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JP7815864B2 - Power supply circuit, encoder, and power supply circuit control method - Google Patents
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JP7815864B2 - Power supply circuit, encoder, and power supply circuit control method - Google Patents

Power supply circuit, encoder, and power supply circuit control method

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JP7815864B2 JP2022033591A JP2022033591A JP7815864B2 JP 7815864 B2 JP7815864 B2 JP 7815864B2 JP 2022033591 A JP2022033591 A JP 2022033591A JP 2022033591 A JP2022033591 A JP 2022033591A JP 7815864 B2 JP7815864 B2 JP 7815864B2
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Description

本開示は、電源回路、エンコーダ及び電源回路の制御方法に関する。 This disclosure relates to a power supply circuit, an encoder, and a method for controlling the power supply circuit.

特許文献1には、電源・電池を必要としない発電検出装置及びこの発電検出装置を適用し回転数をカウントし記録可能な回転カウンタが開示されている。特許文献1には、発電検出装置がパワーオンリセット回路の出力電圧が閾値電圧を超えると、シーケンサを起動して電圧検出回路の検出結果を不揮発性ロジック回路に記録させることが開示されている。 Patent Document 1 discloses a power generation detection device that does not require a power source or battery, and a rotation counter that uses this power generation detection device to count and record the number of rotations. Patent Document 1 also discloses that when the output voltage of the power-on reset circuit of the power generation detection device exceeds a threshold voltage, it activates a sequencer and records the detection results of the voltage detection circuit in a non-volatile logic circuit.

特許文献2には、回転部材の回転速度が大きく変動しても、所定の直流電圧を発生させることが可能な発電装置が開示されている。特許文献2には、発電装置が、整流回路から供給される入力電圧を規定値の電圧に出力することが可能な複数の電圧変換部と、複数の電圧変換部のそれぞれの出力電圧のうち何れかの出力電圧を選択的に出力する出力回路部と、を備えることが開示されている。 Patent Document 2 discloses a power generating device capable of generating a predetermined DC voltage even when the rotational speed of a rotating member fluctuates greatly. Patent Document 2 discloses that the power generating device includes multiple voltage conversion units that can convert the input voltage supplied from a rectifier circuit into a specified voltage and output it, and an output circuit unit that selectively outputs one of the output voltages of the multiple voltage conversion units.

特許文献3には、電源配線や電池交換が不要な回転信号発生装置及び回転検出システムが開示されている。特許文献3には、回転信号発生装置が、発電部で出力された交流電力を整流して脈流にする整流手段と、整流手段により得られた脈流を直流として充電する充電手段と、を備え、充電手段に一旦充電された電力は、後段の発信部に供給されることが開示されている。 Patent Document 3 discloses a rotation signal generator and rotation detection system that do not require power wiring or battery replacement. Patent Document 3 discloses that the rotation signal generator includes a rectifier that rectifies AC power output from a power generation unit to create a pulsating current, and a charging unit that converts the pulsating current obtained by the rectifier into DC and charges the power once charged in the charging unit, which is then supplied to a downstream transmitting unit.

特許第6321918号公報Patent No. 6321918 特開2020-031488号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-031488 特開2003-161638号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-161638

発電素子から発生した電力を、一度蓄電素子に充電してから、電源回路に供給する場合に、蓄電素子に充電される電荷が不十分な状態から電源回路へエネルギーを放電すると、負荷状況により途中でエネルギーが不足する場合があった。エネルギーが不足すると、電源回路から出力される電源電圧が低下する場合があった。 When the power generated by the power generation element is first charged into a storage element and then supplied to the power supply circuit, if the energy is discharged to the power supply circuit when the charge stored in the storage element is insufficient, there may be a shortage of energy midway through depending on the load conditions. When there is a shortage of energy, the power supply voltage output from the power supply circuit may drop.

また、発電素子からの出力が変動すると、例えば、特許文献1に開示のように、一定の閾値を用いた制御では、適切に制御できない場合があった。 Furthermore, when the output from the power generating element fluctuates, control using a fixed threshold, as disclosed in Patent Document 1, may not be able to provide appropriate control.

本開示は、発電素子から供給される電力を高い効率で利用可能な電源回路、エンコーダ及び電源回路の制御方法を提供することを目的とする。 The present disclosure aims to provide a power supply circuit, an encoder, and a method for controlling the power supply circuit that can utilize power supplied from a power generation element with high efficiency.

本開示の一の態様によれば、外部エネルギーを電気パルスに変換する発電素子と、共通電位に接続する第1端子と、前記発電素子に接続する第2端子と、を有し、前記第1端子と前記第2端子との間に蓄電する第1蓄電素子と、前記第2端子と接続するプラス端子と、マイナス端子と、を有し、前記プラス端子から前記マイナス端子に電流を流す整流器と、前記共通電位に接続する第3端子と、前記マイナス端子に接続する第4端子と、前記第3端子と前記第4端子との間に蓄電する第2蓄電素子と、前記第2端子と接続する第1入力端子と、前記マイナス端子と接続する第2入力端子と、を有し、前記第1入力端子における第1電位と前記第2入力端子における第2電位との電位差に基づいて出力端子から出力する比較素子と、安定化電源回路と、前記出力端子の出力に基づいて、前記第2端子と、前記安定化電源回路との間を接続又は遮断するスイッチ素子と、を備え、前記電気パルスが発生した後に、前記第1電位が、前記第2電位より低くなったときに、前記スイッチ素子は、前記第2端子と前記安定化電源回路との間を接続する電源回路を提供する。 According to one aspect of the present disclosure, there is provided a power generating device having a power generating element that converts external energy into an electric pulse, a first terminal connected to a common potential, and a second terminal connected to the power generating element, a first storage element that stores electricity between the first terminal and the second terminal, a positive terminal connected to the second terminal, and a negative terminal, a rectifier that passes current from the positive terminal to the negative terminal, a third terminal connected to the common potential, a fourth terminal connected to the negative terminal, a second storage element that stores electricity between the third terminal and the fourth terminal, and a first storage element that connects to the second terminal. A power supply circuit is provided, which has an input terminal and a second input terminal connected to the negative terminal, a comparison element that outputs from an output terminal based on the potential difference between a first potential at the first input terminal and a second potential at the second input terminal, a stabilized power supply circuit, and a switch element that connects or disconnects the second terminal and the stabilized power supply circuit based on the output of the output terminal, and when the first potential becomes lower than the second potential after the electrical pulse is generated, the switch element connects the second terminal and the stabilized power supply circuit.

本開示の電源回路、エンコーダ及び電源回路の制御方法によれば、発電素子から供給される電力を高い効率で利用できる。 The power supply circuit, encoder, and power supply circuit control method disclosed herein enable highly efficient use of power supplied from the power generating element.

図1は、本実施形態に係るエンコーダを用いるサーボモータシステムを説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a servo motor system using an encoder according to this embodiment. 図2は、本実施形態に係るエンコーダを用いるサーボモータの構成を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of a servo motor using the encoder according to this embodiment. 図3は、本実施形態に係るエンコーダの回路構成を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the circuit configuration of the encoder according to this embodiment. 図4は、本実施形態に係るエンコーダの回路構成を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating the circuit configuration of the encoder according to this embodiment. 図5は、本実施形態に係るエンコーダの処理を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating the processing of the encoder according to this embodiment.

