JPH11305853A - 電源回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータなどの誘導負荷に対する外力により誘
起する発生電圧による回路の誤動作を防止し、通常の動
作時における電力損失を低減する。 【解決手段】 電圧検知回路３０は、第２のレギュレー
タ回路８への入力電圧と所定のしきい値電圧とを比較
し、入力電圧が大きい場合には、第２のレギュレータ回
路８をオン状態とし、入力電圧が小さい場合には、第２
のレギュレータ回路８をオフ状態とする。上記しきい値
電圧は、少なくとも、第１のレギュレータ回路６の出力
電圧より小さく、かつ電源オフ状態におけるモータ１０
の誘起電圧のピーク値より大きい値に設定されている。
したがって、電源スイッチ２がオフ状態の場合に、モー
タ１０の回転軸が外力により回転し、モータ１０から誘
起電圧が発生しても、第２のレギュレータ回路８のオフ
状態を維持し、発光ダイオード１９を点灯しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、所定の直流電圧
を負荷に供給する電源回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電源回路には、誘導負荷とし
て２相以上のバイファイラ巻きされたコイルなどから構
成されるモータなどを駆動するための第１の直流電圧を
発生する第１のレギュレータ回路と、電源回路が動作し
ていることを表示するための発光ダイオードや、他の制
御回路等を駆動するための第２の直流電圧を発生する第
２のレギュレータ回路とを備えるものがある。一般に、
第２のレギュレータ回路は、第１のレギュレータ回路か
ら出力されるモータなどの誘導負荷を駆動するための第
１の直流電圧から、発光ダイオードや制御回路を駆動す
るための第２の直流電圧を発生するような構成となって
いる。

【０００３】ここで、図４および図５は、各々、従来技
術による電源回路の構成例を示す回路図である。なお、
それぞれの図において、対応する部分には同一の符号を
付けている。図において、商用電源１は、電源スイッチ
２を介してトランス３の１次側に接続されている。トラ
ンス３は、商用電源を所定の交流電圧に変圧し、２次側
より出力する。ダイオードブリッジ４は、トランス３の
２次側に接続されており、変圧された交流電圧を全波整
流し、コンデンサ５を介して第１のレギュレータ回路６
に供給する。第１のレギュレータ回路６は、モータ等の
誘導負荷に駆動電力を供給するための一定した第１の直
流電圧（例えば、４０Ｖ）を発生し、平滑コンデンサ７
を介して誘導負荷であるモータ１０およびその駆動制御
回路１１に供給する。

【０００４】第１のレギュレータ回路６の出力端子に
は、誘導負荷回路としてモータ１０が接続されていると
ともに、第２のレギュレータ回路８の入力端子が接続さ
れている。図示するモータ１０は、トランジスタ１４，
１６によりオン／オフ制御されることで駆動されるステ
ッピングモータである。ダイオード１５，１７は、モー
タ１０をオン／オフ制御した際の逆起電力により生じた
電流を循環させ、トランジスタ１４，１６を保護する機
能を有する。第２のレギュレータ回路８は、上記第１の
直流電圧より小さい電圧で駆動可能な素子や回路等を駆
動するための第２の直流電圧（例えば、５Ｖ）を発生
し、発光ダイオード１９や図示しない制御回路へ供給す
る。

【０００５】上記電源回路において、電源スイッチ２が
オフ状態である場合、モータ１０の回転軸が外力により
回転すると、該モータ１０の回転により誘起電圧が発生
する。第１および第２のレギュレータ回路６，８の入力
端子に電源を供給していないにもかかわらず、該第２の
レギュレータ回路８の出力端子に直流電圧が出力され
る。ここで、例えば、図４に示す電源回路においては、
ツェナーダイオード９が接続されていない場合、あるい
は図５の電源回路においては、ダイオード２０、ツェナ
ーダイオード２１が接続されていない場合には、電源ス
イッチ２がオフ状態であるにもかかわらず、モータ１０
の誘起電圧が第２のレギュレータ回路８の入力端子へ供
給されるため、該第２のレギュレータ回路８が動作して
発光ダイオード１９が点灯し、操作者に対して機器が誤
動作したかのような錯覚を与えてしまったり、第２のレ
ギュレータ回路８からの出力電圧で駆動される制御回路
へ電力が供給され、誤動作を起こしたりする場合があ
る。

