(57)【要約】【課題】本発明は、入力部に印加された電圧が降下した場合においても安定的に動作する電源装置の提供を目的とする。【解決手段】  本発明は、入力部と、保護回路と、昇圧回路と、降圧回路とを有する。保護回路は、入力部と電気的に接続する第１の端子と、昇圧回路と電気的に接続する第２の端子と、降圧回路と電気的に接続する第３の端子とを有する。第１の端子と第２の端子とは、第１の端子に印加される電圧と第３の端子に印加される電圧との差が所定の電位差と等しいまたは上回る場合に導通され、入力部から供給される電流値が所定の電流値と等しいまたは上回る場合に遮断される。昇圧回路は、第２の端子から印加される電圧を昇圧して出力する。そして、降圧回路は、昇圧回路の昇圧動作によって第３の端子に印加する電圧を降圧する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の端子と、第２の端子と、第３の端子とを有し、前記第１の端子に印加される電圧と前記第３の端子に印加される電圧との差が所定の電位差と等しいまたは上回る場合に前記第１の端子と前記第２の端子とを導通し、前記第１の端子に供給される電流値が所定の電流値と等しいまたは上回る場合に前記第１の端子と前記第２の端子とを遮断する保護回路と、
前記第２の端子と電気的に接続し、前記第２の端子から印加される電圧を昇圧して出力する昇圧回路と、
前記第３の端子と電気的に接続し、前記昇圧回路の昇圧によって前記第３の端子に印加する電圧を降圧する降圧回路と、
を備える電源装置。
【請求項２】
前記昇圧回路は、前記第２の端子と電気的に接続する第１のコイルを有し、
前記降圧回路は、前記第１のコイルと磁気的に結合して前記第１のコイルの昇圧によって交流電力を発生する第２のコイルを有し、前記交流電力を利用して前記第３の端子に印加する電圧を降圧する、
請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
少なくとも第１の方向に移動する移動体であって、
電源部と、
前記電源部と電気的に接続される移動体回路と、
前記移動体回路と電気的に接続される第１の負荷部と、
前記電源部と電気的に接続し、前記電源部からの電力を供給され、前記第１の方向への移動に用いられる駆動力を発生させる第２の負荷部と、
前記電源部と電気的に接続される入力部と、前記第１の負荷部と電気的に接続される出力端子部とを有する電源装置と、
前記電源装置と電気的に接続されており、前記第２の負荷部を駆動する駆動制御信号を出力する制御機構と、
を備え、
前記電源装置は、
前記入力部と電気的に接続する第１の端子と、前記第１の端子と電気的に接続する第２の端子と、前記第１の端子と前記第２の端子とを遮断または導通する第３の端子とを有し、前記第１の端子に印加される電圧と前記第３の端子に印加される電圧との差が所定の電位差と等しいまたは上回る場合に前記第１の端子と前記第２の端子とを導通し、前記入力部から供給される電流値が所定の電流値と等しいまたは上回る場合に前記第１の端子と前記第２の端子とを遮断する保護回路と、
前記第２の端子および前記出力端子部と電気的に接続し、前記第２の端子から印加される電圧を昇圧して前記出力端子部から出力する昇圧回路と、
前記第３の端子と電気的に接続し、前記昇圧回路の昇圧によって前記第３の端子に印加する電圧を降圧する降圧回路と、
を有し、
前記昇圧回路は、前記制御機構が前記駆動制御信号を出力することにより昇圧を開始する、
移動体。
【請求項４】
前記降圧回路は、前記制御機構が前記駆動制御信号してから前記第２の負荷部が駆動するまでの間に前記第３の端子に印加する電圧の降下を開始する、請求項３記載の移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器の電子回路に組み込まれ、電子回路の電圧降下を抑制する電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の一例として、たとえば自動車や無人搬送用ロボットなどの移動体がある。移動体は、電源部と、第１の負荷部と、第２の負荷部と、移動体回路とを有している。そして、移動体は、移動体回路を介して第１の負荷部と第２の負荷部とに電源部からの電力を供給できるように構成されている。このように、移動体は、第１の負荷部と第２の負荷部とを共通の電源部を用いて電力の供給を行っている。そのため、第２の負荷部が起動する場合に、第１の負荷部に供給される電力の電圧が降下してしまい、第１の負荷部が正常に動作できなくなるおそれがある。
