部は、前記電圧検出部によって検出された前記第１電源の出力電圧が所定値以上のとき、前記スイッチングレギュレータのスイッチングパルスのオンパルスを短くデューティ比を変更させて前記スイッチングレギュレータの出力電圧を低下させることを特徴とする請求項１記載の通信装置である。

請求項５記載の発明は、前記ネットワークは前記通信装置および前記ネットワークに制御指令を含む伝送フレームを発信するマスター通信装置をデイジーチェーン接続したリング状のネットワークであり、前記通信装置は、前記ネットワークから受信した前記伝送フレームを中継して前記伝送フレームを前記ネットワークに巡回させると共に、前記伝送フレームに自身に対する前記制御指令が含まれていれば当該制御指令を取り込み、取り込んだ制御指令に従って所定の機器を制御することを特徴とする請求項１〜４に記載の通信装置を含むプログラマブルコントローラシステムである。

請求項６記載の発明は、第１電源の出力電圧もしくはネットワークを介して供給される電力を変換して得る第２電圧の何れか一方を使って前記ネットワークを介して通信する通信装置の通信部への電源供給方法であって、前記第１電源の出力電圧を検出する検出ステップと、前記第１電源の出力電圧が所定値以上のとき、当該第１電源の出力電圧を前記通信部に与えると共に、前記第２電圧を低下させる制御ステップと、前記第１電源の出力電圧が所定値未満のとき、前記第２電圧を前記通信部に与えるステップと、を有することを特徴とする通信装置の通信部への電源供給方法である。

請求項７記載の発明は、前記第２電圧はスイッチングレギュレータによって生成され、前記制御ステップにおいて、前記第１電源の電圧が前記所定値以上のとき、前記スイッチングレギュレータを休止モードにするか、前記スイッチングレギュレータのスイッチングパルスの周波数を低下させるか、前記スイッチングレギュレータのスイッチングパルスのオンパルスを短くデューティ比を変更させるか、のいずれかにより、前記第２電圧を低下することを特徴とする請求項６記載の電源供給方法である。

本発明は、第１電源、およびネットワークを介して第２電源が供給される通信部を有する通信装置において、第１電源の電圧が所定値以上の場合、当該第１電源の出力を通信部に与えると共に、第２電源の出力電圧を低下させるように構成した。また、本発明は第１電源の出力電圧が所定値未満のとき、第２電源の出力電圧を通常の電圧とし通信部に与えるように構成した。よって、本発明は通常動作時にネットワーク電源の省電力化が図れ、かつ、第１電源（主電源）がダウンしてもネットワークの通信機能を維持させることができる高信頼なネットワークシステムを構築することができる。

本発明の一実施形態に係る通信システムの一例を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る通信システムの一例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るスレーブ通信装置の一例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るスレーブ通信装置の一例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るスレーブ通信装置の一例を示すブロック図である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。それぞれの図で同符号が付されたものは同じ機能を有するものとする。
図１は、本発明の一実施形態に係る通信システムの一例を示す説明図、図２は、本発明の一実施形態に係る通信システムの一例を示すブロック図である。

はじめに、図１および図２を用いて、本発明の一実施形態に係る通信システムの概要を説明する。通信システムＳは、図１および図２に示すように、マスター通信装置Ｍと、このマスター通信装置Ｍとマスタースレーブ通信を行っている複数のスレーブ通信装置１と、複数のスレーブ通信装置１によりそれぞれ制御される複数の被制御機器２を有しており、相互にネットワークＮにより接続されている。複数の被制御機器２は、一例としてモータがある。

図２において、マスター通信装置Ｍは、電源部１４と、ネットワークＮを介して複数のスレーブ通信装置１に電力を供給するネットワーク電源部１５を有する。また、マスター通信装置Ｍは、マスター通信装置Ｍの全体の動作を制御する制御部１６と、ネットワークＮを介して複数のスレーブ通信装置１と通信する通信部１７を有している。

