(57)【要約】【課題】大容量電源を用いる事無く，モータ起動時の加速度を向上し，モータが定常状態になるまでの時間を短縮することができるモータ駆動電源回路を提供する。【解決手段】モータを駆動するためのモータ駆動電源回路であって，直流電圧を出力する主電源１２１と，主電源１２１と並列に接続され，主電源１２１より出力電圧が高い直流電圧を出力する副電源１２２と，副電源１２２の出力に直列に接続される第１のダイオード１３１及び第２のダイオード１３２と，主電源１２１の出力に直列に接続される第３のダイオード１３３と，第１のダイオード１３１のカソードと第２のダイオードのアノード１３２との間に設けられ，副電源１２２に並列に接続され，副電源１２２により充電されるコンデンサ１４１と，を含み，副電源１２２の出力電圧は，モータの適正電圧以下であることを特徴とする，モータ駆動電源回路が提供される。【選択図】    図１
2007068352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを駆動するためのモータ駆動電源回路であって：
直流電圧を出力する主電源と；
前記主電源と並列に接続され，前記主電源の出力電圧より高い直流電圧を出力する副電源と；
前記副電源により充電される電荷蓄積手段と；
を含み，前記副電源の出力電圧は，前記モータの適正電圧以下であることを特徴とする，モータ駆動電源回路。
【請求項２】
前記副電源の出力電流は，前記モータを駆動させるモータ駆動回路のアイドリング電流を超えることを特徴とする，請求項１に記載のモータ駆動電源回路。
【請求項３】
前記電荷蓄積手段は，コンデンサを有することを特徴とする，請求項１または２に記載のモータ駆動電源回路。
【請求項４】
モータを駆動するためのモータ駆動電源回路であって：
直流電圧を出力する主電源と；
前記主電源の直流出力に接続され，前記主電源の出力電圧より高い電圧に変換する昇圧回路と；
前記昇圧回路の出力に接続される電流制限回路と；
前記電流制限回路により充電される電荷蓄積手段と；
を含み，前記昇圧回路の出力電圧は，前記モータの適正電圧以下であることを特徴とする，モータ駆動電源回路。
【請求項５】
前記電流制限回路の出力電流は，前記モータを駆動させるモータ駆動回路のアイドリング電流を超えることを特徴とする，請求項４に記載のモータ駆動電源回路。
【請求項６】
前記電荷蓄積手段は，コンデンサを有することを特徴とする，請求項４または５に記載のモータ駆動電源回路。
【請求項７】
直流電圧を出力する主電源と；
前記主電源と並列に接続され，前記主電源の出力電圧より高い直流電圧を出力する副電源と；
前記副電源の出力に直列に接続される第１のダイオード及び第２のダイオードと；
前記主電源の出力に直列に接続される第３のダイオードと；
前記第１のダイオードのカソードと前記第２のダイオードのアノードとの間に設けられ，前記第２のダイオードに並列に接続され，前記副電源により充電されるコンデンサと；
前記第２のダイオード及び前記第３のダイオードの後段に接続されるモータ駆動回路と；
前記モータ駆動回路の後段に接続されるモータと；
を含み，前記副電源の出力電圧は，前記モータの適正電圧以下であることを特徴とする，モータ駆動装置。
【請求項８】
前記副電源の出力電流は，モータ駆動回路のアイドリング電流を超えることを特徴とする，請求項７に記載のモータ駆動装置。
【請求項９】
直流電圧を出力する主電源と；
前記主電源の直流出力に接続され，前記主電源の出力電圧より高い電圧に変換する昇圧回路と；
前記昇圧回路の出力に接続される電流制限回路と；
前記電流制限回路の出力に直列に接続される第１のダイオード及び第２のダイオードと；
前記主電源の出力に直列に接続される第３のダイオードと；
前記第１のダイオードのカソードと前記第２のダイオードのアノードとの間に設けられ，前記第２のダイオードに並列に接続され，前記昇圧回路および前記電流制限回路により充電されるコンデンサと；
前記第２のダイオード及び前記第３のダイオードの後段に接続されるモータ駆動回路と；
前記モータ駆動回路の後段に接続されるモータと；
を含み，前記昇圧回路の出力電圧は，前記モータの適正電圧以下であることを特徴とする，モータ駆動装置。
【請求項１０】