【０００３】
そこで、移動体は、移動体回路に対して電気的に並列に接続されて、電源部から第１の負荷部へ電力を供給する電源装置を有している。電源装置は、入力部と、保護回路と、昇圧回路とを有している。入力部は、たとえば移動体に組み込まれる場合に、移動体の電源部と電気的に接続される。保護回路は、第１の端子と、第２の端子と、第３の端子とを有する。第１の端子は、電源部と電気的に接続する。第２の端子は、昇圧回路と電気的に接続する。第３の端子はグランドと電気的に接続する。そして、第１の端子と第２の端子とは、入力部から印加される電圧とグランドの電圧（第３の端子の電圧）との差が所定の電圧差以上となる場合に導通し、入力部から供給される電流値が所定の値以上となる場合に遮断される。そして、昇圧回路は、第２の端子から印加される電圧を昇圧して出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１７７９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電源装置は、移動体回路に対して電気的に並列に電気的に接続されている。また、電源装置は、グランドの電圧を基準として入力部と昇圧回路との間を保護回路によって導通している。そのため、電源部の出力する電圧が降圧する場合、入力部から印加される電圧とグランドの電圧との差が小さくなってしまう。言い帰れば、第１の端子と第３の端子との間の電位差が小さくなってしまう。これにより、保護回路は、入力部と昇圧回路との間を遮断してしまうおそれがある。つまり、電源装置は、電圧の降圧を抑制する必要がある場合に、安定して動作することが困難となるおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は、入力部に印加される電圧が降圧したとしても、安定して動作できる電源装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、保護回路と、昇圧回路と、降圧回路とを有する。保護回路は、第１の端子と、第２の端子と、第３の端子とを有する。保護回路は、第１の端子に印加される電圧と第３の端子に印加される電圧との差が所定の電位差と等しいまたは上回る場合に、第１の端子と第２の端子とを導通する。また、保護回路は、第１の端子に供給される電流値が所定の電流値と等しいまたは上回る場合に第１の端子と第２の端子とを遮断する。昇圧回路は、第２の端子と電気的に接続する。そして、昇圧回路は、第２の端子から印加される電圧
を昇圧して出力する。降圧回路は、第３の端子と電気的に接続する。そして、降圧回路は、昇圧回路の昇圧によって第３の端子に印加する電圧を降圧する。
【発明の効果】
【０００８】
これにより、本発明は、第１の端子に印加される電圧が降下したとしても、第１の端子に印加される電圧と第３の端子に印加される電圧との差の減少を抑制できる。よって、本発明は、第１の端子に印加される電圧が降下した場合でも、安定して動作する電源装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】電源装置の回路図
【図２】移動体の電子回路の回路図
【図３】電源装置のタイミング図
【図４】他の動作における電源装置のタイミング図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態の説明にあたって「電気的に接続」という表現を用いる。ここで、「電気的に接続」とは、電子部品と電子部品とが電気回路を構成していることを意味する。
【００１１】
たとえば、「電子部品Ａと電子部品Ｂとが電気的に接続されている」は、電子部品Ａと電子部品Ｂとが電子回路を構成することを意味する。また、この場合、電子部品Ａが、電子部品Ｃを介して電子部品Ｂと接続されていてもよい。
【００１２】
また、たとえば、コイルＡとコイルＢとが磁気的な相互作用によって電気回路を構成する場合においても「コイルＡとコイルＢとは電気的に接続されている」と表現する。しかしながら、先の場合において磁気的な相互作用を特に強調する場合は「コイルＡとコイルＢとは磁気的に結合する」と表現する。