また、それぞれのスレーブ通信装置１は、主電源３から個々に電力を受けると共に、ネットワークＮ（Ｎ１）を介してネットワーク電源部１５から電力を受け、制御部１２や通信部１３に電圧を与える電力供給部１１を有する。制御部１２は、スレーブ通信装置１全体の動作やモータ等の被制御機器２の動作を制御する。また、通信部１３は、マスター通信装置Ｍや他のスレーブ通信装置１と通信するものである。

前述した通信システムＳは、例えば、プログラマブルコントローラシステムに適用される。プログラマブルコントロールシステムは、マスターコントローラ（マスター通信装置Ｍ）と、複数のスレーブコントローラ（スレーブ通信装置１）と、１以上の被制御機器２とを含んで構成される。また、スレーブコントローラはネットワークＮによって複数接続され、各スレーブコントローラには、それぞれに１以上の被制御機器２が接続されている。

ここで、マスターコントローラおよびスレーブコントローラは、いずれもプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ：Programmable Logic Controller）を構成し、被制御機器２は、ＦＡ（Factory Automation）分野において、様々な状態を検知するセンサ、そのセンサの検知結果に応じて動作するモータ、エンコーダ等の電気機器である。

マスターコントローラは、被制御機器２に対する制御プログラムを保持し、その制御プログラムに基づく制御指令を、適切なタイミングでスレーブコントローラに送信する。つまり、マスターコントローラは制御指令を含む伝送フレームを、ネットワークを介しスレーブコントローラに発信する。ここで、制御プログラムは、ラダー図等を通じて生成されたシーケンス制御のためのプログラムであってもよい。スレーブコントローラは、スレーブコントローラそれぞれに備わる機能に適した制御指令をマスターコントローラから受け、被制御機器２からのセンサ等の入力に応じて、被制御機器２を制御する。スレーブコントローラは、例えば、モータの回転制御を行うモータドライバや、信号線のオン／オフ制御を行う入出力ターミナルの機能を有する。

マスターコントローラとスレーブコントローラとは、ネットワークＮによって接続され、マスターコントローラからスレーブコントローラにネットワーク電力および制御指令が伝達される。ネットワークＮにおいて、ネットワーク電力を供給する電力線Ｎ１は、マスターコントローラのネットワーク電源１５ａから延設された主幹線を通じて各スレーブコントローラに配され、スレーブコントローラは、かかる主幹線から分岐線を通じてネットワーク電力の供給を受ける。

ここでは、ネットワーク電源部１５がマスターコントローラに一体形成されている例を挙げて説明しているが、別体に設けられてもよい。また、スレーブコントローラは、個々に主電源３も有している。したがって、スレーブコントローラは、主電源３からの主電源と平行して、ネットワーク電源部１５からのネットワーク電力も取得することになる。主電力は、上述したモータドライバや入出力ターミナルとして機能する主回路の動力源、および、ネットワークを動作させるために用いられ、ネットワーク電力は、主としてネットワークの通信動作維持のために用いられる。

また、ネットワークＮにおいて、制御指令を伝送する信号線は、各コントローラ同士を従属接続するデイジーチェーン接続方式が採用され、マスターコントローラから発せられた制御指令（伝送フレーム）は、接続された全てのスレーブコントローラを巡回する。スレーブコントローラは、かかる制御指令におけるヘッダ等を解読し、ヘッダが自身に対する制御指令であることを示していれば、その制御指令を取り込んで、被接続機器２の制御処理に反映する。かかる信号線と前述した電力線Ｎ１とは平行に配設される。

前述したデイジーチェーン接続方式の利点は、その配線のシンプルさにある。本実施形態において、１台のマスターコントローラに対し１つのデイジーチェーン接続で、例えば２５６ものスレーブコントローラを接続することができる。すなわち、１のマスターコントローラで２５６のスレーブコントローラに一括して制御指令を発することが可能となる。

