JP5410135B2

JP5410135B2 - 電源装置

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Publication number: JP5410135B2
Application number: JP2009084519A
Authority: JP
Inventors: 茂生角本; 寛史城
Original assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2029-03-31
Also published as: JP2010239751A

Description

本発明は、２以上の電圧を出力する電源装置に関する。

従来より、２以上の電圧を出力する電源装置は、多様な機器に用いられている。例えば、特許文献１には、上述の電源装置に加えて双極型の静電チャックを備える基板保持装置が記載されている。この基板保持装置は、静電チャックの２つの電極に電源装置から互いに極性の異なる直流電圧をそれぞれ印加することで、２つの電極を正および負にそれぞれ帯電させて、静電吸着により静電チャックで基板を保持できる。

図６は、従来例に係る電源装置１００の回路図である。電源装置１００は、入力端子ＩＮ１、ＩＮ２と、制御端子ＳＷと、出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２と、電源部１０１と、スイッチング部１１１、１１２と、インバータ１２１と、を備える。

入力端子ＩＮ１には、電源装置１００の外部から第１信号が入力され、入力端子ＩＮ２には、電源装置１００の外部から第２信号が入力される。また、制御端子ＳＷには、電源装置１００の外部から制御信号が入力される。

電源部１０１は、第１信号および第２信号に基づいて、第１電圧Ｖ_１を生成してスイッチング部１１１に供給するとともに、第１電圧Ｖ_１より電位の低い第２電圧Ｖ_２を生成してスイッチング部１１２に供給する。

スイッチング部１１１には、上述の第１電圧Ｖ_１に加えて、制御端子ＳＷに入力された制御信号が供給される。このスイッチング部１１１は、制御信号に応じて動作して、第１電圧Ｖ_１を出力端子ＯＵＴ１または出力端子ＯＵＴ２に出力する。

スイッチング部１１２には、上述の第２電圧Ｖ_２に加えて、上述の制御信号の極性を反転させたものが供給される。ここで、上述の制御信号の極性の反転は、制御端子ＳＷとスイッチング部１１２との間に設けられたインバータ１２１により行われる。このスイッチング部１１２は、制御信号の極性を反転させたものに応じて動作して、第２電圧Ｖ_２を出力端子ＯＵＴ１または出力端子ＯＵＴ２に出力する。

以上の構成を備える電源装置１００では、上述のように、スイッチング部１１１は、制御端子ＳＷから入力された制御信号に応じて動作し、スイッチング部１１２は、制御端子ＳＷから入力された制御信号の極性を反転させたものに応じて動作する。これにより、スイッチング部１１１が出力端子ＯＵＴ１に第１電圧Ｖ_１を出力する期間では、スイッチング部１１２が出力端子ＯＵＴ２に第２電圧Ｖ_２を出力する。一方、スイッチング部１１１が出力端子ＯＵＴ２に第１電圧Ｖ_１を出力する期間では、スイッチング部１１２が出力端子ＯＵＴ１に第２電圧Ｖ_２を出力する。

図７は、従来例に係る電源装置１００のタイミングチャートである。所定の基準電位をＧＮＤとすると、Ｖ_ＩＮ１は、基準電位ＧＮＤを基準とした入力端子ＩＮ１の電位を示し、Ｖ_ＩＮ２は、基準電位ＧＮＤを基準とした入力端子ＩＮ２の電位を示す。また、Ｖ_ＳＷは、基準電位ＧＮＤを基準とした制御端子ＳＷの電位を示す。また、Ｖ_ＯＵＴ１は、基準電位ＧＮＤを基準とした出力端子ＯＵＴ１の電位を示し、Ｖ_ＯＵＴ２は、基準電位ＧＮＤを基準とした出力端子ＯＵＴ２の電位を示す。一方、ＶＯＵＴは、出力端子ＯＵＴ２の電位Ｖ_ＯＵＴ２を基準とした出力端子ＯＵＴ１の電位を示す。