【００１３】
（電源装置１００の概要）
図１および図２を参照して電源装置１００について説明する。図１は、電源装置の回路図である。図２は、移動体の電子回路の回路図である。電源装置１００は、入力部１０と、保護回路２０と、昇圧回路３０と、降圧回路４０とを有する。
【００１４】
保護回路２０は、第１の端子２１ａと、第２の端子２１ｂと、第３の端子２１ｃとを有する。第１の端子２１ａは、入力部１０と電気的に接続する。第２の端子２１ｂは、第１の端子２１ａと電気的に接続する。そして、第３の端子２１ｃは、第１の端子２１ａと第２の端子２１ｂとを遮断または導通する。
【００１５】
ここで、第１の端子２１ａと第２の端子２１ｂとは、第１の端子２１ａに印加される電圧と第３の端子２１ｃに印加される電圧との差が所定の電位差と等しいまたは上回る場合に第３の端子２１ｃによって導通される。また、第１の端子２１ａと第２の端子２１ｂとは、入力部１０から供給される電流値が所定の電流値と等しいまたは上回る場合に第３の端子２１ｃによって遮断される。
【００１６】
昇圧回路３０は、保護回路２０の第２の端子２１ｂと電気的に接続する。そして、昇圧回路３０は、第２の端子２１ｂに印加される電圧を昇圧して出力する。降圧回路４０は、保護回路２０の第３の端子２１ｃと電気的に接続する。また、降圧回路４０は、昇圧回路３０の昇圧動作によって第３の端子２１ｃに印加する電圧を降下する。
【００１７】
電源装置１００は、昇圧回路３０の昇圧動作によって第３の端子２１ｃに印加する電圧
を降下する降圧回路４０を有する。そのため、入力部１０に印加される電圧が降下し、第１の端子２１ａに印加される電圧が降下したとしても、昇圧回路３０が動作することによって、第１の端子２１ａと第３の端子２１ｃとの電位差の減少は抑制される。そのため、電源装置１００は、入力部１０の電圧が降下した場合でも、保護回路２０によって入力部１０と昇圧回路３０とが遮断される（第１の端子２１ａと第２の端子２１ｂとが第３の端子２１ｃによって遮断される）ことを抑制できる。すなわち、電源装置１００は、入力部１０の電圧が降下した場合でも安定して動作できる。
【００１８】
（電源装置１００の詳細な構成）
図１および図２を参照して、電源装置１００の構成を詳細に説明する。電源装置１００は、入力部１０と、保護回路２０と、昇圧回路３０と、降圧回路４０と、出力部５０と、制御部６０と、グランド部７０とを有する。入力部１０は、保護回路２０と電気的に接続する。保護回路２０は、昇圧回路３０と電気的に接続する。昇圧回路３０は、出力部５０と電気的に接続する。降圧回路４０は、昇圧回路３０と磁気的に結合し、保護回路２０と電気的に接続している。制御部６０は、保護回路２０、昇圧回路３０や、出力部５０の制御や監視を行う。グランド部７０は、保護回路２０と、昇圧回路３０と、降圧回路４０と、出力部５０と電気的に接続する。
【００１９】
入力部１０は、入力端子１１と、コンデンサ１２とを有する。入力端子１１は、たとえば、電源装置１００の組み込まれた電子回路の電源（たとえば移動体の電子回路２００における電源２１０）などと電気的に接続され、電力を入力される。コンデンサ１２は、入力端子１１と電気的に接続する。コンデンサ１２は、入力端子１１に入力される電力を遅延させ平滑にする。これにより、入力部１０は、入力端子１１に供給された電力を平滑化して保護回路２０へと出力できる。
【００２０】
保護回路２０は、スイッチング素子２１と、制御素子２２と、コンデンサ２３とを有する。スイッチング素子２１は、第１の端子２１ａと、第２の端子２１ｂと、第３の端子２１ｃとを有する。第１の端子２１ａは、入力部１０と電気的に接続する。第２の端子２１ｂは、昇圧回路３０と電気的に接続する。第３の端子２１ｃは、制御素子２２と電気的に接続し、制御素子２２を介して降圧回路４０と電気的に接続する。
【００２１】
ここで、第３の端子２１ｃは、第１の端子２１ａと第２の端子２１ｂとを導通または遮断する。言い換えると、第１の端子２１ａと第２の端子２１ｂとは、第３の端子２１ｃに印加される電圧によって導通または遮断される。
【００２２】
このようなスイッチング素子２１として、たとえば、電界効果トランジスタやトランジスタがある。電界効果トランジスタをスイッチング素子２１に用いる場合、ソース端子が第１の端子２１ａに相当し、ドレイン端子が第２の端子２１ｂに相当し、ゲート端子が第３の端子２１ｃに相当する。特に、電界効果トランジスタをスイッチング素子２１に用いる場合、Ｐ型電界効果トランジスタ用いるとよい。