以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態に係る明細書及び図面の記載に関して、実質的に同一の又は対応する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した説明を省略する場合がある。また、理解を容易にするために、図面における各部の縮尺は、実際とは異なる場合がある。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that in the description of each embodiment and in the drawings, components having substantially the same or corresponding functional configurations may be designated by the same reference numerals, and redundant explanations may be omitted. Furthermore, to facilitate understanding, the scale of each part in the drawings may differ from the actual scale.

<サーボモータシステム1>
最初に、本実施形態に係るエンコーダ12を用いるサーボモータシステム1について説明する。図1は、本実施形態に係るエンコーダ12を用いるサーボモータシステム1を説明する図である。
<Servo motor system 1>
First, a servo motor system 1 using an encoder 12 according to this embodiment will be described. Fig. 1 is a diagram illustrating a servo motor system 1 using an encoder 12 according to this embodiment.

サーボモータシステム1は、サーボモータ10と、サーボコントローラ20と、を備える。サーボコントローラ20は、サーボモータ10から回転軸11aの位置情報及び回転情報の少なくともいずれか一方を取得する。サーボコントローラ20は、取得した位置情報及び回転情報の少なくともいずれか一方を用いて、サーボモータ10を制御する The servo motor system 1 includes a servo motor 10 and a servo controller 20. The servo controller 20 acquires at least one of position information and rotation information of the rotation shaft 11a from the servo motor 10. The servo controller 20 controls the servo motor 10 using at least one of the acquired position information and rotation information.

サーボモータ10は、モータ11と、エンコーダ12と、を備える。モータ11は、配線L1を介してサーボコントローラ20と接続する。エンコーダ12は、配線L2を介してサーボコントローラ20と接続する。 Servo motor 10 includes motor 11 and encoder 12. Motor 11 is connected to servo controller 20 via wiring L1. Encoder 12 is connected to servo controller 20 via wiring L2.

モータ11は、サーボコントローラ20からの指令に基づいて矢印ARの方向に回転軸11aを回転する。具体的には、モータ11は、サーボコントローラ20から供給される電力に基づいて、回転軸11aを回転する。サーボコントローラ20は、配線L1から制御した電力を供給することにより、モータ11を制御する。モータ11は、例えば、AC(Alternating Current)モータ、DC(Direct Current)モータ等である。 The motor 11 rotates the rotary shaft 11a in the direction of the arrow AR based on commands from the servo controller 20. Specifically, the motor 11 rotates the rotary shaft 11a based on power supplied from the servo controller 20. The servo controller 20 controls the motor 11 by supplying controlled power from the wiring L1. The motor 11 is, for example, an AC (Alternating Current) motor, a DC (Direct Current) motor, etc.

エンコーダ12は、磁場の変動を検出して、モータ11の回転軸11a等の対象の位置情報及び回転情報の少なくともいずれか一方を検出する。また、エンコーダ12は、検出した位置情報及び回転情報の少なくともいずれか一方を、配線L2を介してサーボコントローラ20に出力する。なお、回転軸11aの位置情報とは、例えば、回転軸11aの回転方向の角度である。回転軸11aの回転情報とは、例えば、回転軸11aの回転速度である。 The encoder 12 detects fluctuations in the magnetic field to detect at least one of position information and rotation information of an object, such as the rotating shaft 11a of the motor 11. The encoder 12 also outputs the detected position information and/or rotation information to the servo controller 20 via wiring L2. Note that the position information of the rotating shaft 11a is, for example, the angle of the rotation direction of the rotating shaft 11a. The rotation information of the rotating shaft 11a is, for example, the rotation speed of the rotating shaft 11a.

<サーボモータ10>
次に、本実施形態に係るエンコーダ12を用いるサーボモータ10の構成について説明する。図2は、本実施形態に係るエンコーダ12を用いるサーボモータ10の構成を説明する図である。なお、矢印付き線は、電力又は電流の供給の流れを示す。
<Servo motor 10>
Next, the configuration of the servo motor 10 using the encoder 12 according to this embodiment will be described. Fig. 2 is a diagram illustrating the configuration of the servo motor 10 using the encoder 12 according to this embodiment. Note that lines with arrows indicate the flow of power or current supply.

[モータ11]
モータ11は、回転軸11aのエンコーダ12側に設けられるディスク11dと、ディスク11d上に設けられる磁石11mと、を備える。なお、モータ11は、回転軸11a、ディスク11d及び磁石11m以外に、回転軸11aを支持する軸受、回転軸11aを回転させるためのステータを構成する巻線、鉄芯及びロータを構成する永久磁石等の周知の要素を備えるが、ここでは説明を省略する。
[Motor 11]
The motor 11 includes a disk 11d provided on the rotary shaft 11a on the side of the encoder 12, and a magnet 11m provided on the disk 11d. In addition to the rotary shaft 11a, the disk 11d, and the magnet 11m, the motor 11 also includes well-known elements such as bearings that support the rotary shaft 11a, windings that form a stator for rotating the rotary shaft 11a, an iron core, and permanent magnets that form a rotor, but a description of these elements will be omitted here.

ディスク11dは、回転軸11aに固定される。ディスク11dは、回転軸11aの矢印ARの方向への回転に伴って、回転軸11aと一緒に回転する。ディスク11dのエンコーダ12側の面に、磁石11mが固定される。 Disk 11d is fixed to rotating shaft 11a. Disk 11d rotates together with rotating shaft 11a as rotating shaft 11a rotates in the direction of arrow AR. Magnet 11m is fixed to the surface of disk 11d facing the encoder 12.

磁石11mは、ネオジム等により形成される永久磁石である。磁石11mは、ディスク11dの面に平行な方向に、N極とS極を有するように設けられる。磁石11mがディスク11dとともに回転すると、エンコーダ12側の磁場が変化する。 Magnet 11m is a permanent magnet made of neodymium or the like. Magnet 11m is arranged so that it has a north pole and a south pole parallel to the surface of disk 11d. When magnet 11m rotates together with disk 11d, the magnetic field on the encoder 12 side changes.

[エンコーダ12]
エンコーダ12について説明する。エンコーダ12を説明することにより、エンコーダ12が備える電源回路12dと、電源回路12dの制御方法について説明する。エンコーダ12は、磁石11mの回転によって変化する磁場によって、回転軸11aの位置情報及び回転情報の少なくともいずれか一方を検出する。また、エンコーダ12は、磁石11mの回転によって変化する磁場によって、エンコーダ12を動作させるために必要な電力を生成する。
[Encoder 12]
The encoder 12 will now be described. By describing the encoder 12, the power supply circuit 12d included in the encoder 12 and a method for controlling the power supply circuit 12d will be described. The encoder 12 detects at least one of position information and rotation information of the rotating shaft 11a based on the magnetic field that changes with the rotation of the magnet 11m. Furthermore, the encoder 12 generates the power required to operate the encoder 12 based on the magnetic field that changes with the rotation of the magnet 11m.