ここで、時刻ｔ１１の直前では、入力端子ＩＮ１の電位Ｖ_ＩＮ１は、Ｖ_Ｈであり、入力端子ＩＮ２の電位Ｖ_ＩＮ２は、Ｖ_Ｈより電位の低いＶ_Ｌであり、制御端子ＳＷの電位Ｖ_ＳＷは、Ｖ_Ｙであるものとする。そして、その結果、出力端子ＯＵＴ１に第２電圧Ｖ_２が供給され、出力端子ＯＵＴ２に第１電圧Ｖ_１が供給されているものとする。すると、出力端子ＯＵＴ１の電位Ｖ_ＯＵＴ１は、Ｖ_Ｂとなり、出力端子ＯＵＴ２の電位Ｖ_ＯＵＴ２は、Ｖ_ＢよりもＶ_ＤＩＦだけ電位の高いＶ_Ａとなり、出力端子ＯＵＴ２の電位Ｖ_ＯＵＴ２を基準とした出力端子ＯＵＴ１の電位ＶＯＵＴは、−Ｖ_ＤＩＦとなっている。

時刻ｔ１１において、制御端子ＳＷの電位Ｖ_ＳＷをＶ_Ｙより電位の高いＶ_Ｘにする。すると、出力端子ＯＵＴ１に第１電圧Ｖ_１が供給され、出力端子ＯＵＴ２に第２電圧Ｖ_２が供給されることとなる。このため、出力端子ＯＵＴ１の電位Ｖ_ＯＵＴ１は、Ｖ_Ａとなり、出力端子ＯＵＴ２の電位Ｖ_ＯＵＴ２は、Ｖ_Ｂとなり、出力端子ＯＵＴ２の電位Ｖ_ＯＵＴ２を基準とした出力端子ＯＵＴ１の電位ＶＯＵＴは、＋Ｖ_ＤＩＦとなる。

時刻ｔ１２において、制御端子ＳＷの電位Ｖ_ＳＷをＶ_Ｙにする。すると、出力端子ＯＵＴ１に第２電圧Ｖ_２が供給され、出力端子ＯＵＴ２に第１電圧Ｖ_１が供給されることとなる。このため、出力端子ＯＵＴ１の電位Ｖ_ＯＵＴ１は、Ｖ_Ｂとなり、出力端子ＯＵＴ２の電位Ｖ_ＯＵＴ２は、Ｖ_Ａとなり、出力端子ＯＵＴ２の電位Ｖ_ＯＵＴ２を基準とした出力端子ＯＵＴ１の電位ＶＯＵＴは、−Ｖ_ＤＩＦとなる。

時刻ｔ１３において、時刻ｔ１１と同様に、制御端子ＳＷの電位Ｖ_ＳＷをＶ_Ｘにする。すると、時刻ｔ１１と同様に、出力端子ＯＵＴ１の電位Ｖ_ＯＵＴ１は、Ｖ_Ａとなり、出力端子ＯＵＴ２の電位Ｖ_ＯＵＴ２は、Ｖ_Ｂとなり、出力端子ＯＵＴ２の電位Ｖ_ＯＵＴ２を基準とした出力端子ＯＵＴ１の電位ＶＯＵＴは、＋Ｖ_ＤＩＦとなる。

時刻ｔ１４において、時刻ｔ１２と同様に、制御端子ＳＷの電位Ｖ_ＳＷをＶ_Ｙにする。すると、時刻ｔ１２と同様に、出力端子ＯＵＴ１の電位Ｖ_ＯＵＴ１は、Ｖ_Ｂとなり、出力端子ＯＵＴ２の電位Ｖ_ＯＵＴ２は、Ｖ_Ａとなり、出力端子ＯＵＴ２の電位Ｖ_ＯＵＴ２を基準とした出力端子ＯＵＴ１の電位ＶＯＵＴは、−Ｖ_ＤＩＦとなる。

以上より、電源装置１００は、出力端子ＯＵＴ１および出力端子ＯＵＴ２から、２つの電圧を出力する。

特開平１０−２７５６７号公報

上述のような２以上の電圧を出力する電源装置では、電源装置の周辺回路の開発負荷の軽減が要請されていた。この要請に対しては、複数の入力端子、制御端子、および複数の出力端子を備える従来の電源装置について入出力の系統数を減少させることで、対応できる。そこで、電源装置の入出力の系統数を減少させることが求められていた。

