JP2001359233A - 負荷制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 負荷制御装置が異常の発生を直ちに検出して
重大事故の発生を防止する。 【解決手段】 瞬時値検出手段を構成する電圧検出回路
２６及び電流検出回路２７が交流電力のサイクルよりも
十分短かいサイクルで負荷２３に印加される電圧瞬時値
又は負荷２３に流れる電流瞬時値を検出してＣＰＵ２１
にフィードバックし、異常判定手段であるＣＰＵ２１が
位相角制御回路２５による交流電力の通電抑制サイクル
中及び通電サイクル中に、フィードバックする電圧瞬時
値又は電流瞬時値によって異常の有無を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、負荷にかかる電圧，
電流又は電力を制御する負荷制御装置の異常検出装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】負荷に印加する交流電力の位相角を制御
する位相角制御手段を備えた負荷制御装置において、負
荷の断線又はショートあるいは交流電力をオン／オフす
る素子のダウンが発生すると、正常に作動しなくなるだ
けでなく、過大な電流が流れて負荷又は制御装置を破損
したり、発煙，発火等の重大事故を招く恐れがある。

【０００３】そのため、電源オン後あるいは作業の間な
ど負荷が使用されていない時に負荷の状態をチェックし
たり、負荷が使用されている間に負荷に印加される電圧
又は負荷に流れる電流をチェックして、異常の有無を検
出していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、負荷制
御装置の異常の有無を検出する場合、負荷が使用されて
いない時のチェックは簡単であるが、動作中に異常が生
じてもその異常はすぐには検出することが出来ない。ま
た、大部分の異常は動作中又はその初期に発生するもの
であるから、重大事故の防止には役立たない場合が多
い。

【０００５】また、負荷が使用されている間にチェック
すれば、異常の発生を直ちに検出して重大事故の発生を
防止することが出来る。しかし、異常の原因を特定する
ことが困難であり、原因の発見に時間を要して迅速な修
理が出来ないという問題があった。

【０００６】この発明は上記の点に鑑みてなされたもの
であり、上述のような負荷制御装置が異常の発生を直ち
に検出して重大事故の発生を防止することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するため、負荷に印加する交流電力の位相角を制御
する位相角制御手段を備えた負荷制御装置において、交
流電力のサイクルより十分短かいサイクルで負荷に印加
される電圧瞬時値又は負荷に流れる電流瞬時値を検出し
てフィードバックする瞬時値検出手段と、交流電力の通
電抑制サイクル中及び通電サイクル中に瞬時値検出手段
がフィードバックする電圧瞬時値又は電流瞬時値によっ
て異常の有無を判定する異常判定手段とを設けたものを
提供する。

【０００８】負荷に印加される電圧値又は負荷に流れる
電流値を検出してフィードバックする検出手段と、位相
角制御手段が交流電力の位相角を変えた時に該位相角及
びその変化分から電圧値，電流値又は電力量の予測値あ
るいはそれらの変化分を計算する手段と、該手段により
計算された電圧値，電流値又は電力量の予測値あるいは
それらの変化分と位相角の変化に応じて検出手段がフィ
ードバックする電圧値，電流値又はそれから求められる
電力量あるいはそれらの変化分とを比較して異常の有無
を判別する異常判別手段とを設けてもよい。

【０００９】この発明による負荷制御装置は、上述した
構成により、瞬時値検出手段が交流電力のサイクルより
十分短かいサイクルで負荷に印加される電圧瞬時値又は
負荷に流れる電流瞬時値を検出してフィードバックし、
位相角制御手段による交流電力の通電抑制サイクル中及
び通電サイクル中に、異常判定手段がフィードバックす
る電圧瞬時値又は電流瞬時値によって異常の有無を判定
する。