エンコーダ12は、発電素子12gと、整流回路12aと、切替回路12bと、安定化電源回路12cと、駆動回路12eと、ホール素子12hと、信号処理回路12fと、制御回路12pと、を備える。なお、発電素子12g、整流回路12a、切替回路12b及び安定化電源回路12cをまとめて電源回路12dという。また、駆動回路12e、ホール素子12h及び信号処理回路12fをまとめてアナログ処理回路12mと呼ぶ。 The encoder 12 includes a power generating element 12g, a rectifier circuit 12a, a switching circuit 12b, a stabilized power supply circuit 12c, a drive circuit 12e, a Hall element 12h, a signal processing circuit 12f, and a control circuit 12p. The power generating element 12g, rectifier circuit 12a, switching circuit 12b, and stabilized power supply circuit 12c are collectively referred to as the power supply circuit 12d. The drive circuit 12e, Hall element 12h, and signal processing circuit 12f are collectively referred to as the analog processing circuit 12m.

エンコーダ12は、移動による磁束の変化により発電する発電素子12gと、磁場を計測するホール素子12hと、を備える。発電素子12g及びホール素子12hのそれぞれは、磁石11mにより生じる磁場の影響を受けやすいように、エンコーダ12のモータ11側に設けられる。 The encoder 12 includes a power generating element 12g that generates electricity using changes in magnetic flux caused by movement, and a Hall element 12h that measures the magnetic field. The power generating element 12g and the Hall element 12h are each located on the motor 11 side of the encoder 12 so that they are easily affected by the magnetic field generated by the magnet 11m.

[発電素子12g]
発電素子12gは、外部エネルギーを電気パルスに変換して発電する素子である。発電素子12gは、例えば、環境発電機(EHG:Energy Harvest Generator)であるウィーガントワイヤ(Wiegand wire)である。
[Power generating element 12g]
The power generating element 12g is an element that generates electricity by converting external energy into an electric pulse. The power generating element 12g is, for example, a Wiegand wire that is an energy harvest generator (EHG).

ウィーガントワイヤは、外部磁界が反転する零点近傍で、外部磁束の変化速度に依存せずに電気パルスを発生する。したがって、ウィーガントワイヤは、回転軸11aの回転数によらずに一定の電力を発生する。ウィーガントワイヤは、低速の回転(移動)よる緩やかな磁束変化でも安定した電気パルス(電圧パルス)を発生する。ウィーガントワイヤは、磁場が反転するタイミングで電気パルスが発生する。 Wiegand wire generates an electrical pulse near the zero point where the external magnetic field reverses, regardless of the rate of change of the external magnetic flux. Therefore, Wiegand wire generates a constant amount of power regardless of the rotation speed of the rotating shaft 11a. Wiegand wire generates a stable electrical pulse (voltage pulse) even with gradual changes in magnetic flux caused by slow rotation (movement). Wiegand wire generates an electrical pulse when the magnetic field reverses.

発電素子12gにおいて、環境発電機を利用することにより、エンコーダ12は、電池又は外部電源が不要である。すなわち、エンコーダ12は、バッテリーレスのエンコーダである。ウィーガントワイヤは、回転軸11aの回転数によらずに一定の電力を発生すること、特に低速回転でも安定した発電波形が得られることから、バッテリーレスのエンコーダであるエンコーダ12の発電素子12gとして使用するのに適している。 By using an environmental power generator in the power generating element 12g, the encoder 12 does not require a battery or external power source. In other words, the encoder 12 is a battery-less encoder. Wiegand wire generates a constant amount of power regardless of the rotation speed of the rotating shaft 11a, and produces a stable power generation waveform even at low rotation speeds in particular. This makes it suitable for use as the power generating element 12g of the battery-less encoder 12.

なお、発電素子12gは、ウィーガントワイヤに限らず、例えば、コイル等により、磁場の変化から発電するようにしてもよい。 Note that the power generating element 12g is not limited to a Wiegand wire; for example, it may be a coil or the like that generates power from changes in the magnetic field.

[ホール素子12h]
ホール素子12hは、駆動電流が流れる半導体素子を横切る磁場を検出する。エンコーダ12では、ホール素子12hは、磁石11mにより生じる磁場を主に検出する。ホール素子12hは、例えば、アンチモン化インジウム(InSb)、ヒ化ガリウム(GaAs)等の半導体素子により構成される。ホール素子12hは、駆動電流と、駆動電流を横切る磁束密度に比例した電圧を出力する。
[Hall element 12h]
The Hall element 12h detects a magnetic field that crosses a semiconductor element through which a drive current flows. In the encoder 12, the Hall element 12h mainly detects a magnetic field generated by the magnet 11m. The Hall element 12h is made of a semiconductor element such as indium antimonide (InSb) or gallium arsenide (GaAs). The Hall element 12h outputs a voltage proportional to the drive current and the magnetic flux density that crosses the drive current.

ホール素子12hは、磁場の検出信号を信号処理回路12fに出力する。ホール素子12hは、駆動回路12eから定電流Idrが供給される。 The Hall element 12h outputs a magnetic field detection signal to the signal processing circuit 12f. A constant current Idr is supplied to the Hall element 12h from the drive circuit 12e.

ホール素子12hには、発電素子12gで生成された電力を、整流回路12aで整流し、更に駆動回路12eで定電流化された電流(定電流Idr)が供給される。 The Hall element 12h is supplied with the electric power generated by the power generating element 12g, which is rectified by the rectifier circuit 12a and then converted to a constant current (constant current Idr) by the drive circuit 12e.

なお、エンコーダ12は、1個のホール素子を備えているが、ホール素子の個数に関しては、1個に限らない。エンコーダ12は、ホール素子を複数備えてもよい。また、磁場の測定は磁気を検出可能な素子(磁気検出素子)であれば、ホール素子に限らない。例えば、ホール素子12hに換えて、磁気抵抗効果素子等を用いてもよい。 Note that although the encoder 12 is equipped with one Hall element, the number of Hall elements is not limited to one. The encoder 12 may be equipped with multiple Hall elements. Furthermore, the magnetic field measurement is not limited to a Hall element, as long as it is an element capable of detecting magnetism (magnetic detection element). For example, a magnetoresistance effect element or the like may be used instead of the Hall element 12h.

エンコーダ12が備える回路構成について、図3に基づいて説明する。図3は、本実施形態に係るエンコーダ12の回路構成を説明する図である。 The circuit configuration of the encoder 12 will be described with reference to Figure 3. Figure 3 is a diagram illustrating the circuit configuration of the encoder 12 according to this embodiment.

[整流回路12a]
整流回路12aは、発電素子12gが生成した電力を整流して、正の電圧を生成する。整流回路12aは、全波整流回路12a1と、第1コンデンサ12a2と、を備える。
[Rectifier circuit 12a]
The rectifier circuit 12a rectifies the power generated by the power generating element 12g to generate a positive voltage. The rectifier circuit 12a includes a full-wave rectifier circuit 12a1 and a first capacitor 12a2.