前記電流制限回路の出力電流は，前記モータ駆動回路のアイドリング電流を超えることを特徴とする，請求項９に記載のモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，モータ駆動電源回路及びそれを用いたモータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータを使用した装置，例えばパンチルト機能を有する防犯カメラの様に，監視対象の被写体を見逃さないように，パンチルトのモータ停止状態から定常状態に達するまでの時間が短ければ短い方が望ましい装置において，モータが定常状態になるまでの動作時間を短縮することが求められている。
【０００３】
モータが定常状態になるまでの時間を短縮するには，大容量電源を用いて，モータを駆動させる電源の出力電圧を高める方法，電源出力にコンデンサを挿入して電流量を増加する方法，特許文献１のように，別途加速手段を設け，マイクロコンピュータで制御することで，モータの駆動電圧より高い電圧を印加して，起動時に定常状態になるまでの動作時間を短縮する方法などがある。
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−０３１１６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし，大容量電源を用いる方法は，電源のサイズが容量の増加に伴って大きくなり，それに従って装置全体も大型化しなければならない問題点がある。さらに，モータが一旦定常状態になると，モータの起動時に要した高い電圧は不要となり，効率が悪くなる問題点もある。
【０００６】
電源出力にコンデンサを挿入して電流量を増加する方法は，電流の量は補助する事ができるが，電圧を高めることが出来ない。モータの加速度を上げるためには，電圧も向上させなければならず，電源出力にコンデンサを挿入するだけでは，モータの加速度向上の効果は少ない。
【０００７】
また，特許文献１に記載された方法は，別途設けた加速手段をマイクロコンピュータで制御しなければならない煩わしさがある。
【０００８】
そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされるもので，その目的とするところは，大容量電源を用いる事無く，モータ起動時の加速度を向上し，モータの停止状態から，モータが定常状態になるまでの時間を短縮することができる，新規かつ改良された，モータ駆動電源回路およびモータ駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，モータを駆動するためのモータ駆動電源回路であって，直流電圧を出力する主電源と，主電源と並列に接続され，主電源の出力電圧より高い直流電圧を出力する副電源と，副電源により充電される電荷蓄積手段と，を含み，副電源の出力電圧は，モータの適正電圧以下であることを特徴とする，モータ駆動電源回路が提供される。
【００１０】
かかる構成によれば，上記電荷蓄積手段にあらかじめ蓄えられていた電荷を出力することによって，モータの起動時に高い電圧を印加することができる。この高い電圧の印加により，モータの加速度が向上され，モータの回転に要する時間を短縮することが出来る。従って，大容量の電源を用いること無く，モータの起動時の加速度を向上させることが可能になる。よって，例えばパンチルト機能を有する防犯カメラのような，パンチルトのモータの停止状態からモータの定常状態に達するまでの時間の短縮が求められる装置において，装置を大型化せずに，モータが定常状態になるまでの時間の短縮を実現することができる。
【００１１】
上記副電源の出力電流は，モータを駆動させるモータ駆動回路のアイドリング電流を超えるようにしてもよい。かかる構成によれば，モータ駆動回路のアイドリング電流を超える電流によって，上記電荷蓄積手段を充電することができる。
【００１２】
上記電荷蓄積手段には，コンデンサを有していてもよい。
【００１３】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，モータを駆動するためのモータ駆動電源回路であって，直流電圧を出力する主電源と，主電源の直流出力に接続され，主電源の出力電圧より高い電圧に変換する昇圧回路と，昇圧回路の出力に接続される電流制限回路と，電流制限回路により充電される電荷蓄積手段と，を含み，昇圧回路の出力電圧は，モータの適正電圧以下であることを特徴とする，モータ駆動電源回路が提供される。