【００２３】
トランジスタをスイッチング素子２１に用いる場合、コレクタ端子が第１の端子２１ａに相当し、エミッタ端子が第２の端子２１ｂに相当し、ベース端子が第３の端子２１ｃに相当する。特に、トランジスタをスイッチング素子２１に用いる場合、ＰＮＰ型トランジスタ用いるとよい。
【００２４】
制御素子２２は、制御部６０からの制御信号Ａを受けて、スイッチング素子２１の第３の端子２１ｃと降圧回路４０とを導通または遮断することにより、第１の端子２１ａと第２の端子２１ｂとを導通または遮断する。
【００２５】
特に、制御素子２２は、入力部１０に供給される電流値が所定の電流値と等しいまたは上回る場合（所定の電流値以上である場合）に、第３の端子２１ｃと降圧回路４０とを遮断することで、第１の端子２１ａと第２の端子２１ｂとを遮断する。また、制御素子２２は、入力部１０に供給される電流値が所定の電流値を下回る場合（所定の電流値未満である場合）に、第３の端子２１ｃと降圧回路４０とを導通することで、第１の端子２１ａと第２の端子２１ｂとを導通する。
【００２６】
なお、制御素子２２は、入力部１０に供給される電流値が所定の電流値を上回る場合に、第３の端子２１ｃと降圧回路４０とを遮断することで、第１の端子２１ａと第２の端子２１ｂとを遮断してもよい。この場合、制御素子２２は、入力部１０に供給される電流値が所定の電流値と等しいまたは下回る場合（所定の電流値以下である場合）に、第３の端子２１ｃと降圧回路４０とを導通することで、第１の端子２１ａと第２の端子２１ｂとを導通するとよい。
【００２７】
また、制御素子２２は、第１の端子２１ａに供給される電流値に基づいて第３の端子２１ｃと降圧回路４０とを導通または遮断してもよい。すなわち、制御素子２２は、第１の端子２１ａに供給される電流値が所定の電流値と等しいまたは上回る（所定の電流値以上である）場合に第３の端子２１ｃと降圧回路４０とを遮断し、第１の端子２１ａに供給される電流値が所定の電流値を下回る場合（所定の電流値未満である場合）に第３の端子２１ｃと降圧回路４０とを導通してもよい。また、制御素子２２は、第１の端子２１ａに供給される電流値が所定の電流値を上回る場合に第３の端子２１ｃと降圧回路４０とを遮断し、第１の端子２１ａに供給される電流値が所定の電流値と等しいまたは下回る場合（所定の電流値以下である場合）に第３の端子２１ｃと降圧回路４０とを導通してもよい。
【００２８】
コンデンサ２３は、第２の端子２１ｂと電気的に接続し、第２の端子２１ｂから出力される電力を遅延させて平滑にする。
【００２９】
昇圧回路３０は、コイル３１と、スイッチング素子３２と、制御素子３３とを有する。コイル３１は、第１の端子３１ａと第２の端子３１ｂとを有している。第１の端子３１ａは、スイッチング素子２１の第２の端子２１ｂと電気的に接続している。また、第２の端子３１ｂは、スイッチング素子３２と電気的に接続している。
【００３０】
スイッチング素子３２は、第１の端子３２ａと、第２の端子３２ｂと、第３の端子３２ｃとを有する。第１の端子３２ａは、コイル３１の第２の端子３１ｂと電気的に接続する。第２の端子３２ｂは、グランド部７０と電気的に接続する。第３の端子３２ｃは、制御素子３３と電気的に接続する。そして、第１の端子３２ａと第２の端子３２ｂとは、第３の端子３２ｃに印加される電圧によって導通または遮断される。
【００３１】
なお、スイッチング素子３２は、たとえば、電界効果トランジスタやトランジスタなどである。スイッチング素子３２が電界効果トランジスタである場合、ソース端子が第１の端子３２ａに相当し、ドレイン端子が第２の端子３２ｂに相当し、ゲート端子が第３の端子３２ｃに相当する。スイッチング素子３２がトランジスタである場合、コレクタ端子が第１の端子３２ａに相当し、エミッタ端子が第２の端子３２ｂに相当し、ベース端子が第３の端子３２ｃに相当する。
【００３２】
制御素子３３は、制御部６０からの制御信号Ｂを受けて、パルス状の電圧をスイッチング素子３２の第３の端子３２ｃに印加する。これにより、スイッチング素子３２の第１の端子３２ａと第２の端子３２ｂとは導通と遮断を高速で繰り返す。そして、コイル３１によって電圧が昇圧される。なお、昇圧回路３０は、制御素子３３を介さずに、制御部６０から第３の端子３２ｃにパルス状の信号を入力して昇圧する構成であってもよい。