本実施形態では、デイジーチェーン接続を用いることで、単方向通信においては１本、双方向通信においては２本の信号線で、マスターコントローラと複数のスレーブコントローラとを全て接続することができる。かかる構成により、スレーブコントローラを増設したとしても、それによってデイジーチェーン接続における信号線の線数は変化せず、メンテナンス性、維持コスト、占有領域全てにおいて有利となる。

図３乃至図５は、本発明の一実施形態に係るスレーブ通信装置１の一例を示すブロック図である。図３はスイッチングレギュレータ２６の動作を休止モード（シャットダウンモード、あるいはスリープモード）にすることによりネットワーク電源の省電力を行う場合の図（実施例１）である。また、図４はスイッチングレギュレータ２６のスイッチング周波数を低下させることによりその出力電圧を下げ、ネットワーク電源の省電力を行う場合の図（実施例２）である。図５はスイッチングレギュレータ２６のスイッチングパルスのオンの時間が短くなるようにデューティ比を変えることによりその出力電圧を下げ、ネットワーク電源の省電力を行う場合の図である（実施例３）。

（実施例１：休止モード）
図３を用いて上述した休止モードについて詳細に説明する。
図３において、スレーブ通信装置１は、電源供給部１１と、制御部１２と、通信部１３とを含み構成される。電源供給部は１１、スイッチングレギュレータ２１と、主電源電圧検出部２２と、ダイオード２３と、ネットワーク電源制御部１４−１と、ダイオード２４とを有している。スイッチングレギュレータ２１は、主電源３に接続され、その出力は、制御部１２とダイオード２３に接続される。主電源電圧検出部２２は、スイッチングレギュレータ２１の後段に接続され、スイッチングレギュレータ２１の出力電圧を検出してネットワーク電源制御部１４−１を制御する。なお、主電源電圧検出部２２は、マスター通信装置Ｍのネットワーク電源部１６からネットワークＮ（電力線Ｎ１）を介して電力の供給を受けて動作する。

ネットワーク電源制御部１４−１は、スイッチングレギュレータ２６（ＤＣ−ＤＣコンバータ）と、トランジスタ２７と、抵抗Ｒａ，Ｒｂからなる抵抗分圧回路とを有する。ネットワーク電源部１５からネットワークＮ（電力線Ｎ１）を介して供給される電圧は、スイッチングレギュレータのＤｉｎ端子（電源入力端子）に供給される。また、主電源電圧検出部２２の出力は、トランジスタ２７のベース端子に供給されており、このトランジスタ２７のコレクタ端子出力は、ＲａとＲｂの抵抗分圧によりスイッチングレギュレータ２６のｎＳＤＮ端子に供給される。スイッチングレギュレータ２６は、ｎＳＤＮ端子の電圧レベルにより動作モードを休止モードに設定する機能を持つ。

スイッチングレギュレータ２６は、ネットワーク電源部１５から供給される電圧２４Ｖを５Ｖに変換し、ここで変換された電圧は、ＬＣ回路を経由してダイオード２４に出力される。また、ダイオード２４のカソードとダイオード２３のカソードは互いに接続されており、その接続点に通信部に１３に電力を供給するスイッチングレギュレータ２５が接続されている。

スイッチングレギュレータ２１の出力電圧はスイッチングレギュレータ２６の出力電圧より高く設定されている。したがって、主電源３がオンであれば、スイッチングレギュレータ２１の出力電圧が通信部１３に供給される（言い換えれば、スイッチングレギュレータ２６の出力電圧は通信部１３に供給されない）。一方、主電源３がダウンすると、スイッチングレギュレータ２６の出力電圧がスイッチングレギュレータ２１の出力電圧よりも高くなる。よって、スイッチングレギュレータ２６の出力電圧が通信部１３に供給される。