【０００６】このため、図４に示す従来の電源回路（実
公平７―４６０８０）では、第１のレギュレータ回路６
とモータ１０のコイル１２，１３との間に、モータ１０
より発生する起電力を遮断するためのツェナーダイオー
ド９を設けることで、上述した問題に対する対策を行っ
ていた。また、図５に示す従来の電源回路では、第１の
レギュレータ回路６とモータ１０のコイル１２，１３と
の間に、モータ１０より発生する起電力を遮断するため
のダイオード２０を直列に接続し、また、該コイル１
２，１３およびその制御回路１１と並列に逆起電力の電
流還流用ツェナーダイオード２１を設けることで、上述
した問題に対する対策を行っていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の電源回路では、負荷電流がダイオード２０またはツ
ェナーダイオード９を流れるため、通常の動作状態で余
分な電力損失を生じ、電流容量の大きな部品を使用しな
ければならず、コストアップにつながるという問題があ
った。また、ダイオード２０またはツェナーダイオード
９で電圧降下が生じるため、該電圧降下を考慮して、第
１のレギュレータ回路の出力電圧を設定するか、あるい
はモータ１０の駆動条件を決める必要があった。加え
て、図示するように、ダイオード２０、ツェナーダイオ
ード２１またはツェナーダイオード９を付加すること
で、モータ１０の逆起電力によって生ずる還流電流の波
形が変わってしまい、モータ１０が所望の特性を出せな
くなるという問題があった。

【０００８】この発明は上述した事情に鑑みてなされた
もので、電源オフ状態で、モータなどの誘導負荷に対す
る外力により生ずる発生電圧による回路の誤動作（例え
ば表示用発光ダイオードの誤点灯）を防止することがで
き、通常の動作時における電力損失を低減することがで
きる電源回路を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るために、本発明の電源回路は、第１の直流電圧を発生
する第１のレギュレータ回路と、第１のレギュレータ回
路の出力端に接続され、第１の直流電圧で作動する誘導
負荷回路と、第１のレギュレータ回路の出力端に接続さ
れ、第２の直流電圧を発生する第２のレギュレータ回路
と、第２のレギュレータ回路の出力端に接続され、第２
の直流電圧で作動する負荷回路とからなる電源回路にお
いて、第２のレギュレータ回路に入力される入力電圧に
基づいて、第２のレギュレータ回路をオン／オフ制御す
る制御手段を具備することを特徴とする。

【００１０】上記構成の電源回路によれば、制御手段
は、第１のレギュレータ回路から第１の直流電圧が出力
されている場合には、第２のレギュレータ回路をオン状
態とし、負荷回路に第２の直流電圧を供給する。一方、
第１のレギュレータ回路から第１の直流電圧が出力され
ていない状態で、誘導負荷回路で誘起される発生電圧が
第２のレギュレータ回路に供給された場合には、第２の
レギュレータ回路のオフ状態を維持し、負荷回路に第２
の直流電圧を供給させない。したがって、誘導負荷回路
で誘起される発生電圧による負荷回路の誤動作を防止す
ることが可能となるとともに、通常の動作時における電
力損失を低減することが可能となる。

【００１１】ここで、制御手段は、第２のレギュレータ
回路に入力される入力電圧が誘導負荷回路で誘起される
発生電圧を超えた場合に、第２のレギュレータ回路をオ
ン状態とするように構成することができる。また、制御
手段には、第２のレギュレータ回路に入力される入力電
圧が誘導負荷回路で誘起される発生電圧を超えたか否か
を検出する検出手段と、第２のレギュレータ回路の電源
供給ラインに挿入され、検出手段の検出結果に基づいて
オン／オフ動作するスイッチング手段とを具備すること
もできる。この場合において、検出手段は、第２のレギ
ュレータ回路に入力される入力電圧が誘導負荷回路で誘
起される発生電圧より大きく、かつ第１のレギュレータ
回路が発生する第１の直流電圧より小さな値のツェナー
電圧を有するツェナーダイオードで構成し、スイッチン
グ手段は、ツェナーダイオードが導通状態となることで
オン状態となるトランジスタで構成すると好適である。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に図面を参照してこの発明の実
施形態について説明する。 Ａ．電源回路の基本構成 まず、図１は、本発明の一実施形態による電源回路の基
本構成を示す回路図である。なお、図４または図５に対
応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。図
において、電圧検知回路３０は、第２のレギュレータ回
路８への入力電圧を検知し、この入力電圧に応じて、第
２のレギュレータ回路８をオン／オフ制御する。具体的
には、電圧検知回路（制御手段）３０は、第２のレギュ
レータ回路８への入力電圧と所定のしきい値電圧とを比
較し、第２のレギュレータ回路８への入力電圧がしきい
値電圧より大きい場合には、第２のレギュレータ回路８
をオン状態とし、第２のレギュレータ回路８への入力電
圧がしきい値電圧より小さい場合には、第２のレギュレ
ータ回路８をオフ状態とする。上記しきい値電圧は、少
なくとも、第１のレギュレータ回路６の出力電圧より小
さく、かつ電源オフ状態におけるモータ（誘導負荷）１
０の誘起電圧より大きな値に設定されている。