【００１４】
かかる構成によれば，上記電荷蓄積手段にあらかじめ蓄えられていた電荷を出力することによって，モータの起動時に高い電圧を印加することができる。この高い電圧の印加により，モータの加速度が向上され，モータの回転に要する時間を短縮することが出来る。従って，大容量の電源を用いること無く，モータの起動時の加速度を向上させることが可能になる。よって，例えばパンチルト機能を有する防犯カメラのような，パンチルトのモータの停止状態からモータの定常状態に達するまでの時間の短縮が求められる装置において，装置を大型化せずに，モータが定常状態になるまでの時間の短縮を実現することができる。
【００１５】
上記電流制限回路の出力電流は，モータ駆動回路のアイドリング電流を超えるようにしてもよい。かかる構成によれば，モータ駆動回路のアイドリング電流を超える電流によって，上記電荷蓄積手段を充電することができる。
【００１６】
上記電荷蓄積手段には，コンデンサを有していてもよい。
【００１７】
上記課題を解決するために，本発明のさらに別の観点によれば，直流電圧を出力する主電源と，主電源と並列に接続され，主電源の出力電圧より高い直流電圧を出力する副電源と，副電源の出力に直列に接続される第１のダイオード及び第２のダイオードと，主電源の出力に直列に接続される第３のダイオードと，第１のダイオードのカソードと第２のダイオードのアノードとの間に設けられ，第２のダイオードに並列に接続され，副電源により充電されるコンデンサと，第２のダイオード及び第３のダイオードの後段に接続されるモータ駆動回路と，モータ駆動回路の後段に接続されるモータと，を含み，副電源の出力電圧は，モータの適正電圧以下であることを特徴とする，モータ駆動装置が提供される。
【００１８】
かかる構成によれば，上記コンデンサにあらかじめ蓄えられていた電荷を出力することによって，モータの起動時に高い電圧を印加することができる。この高い電圧の印加により，モータの加速度が向上され，モータの回転に要する時間を短縮することが出来る。従って，大容量の電源を用いること無く，モータの起動時の加速度を向上させることが可能になる。よって，例えばパンチルト機能を有する防犯カメラのような，パンチルトのモータの停止状態からモータの定常状態に達するまでの短縮が求められる装置において，装置を大型化せずに，モータが定常状態になるまでの時間の短縮を実現することができる。
【００１９】
上記副電源の出力電流は，モータ駆動回路のアイドリング電流を超えるようにしてもよい。かかる構成によれば，モータ駆動回路のアイドリング電流を超える電流によって，コンデンサを充電することができる。
【００２０】
上記課題を解決するために，本発明のさらに別の観点によれば，直流電圧を出力する主電源と，主電源の直流出力に接続され，主電源の出力電圧より高い電圧に変換して直流電圧を出力する昇圧回路と，昇圧回路の出力に接続される電流制限回路と，電流制限回路の出力に直列に接続される第１のダイオード及び第２のダイオードと，主電源の出力に直列に接続される第３のダイオードと，第１のダイオードのカソードと第２のダイオードのアノードとの間に設けられ，第２のダイオードに並列に接続され，昇圧回路および電流制限回路により充電されるコンデンサと，第２のダイオード及び第３のダイオードの後段に接続されるモータ駆動回路と，モータ駆動回路の後段に接続されるモータと，を含み，昇圧回路の出力電圧は，モータの適正電圧以下であることを特徴とする，モータ駆動装置が提供される。
【００２１】
かかる構成によれば，上記コンデンサにあらかじめ蓄えられていた電荷を出力することによって，モータの起動時に高い電圧を印加することができる。この高い電圧の印加により，モータの加速度が向上され，モータの回転に要する時間を短縮することが出来る。従って，大容量の電源を用いること無く，モータの起動時の加速度を向上させることが可能になる。よって，例えばパンチルト機能を有する防犯カメラのような，モータの停止状態からモータの定常状態に達するまでの時間の短縮が求められる装置において，装置を大型化せずに，モータが定常回転状態になるまでの時間の短縮を実現することができる。
