JP2002257872A - 異常電圧検出装置 - Google Patents
異常電圧検出装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 機器に接続される交流電源の過電圧異常を検
出する。 【解決手段】 交流電源を入力電圧とする異常電圧検出
装置は、ツェナーダイオードとフォトカプラとフォトカ
プラの出力信号の時間幅を計時する制御手段とを装備
し、フォトカプラの出力信号幅を計時し基準値と比較す
ることで過電圧印加情報を認識する。
出する。 【解決手段】 交流電源を入力電圧とする異常電圧検出
装置は、ツェナーダイオードとフォトカプラとフォトカ
プラの出力信号の時間幅を計時する制御手段とを装備
し、フォトカプラの出力信号幅を計時し基準値と比較す
ることで過電圧印加情報を認識する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流電源を入力電
圧とし、交流電源の異常電圧を検出する異常電圧検出装
置に関する。
圧とし、交流電源の異常電圧を検出する異常電圧検出装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】交流電源のゼロクロスタイミングをフォ
トカプラ等の電子素子を用いて検出し、フォトカプラの
出力信号の時間幅に応じて交流電圧の瞬時停電や瞬時降
下を認識する技術は以前より知られており、特公平７−
８２０４１にて詳細に述べられている。
トカプラ等の電子素子を用いて検出し、フォトカプラの
出力信号の時間幅に応じて交流電圧の瞬時停電や瞬時降
下を認識する技術は以前より知られており、特公平７−
８２０４１にて詳細に述べられている。
【０００３】この従来技術は、直列接続された抵抗とフ
ォトカプラの一次側発光ダイオードとを交流電源に対し
並列に接続し、フォトカプラの二次側フォトトランジス
タが出力する信号幅を計時する物である。ここで、交流
電源の電圧振幅値とフォトカプラの出力信号幅とは反比
例関係にあるため、フォトカプラの出力信号幅が所定の
時間幅より長ければ、交流電源の電圧振幅値は所定の電
圧振幅値よりも小さい、すなわち交流電源が瞬時降下も
しくは瞬時停電していると認識出来るわけである。
ォトカプラの一次側発光ダイオードとを交流電源に対し
並列に接続し、フォトカプラの二次側フォトトランジス
タが出力する信号幅を計時する物である。ここで、交流
電源の電圧振幅値とフォトカプラの出力信号幅とは反比
例関係にあるため、フォトカプラの出力信号幅が所定の
時間幅より長ければ、交流電源の電圧振幅値は所定の電
圧振幅値よりも小さい、すなわち交流電源が瞬時降下も
しくは瞬時停電していると認識出来るわけである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】交流電源の異常電圧の
類としては、前述の瞬時電圧降下や瞬時停電の他に、過
電圧という物がある。この事象の一例としては、交流１
００Ｖの配線に誤って交流２００Ｖが接続される場合な
どがあげられる。
類としては、前述の瞬時電圧降下や瞬時停電の他に、過
電圧という物がある。この事象の一例としては、交流１
００Ｖの配線に誤って交流２００Ｖが接続される場合な
どがあげられる。
【０００５】交流１００Ｖを正規の電源電圧とする制御
機器に２００Ｖが誤印加された場合、機器の負荷や電源
部が破壊し、非常に危険な状態に陥る恐れがある。ま
た、破壊した制御機器からその破壊原因がなんであった
かを、確実に究明することも困難である。
機器に２００Ｖが誤印加された場合、機器の負荷や電源
部が破壊し、非常に危険な状態に陥る恐れがある。ま
た、破壊した制御機器からその破壊原因がなんであった
かを、確実に究明することも困難である。
【０００６】しかしながら、上記の従来技術では、交流
電源の電圧振幅値とフォトカプラの出力信号幅とは反比
例関係にあり、フォトカプラの一次側発光ダイオードの
ＯＮ電圧が交流電源の電圧振幅値に対し十分小さいた
め、交流電源の過電圧を認識するのは物理的に不可能で
ある。
電源の電圧振幅値とフォトカプラの出力信号幅とは反比
例関係にあり、フォトカプラの一次側発光ダイオードの
ＯＮ電圧が交流電源の電圧振幅値に対し十分小さいた
め、交流電源の過電圧を認識するのは物理的に不可能で
ある。
【０００７】具体的には、フォトカプラの一次側発光ダ
イオードのＯＮ電圧は約１Ｖと電圧振幅値の１００Ｖも
しくは２００Ｖに対し十分小さく、１００Ｖ又は２００
Ｖが印加された時、フォトカプラの出力信号幅の差は理
論計算で数十μｓ程度となる。この時間と、一次側入力
と二次側出力の伝達遅延速度とは同等であり、更に計時
手段の処理速度やフォトカプラの一次側発光ダイオード
ＯＮ電圧のばらつき等を考慮すると、前述のフォトカプ
ラの出力信号幅に有意差が無く、交流電源の電圧振幅値
が１００Ｖであるのか２００Ｖであるのかを認識するの
は不可能となる。
イオードのＯＮ電圧は約１Ｖと電圧振幅値の１００Ｖも
しくは２００Ｖに対し十分小さく、１００Ｖ又は２００
Ｖが印加された時、フォトカプラの出力信号幅の差は理
論計算で数十μｓ程度となる。この時間と、一次側入力
と二次側出力の伝達遅延速度とは同等であり、更に計時
手段の処理速度やフォトカプラの一次側発光ダイオード
ＯＮ電圧のばらつき等を考慮すると、前述のフォトカプ