上述の課題を鑑み、本発明は、入出力の系統数を減少させた電源装置を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題を解決するために、以下の事項を提案している。
（１）本発明は、複数の入力端子および複数の出力端子と、入力された複数の電圧を前記複数の出力端子から出力させる出力制御手段と、を備える電源装置であって、前記複数の入力端子に入力された複数の信号に基づいて、前記出力制御手段を制御する制御信号を出力する制御信号出力手段をさらに備え、前記出力制御手段は、前記制御信号出力手段から出力された制御信号に基づいて、前記複数の入力端子に入力された複数の信号に応じた電圧を前記複数の出力端子から出力させることを特徴とする電源装置を提案している。

この発明によれば、複数の入力端子に入力された複数の信号に基づいて、出力制御手段を制御する制御信号を出力する制御信号出力手段を設けた。そして、出力制御手段により、制御信号出力手段から出力された制御信号に基づいて、複数の入力端子に入力された複数の信号に応じた電圧を複数の出力端子から出力させることとした。

このため、従来の電源装置では必要であった制御端子を設けることなく、複数の電圧を出力できる。したがって、従来と比べて入出力の系統数を減少させることができる。

（２）本発明は、（１）の電源装置について、前記出力制御手段は、前記複数の入力端子に入力された複数の信号に基づいて、複数の電圧を出力する電圧出力部と、前記制御信号出力手段から出力された制御信号に基づいて、前記電圧出力部から出力された複数の電圧を前記複数の出力端子から出力させる出力制御部と、を備えることを特徴とする電源装置を提案している。

この発明によれば、複数の入力端子に入力された複数の信号に基づいて複数の電圧を出力する電圧出力部と、制御信号出力手段から出力された制御信号に基づいて電圧出力部から出力された複数の電圧を複数の出力端子から出力させる出力制御部と、を出力制御手段に設けた。

このため、電圧出力部により、複数の出力端子から出力させる複数の電圧を、複数の入力端子に入力された複数の信号と同電位のものだけでなく、これら複数の信号を昇圧または減圧させたり、整流したりしたものにすることができる。これによれば、複数の出力端子から様々な電圧を出力できる。

（３）本発明は、（１）または（２）の電源装置について、前記複数の入力端子として、第１の入力端子および第２の入力端子を備え、前記制御信号出力手段は、前記第１の入力端子が前記第２の入力端子より高電位の場合に、光を出射する第１の発光手段と、前記第２の入力端子が前記第１の入力端子より高電位の場合に、光を出射する第２の発光手段と、を備え、前記出力制御手段は、前記第１の発光手段から出射された光を受光する第１の受光手段と、前記第２の発光手段から出射された光を受光する第２の受光手段と、を備え、前記第１の受光手段により受光したか否かと、前記第２の受光手段により受光したか否かと、に基づいて、前記第１の入力端子に入力された信号と、前記第２の入力端子に入力された信号と、に応じた電圧を前記複数の出力端子から出力させることを特徴とする電源装置を提案している。

この発明によれば、複数の入力端子として、第１の入力端子および第２の入力端子を設けた。また、記制御信号出力手段に、第１の入力端子が第２の入力端子より高電位の場合に光を出射する第１の発光手段と、第２の入力端子が第１の入力端子より高電位の場合に光を出射する第２の発光手段と、を設けた。また、出力制御手段に、第１の発光手段から出射された光を受光する第１の受光手段と、記第２の発光手段から出射された光を受光する第２の受光手段と、を設けた。そして、出力制御手段により、第１の受光手段により受光したか否かと、第２の受光手段により受光したか否かと、に基づいて、第１の入力端子に入力された信号と、第２の入力端子に入力された信号と、に応じた電圧を複数の出力端子から出力させることとした。

このため、第１の入力端子に入力された信号と、第２の入力端子に入力された信号と、に基づいて、複数の電圧を出力でき、上述した効果と同様の効果を奏することができる。

本発明によれば、電源装置の入出力の系統数を減少させることができる。

本発明の第１実施形態に係る電源装置の回路図である。前記電源装置のタイミングチャートである。本発明の第２実施形態に係る電源装置の回路図である。前記電源装置の動作を説明するための図である。前記電源装置の動作を説明するための図である。従来例に係る電源装置の回路図である。前記電源装置のタイミングチャートである。

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、以下の実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下の実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る電源装置１の回路図である。電源装置１は、図６に示した従来例に係る電源装置１００とは、電源部１０１、制御端子ＳＷ、およびインバータ１２１の代わりに、電源部１０、極性検出部１１、および整流部２１を備える点が異なる。なお、電源装置１において、電源装置１００と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。