【００１０】あるいは、検出手段が負荷に印加される電
圧値又は負荷に流れる電流値を検出してフィードバック
し、位相角制御手段が交流電力の位相角を変えた時に、
計算する手段が位相角及びその変化分から電圧値，電流
値又は電力量の予測値あるいはそれらの変化分を計算
し、異常判別手段は検出手段からフィードバックされた
電圧値，電流値又はそれから求められる電力量あるいは
それらの変化分とそれぞれ対応する予測値あるいはそれ
らの変化分とを比較して異常の有無を判別する。

【００１１】したがって、これらの負荷制御装置は動作
初期又は動作中に異常があればその異常を直ちに検出す
ることが出来るから、重大事故の発生を防止することが
出来る。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して具
体的に説明する。図１は、負荷に印加する交流電力の位
相角制御手段を備えた負荷制御装置の一実施例の構成を
示す回路図である。図１に示した負荷制御装置２０はＣ
ＰＵ２１と、交流電源２２が負荷２３に印加する交流電
圧のゼロクロスを検出するゼロクロス検出回路２４と、
位相角制御手段である位相角制御回路２５と、瞬時値検
出手段を構成する電圧検出回路２６及び電流検出回路２
７とからなっている。

【００１３】ＣＰＵ２１は負荷２３に印加する電圧又は
電流が、予め設定した一定の電圧値又は電流値になる
（定電圧制御又は定電流制御）ように、あるいは負荷２
３の状態を図示しないセンサ例えばヒータならば温度セ
ンサ、ランプならばフォトセンサ等により検出して、そ
の状態を一定に保つために修正した電圧値又は電流値に
なる（定状態制御）ように、位相角制御のタイミングを
決定すると共に異常判定手段としても作用する。

【００１４】位相角制御回路２５は、メインのトライア
ック３０と、トライアック３０をトリガするための発光
部３１ａと双方向受光部３１ｂからなるフォトトライア
ック３１と、抵抗，コンデンサからなるサージアブソー
バ３２と、抵抗Ｒ２，Ｒ３やチョークコイルＬ，コンデ
ンサＣやフューズＦｕとにより構成されている。

【００１５】ゼロクロス検出回路２４が検出した交流電
圧半サイクル毎のゼロクロスから、ＣＰＵ２１が位相差
制御のためのタイミングをとってトリガ信号が出力され
ると、フォトトライアック３１の発光部３１ａが発光
し、その光を受けて双方向受光部３１ｂがオンに反転す
る。

【００１６】トライアック３０がオンになるまでは負荷
２３に電流が流れないから、トライアック３０の両端子
間には交流の電圧瞬時値がそのまま印加されているが、
フォトトライアック３１の双方向受光部がオンになった
時に、電圧瞬時値が抵抗Ｒ２，Ｒ３で分圧されてトライ
アック３０のトリガ端子に印加されるから、トライアッ
ク３０がオンに反転して位相差制御された交流電力が負
荷２３に印加される。

【００１７】電圧検出回路２６は、１次側が負荷２３に
並列に接続されたトランスＴと、ブリッジ整流回路ＤＢ
１と、抵抗Ｒ４，Ｒ５からなる分圧器とにより構成され
ている。負荷２３の端子間電圧はトランスＴにより変圧
され、ブリッジ整流回路ＤＢ１で整流されたのち抵抗Ｒ
４，Ｒ５により分圧されて、ＣＰＵ２１のアナログ入力
端子に入力する。

【００１８】電流検出回路２７は、負荷２３に直列に接
続された電流検出用の抵抗Ｒ６と、ブリッジ整流回路Ｄ
Ｂ２と、発光部３３ａ，受光部３３ｂからなるフォトカ
プラ３３と、発光部３３ａと直列回路を形成してブリッ
ジ整流回路ＤＢ２の出力側に接続される抵抗Ｒ７と、受
光部３３ｂと直列回路を形成する抵抗Ｒ８とにより構成
されている。