ラの出力信号幅に有意差が無く、交流電源の電圧振幅値
が１００Ｖであるのか２００Ｖであるのかを認識するの
は不可能となる。
【０００８】本発明の異常電圧検出装置は、上記した問
題点を解決するためになされ、交流電源の過電圧側の異
常電圧を検出し、交流電源に接続される機器に過電圧が
印加されたままの危険な状態で機器が動作しないよう制
御機器の安全性を図り、過電圧印加情報を記憶すること
を目的とする。
題点を解決するためになされ、交流電源の過電圧側の異
常電圧を検出し、交流電源に接続される機器に過電圧が
印加されたままの危険な状態で機器が動作しないよう制
御機器の安全性を図り、過電圧印加情報を記憶すること
を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決すべ
く、本発明では以下の構成を採った。まず、異常電圧検
出装置は、交流電源を入力電圧とし、両端の印加電圧が
所定電圧を超えると電流が流れる事により光を出す発光
手段と、前記発光手段の出す光を受けて信号を出力する
受光手段と、両端の印加電圧が所定電圧を越えると電流
を流すオフセット電圧形成手段と、前記受光手段よりの
出力信号によって機器の制御を行う制御手段と、を有
し、前記交流電源に対し前記発光手段と前記オフセット
電圧形成手段は直列に接続され、前記制御手段は、前記
受光手段の出力信号の幅を計時することを特徴とする。
請求項１記載の構成である。
く、本発明では以下の構成を採った。まず、異常電圧検
出装置は、交流電源を入力電圧とし、両端の印加電圧が
所定電圧を超えると電流が流れる事により光を出す発光
手段と、前記発光手段の出す光を受けて信号を出力する
受光手段と、両端の印加電圧が所定電圧を越えると電流
を流すオフセット電圧形成手段と、前記受光手段よりの
出力信号によって機器の制御を行う制御手段と、を有
し、前記交流電源に対し前記発光手段と前記オフセット
電圧形成手段は直列に接続され、前記制御手段は、前記
受光手段の出力信号の幅を計時することを特徴とする。
請求項１記載の構成である。
【００１０】発光手段と直列にオフセット電圧形成手段
が接続されたことにより、発光手段に電流が流れると
き、すなわち受光手段より信号が出力されるときの交流
電源の電圧値は高めにオフセットされる。オフセット値
は、発光手段に電流が流れるときの所定電圧とオフセッ
ト電圧形成手段に電流が流れる時の所定電圧との和の値
であり、交流電源の電圧値がこの和の値を超えると、発
光手段とオフセット電圧形成手段には電流が流れ受光手
段により信号が出力される。
が接続されたことにより、発光手段に電流が流れると
き、すなわち受光手段より信号が出力されるときの交流
電源の電圧値は高めにオフセットされる。オフセット値
は、発光手段に電流が流れるときの所定電圧とオフセッ
ト電圧形成手段に電流が流れる時の所定電圧との和の値
であり、交流電源の電圧値がこの和の値を超えると、発
光手段とオフセット電圧形成手段には電流が流れ受光手
段により信号が出力される。
【００１１】この結果、交流電源が１００Ｖの場合と２
００Ｖの場合とでの受光手段の出力信号の時間幅には、
交流電圧が正弦波である特性上、有意差が生じる。
００Ｖの場合とでの受光手段の出力信号の時間幅には、
交流電圧が正弦波である特性上、有意差が生じる。
【００１２】次に、請求項１記載の異常電圧検出装置に
おいて、前記発光手段は、前記交流電源の正に対して順
方向に接続される素子と負に対して順方向に接続される
素子とで構成され、前記受光手段は、前記交流電源の正
に対して動作する素子と負に対して動作する素子とで構
成され、前記オフセット電圧形成手段は、前記交流電源
の正に対して順方向に接続される素子と負に対して順方
向に接続される素子とで構成されることを特徴とする異
常電圧検出装置とした。請求項２記載の構成である。
おいて、前記発光手段は、前記交流電源の正に対して順
方向に接続される素子と負に対して順方向に接続される
素子とで構成され、前記受光手段は、前記交流電源の正
に対して動作する素子と負に対して動作する素子とで構
成され、前記オフセット電圧形成手段は、前記交流電源
の正に対して順方向に接続される素子と負に対して順方
向に接続される素子とで構成されることを特徴とする異
常電圧検出装置とした。請求項２記載の構成である。
【００１３】交流電源は正負双方の電圧値を有するた
め、双方の電圧に対応する発光素子と受光素子及びオフ
セット電圧形成手段を有し、片側だけではなく双方の過
電圧異常を検出できるようにした物である。
め、双方の電圧に対応する発光素子と受光素子及びオフ
セット電圧形成手段を有し、片側だけではなく双方の過
電圧異常を検出できるようにした物である。
【００１４】次に、請求項１及び請求項２記載の異常電
圧検出装置において、前記制御手段は、前記受光手段の
出力信号の幅を計時した計時値を前記制御手段に記録さ
れた基準値と比較することを特徴とする異常電圧検出装
置とした。請求項３記載の構成である。
圧検出装置において、前記制御手段は、前記受光手段の
出力信号の幅を計時した計時値を前記制御手段に記録さ
れた基準値と比較することを特徴とする異常電圧検出装
置とした。請求項３記載の構成である。
【００１５】交流電源が正常な交流１００Ｖの場合、受
光手段の出力信号の時間幅に相当する基準値は予め数値
計算可能である。また、交流２００Ｖの場合も同様であ