これにより、通信部１３が使用する電源は、主電源３がオンのときは主電源３であり、主電源３がダウンしているときはネットワーク電源（ネットワーク電源部１５からネットワークＮ（電力線Ｎ１）を介して供給される）である。このため、主電源３がダウンし、制御部１２への電圧供給が停止しても通信部１３は継続して動作が可能である。したがって、通信部１３は主電源３がダウンしても上流から来たデータを受け下流へ出力することが可能になり、システムＳとしての通信機能を維持させることができる。すなわち本発明はシステムＳのダメージを最小限にすることができる。

主電源電圧検出部２２はスイッチングレギュレータ２１の出力電圧を監視している。ここで検出された電圧が所定の閾値（例えば４．５Ｖ）以上のとき、主電源電圧検出部２２はネットワーク電源制御部１４−１に信号レベル’Ｈ’を与える。これを受けたトランジスタ２７はオンしスイッチングレギュレータ２６のｎＳＤＮ端子を’Ｌ’にする。ｎＳＤＮ端子が’Ｌ’になると、スイッチングレギュレータ２６は休止モードになり、その出力を停止する。すなわち、ネットワーク電源制御部１４−１は、主電源３がオンされスイッチングレギュレータ２１の出力電圧が所定の閾値以上であれば、スイッチングレギュレータ２６を休止モードにしてネットワーク電源の消費電力を節約している。

一方で、スイッチングレギュレータ２１の出力電圧が所定の閾値（例えば４．５Ｖ）未満のとき、主電源電圧検出部２２はネットワーク電源制御部１４−１に信号レベル’Ｌ’を与える。そうするとトランジスタ２７はオフし、スイッチングレギュレータ２６のｎＳＤＮ端子は’Ｈ’になる。ｎＳＤＮ端子が’Ｈ’になると、スイッチングレギュレータ２６は起動し、５Ｖを出力する。このようにして、ネットワーク電源制御部１４−１は、主電源３がダウンしているときスイッチングレギュレータ２６を起動して通信部の機能を維持させる。

このようにすることで、主電源３が正常に動作していればスイッチングレギュレータ２６の消費電力を省電力化することができるので、ネットワーク電源１５の消費電力を削減することができる。これは、ネットワークＮにスレーブ通信装置１が複数接続されると顕著に現れる。
一方で主電源３がダウンした場合、本発明はスイッチングレギュレータ２６の動作モードを休止モードから通常モードに直ちに変更することができる。よって、本発明は通信部１３への電源の供給を途絶させることなく通信部１３を継続動作させることができる。これにより、本発明はネットワークシステムＳとしての通信機能を安定して継続させることができる。

付言すると、トランジスタ２７がオフのとき、すなわち主電源３が正常に起動されているとき、スイッチングレギュレータ２６のｎＳＤＮ端子には、ネットワーク電源１５の出力電圧を抵抗Ｒａと抵抗Ｒｂによる分圧比に応じた電圧が印加される。この分圧した電圧をスイッチングレギュレータ２６のｎＳＤＮ端子のスレッショルド電圧の近くに設定することにより、主電源電圧検出部２２からの信号に基づいてスイッチングレギュレータ２６の動作／休止の切り替えをすばやく行うことができる。
なお、抵抗Ｒｂについては省略することが可能である。このようにすることにより動作／休止モードの切り替えスピードは少し遅くなるが、抵抗Ｒａをプルアップ抵抗として機能させ、抵抗Ｒｂを省略することによりネットワーク電源１５から抵抗Ｒａおよび抵抗Ｒｂを介して流れる電流を抑制することができる。

（実施例２：スイッチング周波数制御）
次に、図４を用い、実施例２について以下に詳細に説明する。実施例２は、主電源が正常に動作しているときにスイッチングレギュレータ２６が持つスイッチング周波数の変更機能を利用して出力電圧を下げ、ネットワーク電源１５の省電力化を図るものである。
実施例２は、前述した実施例１に対し、ネットワーク電源制御部１４−２の構成が異なる。ネットワーク電源制御部１４−２は、スイッチ２８と、スイッチングレギュレータ２６と、ＬＣ回路とを有する。