【００１９】負荷２３に流れる電流に応じて抵抗Ｒ６の
両端子間に発生した電圧は、ブリッジ整流回路ＤＢ２で
整流されたのち抵抗Ｒ７を介してフォトカプラ３３の発
光部３３ａを発光させる。その発光量に応じてフォトカ
プラ３３の受光部３３ｂを流れる電流による抵抗Ｒ８の
端子間電圧は、ＣＰＵ２１の他のアナログ入力端子に入
力する。

【００２０】電圧検出回路２６，電流検出回路２７と共
に瞬時値検出手段を構成するＣＰＵ２１は、予め交流電
源２２から入力する交流電力のサイクルより十分短かく
設定したサイクルで電圧検出回路２６，電流検出回路２
７から入力している電圧値，電流値をサンプリングして
Ａ／Ｄ変換し、それぞれ電圧瞬時値，電流瞬時値として
メモリする。

【００２１】このように構成された負荷制御装置２０に
よって負荷２３に印加される電力を制御する場合に、考
えられる異常は以下に示すＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに大別され
る。即ち、〔Ａ〕負荷２３の断線（接触不良を含む）、
〔Ｂ〕負荷２３のショート（配線ショートを含む）、
〔Ｃ〕トライアック３０の不作動（オンにならない、フ
ォトトライアック３１等トリガ系の故障を含む）、
〔Ｄ〕トライアック３０のショートの４種類である。

【００２２】

【表１】

【００２３】表１は、電力オフ（通電抑制）又はオン
（通電）の状態で電圧瞬時値（Ｖ）又は電流瞬時値
（Ｉ）を検出値とした場合に、それぞれ〔Ａ〕負荷断
線，〔Ｂ〕負荷短絡，〔Ｃ〕ＴＲ（トライスタ）オフ，
〔Ｄ〕ＴＲ短絡の異常が発生した時の検出値の状態を、
正常な場合〔Ｎ〕の検出値の状態と比較して示した表で
ある。なお、Ｖｎ及びＩｎは電力オンで正常な時に検出
される電圧瞬時値及び電流瞬時値である。

【００２４】すなわち、電力オフの時に、〔Ｎ〕正常で
あればＶ，Ｉはそれぞれ殆んどゼロであるが、異常原因
が〔Ａ〕であれば、トライアック３０のオフ時のインピ
ーダンスに比べても負荷のインピーダンスが遙かに大き
くなるためＶ≒ＶｎでＩ＝０になる。また、原因が
〔Ｂ〕であればＶ＝０でＩ≒０になる。原因が〔Ｃ〕で
あればＶ，Ｉはそれぞれ殆んどゼロであり、原因が
〔Ｄ〕であれば、Ｖ，Ｉとも電力オンの時と同様にそれ
ぞれＶｎ，Ｉｎになる。

【００２５】一方、電力オンの時に、〔Ｎ〕正常であれ
ばＶ，ＩはそれぞれＶｎ，Ｉｎであるが、原因が〔Ａ〕
であればＶ＝ＶｎでＩ＝０になり、原因が〔Ｂ〕であれ
ばＶ＝０でＩは重大事故を招くほど過大になる。原因が
〔Ｃ〕であればＶ，Ｉとも殆んどゼロになり、原因が
〔Ｄ〕であればＶ，ＩはそれぞれＶｎ，Ｉｎになる。

【００２６】図２及び図３は、それぞれ表１に示した電
力オフ及び電力オン（トリガ位相角０，デューティ１０
０％）の時の〔Ｎ〕正常な場合、並びに〔Ａ〕負荷断
線，〔Ｂ〕負荷短絡，〔Ｃ〕ＴＲオフ，〔Ｄ〕ＴＲ短絡
の異常が発生した場合の、それぞれ電圧瞬時値Ｖ，電流
瞬時値Ｉの検出値の一例を示す波形図である。