る。この予め数値計算された交流１００Ｖ及び２００Ｖ
の基準値と、受光手段の出力信号の幅を計時した計時値
とを比較することで、現在印加されている交流電源の電
圧値が推測でき、異常電圧であるかどうかが判定可能と
なる。
光手段の出力信号の時間幅に相当する基準値は予め数値
計算可能である。また、交流２００Ｖの場合も同様であ
る。この予め数値計算された交流１００Ｖ及び２００Ｖ
の基準値と、受光手段の出力信号の幅を計時した計時値
とを比較することで、現在印加されている交流電源の電
圧値が推測でき、異常電圧であるかどうかが判定可能と
なる。
【００１６】次に、請求項１ないし請求項３いずれか記
載の異常電圧検出装置において、前記制御手段は、リセ
ット機能及びリセット解除機能を有しリセット解除する
と共に処理を行うことを特徴とする異常電圧検出装置と
した。請求項４記載の構成である。
載の異常電圧検出装置において、前記制御手段は、リセ
ット機能及びリセット解除機能を有しリセット解除する
と共に処理を行うことを特徴とする異常電圧検出装置と
した。請求項４記載の構成である。
【００１７】制御機器に誤って過電圧が印加された場合
は、即座に異常電圧を検出する必要がある。従って、異
常電圧検出装置に電源が投入された直後に、制御手段は
異常電圧検出処理に入る。当然ながら、初期の異常電圧
検出において異常が検出されずに通常動作に移行した後
でも、制御手段は異常電圧検出処理を継続する。
は、即座に異常電圧を検出する必要がある。従って、異
常電圧検出装置に電源が投入された直後に、制御手段は
異常電圧検出処理に入る。当然ながら、初期の異常電圧
検出において異常が検出されずに通常動作に移行した後
でも、制御手段は異常電圧検出処理を継続する。
【００１８】次に、請求項１ないし請求項４いずれか記
載の異常電圧検出装置において、前記制御手段は、前記
受光手段の出力信号の幅を計時した計時値が前記基準値
と異なる場合負荷の動作を停止することを特徴とする異
常電圧検出装置とした。請求項５記載の構成である。
載の異常電圧検出装置において、前記制御手段は、前記
受光手段の出力信号の幅を計時した計時値が前記基準値
と異なる場合負荷の動作を停止することを特徴とする異
常電圧検出装置とした。請求項５記載の構成である。
【００１９】制御機器に誤って過電圧が印加され異常電
圧が検出された場合は、制御機器の負荷が動作中で有れ
ば即座に負荷の動作を停止させる必要がある。これによ
り、制御機器は安全状態を維持することが可能となる。
圧が検出された場合は、制御機器の負荷が動作中で有れ
ば即座に負荷の動作を停止させる必要がある。これによ
り、制御機器は安全状態を維持することが可能となる。
【００２０】次に、請求項１ないし請求項４いずれか記
載の異常電圧検出装置において、前記制御手段は、機器
の動作指令を受け付ける入力手段を有し、前記受光手段
の出力信号の幅を計時した計時値が前記基準値と異なる
場合前記入力手段の受け付けを禁止することを特徴とす
る異常電圧検出装置とする。請求項６記載の構成であ
る。
載の異常電圧検出装置において、前記制御手段は、機器
の動作指令を受け付ける入力手段を有し、前記受光手段
の出力信号の幅を計時した計時値が前記基準値と異なる
場合前記入力手段の受け付けを禁止することを特徴とす
る異常電圧検出装置とする。請求項６記載の構成であ
る。
【００２１】制御機器に誤って過電圧が印加され異常電
圧が検出された場合は、制御機器の動作指令の受け付け
を禁止し、制御機器の負荷の動作停止を継続させる必要
がある。これにより、制御機器は安全状態を維持するこ
とが可能となる。
圧が検出された場合は、制御機器の動作指令の受け付け
を禁止し、制御機器の負荷の動作停止を継続させる必要
がある。これにより、制御機器は安全状態を維持するこ
とが可能となる。
【００２２】次に、請求項１ないし請求項６いずれか記
載の異常電圧検出装置において、前記制御手段は、前記
受光手段の出力信号の幅を計時した計時値が前記基準値
と異なる場合所定コードを不揮発性メモリに記録するこ
とを特徴とする異常電圧検出装置とする。請求項７記載
の構成である。
載の異常電圧検出装置において、前記制御手段は、前記
受光手段の出力信号の幅を計時した計時値が前記基準値
と異なる場合所定コードを不揮発性メモリに記録するこ
とを特徴とする異常電圧検出装置とする。請求項７記載
の構成である。
【００２３】制御機器に誤って過電圧が印加され異常電
圧が検出された場合は、その異常電圧印加情報を所定デ
ータに割り付けＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリに記
憶する。所定データとしては、単純に指定フラグの割り
付けとしても良いし、受光手段の出力信号の幅を計時し
た計時値自体の変換値としても良い。これにより、制御
機器が異常電圧印加により故障や破壊などを引き起こし
ても、その原因となる異常電圧印加情報が制御機器に記
憶され、破壊後の原因追及に役立つことになる。
圧が検出された場合は、その異常電圧印加情報を所定デ
ータに割り付けＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリに記
憶する。所定データとしては、単純に指定フラグの割り
付けとしても良いし、受光手段の出力信号の幅を計時し
た計時値自体の変換値としても良い。これにより、制御
