JP2004206367A - 電源瞬断検出方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】AC入力電圧を入力しこれをデジタル化して正負極性符号を付したデジタル電圧信号101を出力するA/D変換器1と、このデジタル電圧信号101の正負極性符号の変換点から周期パルス信号103を生成する周期検出部2と、デジタル電圧信号101の絶対値部分から前記AC入力電圧の半周期毎の実効値を算出して実効値データ102を出力する実効値算出部3と、この実効値データ102と所定の基準値データ107との値を比較し瞬断検出信号104を出力する比較器4と、瞬断検出信号104が連続的に出力された時にあらかじめ設定された回数だけカウントした時点で瞬断アラーム信号105を出力すると同時にその瞬断検出信号104の連続が停止した時に瞬断時間情報106として出力すカウンタ5等から構成する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は電源瞬断検出方法および装置に関し、特にAC電源で動作する電子機器において、電子機器側に誤動作などの障害を発生させるAC電源の瞬断を検出する電源電源瞬断検出方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の電源瞬断検出装置は、コンピュータなどの電子機器のAC電源の瞬断検出に用いられる。AC電源の瞬断は、電子機器の内部回路に給電するAC/DCコンバータを介して、給電電圧の瞬断或いはサージノイズとなって内部回路に影響を与える。例えばCPUの暴走、メモリの記憶データの破壊などの障害を与える。このような障害が発生した時、その原因が瞬断にあったとしても、瞬断の発生は通常一時的現象であって障害が発生した直後は復旧しているのが通常である。従ってその障害の原因追求は困難となる。
【0003】
本電源瞬断検出装置は、AC電源を常時監視し瞬断の発生を検出し、これを報知すると同時にメモリして置くことにより、かかる障害の発生時にその原因究明に役立たせるものである。また、かかる障害の発生を退避させるために用いられる。
【0004】
従来、この種の電源瞬断検出装置は、AC/DCコンバータの出力側のDC電圧を監視するか、或いはAC電源を整流平滑してDC電圧にしてアナログ的に監視するかしていたが、何れも時定数が大きくなり、時間の短い瞬断を検出できないという問題があった。この問題を改善するためにAC電圧をデジタル処理して時間の短い瞬断を検出できるようにしたものが考えられている。例えば図4に示した従来例がある。
【0005】
図4は従来例を示すブロック図である。図4において、AC電源ライン41からAC電源取込部42を介してAC電源電圧波形を取り込み、整流部43で整流してA/D変換部44に入力し、ここでデジタル化する。このデータは信号処理部45において実効値算出などのの処理が行われると同時に、サンプリング部48で一定周期ごとにサンプリングされ基準波形としてメモリ50に記憶される。
【0006】
そして信号処理部45においては、実際の電圧波形とこの基準波形とが比較されその差分値が求めらて比較判定部46に送られる。比較判定部46は、この差分値を信号処理部45からの実効値と基準波形から算出した実効値との割合から実際に機器に影響を与え得る瞬断か否かを判定し、与え得る瞬断と判定した時は、異常警報が発せられる。
【0007】
一方、メモリ50に記憶された基準波形は、サンプリングされた電圧波形が不正確であると、正確な瞬断が検出できないので、理想波形生成部49からの理想的な電圧波形により補正される。
また、比較判定部46から出力される瞬断情報は、メモリ47で記憶される。このメモリされた瞬断情報は、機器の障害発生時などにに読み出されて原因究明に供される。(例えば、特許文献1参照。)
【特許文献1】
特開平7−261884号公報(第1−4頁)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来例では、瞬断検出を行う際、実際の電圧波形と基準波形とを比較した差分値と、実際の電圧波形の実効値と基準波形から算出した実効値との割合とを併せて実際に機器に影響を与え得る瞬断か否かを判定し、与え得る瞬断と判定した時に異常警報を発っするようになっているので、半周期以内の短い時間の瞬断を検出できる特徴はあるものの、判定が複雑であり回路構成が複雑になる問題がある。
【0009】
即ち、基準波形をサンプリングするサンプリング部、これを記憶するメモリ、基準波形を補正するための理想波形生成部などが必要である。また、実際の電圧波形と基準波形との二つの実効値を算出する必要があるなどで複雑である。