【００２７】図２及び図３に示した検出値は、Ｖ，Ｉい
ずれもブリッジ整流回路ＤＢ１，ＤＢ２により両波整流
されて正の値になっている。なお、一部の図において破
線で示した波形は、図３の〔Ｎ〕に示したＶｎ又はＩｎ
である。また、≒０（殆んどゼロ）の波形は、眞のゼロ
と区別するため、やや誇張して示したものである。

【００２８】

【表２】

【００２９】表２は、表１に示した検出値が得られた場
合に、それから異常が検出出来るか否か、異常を検出し
た場合にその原因が特定出来るか否かを示す表であり、
電力オフ又はオンの状態で、或いはオフ及びオンの状態
を参照して、それぞれＶ又はＩあるいはＶ及びＩの検出
値を用いた場合について示している。

【００３０】表２において、×は正常状態と全くあるい
は殆んど同じで異常を検出出来ない場合、二重丸は異常
を検出して原因も特定出来る場合である。乃至は異
常は検出出来るが原因が特定出来ない場合で、それぞれ
原因がは〔Ａ〕か〔Ｄ〕か、は〔Ｂ〕か〔Ｃ〕か、
は〔Ａ〕か〔Ｃ〕かであることは分るが、そのいずれ
であるか特定出来ない場合である。

【００３１】すなわち、電力オフの時に、Ｖだけを検出
すれば〔Ｂ〕又は〔Ｃ〕による異常を検出出来ず、
〔Ａ〕又は〔Ｄ〕による異常は検出出来るがいずれが原
因であるか特定出来ない。Ｉだけを検出すれば〔Ａ〕又
は〔Ｂ〕又は〔Ｃ〕による異常を検出出来ず、〔Ｄ〕に
よる異常だけ検出するから原因特定は可能である。Ｖ及
びＩを検出すれば〔Ａ〕又は〔Ｄ〕による異常を検出し
て原因を特定出来るが、〔Ｂ〕又は〔Ｃ〕による異常は
検出出来ない。

【００３２】また、電力オンの時に、Ｖだけを検出すれ
ば〔Ａ〕又は〔Ｄ〕による異常を検出出来ず、〔Ｂ〕又
は〔Ｃ〕による異常は検出出来るが原因の特定は出来な
い。Ｉだけを検出すれば〔Ａ〕又は〔Ｂ〕又は〔Ｃ〕に
よる異常を検出することが出来、特に〔Ｂ〕による異常
ははっきり特定することが出来るが、〔Ａ〕又は〔Ｃ〕
による異常の原因は特定出来ず、〔Ｄ〕による異常は検
出出来ない。Ｖ及びＩを検出すれば、〔Ａ〕乃至〔Ｃ〕
による異常の検出と原因の特定は出来るが、〔Ｄ〕によ
る異常はやはり検出出来ない。

【００３３】したがって、従来のように電力オフ又は電
力オンの状態で異常の有無を検出すれば、電力オフの時
であれば電圧瞬時値Ｖをチェックすることにより〔Ａ〕
の負荷断線と〔Ｄ〕のトライアックショートによる異常
は検出出来、さらに電流瞬時値Ｉもチェックすればその
原因を特定出来るが、〔Ｂ〕の負荷ショートと〔Ｃ〕の
トライアックオフによる異常は検出も出来ない。

【００３４】また、電力オンの時であれば電流瞬時値Ｉ
をチェックすることにより、〔Ｂ〕による異常検出と原
因特定及び〔Ａ〕又は〔Ｃ〕による異常検出が可能であ
り、電圧瞬時値Ｖもチェックすれば〔Ａ〕又は〔Ｃ〕の
原因特定も可能になるが、〔Ｄ〕のトライアックショー
トによる異常は検出も出来ない。

【００３５】図４は、この発明による電圧瞬時値Ｖ及び
電流瞬時値Ｉのサンプリングの一例を示す波形図であ
り、図４の（Ａ），（Ｂ）は、それぞれＣＰＵ２１が出
力するトリガ信号とＣＰＵ２１が瞬時値を検出するタイ
ミングを示し、同図の（Ｃ）は、電圧瞬時値Ｖ又は電流
瞬時値Ｉを示している。