【００３３】
降圧回路４０は、コイル４１と、整流素子４２と、コンデンサ４３とを有する。コイル４１は、コイル３１と磁気的に結合している。コイル４１は、第１の端子４１ａと第２の端子４１ｂとを有している。第１の端子４１ａは、整流素子４２と電気的に接続している。第２の端子４１ｂは、グランドと電気的に接続している。
【００３４】
整流素子４２は、カソードでコイル４１の第１の端子４１ａと電気的に接続し、アノードで制御素子２２と電気的に接続している。整流素子４２は、たとえばダイオードや電界効果トランジスタやツェナーダイオードなどである。
【００３５】
コンデンサ４３は、第１の端子４３ａと第２の端子４３ｂとを有する。コンデンサ４２の第１の端子４３ａは、整流素子４２のアノードと電気的に接続している。また、コンデンサ４３の第２の端子４３ｂは、グランド７０と電気的に接続している。
【００３６】
出力部５０は、出力端子５２と、整流素子５３と、コンデンサ５４とを有している。整流素子５３は、アノードを昇圧回路３０と電気的に接続し、カソードを出力端子５２と電気的に接続する。整流素子５３は、たとえば、ダイオードなどである。コンデンサ５４は、第１の端子５４ａと第２の端子５４ｂとを有する。コンデンサ５４は、第１の端子５４ａを整流素子５３のカソードと電気的に接続し、第２の端子５４ｂをグランド部７０と電気的に接続する。すなわち、整流素子５３とコンデンサ５４とは、昇圧回路３０から入力された電力を整流および平滑して出力端子５２から出力する整流平滑回路を構成している。
【００３７】
制御部６０は、制御端子６１と、制御素子６２とを有する。制御端子６１は、電源装置１００が組み込まれる電子回路２００と電気的に接続し、電子回路２００から制御信号Ｄを入力される。制御端子６１は、制御素子６２と電気的に接続する。制御素子６２は、制御端子６１から入力される制御信号Ｄに基づいて、制御素子２２、制御素子３３を制御する。また、制御素子６２は、出力端子５２の出力電圧を監視する（信号Ｃ）。なお、制御素子６２は、入力端子１１に入力される電圧を監視してもよい。
【００３８】
グランド部７０は、２つの負極端子７１、７２を有する。負極端子７１と負極端子７２とは、電気的に接続されている。そして、負極端子７１と負極端子７２との間の部位は、入力部１０、保護回路２０、昇圧回路３０、降圧回路４０、出力部５０と電気的に接続されている。
【００３９】
（電源装置１００の詳細な動作）
電源装置１００を組み込んだ移動体の電子回路２００を用いて、電源装置１００の詳細な動作を説明する。まず、図２を参照して移動体の電子回路２００について説明する。図２は、移動体の電子回路の回路図である。電源部２１０と、負荷部２２０と、移動体回路２３０と、電源装置１００と、制御機構２４０と、負荷部２５０とを有する。
【００４０】
電源部２１０は、負荷部２２０および負荷部２５０や、移動体回路２３０や、電源装置１００に電力を供給する。移動体回路２３０は、電源部２１０と電気的に接続される。負荷部２２０は、移動体回路と電気的に接続される。制御機構２４０は、電源装置１００と電気的に接続する。また、制御機構２４０は、負荷部２５０の動作状態を制御する。ここで、負荷部２５０の動作状態とは、アイドル状態、停止状態、駆動状態などであり、制御機構は、たとえばアイドル状態や停止状態から駆動状態へと負荷部２５０の動作状態を切り替える。負荷部２５０は、電源部２１０と電気的に接続されている。そして、負荷部２５０は、電源部２１０から供給される電力によって駆動する。
【００４１】
また、負荷部２５０は、少なくとも動作状態が切り替わる場合において、負荷部２２０の動作状態が切り替わる場合よりも高負荷（抵抗値が大きくなる）となる。負荷部２５０の動作状態が切り替わる場合は、たとえば、アイドル状態から駆動状態へと変化する場合であってもよく、停止状態から駆動状態へと変化する場合であってもよい。言い換えれば、負荷部２５０は、アイドル状態から駆動状態へと変化する場合に、負荷部２２０がアイドル状態または停止状態から駆動状態へと変化するよりも高負荷となる。また、言い換えれば、負荷部２５０は、停止状態から駆動状態へと変化する場合に、負荷部２２０がアイドル状態または停止状態から駆動状態へと変化するよりも高負荷となる。