【００２２】
上記電流制限回路の出力電流は，モータ駆動回路のアイドリング電流を超えるようにしてもよい。かかる構成によれば，モータ駆動回路のアイドリング電流を超える電流によって，コンデンサを充電することができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように本発明によれば，大容量電源を用いる事無く，モータ起動時の加速度を向上し，モータが定常状態になるまでの時間を短縮させることができる，モータ駆動電源回路およびモータ駆動装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２５】
（第１の実施形態）
図１は，本発明の第１の実施形態によるモータ駆動電源回路及びモータ駆動装置を示した構成図である。
【００２６】
図１に示したように，本実施形態にかかるモータ駆動電源回路１１０は，直流電圧を出力する主電源１２１と，主電源１２１の出力電圧より高い直流電圧を出力する副電源１２２と，副電源１２２の出力に直列に接続される第１のダイオード１３１及び第２のダイオード１３２と，主電源１２１の出力に直列に接続される第３のダイオード１３３と，第１のダイオード１３１のカソードと第２のダイオード１３２の間に設けられ，第２のダイオード１３２に並列に接続され，副電源１２２により充電される，電荷蓄積手段であるコンデンサ１４１とを含む。
【００２７】
また，本実施形態にかかるモータ駆動装置１００は，モータ駆動電源回路１１０の主電源１２１及び副電源１２２に接続されるモータ駆動回路１５１と，モータ駆動回路１５１に接続されるモータ１６１とを含む。モータ駆動回路１５１は，モータの回転数や回転方向を制御するために設けられる。
【００２８】
また，図１には示していないが，モータ駆動装置１００には，モータ駆動装置に交流電圧を印加する電源が接続されている。
【００２９】
主電源１２１や副電源１２２には，一般的にＡＣ−ＤＣコンバータのようなスイッチング電源が用いられる。しかし，本実施形態において，主電源１２１及び副電源１２２の役割としては，交流電圧を直流電圧に変換出来ればよく，主電源１２１および副電源１２２の構成は限定されない。また，副電源１２２には垂下特性を有する電流制限回路を内蔵している。
【００３０】
コンデンサ１４１の容量は，本実施形態においては限定されない。コンデンサ１４１は，モータ１６１を駆動させるために，一般的に数千μＦ程度の大容量コンデンサを用いることができる。
【００３１】
モータ駆動回路１５１の目的は，モータ１６１の回転数や回転方向を制御することにある。モータ駆動回路１５１は，一般的に複数のスイッチング素子で構成されている。モータ駆動回路１５１は，モータ１６１の回転数や回転方向を制御するように構成されていれば良く，本実施形態ではその構成は限定されない。
【００３２】
以下に，この実施形態に係るモータ駆動装置１００の動作について説明する。
【００３３】
外部の回路で発生した交流電圧がモータ駆動装置１００に印加されると，主電源１２１及び副電源１２２が，印加された交流電圧を直流電圧に変換する。この時，副電源１２２からの出力電圧は，主電源１２１からの出力電圧より高くなるように変換する。
【００３４】
副電源１２２からの出力電流は，モータ駆動回路１５１のアイドリング電流を上回る程度に確保する。即ち，モータ１６１が停止している時，もしくはモータ１６１が定常状態になりモータ１６１への負荷電流が少なくて済む時に，モータ駆動回路１５１のアイドリング電流を除いた電流でコンデンサ１４１を充電する。
【００３５】
主電源１２１及び副電源１２２から出力された直流電圧は，モータ駆動回路１５１を経て，モータ１６１に印加される。この時，主電源１２１の出力電圧より副電源１２２の出力電圧の方が高いため，コンデンサ１４１に蓄えられていた電荷は，第２のダイオード１３２を経由して，副電源１２２からの出力電流とともに，モータ駆動回路１５１に向かって流れる。副電源１２２からの電流出力に加え，あらかじめ電荷を蓄えていたコンデンサ１４１からの電流出力によって，モータ１６１に高い電圧がかかり，モータ１６１が定常状態になるまでの駆動時間を短縮することが可能となる。