【００３６】すなわち、負荷２３に或るデューティで電
力を印加している時に、ＣＰＵ２１は交流電力のサイク
ルより十分短かいサイクルで電圧瞬時値Ｖ及び電流瞬時
値Ｉを検出する。次にＣＰＵ２１は、トライアック３０
の通電抑制サイクル中（トリガ信号の前）及び通電サイ
クル中（トリガ信号の後）のサンプルのうちのそれぞれ
１個（又は数個）を選択し、電力オフ及びオン時のサン
プルとしてそれぞれのタイミングにおけるＶｎ，Ｉｎと
比較して異常の有無及び異常があればその原因特定の判
別を行なう。

【００３７】いうまでもなく、Ｖｎ，Ｉｎはサンプリン
グのタイミングの関数であるから、タイミングに応じた
Ｖｎ，Ｉｎを予め計算した表を記憶しておき、Ｖ及びＩ
がそれぞれピークになるタイミング（負荷がヒータ，ラ
ンプ等リアクタンス分を含まない場合はゼロクロスから
９０°遅れ）の近傍、さもなければトリガ信号になるべ
く近いタイミングでサンプルを採り、表からＶｎ又はＩ
ｎをサーチする。

【００３８】あるいは、負荷に実際上の最大（又は最
小）デューティ電力が印加される時のトリガ信号の前
（又は後）に電力オフ（又はオン）時のサンプリングタ
イミングを設定すると共に、各タイミングにおけるＶ
ｎ，Ｉｎを計算しておいて、サンプリングされたＶ，Ｉ
とＶｎ，Ｉｎとを比較するようにしてもよい。

【００３９】表２に示した電力オフ＆オンの欄は、この
ようにして電力オフ（通電抑制サイクル）及び電力オン
（通電サイクル）の時にサンプリングされた検出値によ
って総合判定した場合の結果を示したものである。

【００４０】すなわち、電圧Ｖ又は電流Ｉのいずれかを
検出した場合でも、〔Ａ〕乃至〔Ｄ〕の原因のうちのい
ずれかによって異常が発生すれば、すべて検出すること
が出来る。Ｖだけを検出すれば、原因が又はである
ことは分るが、〔Ａ〕か〔Ｄ〕か又は〔Ｂ〕か〔Ｃ〕か
を特定することは出来ない。Ｉだけを検出すれば、原因
が〔Ｂ〕又は〔Ｄ〕であればいずれかを特定することが
出来、あるいは〔Ａ〕か〔Ｃ〕かを特定出来なくても、
であることは分る。

【００４１】このように、この発明によれば、電圧Ｖ又
は電流Ｉのいずれか一方を検出しただけでも異常はもれ
なく検出することが出来る。電圧Ｖを検出すれば、個々
の原因までは特定出来なくとも、原因がかかは分る
から全くどれが原因か分らない場合に比べれば事後の対
策は遙かに簡単になる。

【００４２】特に電流Ｉを検出すれば、重大事故を招き
易い負荷又はトライアックのショートによる異常の原因
は特定出来るから、事後の対策を迅速に行なうことが出
来る。また、原因がであっても、〔Ａ〕負荷断線の有
無は容易にチェック出来るから、オペレータ又はサービ
スマンは簡単に〔Ａ〕か〔Ｃ〕かを特定することが出来
る。

【００４３】さらに、電圧Ｖ及び電流Ｉを共に検出すれ
ば、〔Ａ〕乃至〔Ｄ〕の原因のうちのいずれかによって
発生した異常は、表２の最下段に示したように、すべて
検出すると共にその原因を特定することが出来るから、
その効果は極めて大きい。この場合に、電圧Ｖと電流Ｉ
のサンプリングが同時である必要はないから、交互にサ
ンプリングするとよい。