電源部１０は、第１信号および第２信号が整流部２１により整流されたものに基づいて、第１電圧Ｖ_１を生成してスイッチング部１１１に供給するとともに、第１電圧Ｖ_１より電位の低い第２電圧Ｖ_２を生成してスイッチング部１１２に供給する。

極性検出部１１は、入力端子ＩＮ１に入力された第１信号と、入力端子ＩＮ２に入力された第２信号と、に基づいて、スイッチング部１１１、１１２に制御信号を供給する。具体的には、第１信号が入力された入力端子ＩＮ１の電位と、第２信号が入力された入力端子ＩＮ２の電位と、を比較する。そして、入力端子ＩＮ１の電位が入力端子ＩＮ２の電位より高い場合には、出力端子ＯＵＴ１に第１電圧Ｖ_１を出力させる制御信号をスイッチング部１１１に供給するとともに、出力端子ＯＵＴ２に第２電圧Ｖ_２を出力させる制御信号をスイッチング部１１２に供給する。一方、入力端子ＩＮ１の電位が入力端子ＩＮ２の電位より低い場合には、出力端子ＯＵＴ１に第２電圧Ｖ_２を出力させる制御信号をスイッチング部１１１に供給するとともに、出力端子ＯＵＴ２に第１電圧Ｖ_１を出力させる制御信号をスイッチング部１１２に供給する。

また、極性検出部１１は、入力端子ＩＮ１に入力された第１信号と、入力端子ＩＮ２に入力された第２信号と、を整流部２１に供給する。

整流部２１は、極性検出部１１から供給された第１信号および第２信号を整流し、電源部１０に供給する。

図２は、電源装置１のタイミングチャートである。所定の基準電位をＧＮＤとすると、Ｖ_ＩＮ１は、基準電位ＧＮＤを基準とした入力端子ＩＮ１の電位を示し、Ｖ_ＩＮ２は、基準電位ＧＮＤを基準とした入力端子ＩＮ２の電位を示す。また、Ｖ_ＯＵＴ１は、基準電位ＧＮＤを基準とした出力端子ＯＵＴ１の電位を示し、Ｖ_ＯＵＴ２は、基準電位ＧＮＤを基準とした出力端子ＯＵＴ２の電位を示す。一方、ＶＯＵＴは、出力端子ＯＵＴ２の電位Ｖ_ＯＵＴ２を基準とした出力端子ＯＵＴ１の電位を示す。

ここで、時刻ｔ１の直前では、入力端子ＩＮ１の電位Ｖ_ＩＮ１は、Ｖ_Ｌであり、入力端子ＩＮ２の電位Ｖ_ＩＮ２は、Ｖ_Ｌより電位の高いＶ_Ｈであるものとする。これによれば、入力端子ＩＮ１の電位Ｖ_ＩＮ１が入力端子ＩＮ２の電位Ｖ_ＩＮ２より低くなるので、出力端子ＯＵＴ１に第２電圧Ｖ_２が供給され、出力端子ＯＵＴ２に第１電圧Ｖ_１が供給されることとなる。このため、出力端子ＯＵＴ１の電位Ｖ_ＯＵＴ１は、Ｖ_Ｂとなり、出力端子ＯＵＴ２の電位Ｖ_ＯＵＴ２は、Ｖ_ＢよりもＶ_ＤＩＦだけ電位の高いＶ_Ａとなり、出力端子ＯＵＴ２の電位Ｖ_ＯＵＴ２を基準とした出力端子ＯＵＴ１の電位ＶＯＵＴは、−Ｖ_ＤＩＦとなっている。

時刻ｔ１において、入力端子ＩＮ１の電位Ｖ_ＩＮ１をＶ_Ｈにするとともに、入力端子ＩＮ２の電位Ｖ_ＩＮ２をＶ_Ｌにする。すると、入力端子ＩＮ１の電位Ｖ_ＩＮ１が入力端子ＩＮ２の電位Ｖ_ＩＮ２より高くなるので、出力端子ＯＵＴ１に第１電圧Ｖ_１が供給され、出力端子ＯＵＴ２に第２電圧Ｖ_２が供給されることとなる。このため、出力端子ＯＵＴ１の電位Ｖ_ＯＵＴ１は、Ｖ_Ａとなり、出力端子ＯＵＴ２の電位Ｖ_ＯＵＴ２は、Ｖ_Ｂとなり、出力端子ＯＵＴ２の電位Ｖ_ＯＵＴ２を基準とした出力端子ＯＵＴ１の電位ＶＯＵＴは、＋Ｖ_ＤＩＦとなる。