【0010】
一方、検出する瞬断の時間長を設定する機能、および発生した瞬断の時間長を計測する機能などがなく、瞬断後に行う瞬断の分析、瞬断時の障害原因の究明などに不便であるという問題がある。
【0011】
本発明の目的は、検出できる瞬断の時間長は多少長くなっても、回路構成が簡単でコストが安く、かつ、検出する瞬断の時間長を設定する機能、および発生した瞬断の時間長を計測する機能などがあり、瞬断の分析などに便利な電源瞬断検出装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の電源瞬断検出方法は、AC入力電圧をデジタル化して正負極性符号を付したデジタル電圧信号に変換し、このデジタル電圧信号の正負極性符号の変換点から前記AC入力電圧の半周期を示す周期パルス信号を生成し、この周期パルス信号をクロックとして用い前記デジタル電圧信号から前記AC入力電圧の半周期毎の実効値を算出し、この実効値と所定の基準値とを比較し前記実効値が前記基準値を下回った時は瞬断検出信号を出力する。
【0013】
そして、前記瞬断検出信号を半周期毎に連続して出力する回数をカウントし、あらかじめ設定された回数をカウントした時に瞬断を知らせるアラーム信号を出力するようにする。
【0014】
また、前記瞬断検出信号を半周期毎に連続して出力する回数をカウントし、その発生から連続が停止するまでの回数から瞬断時間を算出しこれを瞬断時間情報として出力する。
【0015】
また、前記瞬断時間情報などの発生を経時的に記録するメモリを有する。
【0016】
また、前記基準値は、前記実効値の所定期間の平均値により周期的に更新される。
【0017】
また、前記瞬断アラーム信号および前記瞬断時間情報により瞬断の発生と瞬断時間とを保守者に報知するようにする。
【0018】
また本発明の電源瞬断検出装置は、AC入力電圧を入力しこれをデジタル化して正負極性符号を付したデジタル電圧信号を出力するA/D変換器と、このデジタル電圧信号の正負極性符号の変換点から前記AC入力電圧の半周期を示す周期パルス信号を生成する周期検出部と、この周期パルス信号を用いて前記デジタル電圧信号から前記AC入力電圧の半周期毎の実効値を算出する実効値算出部と、この実効値と所定の基準電圧値とを比較し前記実効値が前記基準値を下回った時は瞬断検出信号を出力する比較器と、前記瞬断検出信号が連続的に出力された時にあらかじめ設定された回数だけカウントした時点で瞬断を知らせる瞬断アラーム信号を出力し更にその瞬断検出信号の連続が停止した時に発生から停止までの時間を瞬断時間情報として出力し同時に以上のカウント動作をリセットするカウンタと、前記瞬断アラーム信号と前記瞬断時間情報とを入力しブザーなどによる可聴警報の発生と瞬断時間の表示とを行う報知部と、前記AC入力電圧の公称実効値に所定の乗率を掛けて算出した前記基準電圧値を生成すると同時に前記実効値の所定期間の平均値によりこの基準電圧値を周期的に更新する基準値生成部と、前記瞬断時間情報の発生を経時的に記録するメモリとを備える。
【0019】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施の形態例を示すブロック図である。図2は、図1の周期検出部2の回路を示す回路図である。図3は、図1の動作を説明するタイミングチャート図である。
【0020】
先ず、図1、2を参照して本発明の電源瞬断検出装置の構成について説明する。
AC入力電圧を入力しこれをデジタル化して正負極性符号を付したデジタル電圧信号101を出力するA/D変換器1と、このデジタル電圧信号101の正負極性符号の変換点から前記AC入力電圧の半周期を示す周期パルス信号103を生成する周期検出部2と、この周期パルス信号103を用いてデジタル電圧信号101の絶対値部分から前記AC入力電圧の半周期毎の実効値を算出して実効値データ102を出力する実効値算出部3と、この実効値データ102と所定の基準値データ107との値を比較し実効値データ102の値が基準値データ107の値を下回った時は瞬断検出信号104を出力する比較器4と、瞬断検出信号104が連続的に出力された時にあらかじめ設定された回数だけカウントした時点で瞬断を知らせる瞬断アラーム信号105を出力し、更にその瞬断検出信号104の連続が停止した時に発生から停止までの時間を瞬断時間情報106として出力し、その時同時にカウント動作をリセットするカウンタ5と、瞬断アラーム信号104と瞬断時間情報106とを入力しブザーなどによる可聴警報の発生と瞬断時間を液晶で表示する報知部7と、前記AC入力電圧の公称実効値に所定の乗率を掛けて算出した基準値データ107を生成すると同時に実効値データ102の所定期間の平均値によりこの基準値データ107を周期的に更新する基準値生成部6と、瞬断時間情報106の発生を経時的に記録するメモリ8とで構成する。尚、周期検出部2の内部回路は、図2に示す回路構成である。即ち、デジタル電圧信号101の正負極性符号の変換点を検出して検出パルスを出力する極性検出部21と、この検出パルスに同期した周期パルス信号103を発生するクロック発生部22とから構成される。