【００４４】以下、図１に示した回路図を用いて、負荷
制御装置の他の実施例について説明する。この実施例は
ＣＰＵ２１の作用が異なるだけで、回路自体は変らな
い。したがって、符号は上記の実施例と同一であり、個
々の回路及び素子についての詳しい説明は省略する。

【００４５】ＣＰＵ２１は共に検出手段を構成する電圧
検出回路２６，電流検出回路２７からそれぞれフィード
バックされた電圧値，電流値をサンプリングして得られ
た電圧瞬時値，電流瞬時値又はその積である電力瞬時値
を、交流半サイクル毎に積分してそれぞれ平均的な電圧
値，電流値又は電力量としてメモリする。

【００４６】また、ＣＰＵ２１はメモリされた電圧値又
は電流値が、予め設定した値又は負荷の状態に応じて修
正された値からズレた場合に、位相角制御のタイミング
即ち位相角を変える。この時に、計算する手段であるＣ
ＰＵ２１は、旧位相角とその変化分又は新位相角から位
相角が変った後の電圧値，電流値又は電力量を計算して
予測し、あるいは新旧の電圧値，電流値，電力量の差を
とってそれらの変化分を求める。

【００４７】次に、異常判別手段であるＣＰＵ２１は、
位相角が変った後に検出された電圧値，電流値又は電力
量あるいはそれらの変化分と、対応するそれぞれの予測
値とを比較する。比較すべき項目は上記のすべて（６項
目）である必要はなく、そのうちの１項目又は２項目で
もよい。

【００４８】比較した結果、検出された値とその予測値
との差がそれぞれの項目について予め設定した許容誤差
内であれば正常であると判別する。検出された値が予測
値からの許容誤差範囲を超えて小さいか大きければ異常
発生と判別する。

【００４９】

【表３】

【００５０】表３は、電力オンの状態でそれぞれ平均値
な電圧値Ｖ，電流値Ｉ，電力量Ｐを検出値（Ｙ）とした
時に、表１に示した〔Ｎ〕及び〔Ａ〕乃至〔Ｄ〕による
異常に検出回路の異常が発生した検出異常〔Ｅ〕を加え
て、検出値の状態を示した表である。

【００５１】なお、各検出値（予測値もほぼ同じ）の変
化分は、それぞれの検出値と同じ傾向を示すので省略し
ている。また、Ｖｎ，Ｉｎ，Ｐｎ及びＶｍｘ，Ｉｍｘ，
Ｐｍｘは、それぞれ正常な状態〔Ｎ〕における現在の位
相角（又はデューティ）及び位相角ゼロ（デューティ１
００％）の時の平均的な電圧値Ｖ，電流値Ｉ，電力量Ｐ
を示している。

【００５２】表３に示した検出値の状態が表１に示した
電力オンの場合と異なる所は、主として表１が瞬時値で
あるのに表３は平均値であることによるものであり、例
えば〔Ａ〕負荷断線による電圧値Ｖ及び〔Ｄ〕ＴＲ短絡
による電圧値Ｖ，電流値Ｉは、通電サイクル中の瞬時値
はＶｎ，Ｉｎであるが、平均値は通電抑制サイクル中の
瞬時値も積分するため、原因が〔Ａ〕ならばＶｎ＜Ｖ＜
Ｖｍｘであり、〔Ｄ〕ならばＶｍｘ，Ｉｍｘになる。

【００５３】

【表４】

【００５４】表４は、表３に示した各検出値の状態を参
照して、検出値ＹをそれぞれＶ，Ｉ，Ｐとした場合に検
出された状態から考えられる原因をリストアップしたも
のであり、それぞれＹ≒０，Ｙ≒Ｙｎ，Ｙ≒Ｙｍｘと各
中間及びＹ＞Ｙｍｘとに分けて示している。