時刻ｔ２において、入力端子ＩＮ１の電位Ｖ_ＩＮ１をＶ_Ｌにするとともに、入力端子ＩＮ２の電位Ｖ_ＩＮ２をＶ_Ｈにする。すると、入力端子ＩＮ１の電位Ｖ_ＩＮ１が入力端子ＩＮ２の電位Ｖ_ＩＮ２より低くなるので、出力端子ＯＵＴ１に第２電圧Ｖ_２が供給され、出力端子ＯＵＴ２に第１電圧Ｖ_１が供給されることとなる。このため、出力端子ＯＵＴ１の電位Ｖ_ＯＵＴ１は、Ｖ_Ｂとなり、出力端子ＯＵＴ２の電位Ｖ_ＯＵＴ２は、Ｖ_Ａとなり、出力端子ＯＵＴ２の電位Ｖ_ＯＵＴ２を基準とした出力端子ＯＵＴ１の電位ＶＯＵＴは、−Ｖ_ＤＩＦとなる。

時刻ｔ３において、時刻ｔ１と同様に、入力端子ＩＮ１の電位Ｖ_ＩＮ１をＶ_Ｈにするとともに、入力端子ＩＮ２の電位Ｖ_ＩＮ２をＶ_Ｌにする。すると、時刻ｔ１と同様に、出力端子ＯＵＴ１の電位Ｖ_ＯＵＴ１は、Ｖ_Ａとなり、出力端子ＯＵＴ２の電位Ｖ_ＯＵＴ２は、Ｖ_Ｂとなり、出力端子ＯＵＴ２の電位Ｖ_ＯＵＴ２を基準とした出力端子ＯＵＴ１の電位ＶＯＵＴは、＋Ｖ_ＤＩＦとなる。

時刻ｔ４において、時刻ｔ２と同様に、入力端子ＩＮ１の電位Ｖ_ＩＮ１をＶ_Ｌにするとともに、入力端子ＩＮ２の電位Ｖ_ＩＮ２をＶ_Ｈにする。すると、時刻ｔ２と同様に、出力端子ＯＵＴ１の電位Ｖ_ＯＵＴ１は、Ｖ_Ｂとなり、出力端子ＯＵＴ２の電位Ｖ_ＯＵＴ２は、Ｖ_Ａとなり、出力端子ＯＵＴ２の電位Ｖ_ＯＵＴ２を基準とした出力端子ＯＵＴ１の電位ＶＯＵＴは、−Ｖ_ＤＩＦとなる。

以上の電源装置１によれば、以下の効果を奏することができる。

スイッチング部１１１は、極性検出部１１から供給された制御信号に応じて動作して、第１電圧Ｖ_１を出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２のうち一方に出力し、スイッチング部１１２は、極性検出部１１から供給された制御信号に応じて動作して、第２電圧Ｖ_２を出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２のうち他方に出力する。極性検出部１１は、入力端子ＩＮ１に入力された第１信号と、入力端子ＩＮ２に入力された第２信号と、に基づいて、スイッチング部１１１、１１２に制御信号を供給する。以上によれば、電源装置１は、図６に示した従来例に係る電源装置１００では必要であった制御端子ＳＷを設けることなく、出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２から、２つの電圧を出力できる。このため、従来と比べて入出力の系統数を減少させることができる。

整流部２１により、第１信号および第２信号を整流する。そして、電源部１０により、第１信号が整流部２１により整流されたものに基づいて第１電圧Ｖ_１を生成し、第２信号が整流部２１により整流されたものに基づいて第２電圧Ｖ_２を生成する。そして、スイッチング部１１１、１１２により、第１電圧Ｖ_１および第２電圧Ｖ_２のうち、一方を出力端子ＯＵＴ１に出力するとともに、他方を出力端子ＯＵＴ２に出力する。このため、出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２から、入力端子ＩＮ１に入力された信号を整流したものに基づく電圧と、入力端子ＩＮ２に入力された信号を整流したものに基づく電圧と、を出力することができる。