機器が異常電圧印加により故障や破壊などを引き起こし
ても、その原因となる異常電圧印加情報が制御機器に記
憶され、破壊後の原因追及に役立つことになる。
【００２４】最後に、請求項１ないし請求項７いずれか
記載の異常電圧検出装置において、前記発光手段と前記
受光手段は、一対にてフォトカプラを構成し、前記オフ
セット電圧形成手段は、ツェナーダイオードで構成され
ることを特徴とする異常電圧検出装置とした。請求項７
記載の構成である。
記載の異常電圧検出装置において、前記発光手段と前記
受光手段は、一対にてフォトカプラを構成し、前記オフ
セット電圧形成手段は、ツェナーダイオードで構成され
ることを特徴とする異常電圧検出装置とした。請求項７
記載の構成である。
【００２５】発光手段は、フォトカプラの一次側発光ダ
イオードとし、受光手段は発光手段に対応するフォトカ
プラの二次側フォトトランジスタとした。ここで、請求
項１における発光手段の所定電圧とは、フォトカプラの
一次側発光ダイオードの順電圧に相当する。オフセット
電圧形成手段は、ツェナーダイオードとした。ここで、
請求項１におけるオフセット電圧形成手段の所定電圧と
は、ツェナーダイオードのツェナー電圧に相当する。ま
た、ツェナーダイオードの個数に関しては、単一若しく
は複数を直列に接続した物でも良い。更に、ツェナーダ
イオードの代わりに、シリコンダイオードやショットキ
ーバリアダイオードを用いても良い。
イオードとし、受光手段は発光手段に対応するフォトカ
プラの二次側フォトトランジスタとした。ここで、請求
項１における発光手段の所定電圧とは、フォトカプラの
一次側発光ダイオードの順電圧に相当する。オフセット
電圧形成手段は、ツェナーダイオードとした。ここで、
請求項１におけるオフセット電圧形成手段の所定電圧と
は、ツェナーダイオードのツェナー電圧に相当する。ま
た、ツェナーダイオードの個数に関しては、単一若しく
は複数を直列に接続した物でも良い。更に、ツェナーダ
イオードの代わりに、シリコンダイオードやショットキ
ーバリアダイオードを用いても良い。
【００２６】
【実施例】次に、本発明の実施の形態を実施例に基づき
説明する。図１は、本発明にかかる実施例の基本回路図
とタイムチャートである。回路図中の、１は交流電源、
２は電流制限用抵抗、３はツェナーダイオード、４はフ
ォトカプラで一次側発光ダイオード４ａと二次側フォト
トランジスタ４ｂとからなる。５は二次側フォトトラン
ジスタ４ｂのバイアス抵抗、６，７は二次側フォトトラ
ンジスタ４ｂの出力にフィルタ効果をもたらす抵抗とコ
ンデンサである。
説明する。図１は、本発明にかかる実施例の基本回路図
とタイムチャートである。回路図中の、１は交流電源、
２は電流制限用抵抗、３はツェナーダイオード、４はフ
ォトカプラで一次側発光ダイオード４ａと二次側フォト
トランジスタ４ｂとからなる。５は二次側フォトトラン
ジスタ４ｂのバイアス抵抗、６，７は二次側フォトトラ
ンジスタ４ｂの出力にフィルタ効果をもたらす抵抗とコ
ンデンサである。
【００２７】タイムチャートは、交流電源１が交流１０
０Ｖの場合と交流２００Ｖの場合の電圧値を示した物
で、縦軸が電圧値、横軸が時間としてある。また、ツェ
ナーダイオード３のツェナー電圧と一次側発光ダイオー
ド４ａの順電圧との和を電圧の閾値として点線にて示し
た。更に、回路図中のＡ点の電位変動を、交流電源１が
交流１００Ｖの場合は実線で、交流２００Ｖの場合は点
線で併記した。二次側フォトトランジスタ４ｂがオン状
態でＡ点は０電位となり、二次側フォトトランジスタ４
ｂがオフ状態でＡ点は直流電源値であるＶＤＤ電位とな
る。ここで、交流電源１の電圧値が前述の電圧の閾値よ
りも高い時、Ａ点電位は０電位となり、交流電源１の電
圧値が前述の電圧の閾値よりも低い時、Ａ点電位はＶＤ
Ｄ電位となる。
０Ｖの場合と交流２００Ｖの場合の電圧値を示した物
で、縦軸が電圧値、横軸が時間としてある。また、ツェ
ナーダイオード３のツェナー電圧と一次側発光ダイオー
ド４ａの順電圧との和を電圧の閾値として点線にて示し
た。更に、回路図中のＡ点の電位変動を、交流電源１が
交流１００Ｖの場合は実線で、交流２００Ｖの場合は点
線で併記した。二次側フォトトランジスタ４ｂがオン状
態でＡ点は０電位となり、二次側フォトトランジスタ４
ｂがオフ状態でＡ点は直流電源値であるＶＤＤ電位とな
る。ここで、交流電源１の電圧値が前述の電圧の閾値よ
りも高い時、Ａ点電位は０電位となり、交流電源１の電
圧値が前述の電圧の閾値よりも低い時、Ａ点電位はＶＤ
Ｄ電位となる。
【００２８】タイムチャート中のＴ１は、交流電源１が
１００Ｖの時の二次側フォトトランジスタ４ｂがオンす
る時間、つまり、Ａ点電位が０電位である時間で、Ｔ２
は、交流電源１が２００Ｖの時の二次側フォトトランジ
スタ４ｂがオンする時間である。一例として、ツェナー
電圧を４３Ｖ程度の物を用いた場合、Ｔ１とＴ２の時間
差は約１ｍｓとなる。この数字は、フォトカプラ４の伝
達遅延時間や制御手段の処理速度を考慮しても、十分な
有意差がある値である。
１００Ｖの時の二次側フォトトランジスタ４ｂがオンす
る時間、つまり、Ａ点電位が０電位である時間で、Ｔ２
は、交流電源１が２００Ｖの時の二次側フォトトランジ
スタ４ｂがオンする時間である。一例として、ツェナー
電圧を４３Ｖ程度の物を用いた場合、Ｔ１とＴ２の時間
差は約１ｍｓとなる。この数字は、フォトカプラ４の伝