スイッチ２８は、図４に示すように主電源電圧検出部２２の出力信号に従って接点を切り換えるような構成となっており、例えばトランジスタやアナログスイッチなどで構成することができる。スイッチングレギュレータ２６はＦｓｅｔという端子を有し、ここに接続される抵抗値に基づきスイッチング周波数を変更することができる。スイッチング周波数を高くするとスイッチングレギュレータ２６の変換効率が良くなり出力電圧のリプルを抑えるなどのメリットがある。しかし、自身の消費電流はスイッチング周波数の上昇に伴って増える。従って、スイッチングレギュレータ２６の出力を使わないときにはスイッチング周波数を下げることが省電力化という観点では望ましい。

スイッチングレギュレータ２６のＦｓｅｔ端子には抵抗ＲｆとＲｄが接続され、それぞれの抵抗の他端はスイッチ２８を介していずれか一方が接地されるように構成されている。なお、スイッチングレギュレータのＤｉｎ端子（電源入力端子）にはネットワークＮの電力線Ｎ１経由でネットワーク電源部１５から電力が供給されている。

図４において、主電源電圧検出部２２の出力信号が‘Ｈ’であれば、スイッチ２８は抵抗Ｒｄを接地する。抵抗Ｒｄが接地されるとスイッチングレギュレータ２６はスイッチング周波数を低くし、これに伴い出力電圧が低下する。このため、スイッチングレギュレータ２６は自身の消費電流を抑制することができ、かつ通常電圧（５Ｖ）を出力するときに比べてコンデンサＣへのチャージ電流を抑制することができる、よって、ネットワーク電源の消費電力を省電力化させることができる。

一方、主電源電圧検出部２２の出力信号が‘Ｌ’になれば、スイッチ２８は抵抗Ｒｆを接地する。抵抗Ｒｆが接地されるとスイッチングレギュレータ２６はスイッチング周波数を通常の周波数にして５Ｖを出力する。これにより、本発明は主電源３がダウンしても、通信部３の通信機能を維持するようにしている。
このように、実施例２において主電源が正常に動作しているときには、スイッチングレギュレータ２６のスイッチング周波数を低下させてその出力電圧を低くすることによりネットワーク電源１５の消費電力を省電力化することができる。一方、主電源３がダウンした場合はスイッチングレギュレータ２６のスイッチング周波数を直ちに正常化させ正規の出力電圧を得ることができる。よって、通信部１３への電源の供給が途絶えることなく安定して通信動作を継続させることができる。

（実施例３：デューティ比制御）
次に、図５を用い、実施例３について以下に詳細に説明する。実施例３は、主電源が正常に動作しているときにスイッチングレギュレータ２６が持つフィードバック制御機能を利用して自身の出力電圧を下げ、ネットワーク電源１５の省電力化を図るものである。
実施例３は、前述した実施例１，２に対し、ネットワーク電源制御部１４−３の構成が異なる。

ネットワーク電源制御部１４−３は、スイッチングレギュレータ２６と、バイアス抵抗Ｒｆと、ＬＣ回路と、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３と、トランジスタ２９とを有する。スイッチングレギュレータ２６のＤｉｎ端子およびｎＳＤＮ端子は、ネットワークＮを介してネットワーク電源に接続されている。また、Ｆｓｅｔ端子はバイアス抵抗Ｒｆが接続され、それを介して接地されている。また、トランジスタ２９のベースには主電源電圧検出部２２の出力が、コレクタには抵抗Ｒ３を介してスイッチングレギュレータ２６の出力が接続されている。また、トランジスタ２９のエミッタは、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点に接続されると共にスイッチングレギュレータ２６のＦＢ端子に接続されている。スイッチングレギュレータ２６は、ＦＢ端子に入力された電圧に基づき自身の出力電圧を制御しており、本発明では主電源が正常に動作している間、ＦＢ端子に入力する電圧を通常よりも上昇させることによりスイッチングレギュレータの出力電圧を下げ、その消費電力を抑制している。