【0021】
次に図3を併せ参照して動作について説明する。図3は(a)入力電圧の波形に示した点線の2周期分が瞬断した場合についてで示したものである。
【0022】
被監視AC電源からのAC入力電圧がA/D変換器1に入力される。ここで先ず、AC入力電圧が100Vであれば内部信号レベルの低電圧に降圧されて後、デジタル信号化される。例えば、半周期当たり8サンプルで8ビットで量子化され、これに正負極性を表示する1ビットが付加される。この電圧デジタル信号101は周期検出部2と実効値算出部3とに送出される。
【0023】
周期検出部2では、この電圧デジタル信号101の正負極性符号の変換点を検出し、図3(b)に示したようにこの検出点に同期した周期パルス信号103を出力する。この周期パルス信号103は、周期クロックパルスとして実効値算出部3と比較器104とカウンタ5とにそれぞれ供給される。
【0024】
実効値算出部3は、この周期パルス信号103を用いてデジタル電圧信号101の絶対値部分の実効値を算出し、比較器4へ実効値データ102を出力する。この実効値データ102は半周期毎に算出され、図3(c)に示したように周期パルス信号103に同期して出力される。
【0025】
比較器4は、周期パルス信号103に同期して実効値データ102と基準値データ107との値を比較し実効値データ102の値が基準値データ107の値を下回った時、図3(e)に示したように瞬断検出信号104をカウンタ5へ出力する。
【0026】
カウンタ5は、周期パルス信号103に同期して入力される瞬断検出信号104の数をカウントし、あらかじめ設定された回数だけカウントした時点で図3(f)に示したように瞬断を知らせる瞬断アラーム信号105を出力する。この場合は回数2を設定した場合を示し、検出瞬断時間はAC入力電圧を50ヘルツとすれば20msとなる。この検出瞬断時間は検出する最小時間の瞬断を意味するので20ms以上の瞬断に対して瞬断アラーム信号105は出力される。
【0027】
尚、カウント回数を1に設定した場合が検出可能の最小瞬断時間である。この場合は101msとなるが、実際は瞬断の発生タイミングがAC入力電圧の正負極性符号の変換点と必ずしも一致しないので最悪20msと成る場合もあり、結局この場合の検出可能最小瞬断時間は10−20msとなる。
【0028】
また、カウンタ5は、瞬断アラーム信号105を出力した後もカウントを続け、瞬断検出信号104の連続が停止した時に発生から停止までの時間を瞬断時間情報106として図3(g)に示したように出力する。これと同時にカウント動作をリセットして次の瞬断に準備する。この場合の瞬断時間は40msである。
【0029】
基準値データ107は基準値生成部6から供給される。この場合図3(d)に示したように固定値であるが、この値はAC入力電圧の公称値、例えば100Vに対して70V程度に設定される。検出精度を特に要求されない場合は、この値に固定で良いが、検出精度を特に要求される場合は、図示のように実効値データ102から基準値データ107を生成すると同時に実効値データ102の所定期間の平均値によりこの基準値データ107を周期的に更新するようにしても良い。
【0030】
瞬断アラーム信号105と瞬断時間情報106とは報知部7に入力され、瞬断アラーム信号105によりブザーなどによる可聴警報の発生と、瞬断時間情報106により瞬断時間を液晶で表示する。これにより保守者が瞬断の発生を認識する。
【0031】
瞬断時間情報106は、その発生の都度メモリ8により記録され、障害の発生時など、保守者が記録されたデータを読み出して、その時発生した瞬断の分析、障害原因の究明などに利用される。
【0032】
尚、報知部7とメモリ8とは、不要の場合は取り外しても良い。
【0033】
また、周期検出部2は、図2に示したようにデジタル電圧信号101の正負極性符号の変換点を検出して検出パルスを出力する極性検出部21と、この検出パルスに同期して動作するクロック発生部22とから構成されている。クロック発生部22は、瞬断時に正負極性符号の変換点を検出する検出パルスが出力されない瞬断期間も瞬断直前の周期で周期パルス信号103を送出し続けるものである。