【００４２】
電源装置１００は、入力部１０の入力端子１１で電源部２１０と電気的に接続する。また、電源装置１００は、出力部５０の出力端子５２で負荷部２２０と電気的に接続する。また、電源装置１００は、グランド部７０の負極端子７１で電源部２１０と電気的に接続し、グランド部７０の負極端子７２で負荷部２２０と電気的に接続する。このように、電源装置１００は、電源部２１０と負荷部２２０との間の位置で移動体回路２３０に対して電気的に並列な接続となるように移動体の電子回路２００内に組み込まれている。また、電源装置１００は、制御部６０の制御端子６１で制御機構２４０と電気的に接続する。
【００４３】
図３を参照して電源装置１００の動作について説明する。図３は、電源装置のタイミング図である。負荷部２５０が、アイドル状態の場合（Ｔ０）、入力端子１１に電圧Ｖ１が印加される。また、スイッチング素子２１の第３の端子２１ｃに印加されている電圧と入力端子１１との間の電位差はαとなる。
【００４４】
ここで、制御機構２４０によって負荷部２５０のアイドル状態が解除された場合（Ｔ１）、負荷部２５０の抵抗値は上昇する。そのため、入力端子１１に印加される電圧は、電圧Ｖ１から電圧Ｖ１よりも電圧の小さい電圧Ｖ２に降下する。つまり、電源部２１０から負荷部２２０に供給される電力の電圧が降下する。
【００４５】
制御素子６２（制御部６０）は、出力端子５２の電圧を監視している。そして、入力端子１１に印加される電圧がＶ１から降下したことを検出（アイドル状態が解除されたことを検出）した場合、制御素子３３を介してスイッチング素子３２の第３の端子３２ｃにパルス的に電圧を印加する。これにより、スイッチング素子３２の第１の端子３２ａと第２の端子３２ｂとは、導通と遮断とを繰り返す。そして、入力端子１１から供給される電圧は、コイル３１で昇圧される。
【００４６】
ここで、電源装置１００は、入力端子１１に印加された電圧を負荷部２２０の動作に必要な電圧まで昇圧回路３０で昇圧して出力端子５２から出力する。これにより、電源装置１００は、負荷部２４０の負荷部２２０に与える影響を抑制する。
【００４７】
コイル４１は、コイル３１と磁気的に結合している。そのため、コイル３１が昇圧を行う場合、コイル３２で誘導起電力（交流電力）が生じる。整流回路４２は、コイル３２で生じた湯動機電力のうち負の電圧のみ取り出す。これにより、スイッチング素子２１の第３の端子２１ａに印加される電圧は降下する。言い帰れば、降圧回路４０は、コイル３１と磁気的に結合したコイル４１で生じる交流電力を利用して、第３の端子２１ａに印加する電圧を降圧している。
【００４８】
その結果、入力端子１１（またはスイッチング素子２１の第１の端子２１ａ）とスイッチング素子２１の第３の端子２１ｃとの間の電位差は、αからβへと変化する。これにより、電源装置１００は、入力端子１１に印加される電圧の降下が、入力端子１１とスイッチング素子２１の第３の端子２１ｃと電位差に与える影響を緩和できる。つまり、スイッチング素子２１の第１の端子２１ａとスイッチング素子２１の第２の端子２１ｂとの間の
電気的な導通を安定なものとすることができる。
【００４９】
なお、図３において、アイドル状態の解除（Ｔ１）と同時に昇圧を行われているが、アイドル状態が解除された後に昇圧を行ってもよく、アイドル状態が解除される前に昇圧を行ってもよい。また、制御素子６２は、入力端子１１の電圧を監視してもよく、制御素子２２を介してスイッチング素子２１の第２の端子２１ａに印加される電圧を監視してもよい。
【００５０】
アイドル状態の解除からある時間が経過した場合（Ｔ３）、負荷部２５０の動作は安定する。そのため、負荷部２５０の抵抗値は、アイドル状態が解除されたとき（Ｔ１）よりも小さくなる。そのため、降下していた電源部２１０の電圧は上昇し、入力端子１１に印加される電圧もまた上昇する。入力端子１１に印加される電圧が、負荷部２２０の動作に必要な電圧まで回復した場合（Ｔ４）、制御素子６２は、スイッチング素子３２での昇圧動作を停止する。これにより、コイル４１による電圧降下も停止する。
【００５１】