達遅延時間や制御手段の処理速度を考慮しても、十分な
有意差がある値である。
【００２９】図２は、本発明にかかる第１実施例の回路
構成の概略を示すブロック図である。１は交流電源、２
は電流制限用抵抗、３はツェナーダイオード、４はフォ
トカプラで一次側発光ダイオード４ａと二次側フォトト
ランジスタ４ｂとからなる。５は二次側フォトトランジ
スタ４ｂのバイアス抵抗、６，７は二次側フォトトラン
ジスタ４ｂの出力にフィルタ効果をもたらす抵抗とコン
デンサである。８は交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ
／ＤＣコンバータで、電源電圧ＶＤＤと基準電圧ＧＮＤ
を生成する。９はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備え、制
御手段の中枢を担うマイクロコンピュータである。マイ
クロコンピュータ９の電源端子ＶＤＤ及びＧＮＤは、Ａ
Ｃ／ＤＣコンバータ８のＶＤＤ及びＧＮＤに接続され
る。マイクロコンピュータ９のＸｉｎとＸｏｕｔ端子に
は発振子１０が接続され、マイクロコンピュータ９の動
作クロックを生成する。この動作クロックを基に請求項
１の計時が行われる。マイクロコンピュータ９の入力ポ
ートＰI１は抵抗６及びコンデンサ７によりフィルタリ
ングされた二次側フォトトランジスタ４ｂの出力信号を
入力する。入力ポートＰＩ２は機器の動作指令を受け付
ける入力手段を実現する接点式ＳＷ１２の出力信号を入
力する。接点式ＳＷ１２よりオン信号を入力すると、出
力ポートＰＯ１をオンし、機器の負荷１３を動作状態へ
移行させる。ポートＳＰは不揮発性メモリであるＥＥＰ
ＲＯＭ１１とシリアル通信を行う通信ポートである。こ
のポートにより、ＥＥＰＲＯＭ１１と過電圧情報データ
の書き込みや読み込みが可能となる。
構成の概略を示すブロック図である。１は交流電源、２
は電流制限用抵抗、３はツェナーダイオード、４はフォ
トカプラで一次側発光ダイオード４ａと二次側フォトト
ランジスタ４ｂとからなる。５は二次側フォトトランジ
スタ４ｂのバイアス抵抗、６，７は二次側フォトトラン
ジスタ４ｂの出力にフィルタ効果をもたらす抵抗とコン
デンサである。８は交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ
／ＤＣコンバータで、電源電圧ＶＤＤと基準電圧ＧＮＤ
を生成する。９はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備え、制
御手段の中枢を担うマイクロコンピュータである。マイ
クロコンピュータ９の電源端子ＶＤＤ及びＧＮＤは、Ａ
Ｃ／ＤＣコンバータ８のＶＤＤ及びＧＮＤに接続され
る。マイクロコンピュータ９のＸｉｎとＸｏｕｔ端子に
は発振子１０が接続され、マイクロコンピュータ９の動
作クロックを生成する。この動作クロックを基に請求項
１の計時が行われる。マイクロコンピュータ９の入力ポ
ートＰI１は抵抗６及びコンデンサ７によりフィルタリ
ングされた二次側フォトトランジスタ４ｂの出力信号を
入力する。入力ポートＰＩ２は機器の動作指令を受け付
ける入力手段を実現する接点式ＳＷ１２の出力信号を入
力する。接点式ＳＷ１２よりオン信号を入力すると、出
力ポートＰＯ１をオンし、機器の負荷１３を動作状態へ
移行させる。ポートＳＰは不揮発性メモリであるＥＥＰ
ＲＯＭ１１とシリアル通信を行う通信ポートである。こ
のポートにより、ＥＥＰＲＯＭ１１と過電圧情報データ
の書き込みや読み込みが可能となる。
【００３０】図３は、本発明にかかる第２実施例の回路
構成の概略を示すブロック図である。この第２実施例
は、上記した第１実施例に以下の回路構成を追加し、交
流電源１の正負双方の電圧においても異常電圧検出が可
能になるようにしたものである。１４はツェナーダイオ
ード、１５はフォトカプラで一次側発光ダイオード１５
ａと二次側フォトトランジスタ１５ｂとからなる。二次
側フォトトランジスタ１５ｂの出力は二次側フォトトラ
ンジスタ４ｂの出力と同様に、抵抗６とコンデンサ７を
経由しマイクロコンピュータ９の入力ポートＰI１に入
力される。
構成の概略を示すブロック図である。この第２実施例
は、上記した第１実施例に以下の回路構成を追加し、交
流電源１の正負双方の電圧においても異常電圧検出が可
能になるようにしたものである。１４はツェナーダイオ
ード、１５はフォトカプラで一次側発光ダイオード１５
ａと二次側フォトトランジスタ１５ｂとからなる。二次
側フォトトランジスタ１５ｂの出力は二次側フォトトラ
ンジスタ４ｂの出力と同様に、抵抗６とコンデンサ７を
経由しマイクロコンピュータ９の入力ポートＰI１に入
力される。
【００３１】尚、図示はしていないがこの異常電圧検出
装置は表示手段を有し、過電圧異常が検出された場合、
表示手段にて異常表示を行うとしても良い。
装置は表示手段を有し、過電圧異常が検出された場合、
表示手段にて異常表示を行うとしても良い。
【００３２】また、ツェナーダイオード３及びツェナー
ダイオード１４はそれぞれツェナー電圧の小さいものを
複数個直列に接続し、オフセット電圧形成手段を構成す
るとしても良い。更に、ツェナーダイオードの代わりに
単一もしくは複数個のシリコンダイオードを一次側発光
ダイオード４ａまたは一次側発光ダイオード１５ａと同
方向に直列に接続し、オフセット電圧形成手段を構成す