【００３６】
モータ１６１が一旦定常状態になると，その後は主電源１２１からの電流出力によりモータ１６１を駆動させることができる。即ち，コンデンサ１４１に蓄えられた電荷が放出され，副電源１２２及びコンデンサ１４１からの電流出力が小さくなっても，主電源１２１からの電流出力によって，モータ１６１の回転を維持することができる。
【００３７】
コンデンサ１４１に蓄えられた電荷が放出されると，副電源１２２から出力される電流がコンデンサ１４１を充電する。この時，コンデンサ１４１は上記の様にモータ駆動回路１５１のアイドリング電流を除いた電流で充電する。例えば，副電源１２２から出力される電流が５００ｍＡで，モータ駆動回路１５１のアイドリング電流が３００ｍＡである場合，コンデンサ１４１はその差の２００ｍＡの電流で充電する。
【００３８】
以上のように，本実施形態によって，モータの加速度を高めるために，主電源より出力電圧が高い副電源からの電流出力が小さくても，電荷が蓄えられたコンデンサからの電流出力によってモータに高い電圧を印加することができる。従って，副電源のサイズを大きくする必要が無く，モータ駆動装置を小型化しながらも，一時的に出力を高めることによってモータの加速度を高めることができる，モータ駆動装置が提供される。
【００３９】
（第２の実施形態）
図２は，本発明の第２の実施形態によるモータ駆動電源回路及びモータ駆動装置を示した構成図である。
【００４０】
図２に示したように，本実施形態にかかるモータ駆動電源回路２１０は，直流電圧を出力する主電源２２１と，主電源２２１の出力に直列に接続され，主電源２２１の出力電圧より高い電圧に変換して，直流電圧を出力する昇圧回路２２２と，昇圧回路２２２から出力される電流の量を制限する電流制限回路２２３と，電流制限回路２２３の出力に直列に接続される第１のダイオード２３１及び第２のダイオード２３２と，主電源２２１の出力に直列に接続される第３のダイオード２３３と，第１のダイオード２３１のカソードと第２のダイオード２３２の間に設けられ，第２のダイオード２３２に並列に接続され，昇圧回路２２２及び電流制限回路２２３により充電される，電荷蓄積手段であるコンデンサ２４１とを含む。
【００４１】
また，本実施形態にかかるモータ駆動装置２００は，モータ駆動電源回路２１０の主電源２２１及び電流制限回路２２３に接続されるモータ駆動回路２５１と，モータ駆動回路２５１の後段に接続されるモータ２６１とを含む。モータ駆動回路２５１は，モータの回転数や回転方向を制御する役割を行う。
【００４２】
また，図２には示していないが，モータ駆動装置２００には，モータ駆動装置２００の主電源２２１に交流電圧を印加する交流電源が接続されている。
【００４３】
主電源２２１には，一般にＡＣ−ＤＣコンバータのようなスイッチング電源を用いることができる。しかし，本実施形態においては，主電源２２１は交流電圧を直流電圧に変換出来ればよく，主電源２２１の構成は限定されない。
【００４４】
昇圧回路２２２には，一般にＤＣ−ＤＣコンバータを用いることができる。しかし，本実施形態においては，昇圧回路２２２の構成は限定されない。また，昇圧回路２２２と電流制限回路２２３は，その回路構成が一体となったモジュールを用いてもよい。
【００４５】
コンデンサ２４１の容量は，本実施形態においては限定されない。コンデンサ２４１は，モータ２６１を駆動させるためには，一般的に数千μＦ程度の大容量コンデンサを用いる。
【００４６】
モータ駆動回路２５１の目的は，モータ２６１の回転数や回転方向を制御することにある。モータ駆動回路２５１は，一般的に複数のスイッチング素子で構成されている。モータ駆動回路２５１は，モータの回転数や回転方向を制御するように構成されていれば良く，本実施形態ではその構成は限定されない。
【００４７】
以下に，この実施形態に係るモータ駆動装置の動作について説明する。
【００４８】
交流電圧がモータ駆動装置２００に印加されると，主電源２２１が交流電圧を直流電圧に変換する。主電源２２１からの電流は二手に分かれ，一方は第３のダイオード２３３を経由してモータ駆動回路２５１に直接印加され，他方は昇圧回路２２２によって昇圧された後，電流制限回路２２３で電流の量を制限し，第１のダイオード２３１，第２のダイオード２３２を経由してモータ駆動回路２５１に印加される。