【００５５】表４から明らかなように、電圧値Ｖ，電流
値Ｉ，電力量Ｐのいずれの１個だけを検出値Ｙとして
も、Ｙ≒Ｙｎの場合だけが正常であり、原因が〔Ａ〕乃
至〔Ｅ〕のいずれかである異常が発生すれば、原因の特
定は別として、すべて異常と判別することが出来る。

【００５６】〔Ｅ〕検出異常は、Ｙ≒Ｙｎ以外のすべて
の場合にその原因の一つと考えられるから、他の原因よ
りも特定が難かしい。しかしながら、電圧値Ｖ及び電流
値Ｉを共に検出値とすれば、電圧検出回路２６と電流検
出回路２７とが同時に異常になることは殆んど考えられ
ないから、いずれか一方が正常であれば他の検出が異常
と判別出来る。

【００５７】すなわち、Ｖ≒ＶｎでＩ≠Ｉｎ又はＩ≒Ｉ
ｎでＶ≠Ｖｎであれば、それぞれ電流検出回路２７又は
電圧検出回路２６が異常であると特定することが出来、
Ｖ≠ＶｎでＩ≠Ｉｎであれば検出回路以外の異常と判別
して、表４から〔Ｅ〕を除いて考えることが出来る。

【００５８】表４から〔Ｅ〕を除いた後、Ｉ＞Ｉｍｘで
あれば原因を〔Ｂ〕負荷短絡と特定し、さもなければ
〔Ｂ〕でないと判別して、表４から〔Ｂ〕を除く。次
に、Ｖ≒０であれば原因は〔Ｃ〕ＴＲオフと特定し、さ
もなければ表４から〔Ｃ〕も除く。次に、Ｉ≒０であれ
ば原因は〔Ａ〕負荷断線、Ｖ≒Ｖｍｘ又はＩ≒Ｉｍｘで
あれば原因は〔Ｄ〕ＴＲ短絡とそれぞれ特定することが
出来る。

【００５９】図５は、以上説明した異常発生の検出とそ
の原因特定のルーチンをサブルーチン形式で示すフロー
図であり、ステップ番号はＳを付して示している。図５
に示したルーチンがスタートすると、先ずステップ１で
位相角が変更されたか否かを判定して否ならばリターン
し、変更されていればステップ２に進んでＶｎ，Ｉｎの
予測値を計算する。

【００６０】次にステップ３で電圧値Ｖ≒Ｖｎであるか
否かを判定して否ならばステップ６にジャンプし、Ｖ≒
Ｖｎであればステップ４に進んで、電流値Ｉ≒Ｉｎであ
るか否かを判定する。Ｉ≒Ｉｎであれば正常と判定して
リターンし、否ならばステップ５に進んで原因が〔Ｅ〕
検出異常のうち電流検出異常であると特定してステップ
１７の異常処理にジャンプする。

【００６１】ステップ３からステップ６にジャンプする
と、電流値Ｉ≒Ｉｎであるか否かを判定し、Ｉ≒Ｉｎで
あればステップ７に進んで原因が〔Ｅ〕検出異常のうち
電圧検出異常であると特定してステップ１７にジャンプ
する。否ならばステップ８に進んでＩ＞Ｉｍｘであるか
否かを判定し、Ｉ＞Ｉｍｘであればステップ９に進んで
原因が〔Ｂ〕負荷短絡であると特定してステップ１７に
ジャンプする。否であればステップ１０に進む。

【００６２】ステップ１０ではＶ≒０であるか否かを判
定し、Ｖ≒０であればステップ１１に進んで原因が
〔Ｃ〕ＴＲオフであると特定してステップ１７にジャン
プする。否であればステップ１２に進んでＩ≒０である
か否かを判定し、Ｉ≒０であればステップ１３に進んで
原因が〔Ａ〕負荷断線であると特定してステップ１７に
ジャンプする。否であればステップ１４に進む。

【００６３】ステップ１４ではＶ≒Ｖｍｘであるか否か
を判定し、Ｖ≒Ｖｍｘであればステップ１５に進んで原
因が〔Ｄ〕ＴＲ短絡であると特定してステップ１７にジ
ャンプする。否であればステップ１６に進んで、上記以
外の極めて稀である予想せざる原因であると判定してス
テップ１７に進む。