全波整流回路12a1は、発電素子12gが生成した電圧Vgnの正負のパルスを正のパルスに整流する。全波整流回路12a1は、いわゆる、ダイオードブリッジ回路である。例えば、発電素子12gがウィーガントワイヤである場合に、発電素子12gは、正負のパルスを生成する。全波整流回路12a1は、発電素子12gが生成した正負のパルスを、正のパルスに変換する。 The full-wave rectifier circuit 12a1 rectifies the positive and negative pulses of the voltage Vgn generated by the power generating element 12g into positive pulses. The full-wave rectifier circuit 12a1 is a so-called diode bridge circuit. For example, if the power generating element 12g is a Wiegand wire, the power generating element 12g generates positive and negative pulses. The full-wave rectifier circuit 12a1 converts the positive and negative pulses generated by the power generating element 12g into positive pulses.

第1コンデンサ12a2は、第1端子T1と、第2端子T2と、を有する。第1端子T1は、共通電位に接続される。第2端子T2は、全波整流回路12a1を介して発電素子12gに接続される。第1コンデンサ12a2は、発電素子12gが発電した電力を蓄電する。 The first capacitor 12a2 has a first terminal T1 and a second terminal T2. The first terminal T1 is connected to a common potential. The second terminal T2 is connected to the power generating element 12g via the full-wave rectifier circuit 12a1. The first capacitor 12a2 stores the power generated by the power generating element 12g.

第1コンデンサ12a2は、全波整流回路12a1が生成した正のパルスを平滑化する。第1コンデンサ12a2は、全波整流回路12a1の出力端子と、共通電位との間に設けられる。第1コンデンサ12a2によって正のパルスが平滑化されることにより、整流回路12aから、平滑化された電圧Vrcが出力される。 The first capacitor 12a2 smooths the positive pulse generated by the full-wave rectifier circuit 12a1. The first capacitor 12a2 is connected between the output terminal of the full-wave rectifier circuit 12a1 and the common potential. By smoothing the positive pulse by the first capacitor 12a2, a smoothed voltage Vrc is output from the rectifier circuit 12a.

[切替回路12b]
切替回路12bは、整流回路12aと安定化電源回路12cとの間を開閉する。いいかえると、切替回路12bは、整流回路12aと安定化電源回路12cとの間を接続又は遮断する。
[Switching circuit 12b]
The switching circuit 12b connects or disconnects the rectifier circuit 12a and the stabilized power supply circuit 12c. In other words, the switching circuit 12b connects or disconnects the rectifier circuit 12a and the stabilized power supply circuit 12c.

切替回路12bは、発電素子12gが電気パルスを生成する前は、整流回路12aと安定化電源回路12cとの間を開状態にする。すなわち、切替回路12bは、発電素子12gが電気パルスを生成する前は、整流回路12aと安定化電源回路12cとの間を未接続とする。そして、発電素子12gが電気パルスが生成して、整流回路12aにより整流された電気パルスの電圧が最大となった後に、切替回路12bは、整流回路12aと安定化電源回路12cとの間を閉状態にする。すなわち、発電素子12gが電気パルスが生成して、整流回路12aにより整流された電気パルスの電圧が最大となった後に、切替回路12bは、整流回路12aと安定化電源回路12cとの間を接続する。 Before the power generating element 12g generates an electrical pulse, the switching circuit 12b opens the connection between the rectifier circuit 12a and the stabilized power supply circuit 12c. That is, before the power generating element 12g generates an electrical pulse, the switching circuit 12b disconnects the rectifier circuit 12a from the stabilized power supply circuit 12c. Then, after the power generating element 12g generates an electrical pulse and the voltage of the electrical pulse rectified by the rectifier circuit 12a reaches its maximum, the switching circuit 12b closes the connection between the rectifier circuit 12a and the stabilized power supply circuit 12c. That is, after the power generating element 12g generates an electrical pulse and the voltage of the electrical pulse rectified by the rectifier circuit 12a reaches its maximum, the switching circuit 12b connects the rectifier circuit 12a to the stabilized power supply circuit 12c.

切替回路12bの具体的な構成について、図4により説明する。図4は、本実施形態に係るエンコーダ12の回路構成、特に、切替回路12b、を説明する図である。 The specific configuration of the switching circuit 12b will be explained using Figure 4. Figure 4 is a diagram explaining the circuit configuration of the encoder 12 according to this embodiment, and in particular the switching circuit 12b.

切替回路12bは、第2コンデンサ12b1と、整流器12b2と、比較素子12b5と、スイッチ素子12b6と、を備える。整流器12b2は、第1整流素子12b3と、第2整流素子12b4と、を備える。 The switching circuit 12b includes a second capacitor 12b1, a rectifier 12b2, a comparison element 12b5, and a switch element 12b6. The rectifier 12b2 includes a first rectifier element 12b3 and a second rectifier element 12b4.

第2コンデンサ12b1は、発電素子12gが生成した電気パルスにおける一部の電力を蓄電する。第2コンデンサ12b1は、整流器12b2を介して、整流回路12aに接続する。 The second capacitor 12b1 stores a portion of the power generated by the power generating element 12g. The second capacitor 12b1 is connected to the rectifier circuit 12a via the rectifier 12b2.

第2コンデンサ12b1は、第3端子T3と、第4端子T4と、を有する。第3端子T3は、共通電位に接続される。第4端子T4は、整流器12b2を介して第1コンデンサ12a2の第2端子T2に接続される。第2コンデンサ12b1は、発電素子12gが発電した電力の一部を蓄電する。なお、第1コンデンサ12a2の蓄電容量は、第2コンデンサ12b1の蓄電容量より大きいことが望ましい。 The second capacitor 12b1 has a third terminal T3 and a fourth terminal T4. The third terminal T3 is connected to a common potential. The fourth terminal T4 is connected to the second terminal T2 of the first capacitor 12a2 via the rectifier 12b2. The second capacitor 12b1 stores a portion of the power generated by the power generating element 12g. It is desirable that the storage capacity of the first capacitor 12a2 be greater than that of the second capacitor 12b1.

整流器12b2は、電流を一方の方向に流し、他方の方向に電流が流れることを抑制する。整流器12b2は、プラス端子Tp及びマイナス端子Tmを有する。整流器12b2は、プラス端子Tpとマイナス端子Tmとの間に、第1整流素子12b3及び第2整流素子12b4を備える。第1整流素子12b3と第2整流素子12b4とは、プラス端子Tpとマイナス端子Tmとの間に、いいかえると、第1コンデンサ12a2の第2端子T2と第2コンデンサ12b1の第4端子T4との間に、直列に接続される。 The rectifier 12b2 allows current to flow in one direction and prevents current from flowing in the other direction. The rectifier 12b2 has a positive terminal Tp and a negative terminal Tm. The rectifier 12b2 includes a first rectifying element 12b3 and a second rectifying element 12b4 between the positive terminal Tp and the negative terminal Tm. The first rectifying element 12b3 and the second rectifying element 12b4 are connected in series between the positive terminal Tp and the negative terminal Tm, in other words, between the second terminal T2 of the first capacitor 12a2 and the fourth terminal T4 of the second capacitor 12b1.