＜第２実施形態＞
図３は、本発明の第２実施形態に係る電源装置１Ａの回路図である。電源装置１Ａは、図１に示した本発明の第１実施形態に係る電源装置１とは、極性検出部１１の代わりに極性検出部１１Ａを備える点と、スイッチング部１１１、１１２の代わりにスイッチング部１２を備える点と、が異なる。なお、電源装置１Ａにおいて、電源装置１と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。

極性検出部１１Ａは、発光素子Ｄ１、Ｄ２と、抵抗Ｒ１と、を備える。発光素子Ｄ１のアノードと、発光素子Ｄ２のカソードとには、入力端子ＩＮ１および整流部２１が接続される。発光素子Ｄ１のカソードと、発光素子Ｄ２のアノードとには、抵抗Ｒ１を介して、入力端子ＩＮ２および整流部２１が接続される。

スイッチング部１２は、受光素子Ｑ１、Ｑ２と、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴで構成されるスイッチ素子Ｑ３、Ｑ４と、ダイオードＤ３、Ｄ４と、抵抗Ｒ２、Ｒ３と、を備える。

受光素子Ｑ１のドレインには、抵抗Ｒ２を介して電源部１０が接続されるとともに、スイッチ素子Ｑ３のゲートと、ダイオードＤ３のカソードと、が接続される。受光素子Ｑ１のソースには、電源部１０が接続される。なお、以降では、電源部１０と抵抗Ｒ２との接点を接点Ｐ１とし、電源部１０と受光素子Ｑ１のソースとの接点を接点Ｐ２とする。

スイッチ素子Ｑ３のゲートには、上述の受光素子Ｑ１のドレインが接続されるとともに、抵抗Ｒ２を介して接点Ｐ１が接続される。スイッチ素子Ｑ３のドレインには、接点Ｐ１が接続され、スイッチ素子Ｑ３のソースには、ダイオードＤ３のアノードと、グラウンドと、が接続される。

受光素子Ｑ２のドレインには、抵抗Ｒ３を介して接点Ｐ１が接続されるとともに、スイッチ素子Ｑ４のゲートと、ダイオードＤ４のカソードと、が接続される。受光素子Ｑ２のソースには、接点Ｐ２が接続される。

スイッチ素子Ｑ４のゲートには、上述の受光素子Ｑ２のドレインが接続されるとともに、抵抗Ｒ３を介して接点Ｐ１が接続される。スイッチ素子Ｑ４のドレインには、接点Ｐ１が接続され、スイッチ素子Ｑ４のソースには、ダイオードＤ４のアノードと、出力端子ＯＵＴ１と、が接続される。

出力端子ＯＵＴ２には、整流部２１および電源部１０が接続される。

以上の構成を備える電源装置１Ａでは、整流部２１は、第１信号と第２信号との差分を整流し、電源部１０に供給するとともに、接地電圧を電源部１０および出力端子ＯＵＴ２に供給する。電源部１０は、第１信号と第２信号との差分が整流部２１により整流されたものに基づいて、第１電圧Ｖ_１を生成するとともに、第１電圧Ｖ_１より電位の低い第２電圧Ｖ_２を生成する。

また、発光素子Ｄ１は、順方向電圧を印加されると光Ａを出射し、発光素子Ｄ２は、順方向電圧を印加されると光Ｂを出射する。受光素子Ｑ１は、発光素子Ｄ１から出射される光Ａを受光可能に設けられており、光Ａを受光するとオン状態になる。一方、受光素子Ｑ２は、発光素子Ｄ２から出射される光Ｂを受光可能に設けられており、光Ｂを受光するとオン状態になる。

以上の電源装置１Ａの動作について、図４および図５を用いて以下に説明する。なお、図４および図５において、スイッチ素子Ｑ３は、ゲート−ソース間電圧が第２電圧Ｖ_２になるとオフ状態になり、ゲート−ソース間電圧が第１電圧Ｖ_１を抵抗Ｒ２で電圧降下させたものになるとオン状態になるものとする。また、スイッチ素子Ｑ４は、ゲート−ソース間電圧が第２電圧Ｖ_２になるとオフ状態になり、ゲート−ソース間電圧が第１電圧Ｖ_１を抵抗Ｒ３で電圧降下させたものになるとオン状態になるものとする。