このように電源装置１００は、昇圧回路３０の昇圧動作を利用して、保護回路２０に印加する電圧を降下できる構成を有する。そのため、スイッチング素子２１は、入力端子１１に印加される電圧が降下した場合でも、より確実に動作できる。これにより、電源装置１００は、より安定的に負荷部２２０へ電力を供給できる。また、電源装置１００を組み込んだ電子回路２００を有する移動体は、より確実に動作できる。
【００５２】
また、電源装置１００は、コイル３１を含む昇圧回路３０と、コイル３１と磁気的に結合するコイル４１を含む降圧回路４０を有する。そのため、電源装置１００は、昇圧回路３０の昇圧動作に対する応答性を高め、より確実に降圧回路４０で降圧動作を実現できる。
【００５３】
また、電源装置１００は、入力端子１１と電気的に接続する第１の端子２１ａと、第１の端子と電気的に接続する第２の端子２１ｂと、第１の端子と第２の端子との間に電圧を印加する第３の端子２１ｃとを含むスイッチング素子２１を有している。そして、コイル４１は、スイッチング素子２１の第３の端子２１ｃと電気的に接続する。このように、電源装置１００は、保護回路２０をアナログ回路で構成することにより、入力端子１１に印加される電圧への応答性を高め、より確実に降圧回路４０で降圧動作を実現できる。
【００５４】
また、昇圧回路３０が昇圧動作をしていない場合でも、電源装置１００の入力端子１１と出力端子５２との間は導通している。そして、出力端子５２から出力される電圧は、移動体回路２３０を介して負荷部２２０に入力される電圧と等しいか、移動体回路２３０を介して負荷部２２０に入力される電圧よりも低い。これにより、出力端子５２から負荷部２２０に供給される電力が、移動体回路２３０へと供給されることを抑制でき、より安定的に動作できる。この場合、移動体回路２３０は、整流素子を省略しても良い。
【００５５】
なお、移動体は、たとえば、自動車、バイク、電気自転車、列車、マルチコプター、飛行機、船舶、ゴーカート、無人搬送機などである。このような移動体は、前方、後方、左方、右方、上方、下方の少なくとも１つの方向に移動する。
【００５６】
電源部２１０は、乾電池やボタン電池などの一次電池、鉛蓄電池やニッケル水素電池やリチウムイオン電池やニッケル−カドミウム電池などの二次電池、固体高分子燃料電池や固体酸化物形燃料電池などの燃料電池、太陽電池や圧電素子やペルチェ素子などの発電体などである。
【００５７】
また、負荷部２２０は、たとえば、車内照明、ディスプレイ、エアコン、スピーカ、レ
ブカウンタ、スピードメータ、温度計、車外照明、ウィンカー、タコグラフなどである。負荷部２５０は、たとえば、モータ、エンジンなどの動力源や、コンプレッサなどである。負荷部２５０は、少なくとも前方、後方、左方、右方、上方、下方の少なくとも１つの方向への移動体の移動に用いられる駆動力を発生させる。
【００５８】
ここで、負荷部２２０は、負荷部２５０よりも抵抗値の小さいことが好ましい。特に、負荷部２５０は、駆動する場合における抵抗値が、負荷部２５０が駆動する場合の抵抗値よりも抵抗値が小さいことが好ましい。
【００５９】
また、移動体回路２３０は、たとえば、プリント基板や、フレキシブルプリント基板や、金属配線や、導電性材料で形成された車体などである。制御機構２４０は、たとえば、ブレーキペダル、アクセル、イグニッションスイッチ、ドアロック、ハンドル、スイッチ、タッチパネル、サイドブレーキ、トランスミッションなどである。
【００６０】
ここまで、制御部６０による出力端子５２の電圧の監視することで昇圧動作を開始する電源装置１００について説明した。しかしながら、電源装置１００は、移動体の電子回路２００の制御機構２４０を利用して昇圧動作を開始してもよい。すなわち、電源装置１００は、負荷部２５０の動作と対応する関係をもつ制御機構２４０の動作によって、昇圧動作を開始してもよい。
【００６１】
ここで、負荷部２５０の動作と対応する関係をもつ制御機構２４０の動作とは、負荷部２５０が、たとえばエンジンやモータである場合、たとえばブレーキペダルや、アクセルや、ロックや、イグニッションスイッチなどが制御機構２４０に相当し、たとえばブレーキペダルの解除、アクセルの踏み込み、ロックの解除、イグニッションスイッチによる起動などが負荷部２５０の動作と対応する関係をもつ制御機構２４０の動作に相当する。
【００６２】
図４を参照して、制御機構２４０を利用して昇圧動作を行う電源装置１００を組み込んだ移動体の電子回路２００の動作について説明する。図４は、他の動作における電源装置のタイミング図である。