【００４９】
コンデンサ２４１に蓄えられた電荷が放出されると，電流制限回路２２３から出力される電流でコンデンサ２４１を充電する。この時，コンデンサ２４１は，上記の様にモータ駆動回路２５１のアイドリング電流を除いた電流で充電する。
【００５０】
主電源２２１及び電流制限回路２２３から出力された直流電圧は，モータ駆動回路２５１を経て，モータ２６１に印加される。この時，主電源２２１の出力電圧より昇圧回路２２２の出力電圧の方が高いため，コンデンサ２４１に蓄えられていた電荷は，第２のダイオード２３２を経由して，電流制限回路２２３からの出力電流とともに，モータ駆動回路２５１に向かって流れる。電流制限回路２２３からの電流出力に加え，あらかじめ電荷が蓄えられていたコンデンサ２４１からの電流出力によって，モータ２６１に高い電圧がかかり，モータ２６１が定常状態になるまでの駆動時間を短縮することが可能となる。
【００５１】
モータ２６１が一旦定常状態になると，その後は主電源２２１からの電流出力によりモータ２６１を駆動させることができる。即ち，コンデンサ２４１に蓄えられた電荷が放出され，電流制限回路２２３及びコンデンサ２４１からの電流出力が小さくなっても，主電源２２１からの電流出力によって，モータ２６１の回転を維持することができる。
【００５２】
電流制限回路２２３からの出力電流は，モータ駆動回路２５１のアイドリング電流を上回る程度に確保する。モータ２６１が停止している時，もしくはモータ２６１が定常状態になりモータ２６１への負荷電流が少なく済む時に，モータ駆動回路２５１のアイドリング電流を除いた電流でコンデンサ２４１を充電する。例えば，電流制限回路２２３から出力される電流が５００ｍＡで，モータ駆動回路２５１のアイドリング電流が３００ｍＡである場合，コンデンサ２４１はその差の２００ｍＡの電流で充電する。
【００５３】
以上のように，本実施形態によっても，モータの加速度を高めるために，昇圧回路で主電源より高い電圧を印加できるように電圧を変換し，電流制限回路からの電流出力が小さくても，電荷が蓄えられたコンデンサからの電流出力によって，モータに高い電圧を印加することができる。従って，主電源に大容量のものを用いずに済み，主電源のサイズを大きくする必要が無いことから，モータ駆動装置を小型化しながらも，一時的に出力を高めることによってモータの加速度を高めることができる，モータ駆動装置が提供される。
【００５４】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載される範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５５】
例えば，本発明によるモータ駆動電源装置は，センサの反応によって動作が開始する防犯カメラに用いることが出来る。不審者の侵入をセンサが感知し，センサの作動によって防犯カメラのモータが起動する。本発明のモータ駆動電源装置を用いることによって，センサが不審者を感知してから，防犯カメラが動作して録画を開始するまでの時間を短縮することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は，モータ起動時の加速度を向上させることができる，モータ駆動電源回路，及びそれを用いたモータ駆動電源装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す説明図である。
【図２】本発明の第２の実施形態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５８】
１００，２００    モータ駆動装置
１１０，２１０    モータ駆動電源回路
１２１，２２１    主電源
１２２    副電源
１３１，２３１    第１のダイオード
１３２，２３２    第２のダイオード
１３３，２３３    第３のダイオード
１４１，２４１    コンデンサ
１５１，２５１    モータ駆動回路
１６１，２６１    モータ
２２２    昇圧回路
２２３    電流制限回路
【図１】
2007068352.tif 000003
【図２】
2007068352.tif 000004