【００１３】すなわち、電圧検知回路３０は、電源スイ
ッチ２がオン状態、すなわち通常の動作時には、第２の
レギュレータ回路８にはしきい値より大きい、第１のレ
ギュレータ回路６が出力する直流電圧が供給されるの
で、第２のレギュレータ回路８をオン状態とする。ま
た、電源スイッチ２がオフ状態となると、第１のレギュ
レータ回路６の出力電圧が上記しきい値電圧より小さく
なった時点で、第２のレギュレータ回路８をオフ状態と
する。さらに、電源スイッチ２がオフ状態においては、
モータ１０の回転軸が外力により回転し、モータ１０で
誘起電圧が発生した場合でも、しきい値が誘起電圧より
大きな値に設定されているので、第２のレギュレータ回
路８のオフ状態を維持するように動作する。

【００１４】Ｂ．電圧検知回路の構成 次に、上述した電圧検知回路３０の構成について説明す
る。ここで、図２および図３は、各々、電圧検知回路３
０の構成例を示す回路図である。まず、図２に示す構成
例では、第２のレギュレータ回路８として、当該回路の
オン／オフを制御する端子がない回路を用いている。ト
ランジスタ（スイッチング手段）２２は、ベース端子へ
のベース電流供給の有無でオン／オフするスイッチング
素子であり、そのコレクタ端子が上記第２のレギュレー
タ回路８のＧＮＤ端子に接続され、エミッタ端子が接地
されている。ツェナーダイオード（検出手段）２５は、
ツェナー電圧Ｖｚ以上の逆電圧が印加されると導通する
素子であり、アノード端子が上記トランジスタ２２のベ
ース端子に接続され、カソード端子が抵抗器２６の一端
に接続されている。抵抗器２６は、その他端が電源ライ
ンに接続されており、トランジスタ２２のベース電流を
制限するための素子として機能する。

【００１５】次に、図３に示す構成例では、第２のレギ
ュレータ回路８として、当該回路のオン／オフを制御す
るためのオン／オフ端子を有する回路を用いている。ト
ランジスタ（スイッチング手段）２４は、ベース端子へ
のベース電流供給の有無でオン／オフするスイッチング
素子であり、そのコレクタ端子が上記第２のレギュレー
タ回路８のオン／オフ端子に接続され、エミッタ端子が
接地されている。抵抗器２９は、上記トランジスタ２４
のベース電流を制限するための素子として機能し、その
一端がトランジスタのベース端子に接続され、他端が電
源ラインに接続されている。次に、トランジスタ（スイ
ッチング手段）２３は、上記トランジスタ２４を駆動す
るためのスイッチング素子であり、そのコレクタ端子が
上記抵抗器の一端に接続され、エミッタ端子が接地され
ている。ツェナーダイオード２７は、ツェナー電圧Ｖｚ
以上の逆電圧が印加されると導通する素子であり、アノ
ード端子が上記トランジスタ２３のベース端子に接続さ
れ、カソード端子が抵抗器２８の一端に接続されてい
る。抵抗器２８は、その他端が電源ラインに接続されて
おり、トランジスタ２３のベース電流を制限するための
素子として機能する。

【００１６】なお、図２および図３のいずれの電圧検知
回路３０においても、ツェナーダイオード２５および２
７のツェナー電圧Ｖｚは、上述したしきい値電圧に相当
し、少なくとも、第１のレギュレータ回路６の出力電圧
より小さく、かつ電源オフ状態におけるモータ１０の誘
起電圧より大きな値に設定されている。