【００６３】
負荷部２５０が、アイドル状態の場合（Ｔ０′）、入力端子１１に電圧Ｖ１′が印加される。また、スイッチング素子２１の第３の端子２１ａと入力端子１１（スイッチング素子２１の第２の端子２１ｂ）との間の電位差はα′となる。移動体の電子回路２００の使用者は、負荷部２５０を動作させるために制御機構２４０を操作する（Ｔｓ）。
【００６４】
そして、制御機構２４０は、制御端子６１へ制御信号Ｄを出力する。制御素子６２は、制御信号Ｄを入力されてスイッチング素子３２を制御する。これにより、昇圧回路３０は、昇圧を開始する。
【００６５】
コイル４１は、コイル３１と磁気的に結合している。そのため、コイル４１では、コイル３１の昇圧によって誘導起電力が生じる。整流素子４２は、コイル４１に生じた誘導起電力のうち負の電圧を取りだす。そのため、スイッチング素子２１の第３の端子２１ｃに印加される電圧は降下する。これにより、スイッチング素子２１の第３の端子２１ｃと入力端子１１との間の電位差はα′からγへと変化する。
【００６６】
その後、負荷部２５０のアイドル状態は解除される（Ｔ１′）。そのため、入力端子１１に印加される電圧は、電圧Ｖ１′から電圧Ｖ１′よりも電圧の小さい電圧Ｖ２′へと降下する。これにより、入力端子１１とスイッチング素子２１の第３の端子２１ｃとの間の電位差はγからβ′へと変化する。
【００６７】
しかしながら、電圧Ｖ２に降下する前にスイッチング素子２１の第３の端子２１ｃに印加される電圧は降下している。そのため、電源装置１００は、入力端子１１に印加される電圧の降下が、入力端子１１とスイッチング素子２１の第３の端子２１ｃの電位差に与える影響を緩和できる。そのため、電源装置１００は、入力端子１１とスイッチング素子２１の第３の端子２１ｃとの間の電位差減少を抑制できる。
【００６８】
アイドリングの解除からある時間が経過した場合（Ｔ３′）、負荷部２５０の動作が安定する。そして、負荷部２５０の抵抗値は、アイドル状態が解除されたときよりも小さくなる。そのため、動作によって降下していた電源部２１０の電圧は大きくなる。これにより、入力端子１１に印加される電圧は、負荷部２２０の動作に必要な電圧まで回復する（Ｔ４′）。そして、制御素子６２は、コイル３１での昇圧動作を停止する（Ｔ５）。これにより、第１のコイル３１による昇圧動作は停止する。つまり、第２のコイル２４による基準部４０の電圧降下も停止する。
【００６９】
このように、移動体の電子回路２００は、制御機構２４０と電源装置１００の制御端子６１とを電気的に接続することにより、負荷部２５０のアイドル状態の解除よりも先に電圧を降下できる。そのため、スイッチング素子２１は、入力端子１１とスイッチング素子２１の第３の端子２１ｃとの間の電位差の減少を、入力端子１１に印加される電圧が降下する前に抑制できる。そのため、移動体の電子回路２００は、より確実に負荷部２２０へ供給される電力の電圧の降下を抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明にかかる電源装置は、入力端子に印加される電圧が降下する場合に、スイッチング素子に印加される電圧を降下する。そのため、本発明の電源装置は、より安定的に入力端子に印加される電圧を昇圧して出力端子から出力できる。それゆえ、各種移動体に搭載すると有用である。
【符号の説明】
【００７１】
１０  入力部
１１  入力端子
１２  コンデンサ
２０  保護回路
２１  スイッチング素子
２２  制御素子
２３  コンデンサ
３０  昇圧回路
３１  コイル
３２  スイッチング素子
３３  制御素子
４０  降圧回路
４１  コイル
４２  整流素子
４３  コンデンサ
４４  整流素子
５０  出力部
５２  出力端子
５３  整流素子
５４  コンデンサ
６０  制御部
６１  制御端子部
６２  制御素子
７０  グランド部
７１  負極端子（電源接続）
７２  負極端子
１００  電源装置
２００  移動体
２１０  電源部
２２０  負荷部
２３０  移動体回路
２４０  制御機構
２５０  負荷部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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