スイッチングレギュレータ２６は、例えばＦＢ端子に２．５Ｖを与えれば５Ｖを出力するように動き、ＦＢ端子の電圧が２．５Ｖより上昇すると、出力電圧を下げるように動く。逆にＦＢ端子の電圧が２．５Ｖより電圧が下がると、スイッチングレギュレータ２６は、出力電圧を上げるように動く。

図５において、主電源電圧検出部２２の出力信号が‘Ｌ’であれば（主電源３がオフ状態）、トランジスタ２９はオフする。そうすると、スイッチングレギュレータ２６のＦＢ端子にはスイッチングレギュレータの出力電圧を抵抗Ｒ１とＲ２によって分圧した電圧が印加される。Ｒ１とＲ２を等しい値にすれば、ＦＢ端子には２．５Ｖが印加され、スイッチングレギュレータ２６は５Ｖを出力する。従って、主電源３がオフの状態ではスイッチングレギュレータ２６は通常の電圧（５Ｖ）を出力し、それを通信部に与えることになる。

一方、主電源電圧検出部２２の出力信号が‘Ｈ’であれば（主電源３がオン状態）、トランジスタ２９はオンする。トランジスタ２９がオンすると、抵抗Ｒ１とＲ３が並列接続される。こうなると、スイッチングレギュレータ２６のＦＢ端子には、Ｒ１とＲ３との合成抵抗と、抵抗Ｒ２とで分圧した電圧が印加される。本発明ではＲ１とＲ３との合成抵抗値が、抵抗Ｒ１の抵抗値より小さくなるように抵抗Ｒ３の乗数を設定している。従って、トランジスタ２９がオンしたときのＦＢ端子の電圧は、トランジスタ２９がオフのときの２．５Ｖに比べて上昇することになる。これによりスイッチングレギュレータ２６は、自身の出力電圧を下げる。具体的には、スイッチングレギュレータ２６はスイッチングパルスのオンの時間が短くなるようにスイッチングパルスのデューティ比を変え、出力電圧を低下させる。

このようにしてスイッチングレギュレータ２６の出力電圧を低下させることで、通常電圧（５Ｖ）を出力するときに比べてコンデンサＣにチャージする電流を減らすことができる。よってスイッチングレギュレータ２６の出力電流が抑制されるため、ネットワーク電源の消費電力を節約することができる。

以上のように実施例３によれば、主電源が正常に動作しているとき、すなわち主電源電圧検出部２２の出力信号が‘Ｈ’であれば、ネットワーク電源制御部１４−３は、通常動作時に与える電圧よりも高い電圧をスイッチングレギュレータ２６のＦＢ端子に与える。こうすることによりスイッチングレギュレータ２６は、その出力電圧を下げるように作用する。これにより、本発明はスイッチングレギュレータ２６の出力電流が抑制できるため、ネットワーク電源の消費電力の省電力化が可能になる。

一方、主電源電圧検出部２２の出力信号が‘Ｌ’になれば、トランジスタ２９はオフする。そうすると、抵抗Ｒ１に抵抗Ｒ３が合成されなくなるため、スイッチングレギュレータ２６のＦＢ端子の電圧は、トランジスタ２９がオンしていたときの電圧に比べて低下する。これに伴いスイッチングレギュレータ２６は出力電圧を上昇させ、通常の電圧（５Ｖ）に戻していく。具体的に、スイッチングレギュレータ２６はスイッチングパルスのデューティ比を通常比に戻すことで出力電圧を通常の電圧に戻す。これにより、本発明は主電源３がダウンしても、通信部３の動作が維持できる。

言い換えれば、実施例３において主電源が正常に動作しているとき、本発明はスイッチングレギュレータ２６のスイッチングパルスのオンパルスを短くするようにデューティ比を変更させ、スイッチングレギュレータの出力電圧を低下させる。一方、主電源３がダウンした場合はスイッチングレギュレータ２６のスイッチングパルスのデューティ比を直ちに戻し、正規の出力電圧を得る。このように構成した本発明はネットワーク電源を省電力化すると共に、主電源３がダウンした場合でも通信部１３への電源の供給が途絶えることがない。よって、省電力でかつ安定して通信動作を継続させることができる高信頼なネットワークシステムを構築することができる。