第1整流素子12b3及び第2整流素子12b4のそれぞれは、例えば、ダイオードである。整流器12b2に電流が流れるときには、第1整流素子12b3及び第2整流素子12b4のそれぞれにおいて電圧が降下する。したがって、整流器12b2に電流が流れるときには、第1コンデンサ12a2の第2端子T2の電圧である電圧Vrcより、第2コンデンサ12b1の第4端子T4の電圧である電圧Vtが低くなる。 Each of the first rectifying element 12b3 and the second rectifying element 12b4 is, for example, a diode. When current flows through the rectifier 12b2, a voltage drops across each of the first rectifying element 12b3 and the second rectifying element 12b4. Therefore, when current flows through the rectifier 12b2, the voltage Vt at the fourth terminal T4 of the second capacitor 12b1 is lower than the voltage Vrc at the second terminal T2 of the first capacitor 12a2.

なお、上記の例では、整流素子としてダイオードを用いて説明したが、整流素子はダイオードに限らない。例えば、整流素子として、ダイオードに換えて、ダイオード接続したMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)等のトランジスタを用いてもよい。 Note that in the above example, a diode was used as the rectifying element, but the rectifying element is not limited to a diode. For example, instead of a diode, a transistor such as a diode-connected MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) may be used as the rectifying element.

比較素子12b5は、第1コンデンサ12a2の第2端子T2における電圧Vrcと、第2コンデンサ12b1の第4端子T4における電圧Vtと、の間の電位差を比較して、比較結果を出力する。比較素子12b5は、いわゆるコンパレータである。 The comparison element 12b5 compares the potential difference between the voltage Vrc at the second terminal T2 of the first capacitor 12a2 and the voltage Vt at the fourth terminal T4 of the second capacitor 12b1, and outputs the comparison result. The comparison element 12b5 is a so-called comparator.

比較素子12b5の+端子(第1入力端子Ip1)は、第1コンデンサ12a2の第2端子T2に接続する。比較素子12b5の-端子(第2入力端子Ip2)は、第2コンデンサ12b1の第4端子T4に接続する。比較素子12b5の出力端子Op1は、スイッチ素子12b6に接続する。比較素子12b5のプラス側電源端子Pp1は、第1コンデンサ12a2の第2端子T2に接続する。比較素子12b5のマイナス側電源端子Pm1は、共通電位に接続される。 The positive terminal (first input terminal Ip1) of the comparison element 12b5 is connected to the second terminal T2 of the first capacitor 12a2. The negative terminal (second input terminal Ip2) of the comparison element 12b5 is connected to the fourth terminal T4 of the second capacitor 12b1. The output terminal Op1 of the comparison element 12b5 is connected to the switch element 12b6. The positive power supply terminal Pp1 of the comparison element 12b5 is connected to the second terminal T2 of the first capacitor 12a2. The negative power supply terminal Pm1 of the comparison element 12b5 is connected to a common potential.

スイッチ素子12b6は、比較素子12b5の出力に基づいて、整流回路12aと安定化電源回路12cとの間を開閉する。スイッチ素子12b6は、例えば、アナログスイッチである。なお、スイッチ素子12b6において電源が必要な場合は、スイッチ素子12b6の電源端子を第1コンデンサ12a2の第2端子T2に接続して電圧Vrcを入力するようにする。 The switch element 12b6 opens and closes the connection between the rectifier circuit 12a and the stabilized power supply circuit 12c based on the output of the comparison element 12b5. The switch element 12b6 is, for example, an analog switch. When the switch element 12b6 requires power, the power supply terminal of the switch element 12b6 is connected to the second terminal T2 of the first capacitor 12a2 to input the voltage Vrc.

なお、比較素子12b5及びスイッチ素子12b6の応答速度は、発電素子12gから供給される電気パルスの立上り時間に比べて速いほうが望ましい。 It is desirable that the response speed of the comparison element 12b5 and the switch element 12b6 be faster than the rise time of the electrical pulse supplied from the power generation element 12g.

[安定化電源回路12c]
安定化電源回路12cは、整流回路12aから出力された電圧を略一定の電圧にして出力する。安定化電源回路12cは、レギュレータ12c1を備える。レギュレータ12c1は、例えば、LDO(Low Dropout)レギュレータである。
[Stabilized power supply circuit 12c]
The stabilized power supply circuit 12c converts the voltage output from the rectifier circuit 12a into a substantially constant voltage and outputs the voltage. The stabilized power supply circuit 12c includes a regulator 12c1. The regulator 12c1 is, for example, an LDO (Low Dropout) regulator.

安定化電源回路12cは、所定の大きさの電圧が入力されると略一定の電圧Vddを出力する。 The stabilized power supply circuit 12c outputs a substantially constant voltage Vdd when a voltage of a predetermined magnitude is input.

[駆動回路12e]
駆動回路12eは、ホール素子12hに定電流Idrを供給するいわゆる定電流回路である。駆動回路12eは、定電流源として動作する。エンコーダ12は、ホール素子12hを定電流Idrで駆動する。駆動回路12eは、駆動電流として定電流がホール素子12hに流れるように、ホール素子12hに駆動電力を供給する。
[Drive circuit 12e]
The drive circuit 12e is a so-called constant current circuit that supplies a constant current Idr to the Hall element 12h. The drive circuit 12e operates as a constant current source. The encoder 12 drives the Hall element 12h with the constant current Idr. The drive circuit 12e supplies drive power to the Hall element 12h so that a constant current flows through the Hall element 12h as a drive current.

なお、駆動回路12eは、安定化電源回路12cから供給される電圧Vddにより駆動される。 The drive circuit 12e is driven by the voltage Vdd supplied from the stabilized power supply circuit 12c.

[信号処理回路12f]
信号処理回路12fは、ホール素子12hからの検出信号を処理して、磁石11mの磁場の方向を検出する。図3を用いて、信号処理回路12fについて説明する。
[Signal processing circuit 12f]
The signal processing circuit 12f processes the detection signal from the Hall element 12h to detect the direction of the magnetic field of the magnet 11m. The signal processing circuit 12f will be described with reference to FIG.

信号処理回路12fは、差動増幅器12f1と、比較器12f2と、を備える。 The signal processing circuit 12f includes a differential amplifier 12f1 and a comparator 12f2.

(差動増幅器12f1)
差動増幅器12f1は、ホール素子12hから出力された電圧Vh+及び電圧Vh-の電位差を増幅した電圧Vdを、比較器12f2に出力する。差動増幅器12f1には、安定化電源回路12cから電圧Vddの電力が供給される。
(Differential amplifier 12f1)
The differential amplifier 12f1 amplifies the potential difference between the voltage Vh+ and the voltage Vh− output from the Hall element 12h to generate a voltage Vd, and outputs the amplified voltage Vd to the comparator 12f2. The differential amplifier 12f1 is supplied with power of the voltage Vdd from the stabilized power supply circuit 12c.