【００１７】Ｃ．実施形態の動作 次に、本発明の実施形態による電源回路の動作について
説明する。 Ｃ−１．第１動作例 まず、図２に示す電圧検知回路３０を用いた電源回路の
動作について説明する。電源スイッチ２がオン状態、す
なわち通常の動作時には、第２のレギュレータ回路８に
は第１のレギュレータ回路６から所定の直流電圧が供給
される。この直流電圧は、ツェナーダイオード２５のツ
ェナー電圧Ｖｚより大きい値であるので、トランジスタ
２２はオン状態となり、第２のレギュレータ回路８がオ
ン状態となって所定の出力電圧を発生する。この結果、
電源オン状態を表示する発光ダイオード１９が点灯す
る。

【００１８】次に、電源スイッチ２をオフ状態にする
と、第１のレギュレータ回路６の出力電圧、言いかえる
と、第２のレギュレータ回路８への入力電圧が上記ツェ
ナーダイオード２５のツェナー電圧Ｖｚより小さくなっ
た時点で、トランジスタ２２がオフ状態となり、第２の
レギュレータ回路８がオフ状態となって電圧を出力しな
くなる。この結果、発光ダイオード１９は消灯する。

【００１９】さらに、電源スイッチ２をオフにした状態
で、モータ１０の回転軸が外力等により回転すると、コ
イル１２，１３により誘起電圧が発生し、第２のレギュ
レータ回路８に電圧が供給される。しかし、ツェナーダ
イオード２５のツェナー電圧Ｖｚが上記誘起電圧のピー
ク値より大きな値に設定されているので、トランジスタ
２２はオン状態とならず、第２のレギュレータ回路８は
オフ状態を維持し、出力電圧を発生しない。したがっ
て、発光ダイオード１９は点灯しない。

【００２０】Ｃ−２．第２動作例 次に、図３に示す電圧検知回路３０を用いた電源回路の
動作について説明する。電源スイッチ２がオン状態、す
なわち通常の動作時には、第２のレギュレータ回路８に
は第１のレギュレータ回路６から所定の直流電圧が供給
される。この直流電圧は、ツェナーダイオード２７のツ
ェナー電圧Ｖｚより大きい値であるので、トランジスタ
２３およびトランジスタ２４がオン状態となり、第２の
レギュレータ回路８のオン／オフ端子が接地される。こ
れにより、第２のレギュレータ回路８がオン状態となっ
て所定の出力電圧を発生する。この結果、電源オン状態
を表示する発光ダイオード１９が点灯する。

【００２１】次に、電源スイッチ２をオフ状態にする
と、第１のレギュレータ回路６の出力電圧、言いかえる
と、第２のレギュレータ回路８への入力電圧が上記ツェ
ナーダイオード２７のツェナー電圧Ｖｚより小さくなっ
た時点で、トランジスタ２３がオフ状態となる。さら
に、トランジスタ２３がオフ状態となることで、トラン
ジスタ２４がオフ状態となり、第２のレギュレータ回路
８のオン／オフ端子が開放され、第２のレギュレータ回
路８がオフ状態となる。この結果、発光ダイオード１９
は消灯する。

【００２２】さらに、電源スイッチ２をオフにした状態
で、モータ１０の回転軸が外力等により回転すると、コ
イル１２，１３により誘起電圧が発生し、第２のレギュ
レータ回路８に電圧が供給される。しかし、ツェナーダ
イオード２７のツェナー電圧Ｖｚが上記誘起電圧のピー
ク値より大きな値に設定されているので、トランジスタ
２３およびトランジスタ２４はオン状態とならず、第２
のレギュレータ回路８はオフ状態を維持する。したがっ
て、発光ダイオード１９は点灯しない。

【００２３】上述したように、本実施形態によれば、第
１のレギュレータ回路６の出力端子からの電圧供給がな
いとき、モータ１０のコイル１２，１３により誘起され
る発生電圧により、第２のレギュレータ回路８に接続さ
れた表示素子の誤点灯などの誤動作を防止することがで
きる。また、第１のレギュレータ回路６の負荷への電流
経路にダイオードなどの素子を付加することがないの
で、電力損失を生ずることがなく、かつモータ１０の帰
還電流経路に何ら影響することがない。そのため、モー
タ１０の所望の特性を維持することができる。