【0034】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の電源瞬断検出方法および装置は、AC入力電圧のの正負極性符号の変換点から周期パルス信号を検出し、これをクロックパルスとして用いて実効値算出、基準値との比較判定などを行い、半周期単位で実効値を比較して瞬断検出を行っているので、回路構成が簡単で済みコストが低減できると言う効果がある。
【0035】
また、検出する瞬断の時間長を設定する機能、および発生した瞬断の時間長を計測する機能などを容易に付加することができ、保守作業あるいは瞬断分析に便利であると言う効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態例を示すブロック図である。
【図2】図1の周期検出部2の回路を示す回路図である。
【図3】図1の動作を説明するタイミングチャート図である。
【図4】従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 A/D変換器
2 周期検出部
3 実効値算出部
4 比較器
5 カウンタ
6 基準値生成部
7 報知部
8 メモリ
21 極性検出部
22 クロック発生部
Claims (7)
- AC入力電圧をデジタル化して正負極性符号を付したデジタル電圧信号に変換し、このデジタル電圧信号の正負極性符号の変換点から前記AC入力電圧の半周期を示す周期パルス信号を生成し、この周期パルス信号をクロックとして用い前記デジタル電圧信号から前記AC入力電圧の半周期毎の実効値を算出し、この実効値と所定の基準値とを比較し前記実効値が前記基準値を下回った時は瞬断検出信号を出力することを特徴とする電源瞬断検出方法。
- 前記瞬断検出信号を半周期毎に連続して出力する回数をカウントし、あらかじめ設定された回数をカウントした時に瞬断を知らせるアラーム信号を出力するようにすることを特徴とする請求項1記載の電源瞬断検出方法。
- 前記瞬断検出信号を半周期毎に連続して出力する回数をカウントし、その発生から連続が停止するまでの回数から瞬断時間を算出しこれを瞬断時間情報として出力すると同時にカウント動作をリセットすることを特徴とする請求項2あるいは3記載の電源瞬断検出方法。
- 前記瞬断時間情報などの発生を経時的に記録するメモリを有することを特徴とする請求項1、2あるいは3記載の電源瞬断検出方法。
- 前記基準値は、前記実効値の所定期間の平均値により周期的に更新されることを特徴とする請求項1、2、3、あるいは4記載の電源瞬断検出方法。
- 前記瞬断アラーム信号および前記瞬断時間情報により瞬断の発生と瞬断時間とを保守者に報知するようにすることを特徴とする請求項2、3、4あるいは4記載の電源瞬断検出方法。
- AC入力電圧を入力しこれをデジタル化して正負極性符号を付したデジタル電圧信号を出力するA/D変換器と、このデジタル電圧信号の正負極性符号の変換点から前記AC入力電圧の半周期を示す周期パルス信号を生成する周期検出部と、この周期パルス信号を用いて前記デジタル電圧信号から前記AC入力電圧の半周期毎の実効値を算出する実効値算出部と、この実効値と所定の基準電圧値とを比較し前記実効値が前記基準値を下回った時は瞬断検出信号を出力する比較器と、前記瞬断検出信号が連続的に出力された時にあらかじめ設定された回数だけカウントした時点で瞬断を知らせる瞬断アラーム信号を出力し更にその瞬断検出信号の連続が停止した時に発生から停止までの時間を瞬断時間情報として出力し同時に以上のカウント動作をリセットするカウンタと、前記瞬断アラーム信号と前記瞬断時間情報とを入力しブザーなどによる可聴警報の発生と瞬断時間の表示とを行う報知部と、前記AC入力電圧の公称実効値に所定の乗率を掛けて算出した前記基準電圧値を生成すると同時に前記実効値の所定期間の平均値によりこの基準電圧値を周期的に更新する基準値生成部と、前記瞬断時間情報の発生を経時的に記録するメモリとを備えることを特徴とする電源瞬断検出装置。
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2002
- 2002-12-25 JP JP2002374062A patent/JP2004206367A/ja active Pending
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