るとしても良い。
ダイオード１４はそれぞれツェナー電圧の小さいものを
複数個直列に接続し、オフセット電圧形成手段を構成す
るとしても良い。更に、ツェナーダイオードの代わりに
単一もしくは複数個のシリコンダイオードを一次側発光
ダイオード４ａまたは一次側発光ダイオード１５ａと同
方向に直列に接続し、オフセット電圧形成手段を構成す
るとしても良い。
【００３３】次に、本実施例の制御手段で行う機器の動
作指令制御について説明する。図４は、本発明の請求項
５及び請求項７における制御手段の動作指令制御を示す
フローチャートであり、マイクロコンピュータ９の過電
圧異常を検出し、過電圧異常情報をＥＥＰＲＯＭ１１に
書き込むルーチンを表す物である。
作指令制御について説明する。図４は、本発明の請求項
５及び請求項７における制御手段の動作指令制御を示す
フローチャートであり、マイクロコンピュータ９の過電
圧異常を検出し、過電圧異常情報をＥＥＰＲＯＭ１１に
書き込むルーチンを表す物である。
【００３４】図４において、まずＳ４０１にて入力ポー
トＰＩ１がＬＯＷ信号入力を継続する時間幅を計測し、
その値をＡへ格納する。Ａはマイクロコンピュータ９に
内蔵されるＲＡＭでも良いし、レジスタでも良い。次に
Ｓ４０２にてＡと予め記録されている基準値とを比較演
算し、Ａが基準値よりも大きいかどうかを判断する。Ｓ
４０２にて肯定であればＳ４０４にて交流電源１は正常
電圧であると判断し、次ルーチンへ進む。Ｓ４０２にて
否定であればＳ４０３にて交流電源１は過電圧異常であ
ると判断し、Ｓ４０５にて出力ポートＰＯ１をオフし負
荷動作を停止させる。その後、Ｓ４０６にて過電圧異常
情報をＥＥＰＲＯＭ１１に書き込み、次ルーチンへ進
む。
トＰＩ１がＬＯＷ信号入力を継続する時間幅を計測し、
その値をＡへ格納する。Ａはマイクロコンピュータ９に
内蔵されるＲＡＭでも良いし、レジスタでも良い。次に
Ｓ４０２にてＡと予め記録されている基準値とを比較演
算し、Ａが基準値よりも大きいかどうかを判断する。Ｓ
４０２にて肯定であればＳ４０４にて交流電源１は正常
電圧であると判断し、次ルーチンへ進む。Ｓ４０２にて
否定であればＳ４０３にて交流電源１は過電圧異常であ
ると判断し、Ｓ４０５にて出力ポートＰＯ１をオフし負
荷動作を停止させる。その後、Ｓ４０６にて過電圧異常
情報をＥＥＰＲＯＭ１１に書き込み、次ルーチンへ進
む。
【００３５】図５は、本発明の請求項６における制御手
段の動作指令制御を示すフローチャートであり、マイク
ロコンピュータ９における過電圧異常が検出された場合
は入力手段の受け付けを禁止するルーチンを表す物であ
る。図５において、まずＳ５０１にて過電圧異常が検出
されているかどうかを判断する。Ｓ５０１にて肯定であ
れば入力受け付け動作を行わずに次ルーチンへ進む。Ｓ
５０１にて否定で有ればＳ５０２にて入力手段の受け付
けが有ったかどうかを判断する。Ｓ５０２にて否定で有
れば次ルーチンへ進む。Ｓ５０２にて肯定であれば動作
指令が有ったと判断しＳ５０３にて出力ポートＰＯ１を
オンし負荷動作を開始させ、その後、次ルーチンへ進
む。
段の動作指令制御を示すフローチャートであり、マイク
ロコンピュータ９における過電圧異常が検出された場合
は入力手段の受け付けを禁止するルーチンを表す物であ
る。図５において、まずＳ５０１にて過電圧異常が検出
されているかどうかを判断する。Ｓ５０１にて肯定であ
れば入力受け付け動作を行わずに次ルーチンへ進む。Ｓ
５０１にて否定で有ればＳ５０２にて入力手段の受け付
けが有ったかどうかを判断する。Ｓ５０２にて否定で有
れば次ルーチンへ進む。Ｓ５０２にて肯定であれば動作
指令が有ったと判断しＳ５０３にて出力ポートＰＯ１を
オンし負荷動作を開始させ、その後、次ルーチンへ進
む。
【００３６】尚、図示はしていないが、過電圧異常が検
出された場合は、入力手段受付は実施し、動作指令が有
っても負荷動作は開始させないとしても良い。
出された場合は、入力手段受付は実施し、動作指令が有
っても負荷動作は開始させないとしても良い。
【００３７】
【発明の効果】交流１００Ｖを電源とする機器において
交流２００Ｖ等の過電圧が印加されると制御基板や負荷
が破壊し危険な状態に陥ることがある。この交流２００
Ｖ等の過電圧印加情報を即座に入力し、機器を安全に停
止させ、また機器の再起動も禁止し、更に過電圧印加情
報を記憶する為に、以下の構成をとった。抵抗とツェナ
ーダイオードとフォトカプラの一次側発光ダイオードを
交流電源と並列に接続し、交流電源のゼロクロスタイミ
ングに応じて出力するフォトカプラの２次側フォトトラ
ンジスタの出力信号幅を計時できる構成とした。前記の
出力信号幅は、交流電源の最大振幅値に反比例して出力
されるという特性を持つため、出力信号幅を計時し予め
記録された基準値と比較することで交流電源の最大振幅
値を認識することが可能となる。これにより、過電圧印
加情報が認識された場合は、制御手段にて直ちに機器の
動作を停止させると共に、機器の指示手段の入力受付を
禁止し、機器が再始動することを防止した。また、不揮
発性メモリに所定のデータを記録することにより、過電
圧印加情報を記憶することを可能にした。
交流２００Ｖ等の過電圧が印加されると制御基板や負荷
が破壊し危険な状態に陥ることがある。この交流２００
Ｖ等の過電圧印加情報を即座に入力し、機器を安全に停