【００２４】さらに、従来の電源回路では、コンデンサ
７の容量が大きい場合や第１のレギュレータ回路６の出
力電圧と第２のレギュレータ回路８の出力電圧との差が
大きい場合には、電源スイッチ２をオフした後、第１の
レギュレータ回路６の出力電圧と第２のレギュレータ回
路８の出力電圧の電位差が２Ｖ程度になるまで一定時間
を要し、この間、第２のレギュレータ回路８は動作を停
止しない。これに対して、本実施形態によれば、電圧検
知回路３０におけるしきい値電圧（ツェナー電圧Ｖｚ）
を少なくともモータ１０で誘起される発生電圧のピーク
値より大きな値に設定しているため、電源スイッチ２を
オフにすると、速やかに第２のレギュレータ回路８がオ
フ状態となるので、いつまでも発光ダイオード１９が点
灯しているということがないという効果が得られる。

【００２５】なお、本発明の第１または第２のレギュレ
ータ回路６，８は、ドロッパー型、あるいはチョッパー
型など、いずれのタイプでもよく、また、出力電圧など
にも限定されることはない。また、誘導負荷は、バイフ
ァイラ巻きされたコイルより構成されていれば、必ずし
もモータ１０に限定されるものではない。さらに、第２
のレギュレータ回路８により駆動される素子は、発光ダ
イオード１９だけに限定されることなく、誘導負荷の駆
動等を制御する制御回路などが加えられてもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
第１のレギュレータ回路から第１の直流電圧が出力され
ている場合には、制御手段によって、第２のレギュレー
タ回路をオン状態とし、負荷回路に第２の直流電圧を供
給する一方、第１のレギュレータ回路から第１の直流電
圧が出力されていない状態で、誘導負荷回路で誘起され
る発生電圧が第２のレギュレータ回路に供給された場合
には、第２のレギュレータ回路のオフ状態を維持し、負
荷回路に第２の直流電圧を供給させないようにしたの
で、電源オフ状態で、モータなどの誘導負荷に対する外
力により誘起される発生電圧による回路の誤動作を防止
することができ、かつ通常の動作時における電力損失を
低減することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態による電源回路の構成を
示す回路図である。

【図２】 本実施形態による電圧検知回路３０の構成例
を示す回路図である。

【図３】 本実施形態による電圧検知回路３０の構成例
を示す回路図である。

【図４】 従来技術による電源回路の構成例を示す回路
図である。

【図５】 従来技術による電源回路の構成例を示す回路
図である。

【符号の説明】

６…第１のレギュレータ回路、８…第２のレギュレータ
回路、１０…モータ（誘導負荷）、１２，１３…コイ
ル、１９…発光ダイオード（負荷回路）、２２，２３，
２４…トランジスタ（スイッチング手段）、２５，２７
…ツェナーダイオード（検出手段）、２６，２８，２９
…抵抗器、３０…電圧検知回路（制御手段）。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の直流電圧を発生する第１のレギュ
   レータ回路と、前記第１のレギュレータ回路の出力端に
   接続され、第１の直流電圧で作動する誘導負荷回路と、
   前記第１のレギュレータ回路の出力端に接続され、第２
   の直流電圧を発生する第２のレギュレータ回路と、前記
   第２のレギュレータ回路の出力端に接続され、第２の直
   流電圧で作動する負荷回路とからなる電源回路におい
   て、 前記第２のレギュレータ回路に入力される入力電圧に基
   づいて、前記第２のレギュレータをオン／オフ制御する
   制御手段を具備することを特徴とする電源回路。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記第２のレギュレー
   タ回路に入力される入力電圧が前記誘導負荷回路で誘起
   される発生電圧を超えた場合、前記第２のレギュレータ
   回路をオン状態とすることを特徴とする請求項１記載の
   電源回路。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記第２のレギュレー
   タ回路に入力される入力電圧が前記誘導負荷回路で誘起
   される発生電圧を超えたか否かを検出する検出手段と、
   前記第２のレギュレータ回路の電源供給ラインに挿入さ
   れ、前記検出手段の検出結果に基づいてオン／オフ動作
   するスイッチング手段とを具備することを特徴とする請
   求項１記載の電源回路。
4. 【請求項４】 前記検出手段は、前記第２のレギュレー
   タ回路に入力される入力電圧が前記誘導負荷回路で誘起
   される発生電圧より大きく、かつ前記第１のレギュレー
   タ回路が発生する第１の直流電圧より小さな値のツェナ
   ー電圧を有するツェナーダイオードからなり、前記スイ
   ッチング手段は、前記ツェナーダイオードが導通状態と
   なることでオン状態となるトランジスタからなることを
   特徴とする請求項３記載の電源回路。