(比較器12f2)
比較器12f2は、差動増幅器12f1から出力された電圧Vdと基準となる電位(基準電位Vref)とを比較して、比較結果を制御回路12pに出力する。比較器12f2は、いわゆるコンパレータである。比較器12f2は、差動増幅器12f2aと、抵抗12f2b、抵抗12f2c及び抵抗12f2dと、を備える。差動増幅器12f2aには、安定化電源回路12cから電圧Vddの電力が供給される。差動増幅器12f2aは、差動増幅器12f1の出力の電圧Vdと、電圧Vddを抵抗12f2c及び抵抗12f2dとで分圧して生成した基準電位Vrefとを比較して、比較結果を電圧信号である磁極信号Smgとして制御回路12pに出力する。抵抗12f2bは帰還抵抗である。
(Comparator 12f2)
The comparator 12f2 compares the voltage Vd output from the differential amplifier 12f1 with a reference potential (reference potential Vref) and outputs the comparison result to the control circuit 12p. The comparator 12f2 is a so-called comparator. The comparator 12f2 includes a differential amplifier 12f2a and resistors 12f2b, 12f2c, and 12f2d. The differential amplifier 12f2a receives power at voltage Vdd from the stabilized power supply circuit 12c. The differential amplifier 12f2a compares the voltage Vd output from the differential amplifier 12f1 with a reference potential Vref generated by dividing the voltage Vdd using resistors 12f2c and 12f2d, and outputs the comparison result to the control circuit 12p as a magnetic pole signal Smg, which is a voltage signal. The resistor 12f2b is a feedback resistor.

[制御回路12p]
制御回路12pは、信号処理回路12fからの入力に基づいて、モータ11の回転軸11aの回転位置、回転数等の位置情報及び回転情報の少なくともいずれか一方を算出する。また、制御回路12pは、検出したモータ11の回転軸11aの位置情報及び回転情報の少なくともいずれか一方を記録したり、外部の制御システム、例えば、サーボコントローラ20、に伝送したりする。
[Control circuit 12p]
Based on the input from the signal processing circuit 12f, the control circuit 12p calculates at least one of position information and rotation information, such as the rotation position and rotation speed, of the rotating shaft 11a of the motor 11. The control circuit 12p also records at least one of the detected position information and rotation information of the rotating shaft 11a of the motor 11, and transmits it to an external control system, for example, a servo controller 20.

制御回路12pは、例えば、マイコン、ASIC(application specific integrated circuit)等である。また、制御回路12pは、例えば、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、PLD(Programmable Logic Device)等でもよい。さらに、制御回路12pは、強誘電体メモリ等の不揮発性のメモリを備えてもよい。また、制御回路12pは、外部に設けられた強誘電体メモリ等の不揮発性のメモリと接続してもよい。 The control circuit 12p may be, for example, a microcomputer or an ASIC (application-specific integrated circuit). The control circuit 12p may also be, for example, an FPGA (field-programmable gate array) or a PLD (programmable logic device). Furthermore, the control circuit 12p may include non-volatile memory such as a ferroelectric memory. The control circuit 12p may also be connected to an external non-volatile memory such as a ferroelectric memory.

制御回路12pは、端子PWR及び端子SIGを少なくとも備える。 The control circuit 12p has at least a terminal PWR and a terminal SIG.

制御回路12pの端子PWRはプラス側の電源が供給される端子である。端子PWRには、安定化電源回路12cから電圧Vddの電力が供給される。制御回路12pは、端子PWRに電力が供給されることにより動作する。 The terminal PWR of the control circuit 12p is a terminal to which positive power is supplied. Power at voltage Vdd is supplied to terminal PWR from the stabilized power supply circuit 12c. The control circuit 12p operates when power is supplied to terminal PWR.

制御回路12pの端子SIGは、外部から信号が入力される端子である。端子SIGは、信号処理回路12fに接続される。端子SIGから、信号処理回路12fで検出された検出結果である磁極信号Smgが入力される。磁極信号Smgは、ホール素子12hで検出された磁場の方向を示す信号である。 The terminal SIG of the control circuit 12p is a terminal to which a signal is input from the outside. The terminal SIG is connected to the signal processing circuit 12f. The magnetic pole signal Smg, which is the detection result detected by the signal processing circuit 12f, is input from the terminal SIG. The magnetic pole signal Smg is a signal that indicates the direction of the magnetic field detected by the Hall element 12h.

<エンコーダ12の動作>
エンコーダ12の動作について説明する。図5は、本実施形態に係るエンコーダ12の処理を説明する図である。図5(a)は、発電素子12gの出力電圧、第1コンデンサ12a2の第2端子T2における電圧Vrc及び第2コンデンサ12b1の第4端子T4における電圧Vtを示す。図5(b)は、比較素子12b5の出力端子Op1における電圧を示す。図5(c)は、安定化電源回路12cから出力される電圧Vddを示す。
<Operation of Encoder 12>
The operation of the encoder 12 will now be described. FIG. 5 is a diagram illustrating the processing of the encoder 12 according to this embodiment. FIG. 5(a) shows the output voltage of the power generating element 12g, the voltage Vrc at the second terminal T2 of the first capacitor 12a2, and the voltage Vt at the fourth terminal T4 of the second capacitor 12b1. FIG. 5(b) shows the voltage at the output terminal Op1 of the comparison element 12b5. FIG. 5(c) shows the voltage Vdd output from the stabilized power supply circuit 12c.

なお、図5(a)、図5(b)及び図5(c)において、縦軸は電圧、横軸は時間を示す。図5(a)、図5(b)及び図5(c)のそれぞれの横軸は、横軸において同じ場所がおなじ時刻を示すようになっている。 In Figures 5(a), 5(b), and 5(c), the vertical axis represents voltage and the horizontal axis represents time. The same point on the horizontal axis in Figures 5(a), 5(b), and 5(c) represents the same time.

モータ11の回転軸11aが回転して、発電素子12gにおいて磁場が変動すると、発電素子12gから発電した電力が供給される。なお、発電素子12gがウィーガントワイヤの場合は、正のパルスが出力する場合と、負のパルスが出力される場合がある。したがって、本実施形態に係るエンコーダ12においては、整流回路12aにより、正のパルスに変換する。 When the rotating shaft 11a of the motor 11 rotates and the magnetic field fluctuates in the power generating element 12g, the power generated by the power generating element 12g is supplied. Note that if the power generating element 12g is a Wiegand wire, it may output a positive pulse or a negative pulse. Therefore, in the encoder 12 according to this embodiment, the rectifier circuit 12a converts this into a positive pulse.

図5(a)の線Lgは、発電素子12gから出力された電気パルスを示す。なお、図5(a)においては、正のパルスを示す。時刻t1から発電素子12gが発電することにより、線Lgは徐々に大きくなる。 Line Lg in Figure 5(a) shows the electrical pulse output from power generating element 12g. Note that in Figure 5(a), this shows a positive pulse. As power generating element 12g begins to generate electricity from time t1, line Lg gradually becomes larger.

発電素子12gにより発電され、出力された電気パルスは、第1コンデンサ12a2に蓄電される。図5(a)の線Lc1は、第1コンデンサ12a2の第2端子T2における電圧(電圧Vrc)を示す。第1コンデンサ12a2は、充電されて時刻t2から徐々に第2端子T2の電圧が上昇する。 The electrical pulses generated and output by the power generating element 12g are stored in the first capacitor 12a2. Line Lc1 in Figure 5(a) shows the voltage (voltage Vrc) at the second terminal T2 of the first capacitor 12a2. The first capacitor 12a2 is charged, and the voltage at the second terminal T2 gradually increases from time t2.