止させ、また機器の再起動も禁止し、更に過電圧印加情
報を記憶する為に、以下の構成をとった。抵抗とツェナ
ーダイオードとフォトカプラの一次側発光ダイオードを
交流電源と並列に接続し、交流電源のゼロクロスタイミ
ングに応じて出力するフォトカプラの２次側フォトトラ
ンジスタの出力信号幅を計時できる構成とした。前記の
出力信号幅は、交流電源の最大振幅値に反比例して出力
されるという特性を持つため、出力信号幅を計時し予め
記録された基準値と比較することで交流電源の最大振幅
値を認識することが可能となる。これにより、過電圧印
加情報が認識された場合は、制御手段にて直ちに機器の
動作を停止させると共に、機器の指示手段の入力受付を
禁止し、機器が再始動することを防止した。また、不揮
発性メモリに所定のデータを記録することにより、過電
圧印加情報を記憶することを可能にした。
【図１】 本発明の一実施形態示す基本回路図とタイム
チャート
チャート
【図２】 本発明の一実施例を示す回路ブロック図
【図３】 本発明の一実施例を示す回路ブロック図
【図４】 本発明の一実施例における制御手段の動作指
令制御を示すフローチャート図
令制御を示すフローチャート図
【図５】 本発明の一実施例における制御手段の動作指
令制御を示すフローチャート図
令制御を示すフローチャート図
１…交流電源 ２…抵抗 ３…ツェナーダイオード ４…フォトカプラ ４ａ…一次側発光ダイオード ４ｂ…二次側フォトトランジスタ ５…抵抗 ６…抵抗 ７…コンデンサ ８…ＡＣ／ＤＣコンバータ ９…マイクロコンピュータ １０…発振子 １１…ＥＥＰＲＯＭ １２…接点式ＳＷ １３…機器の負荷 １４…ツェナーダイオード １５…フォトカプラ １５ａ…一次側発光ダイオード １５ｂ…二次側フォトトランジスタ
Claims (8)
- 【請求項１】 交流電源を入力電圧とし、両端の印加電
圧が所定電圧を超えると電流が流れる事により光を出す
発光手段と、前記発光手段の出す光を受けて信号を出力
する受光手段と、両端の印加電圧が所定電圧を越えると
電流を流すオフセット電圧形成手段と、前記受光手段よ
りの出力信号によって機器の制御を行う制御手段と、を
有し、前記交流電源に対し前記発光手段と前記オフセッ
ト電圧形成手段は直列に接続され、前記制御手段は、前
記受光手段の出力信号の幅を計時することを特徴とする
異常電圧検出装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の異常電圧検出装置におい
て、前記発光手段は、前記交流電源の正に対して順方向
に接続される素子と負に対して順方向に接続される素子
とで構成され、前記受光手段は、前記交流電源の正に対
して動作する素子と負に対して動作する素子とで構成さ
れ、前記オフセット電圧形成手段は、前記交流電源の正
に対して順方向に接続される素子と負に対して順方向に
接続される素子とで構成されることを特徴とする異常電
圧検出装置。 - 【請求項３】 請求項１及び請求項２記載の異常電圧検
出装置において、前記制御手段は、前記受光手段の出力
信号の幅を計時した計時値を前記制御手段に記録された
基準値と比較することを特徴とする異常電圧検出装置。 - 【請求項４】 請求項１ないし請求項３いずれか記載の
異常電圧検出装置において、前記制御手段は、リセット
機能及びリセット解除機能を有しリセット解除すると共
に処理を行うことを特徴とする異常電圧検出装置。 - 【請求項５】 請求項１ないし請求項４いずれか記載の
異常電圧検出装置において、前記制御手段は、前記受光
手段の出力信号の幅を計時した計時値が前記基準値と異
なる場合負荷の動作を停止することを特徴とする異常電
圧検出装置。 - 【請求項６】 請求項１ないし請求項４いずれか記載の
異常電圧検出装置において、前記制御手段は、機器の動
作指令を受け付ける入力手段を有し、前記受光手段の出
力信号の幅を計時した計時値が前記基準値と異なる場合
前記入力手段の受け付けを禁止することを特徴とする異
常電圧検出装置。 - 【請求項７】 請求項１ないし請求項６いずれか記載の
異常電圧検出装置において、前記制御手段は、前記受光
手段の出力信号の幅を計時した計時値が前記基準値と異
なる場合所定コードを不揮発性メモリに記録することを
特徴とする異常電圧検出装置。 - 【請求項８】 請求項１ないし請求項７いずれか記載の
異常電圧検出装置において、前記発光手段と前記受光手
段は、一対にてフォトカプラを構成し、前記オフセット
電圧形成手段は、ツェナーダイオードで構成されること
を特徴とする異常電圧検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001056727A JP2002257872A (ja) | 2001-03-01 | 2001-03-01 | 異常電圧検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001056727A JP2002257872A (ja) | 2001-03-01 | 2001-03-01 | 異常電圧検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002257872A true JP2002257872A (ja) | 2002-09-11 |
Family