【００６４】ステップ１７では、例えば各ステップで特
定された原因をエラーメッセージとして表示又はプリン
トアウトした後、原因に応じて負荷制御装置が含まれる
ホストマシンの停止、あるいは電源オフ等の異常処理を
行なって、重大事故の発生を防止する。

【００６５】原因の特定は、このルーチン以外にも種々
考えられるが、このルーチンは表４に示した中間値とい
うようなあいまいな値を使うことなく、比較的はっきり
した値のみによって原因の特定を行なっているから、誤
まった原因を表示する恐れがない点で優れている。

【００６６】以上説明したように、予測値を計算するこ
とはＣＰＵ２１に負担をかけることにはなるが、電圧値
Ｖ又は電流値Ｉのいずれか一方を検出すれば、検出回路
の異常も含めた異常の発生を検出することが出来る。さ
らに、電圧値Ｖと電流値Ｉを共に検出すれば、異常検出
のみならずその原因をすべて特定することが出来る。

【００６７】また、実施例では電圧値，電流値の平均値
をＣＰＵ２１の計算値で求めているが、例えば図１に示
した抵抗Ｒ５及びＲ８（又はＲ７）に並列にコンデンサ
を設けることにより、検出時間は多少遅くなるが計算に
よらずに平均値を求めることも出来る。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明による負
荷制御装置は、異常の発生を直ちに検出して重大事故の
発生を防止することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による負荷制御装置の一実施例の構成
を示す回路図である。

【図２】電力オフ時の正常及び異常があった場合の電
圧，電流の一例を示す波形図である。

【図３】電力オン時の正常及び異常があった場合の電
圧，電流の一例を示す波形図である。

【図４】この発明による電圧，電流の各瞬時値のサンプ
リングの一例を示す波形図である。

【図５】異常検出及び原因特定のルーチンの一例を示す
フロー図である。

【符号の説明】

２０ 負荷制御装置 ２１ ＣＰＵ（異常判定手段，計算する手段，異常判別
手段） ２３ 負荷 ２４ ゼロクロス検出手段 ２５ 位相角制御回路（位相角制御手段） ２６ 電圧検出回路（瞬時値検出手段，検出手段） ２７ 電流検出回路（瞬時値検出手段，検出手段） ３０ トライアック ３１ フォトトライアック ３３ フォトカプラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 負荷に印加する交流電力の位相角を制御
   する位相角制御手段を備えた負荷制御装置において、 前記交流電力のサイクルより十分短かいサイクルで前記
   負荷に印加される電圧瞬時値又は前記負荷に流れる電流
   瞬時値を検出してフィードバックする瞬時値検出手段
   と、 前記交流電力の通電抑制サイクル中及び通電サイクル中
   に前記瞬時値検出手段がフィードバックする電圧瞬時値
   又は電流瞬時値によって異常の有無を判定する異常判定
   手段とを設けたことを特徴とする負荷制御装置。
2. 【請求項２】 負荷に印加する交流電力の位相角を制御
   する位相角制御手段を備えた負荷制御装置において、 前記負荷に印加される電圧値又は前記負荷に流れる電流
   値を検出してフィードバックする検出手段と、 前記位相角制御手段が交流電力の位相角を変えた時に、
   該位相角及びその変化分から前記電圧値，電流値又は電
   力量の予測値あるいはそれらの変化分を計算する手段
   と、 該手段により計算された電圧値，電流値又は電力量の予
   測値あるいはそれらの変化分と、前記位相角の変化に応
   じて前記検出手段がフィードバックする電圧値，電流値
   又はそれから求められる電力量あるいはそれらの変化分
   とを比較して異常の有無を判別する異常判別手段とを設
   けたことを特徴とする負荷制御装置。