Ｓ…通信システム、Ｍ…マスター通信装置、１…スレーブ通信装置、Ｎ…ネットワーク、２…被制御機器、３…主電源、１１…電源供給部、１２…制御部、１３…通信部、２１…電源部、２２…ネットワーク電源部、２３…制御部、２４…通信部。

Claims (7)

1. ネットワークを介して通信する通信部と、
   第１電源と、
   前記第１電源の出力電圧を検出する電圧検出部と、
   前記ネットワークを介して電力を取得し、当該取得した電力を変換して第２電圧を出力する変換部と、
   前記電圧検出部によって検出された前記第１電源の出力電圧が所定値以上のとき、前記第１電源の出力電圧を前記通信部に与えると共に前記変換部の出力電圧を前記第２電圧よりも低く出力するように前記変換部を制御し、
   前記第１電源の出力電圧が前記所定値未満のとき、前記変換部が出力する前記第２電圧を前記通信部に与える供給部と、を具備することを特徴とする通信装置。
2. 前記変換部はスイッチングレギュレータを含み、
   前記供給部は、前記電圧検出部によって検出された前記第１電源の出力電圧が所定値以上のとき、前記スイッチングレギュレータを休止モードとすることを特徴とする請求項１記載の通信装置。
3. 前記変換部はスイッチングレギュレータを含み、
   前記供給部は、前記電圧検出部によって検出された前記第１電源の出力電圧が所定値以上のとき、前記スイッチングレギュレータのスイッチングパルスの周波数を低下させて前記スイッチングレギュレータの出力電圧を低下させることを特徴とする請求項１記載の通信装置。
4. 前記変換部はスイッチングレギュレータを含み、
   前記供給部は、前記電圧検出部によって検出された前記第１電源の出力電圧が所定値以上のとき、前記スイッチングレギュレータのスイッチングパルスのオンパルスを短くデューティ比を変更させて前記スイッチングレギュレータの出力電圧を低下させることを特徴とする請求項１記載の通信装置。
5. 請求項１〜４に記載の通信装置を含むプログラマブルコントローラシステムであって、
   前記ネットワークは前記通信装置および前記ネットワークに制御指令を含む伝送フレームを発信するマスター通信装置をデイジーチェーン接続したリング状のネットワークであり、
   前記通信装置は、前記ネットワークから受信した前記伝送フレームを中継して前記伝送フレームを前記ネットワークに巡回させると共に、前記伝送フレームに自身に対する前記制御指令が含まれていれば当該制御指令を取り込み、取り込んだ制御指令に従って所定の機器を制御することを特徴とするプログラマブルコントローラシステム。
6. 第１電源の出力電圧もしくはネットワークを介して供給される電力を変換して得る第２電圧の何れか一方を使って前記ネットワークを介して通信する通信装置の通信部への電源供給方法であって、
   前記第１電源の出力電圧を検出する検出ステップと、
   前記第１電源の出力電圧が所定値以上のとき、当該第１電源の出力電圧を前記通信部に与えると共に、前記第２電圧を低下させる制御ステップと、
   前記第１電源の出力電圧が所定値未満のとき、前記第２電圧を前記通信部に与えるステップと、 を有することを特徴とする通信装置の通信部への電源供給方法。
7. 前記第２電圧はスイッチングレギュレータによって生成され、
   前記制御ステップにおいて、
   前記第１電源の電圧が前記所定値以上のとき、前記スイッチングレギュレータを休止モードにするか、前記スイッチングレギュレータのスイッチングパルスの周波数を低下させるか、前記スイッチングレギュレータのスイッチングパルスのオンパルスを短くデューティ比を変更させるか、のいずれかにより、前記第２電圧を低下することを特徴とする請求項６記載の電源供給方法。
   

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