まず、図４を用いて、出力端子ＯＵＴ１から第１電圧Ｖ_１を出力し、出力端子ＯＵＴ２から接地電圧を出力する場合の電源装置１Ａの動作について説明する。この場合、入力端子ＩＮ１に第１信号が入力されるとともに、入力端子ＩＮ２に第２信号が入力され、入力端子ＩＮ１の電位が入力端子ＩＮ２の電位よりも高くなる。すると、発光素子Ｄ１では、アノードの電位がカソードの電位より高くなり、順方向電圧が印加された状態となる。一方、発光素子Ｄ２では、カソードの電位がアノードの電位より高くなり、逆方向電圧が印加された状態となる。

すると、発光素子Ｄ１は光Ａを出射するので、受光素子Ｑ１はオン状態になる。一方、発光素子Ｄ２は光Ｂを出射しないので、受光素子Ｑ２はオフ状態になる。

受光素子Ｑ１がオン状態になると、スイッチ素子Ｑ３のゲートと接点Ｐ２とが電気的に接続され、スイッチ素子Ｑ３のゲート−ソース間電圧が第２電圧Ｖ_２になる。その結果、スイッチ素子Ｑ３は、オフ状態になる。

一方、受光素子Ｑ２がオフ状態になると、スイッチ素子Ｑ４のゲートと接点Ｐ２とが電気的に切断され、スイッチ素子Ｑ４のゲート−ソース間電圧が第１電圧Ｖ_１を抵抗Ｒ３で電圧降下させたものになる。その結果、スイッチ素子Ｑ４は、オン状態になる。

以上より、入力端子ＩＮ１に第１信号が入力されるとともに、入力端子ＩＮ２に第２信号が入力され、入力端子ＩＮ１の電位が入力端子ＩＮ２の電位よりも高くなると、第１電圧Ｖ_１がオン状態のスイッチ素子Ｑ４を介して出力端子ＯＵＴ１に供給され、出力端子ＯＵＴ１から第１電圧Ｖ_１が出力されることとなる。一方、出力端子ＯＵＴ２からは、整流部２１から供給される接地電圧が出力される。

次に、図５を用いて、出力端子ＯＵＴ１から第２電圧Ｖ_２を出力し、出力端子ＯＵＴ２から接地電圧を出力する場合の電源装置１Ａの動作について説明する。この場合、入力端子ＩＮ１に第１信号が入力されるとともに、入力端子ＩＮ２に第２信号が入力され、入力端子ＩＮ２の電位が入力端子ＩＮ１の電位よりも高くなる。すると、発光素子Ｄ１では、カソードの電位がアノードの電位より高くなり、逆方向電圧が印加された状態となる。一方、発光素子Ｄ２では、アノードの電位がカソードの電位より高くなり、順方向電圧が印加された状態となる。

すると、発光素子Ｄ１は光Ａを出射しないので、受光素子Ｑ１はオフ状態になる。一方、発光素子Ｄ２は光Ｂを出射するので、受光素子Ｑ２はオン状態になる。

受光素子Ｑ１がオフ状態になると、スイッチ素子Ｑ３のゲートと接点Ｐ２とが電気的に切断され、スイッチ素子Ｑ３のゲート−ソース間電圧が第１電圧Ｖ_１を抵抗Ｒ２で電圧降下させたものになる。その結果、スイッチ素子Ｑ３は、オン状態になる。

一方、受光素子Ｑ２がオン状態になると、スイッチ素子Ｑ４のゲートと接点Ｐ２とが電気的に接続され、スイッチ素子Ｑ４のゲート−ソース間電圧が第２電圧Ｖ_２になる。その結果、スイッチ素子Ｑ４は、オフ状態になる。

以上より、入力端子ＩＮ１に第１信号が入力されるとともに、入力端子ＩＮ２に第２信号が入力され、入力端子ＩＮ２の電位が入力端子ＩＮ１の電位よりも高くなると、第２電圧Ｖ_２がオン状態の受光素子Ｑ２を介して出力端子ＯＵＴ１に供給され、出力端子ＯＵＴ１から第２電圧Ｖ_２が出力されることとなる。一方、出力端子ＯＵＴ２からは、整流部２１から供給される接地電圧が出力される。