また、発電素子12gにより発電され、出力された電気パルスの一部は、第2コンデンサ12b1に蓄電される。図5(a)の線Lc2は、第2コンデンサ12b1の第4端子T4における電圧(電圧Vt)を示す。第2コンデンサ12b1は、整流器12b2を介して第1コンデンサ12a2に接続されていることから、第1コンデンサ12a2の第2端子T2の電圧と比較して、第2コンデンサ12b1の第4端子T4の電圧は、整流器12b2の電圧降下分低くなる。したがって、第2コンデンサ12b1は、充電されて時刻t2から少し遅れた時刻t3から徐々に第4端子T4の電圧が上昇する。 A portion of the electrical pulses generated and output by the power generating element 12g is stored in the second capacitor 12b1. Line Lc2 in Figure 5(a) shows the voltage (voltage Vt) at the fourth terminal T4 of the second capacitor 12b1. Because the second capacitor 12b1 is connected to the first capacitor 12a2 via the rectifier 12b2, the voltage at the fourth terminal T4 of the second capacitor 12b1 is lower than the voltage at the second terminal T2 of the first capacitor 12a2 by the amount of the voltage drop across the rectifier 12b2. Therefore, the second capacitor 12b1 is charged, and the voltage at the fourth terminal T4 gradually increases from time t3, which is slightly later than time t2.

第1コンデンサ12a2は、発電素子12gからの電力が充電されることにより、第4端子T4の電圧は、発電素子12gからの電圧が上昇するのにあわせて上昇する。そして、発電素子12gが最大値となる時刻tmaxにおいて、ほぼ同時に第2端子T2の電圧も最大値となる。そして、第2端子T2の電圧が最大値となった後は、徐々に電圧が減少する。 As the first capacitor 12a2 is charged with power from the power generating element 12g, the voltage at the fourth terminal T4 increases as the voltage from the power generating element 12g increases. At time tmax, when the voltage at the power generating element 12g reaches its maximum, the voltage at the second terminal T2 also reaches its maximum at approximately the same time. After the voltage at the second terminal T2 reaches its maximum, the voltage gradually decreases.

第2コンデンサ12b1は、第1コンデンサ12a2と同様に、発電素子12gからの電力が充電されることにより、第4端子T4の電圧は、発電素子12gからの電圧が上昇するのにあわせて上昇する。そして、発電素子12gが最大値となる時刻tmaxにおいて、ほぼ同時に第4端子T4の電圧も最大値となる。そして、第4端子T4の電圧が最大値となった後は、徐々に電圧が減少する。 Similar to the first capacitor 12a2, the second capacitor 12b1 is charged with power from the power generating element 12g, and the voltage at the fourth terminal T4 rises as the voltage from the power generating element 12g rises. At time tmax, when the voltage at the power generating element 12g reaches its maximum, the voltage at the fourth terminal T4 also reaches its maximum value at approximately the same time. After the voltage at the fourth terminal T4 reaches its maximum value, the voltage gradually decreases.

第1コンデンサ12a2の第2端子T2には、比較素子12b5等が接続されていることから、第1コンデンサ12a2に貯蔵された電力は消費されて、第2端子T2の電圧は徐々に低下する。一方、第2コンデンサ12b1は、ほとんど放電されず、第4端子T4の電圧はほとんど変化しない。 Because the comparison element 12b5 and other elements are connected to the second terminal T2 of the first capacitor 12a2, the power stored in the first capacitor 12a2 is consumed, and the voltage at the second terminal T2 gradually decreases. Meanwhile, the second capacitor 12b1 is hardly discharged, and the voltage at the fourth terminal T4 hardly changes.

したがって、時刻tsにおいて、第2端子T2の電位と、第4端子T4の電圧が逆転する。第4端子T4の電位が、第2端子T2の電位より高くなると、比較素子12b5は、正論理の電圧v1を出力する。比較素子12b5が正論理の電圧v1を出力すると、スイッチ素子12b6は、整流回路12aと安定化電源回路12cとの間を閉状態にして接続する。 Therefore, at time ts, the potential at the second terminal T2 and the voltage at the fourth terminal T4 are reversed. When the potential at the fourth terminal T4 becomes higher than the potential at the second terminal T2, the comparison element 12b5 outputs a positive logic voltage v1. When the comparison element 12b5 outputs a positive logic voltage v1, the switch element 12b6 closes the connection between the rectifier circuit 12a and the stabilized power supply circuit 12c.

時刻tsにおいて、整流回路12aと安定化電源回路12cとの間が接続されると、安定化電源回路12cから図5(c)の線Lrgに示すように、所定の電圧v2が出力される。 At time ts, when the rectifier circuit 12a and the stabilized power supply circuit 12c are connected, a predetermined voltage v2 is output from the stabilized power supply circuit 12c, as shown by line Lrg in Figure 5(c).

第1コンデンサ12a2の第2端子の電圧が徐々に低下して、時刻t4になると、安定化電源回路12cが電圧v2の電圧を出力するための電圧を確保できなくなるため、安定化電源回路12cからの出力が徐々に低くなる。 The voltage at the second terminal of the first capacitor 12a2 gradually decreases, and at time t4, the stabilized power supply circuit 12c can no longer secure the voltage required to output voltage v2, causing the output from the stabilized power supply circuit 12c to gradually decrease.

そして、時刻t5になると、比較素子12b5の出力が低下して、整流回路12aと安定化電源回路12cとの間を開状態にして切断する。 Then, at time t5, the output of the comparison element 12b5 drops, opening the connection between the rectifier circuit 12a and the stabilized power supply circuit 12c and disconnecting them.

<作用・効果>
本開示の電源回路及びエンコーダによれば、発電素子から供給される電力を高い効率で利用できる。本実施形態に係る電源回路12dによれば、発電素子12gから供給された電気パルスにより、第1コンデンサ12a2が十分充電されてから、第1コンデンサ12a2と安定化電源回路12cとが接続される。すなわち、発電素子12gから供給された電気パルスによって第1コンデンサ12a2が充電されている間は、第1コンデンサ12a2において充電を行って、放電は行わないようにする。発電素子12gから供給された電気パルスによって第1コンデンサ12a2が充電されている間は、第1コンデンサ12a2において充電を集中的に行うことにより、第1コンデンサ12a2への充電を効率よく行うことができる。
<Actions and Effects>
The power supply circuit and encoder disclosed herein enable highly efficient use of power supplied from the power generating element. According to the power supply circuit 12d of this embodiment, the first capacitor 12a2 is connected to the stabilized power supply circuit 12c after the first capacitor 12a2 has been sufficiently charged by the electric pulses supplied from the power generating element 12g. That is, while the first capacitor 12a2 is being charged by the electric pulses supplied from the power generating element 12g, the first capacitor 12a2 is charged and not discharged. While the first capacitor 12a2 is being charged by the electric pulses supplied from the power generating element 12g, the first capacitor 12a2 is charged intensively, thereby enabling efficient charging of the first capacitor 12a2.

また、第1コンデンサ12a2への充電が十分行われた状態で、安定化電源回路12cへ第1コンデンサ12a2から給電を行うことによって、安定化電源回路12cからの出力を安定させることができる。 Furthermore, when the first capacitor 12a2 is sufficiently charged, power is supplied from the first capacitor 12a2 to the stabilized power supply circuit 12c, thereby stabilizing the output from the stabilized power supply circuit 12c.