ID=18916708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001056727A Pending JP2002257872A (ja) | 2001-03-01 | 2001-03-01 | 異常電圧検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002257872A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007094287A1 (ja) * | 2006-02-17 | 2007-08-23 | Advantest Corporation | 測定装置および測定方法 |
| JP2019052990A (ja) * | 2017-09-19 | 2019-04-04 | 株式会社河合楽器製作所 | 電源遮断検出装置 |
| JP2019066304A (ja) * | 2017-09-29 | 2019-04-25 | ブラザー工業株式会社 | 交流電圧検出装置、画像形成装置および産業機械 |
| KR102029282B1 (ko) * | 2018-11-08 | 2019-10-07 | 전남대학교산학협력단 | 옵토 커플러를 이용한 전압 센싱 회로 |
| JP2019191017A (ja) * | 2018-04-26 | 2019-10-31 | 株式会社クボタ | 電源品質検出装置 |
| WO2022072489A1 (en) * | 2020-10-02 | 2022-04-07 | Lam Research Corporation | Voltage transient detector and current transient detector |
| US12040605B2 (en) | 2021-09-29 | 2024-07-16 | Lam Research Corporation | Voltage transient detector and current transient detector |
-
2001
- 2001-03-01 JP JP2001056727A patent/JP2002257872A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007094287A1 (ja) * | 2006-02-17 | 2007-08-23 | Advantest Corporation | 測定装置および測定方法 |
| JP2007218805A (ja) * | 2006-02-17 | 2007-08-30 | Advantest Corp | 測定装置および測定方法 |
| US7550976B2 (en) | 2006-02-17 | 2009-06-23 | Advantest Corporation | Apparatus/method for measuring the switching time of output signals of a DUT |
| DE112007000397B4 (de) * | 2006-02-17 | 2015-06-03 | Advantest Corp. | Messvorrichtung und Messverfahren |
| JP2019052990A (ja) * | 2017-09-19 | 2019-04-04 | 株式会社河合楽器製作所 | 電源遮断検出装置 |
| JP2019066304A (ja) * | 2017-09-29 | 2019-04-25 | ブラザー工業株式会社 | 交流電圧検出装置、画像形成装置および産業機械 |
| US10718798B2 (en) | 2017-09-29 | 2020-07-21 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | AC voltage detection device, image forming apparatus, and industrial machine |
| JP7056058B2 (ja) | 2017-09-29 | 2022-04-19 | ブラザー工業株式会社 | 交流電圧検出装置、画像形成装置および産業機械 |
| JP2019191017A (ja) * | 2018-04-26 | 2019-10-31 | 株式会社クボタ | 電源品質検出装置 |
| KR102029282B1 (ko) * | 2018-11-08 | 2019-10-07 | 전남대학교산학협력단 | 옵토 커플러를 이용한 전압 센싱 회로 |
| WO2022072489A1 (en) * | 2020-10-02 | 2022-04-07 | Lam Research Corporation | Voltage transient detector and current transient detector |
| US12040605B2 (en) | 2021-09-29 | 2024-07-16 | Lam Research Corporation | Voltage transient detector and current transient detector |
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