以上の構成を備える電源装置１Ａによれば、従来と比べて入出力の系統数を減少させることができるという上述の電源装置１の効果に加えて、以下の効果を奏することができる。

整流部２１により、第１信号と第２信号との差分を整流し、電源部１０に供給するとともに、接地電圧を出力端子ＯＵＴ２に供給する。そして、電源部１０により、第１信号と第２信号との差分が整流部２１により整流されたものに基づいて、第１電圧Ｖ_１を生成するとともに、第１電圧Ｖ_１より電位の低い第２電圧Ｖ_２を生成する。そして、スイッチング部１２により、第１電圧Ｖ_１または第２電圧Ｖ_２を出力端子ＯＵＴ１に出力する。このため、出力端子ＯＵＴ１から、入力端子ＩＮ１に入力された信号と入力端子ＩＮ２から入力された信号との差分を整流したものに基づく電圧を出力し、出力端子ＯＵＴ２から接地電圧を出力することができる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

例えば、上述の各実施形態では、２つの出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２を設けたが、これに限らず、例えば出力端子を４つや５つ設けてもよい。これによれば、出力端子の数に応じた種類の電圧を出力できる。

１、１Ａ、１００；電源装置
１０、１０１；電源部
１１、１１Ａ；極性検出部
１２、１１１、１１２；スイッチング部
２１；整流部
ＩＮ１、ＩＮ２；入力端子
Ｄ１、Ｄ２；発光素子
Ｑ１、Ｑ２；受光素子
Ｑ３、Ｑ４；スイッチ素子
ＯＵＴ１、ＯＵＴ２；出力端子

Claims

２つの入力端子と、第１の出力端子および第２の出力端子と、入力された２種類の電圧のいずれかを当該第１の出力端子から出力させる出力制御手段と、を備える電源装置であって、
前記２つの入力端子に入力された２つの信号に基づいて、第１の制御信号および第２の制御信号を出力する制御信号出力手段をさらに備え、
前記出力制御手段は、
第１端子に前記２種類の電圧のうち第２の電圧が印加され、第２端子に第１の抵抗を介して当該２種類の電圧のうち当該第２の電圧より電位の高い第１の電圧が印加され、制御端子に前記第１の制御信号が印加され、当該第１端子と当該制御端子との電位差に応じて当該第１端子と当該第２端子とがオンオフする第１のスイッチ素子と、
第１端子に前記第２の電圧が印加され、第２端子に第２の抵抗を介して前記第１の電圧が印加され、制御端子に前記第２の制御信号が印加され、当該第１端子と当該制御端子との電位差に応じて当該第１端子と当該第２端子とがオンオフする第２のスイッチ素子と、
一端が前記第１のスイッチ素子の第２端子に接続され、他端が接地され、当該他端から当該一端に向かって電流を流す第１の一方向性素子と、
一端が前記第２のスイッチ素子の第２端子に接続され、他端が前記第１の出力端子に接続され、当該他端から当該一端に向かって電流を流す第２の一方向性素子と、
第１端子が前記第１の一方向性素子の他端に接続され、第２端子に前記第１の電圧が印加され、制御端子が前記第１のスイッチ素子の第２端子に接続され、当該第１端子と当該制御端子との電位差に応じて当該第１端子と当該第２端子とがオンオフする第３のスイッチ素子と、
第１端子が前記第１の出力端子に接続され、第２端子に前記第１の電圧が印加され、制御端子が前記第２のスイッチ素子の第２端子に接続され、当該第１端子と当該制御端子との電位差に応じて当該第１端子と当該第２端子とがオンオフする第４のスイッチ素子と、を備えることを特徴とする電源装置。
前記２つの入力端子として、第１の入力端子および第２の入力端子を備え、
前記制御信号出力手段は、
前記第１の入力端子が前記第２の入力端子より高電位の場合に、光を出射する第１の発光手段と、
前記第２の入力端子が前記第１の入力端子より高電位の場合に、光を出射する第２の発光手段と、を備え、
前記第１の発光手段から光が出射されると、前記第１のスイッチ素子がオン状態になり、
前記第２の発光手段から光が出射されると、前記第２のスイッチ素子がオン状態になることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。