さらに、本開示の電源回路及びエンコーダによれば、発電素子12gから供給される電気パルスが最大になった後に、第1コンデンサ12a2に充電を開始する。発電素子12gから供給される電気パルスが最大になった後に、第1コンデンサ12a2に充電を開始することから、例えば、発電素子12gから供給される電気パルスの大きさが変動しても、安定して効率よく第1コンデンサ12a2に充電できる。 Furthermore, with the power supply circuit and encoder disclosed herein, charging of the first capacitor 12a2 begins after the electrical pulse supplied from the power generating element 12g reaches its maximum. Because charging of the first capacitor 12a2 begins after the electrical pulse supplied from the power generating element 12g reaches its maximum, the first capacitor 12a2 can be charged stably and efficiently even if, for example, the magnitude of the electrical pulse supplied from the power generating element 12g fluctuates.

なお、第1コンデンサ12a2が第1蓄電素子の一例、第2コンデンサ12b1が第2蓄電素子の一例、電圧Vrcが第1電位の一例、電圧Vtが第2電位の一例、である。 Note that the first capacitor 12a2 is an example of a first storage element, the second capacitor 12b1 is an example of a second storage element, the voltage Vrc is an example of a first potential, and the voltage Vt is an example of a second potential.

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。 The embodiments disclosed herein should be considered in all respects to be illustrative and not restrictive. The above-described embodiments may be omitted, substituted, or modified in various ways without departing from the scope and spirit of the appended claims.

1 サーボモータシステム
10 サーボモータ
11 モータ
12 エンコーダ
12a 整流回路
12a1 全波整流回路
12a2 第1コンデンサ
12b 切替回路
12b1 第2コンデンサ
12b2 整流器
12b3 第1整流素子
12b4 第2整流素子
12b5 比較素子
12b6 スイッチ素子
12c 安定化電源回路
12c1 レギュレータ
12d 電源回路
12e 駆動回路
12f 信号処理回路
12g 発電素子
12h ホール素子
12m アナログ処理回路
12p 制御回路
20 サーボコントローラ
1 Servo motor system 10 Servo motor 11 Motor 12 Encoder 12a Rectifier circuit 12a1 Full-wave rectifier circuit 12a2 First capacitor 12b Switching circuit 12b1 Second capacitor 12b2 Rectifier 12b3 First rectifier element 12b4 Second rectifier element 12b5 Comparison element 12b6 Switch element 12c Stabilized power supply circuit 12c1 Regulator 12d Power supply circuit 12e Drive circuit 12f Signal processing circuit 12g Power generation element 12h Hall element 12m Analog processing circuit 12p Control circuit 20 Servo controller

Claims (7)

外部エネルギーを電気パルスに変換する発電素子と、
共通電位に接続する第1端子と、前記発電素子に接続する第2端子と、を有し、前記第1端子と前記第2端子との間に蓄電する第1蓄電素子と、
前記第2端子と接続するプラス端子と、マイナス端子と、を有し、前記プラス端子から前記マイナス端子に電流を流す整流器と、
前記共通電位に接続する第3端子と、前記マイナス端子に接続する第4端子と、前記第3端子と前記第4端子との間に蓄電する第2蓄電素子と、
前記第2端子と接続する第1入力端子と、前記マイナス端子と接続する第2入力端子と、を有し、前記第1入力端子における第1電位と前記第2入力端子における第2電位との電位差に基づいて出力端子から出力する比較素子と、
安定化電源回路と、
前記出力端子の出力に基づいて、前記第2端子と、前記安定化電源回路との間を接続又は遮断するスイッチ素子と、
を備え、
前記電気パルスが発生した後に、前記第1電位が、前記第2電位より低くなったときに、前記スイッチ素子は、前記第2端子と前記安定化電源回路との間を接続する、
電源回路。
a power generating element that converts external energy into an electrical pulse;
a first storage element having a first terminal connected to a common potential and a second terminal connected to the power generating element, storing electricity between the first terminal and the second terminal;
a rectifier having a positive terminal connected to the second terminal and a negative terminal, and causing a current to flow from the positive terminal to the negative terminal;
a third terminal connected to the common potential, a fourth terminal connected to the negative terminal, and a second storage element that stores electricity between the third terminal and the fourth terminal;
a comparison element having a first input terminal connected to the second terminal and a second input terminal connected to the negative terminal, and outputting from an output terminal based on a potential difference between a first potential at the first input terminal and a second potential at the second input terminal;
A stabilized power supply circuit;
a switch element that connects or disconnects the second terminal and the stabilized power supply circuit based on an output from the output terminal;
Equipped with
when the first potential becomes lower than the second potential after the electric pulse is generated, the switch element connects the second terminal and the stabilized power supply circuit.
power circuit.
前記第1蓄電素子の蓄電容量は、前記第2蓄電素子の蓄電容量より大きい、
請求項1に記載の電源回路。
The storage capacity of the first storage element is greater than the storage capacity of the second storage element.
2. The power supply circuit according to claim 1.
前記比較素子及び前記スイッチ素子の応答速度は、前記電気パルスの立上り時間に比べて速い、
請求項1又は請求項2のいずれかに記載の電源回路。
the response speed of the comparison element and the switch element is faster than the rise time of the electrical pulse;
3. The power supply circuit according to claim 1.
前記比較素子及び前記スイッチ素子のそれぞれの電源は、前記第2端子に接続される、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電源回路。
The power supplies of the comparison element and the switch element are connected to the second terminal.
The power supply circuit according to any one of claims 1 to 3.
前記発電素子は、ウィーガントワイヤである、
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の電源回路。
The power generating element is a Wiegand wire.
The power supply circuit according to any one of claims 1 to 4.
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の電源回路を備える、
エンコーダ。
A power supply circuit comprising:
Encoder.
外部エネルギーを電気パルスに変換する発電素子と、
共通電位に接続する第1端子と、前記発電素子に接続する第2端子と、を有し、前記第1端子と前記第2端子との間に蓄電する第1蓄電素子と、
前記第2端子と接続するプラス端子と、マイナス端子と、を有し、前記プラス端子から前記マイナス端子に電流を流す整流器と、
前記共通電位に接続する第3端子と、前記マイナス端子に接続する第4端子と、前記第3端子と前記第4端子との間に蓄電する第2蓄電素子と、
安定化電源回路と、
を備える電源回路の制御方法であって、
前記電気パルスが発生した後に、前記第2端子における第1電位が、前記第4端子における第2電位より低くなったときに、前記第2端子と、前記安定化電源回路との間を接続する、
電源回路の制御方法。
a power generating element that converts external energy into an electrical pulse;
a first storage element having a first terminal connected to a common potential and a second terminal connected to the power generating element, storing electricity between the first terminal and the second terminal;
a rectifier having a positive terminal connected to the second terminal and a negative terminal, and causing a current to flow from the positive terminal to the negative terminal;
a third terminal connected to the common potential, a fourth terminal connected to the negative terminal, and a second storage element that stores electricity between the third terminal and the fourth terminal;
A stabilized power supply circuit;
A control method for a power supply circuit comprising:
connecting the second terminal to the stabilized power supply circuit when a first potential at the second terminal becomes lower than a second potential at the fourth terminal after the electric pulse is generated;
A method for controlling a power supply circuit.
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