JP2008187874A

JP2008187874A - 三相交流電源の欠相検出装置

Info

Publication number: JP2008187874A
Application number: JP2007021653A
Authority: JP
Inventors: Toshiji Kurosaki; 利治黒崎
Original assignee: TDK Lambda Corp
Current assignee: TDK Lambda Corp
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2008-08-14

Abstract

【課題】部品点数を削減すると共に、より低い耐圧の部品を使用できるようにして、コスト低減を図ることができる三相交流電源の欠相検出装置を提供する。
【解決手段】欠相検出回路２は、三相交流電源１の各相の線間にその発光素子１２Ａ，２２Ａ，３２Ａを接続してなる双方向フォトカプラ１２，２２，３２と、この双方向フォトカプラ１２，２２，３２の受光素子１２Ｂ，２２Ｂ，３２Ｂがオンすることにより得られるパルス検出信号に基づいて、三相交流電源１の欠相を判定する制御手段３と、を備えている。ここでの制御手段３は、第１〜第３のパルス検出信号が発生するか否かにより、各相の欠相の有無を判断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、三相交流電源を使用するあらゆる機器に適用され、三相交流電源の欠相を検出して機器を保護する三相交流電源の欠相検出装置に関する。

この種の欠相検出装置として、例えば特許文献１には、三相交流電源の各相電圧を全波整流して得た直流電圧を検出電圧にレベル変換し、この検出電圧と基準電圧との比較によって、電源の欠相発生を判断するものが知られている。

図３は、こうした従来技術に類似する回路例を示したものである。同図において、１はＵ，Ｖ，Ｗの各相に１２０°の位相差を有してそれぞれ交流電圧を出力する三相交流電源であり、また１００は三相交流電源１の欠相を検出する欠相検出回路である。

欠相検出回路１００は、Ｕ相とＶ相の線間電圧を直流電圧ＶDC1に変換する直流変換部１１１と、直流電圧ＶDC1の電圧レベルを検出するレベル検出回路１１２とを備えていると共に、これと対を成すように、別なＶ相とＷ相の線間電圧を直流電圧ＶDC2に変換する直流変換部１１３と、直流電圧ＶDC2の電圧レベルを検出するレベル検出回路１１４とを備えている。また、欠相検出回路１００は、各レベル検出回路１１２，１１４からの検出信号によって、欠相の有無を判定する制御手段１１５を備えている。

直流変換部１１１は、Ｕ相とＶ相の線間電圧を全波整流するためのブリッジダイオードからなる整流器１２１と、この整流器１２１の出力端間に接続される平滑コンデンサ１２２とにより構成される。また同様に、直流変換部１１３は、Ｖ相とＷ相の線間電圧を全波整流するためのブリッジダイオードからなる整流器１２３と、この整流器１２３の出力端間に接続される平滑コンデンサ１２４とにより構成される。

レベル検出回路１１２は、平滑コンデンサ１２２の両端間に接続する分圧抵抗１３１，１３２と、抵抗１３１，１３２の接続点にカソードを接続した定電圧素子としてのツェナーダイオード１３３と、そのベースがツェナーダイオード１３３のアノードに接続され、直流電圧ＶDC1の電圧レベルに応じてオン，オフするスイッチ素子としてのトランジスタ１３４と、分圧抵抗１３１，１３２の直列回路の一端とトランジスタ１３４のコレクタとの間に接続される抵抗１３５およびフォトカプラ１３６の発光素子１３６Ａとの直列回路と、により構成され、トランジスタ１３４のエミッタは分圧抵抗１３１，１３２の直列回路の他端に接続される。

また、レベル検出回路１１４は、平滑コンデンサ１２４の両端間に接続する分圧抵抗１４１，１４２と、抵抗１４１，１４２の接続点にカソードを接続した定電圧素子としてのツェナーダイオード１４３と、そのベースがツェナーダイオード１４３のアノードに接続され、直流電圧ＶDC2の電圧レベルに応じてオン，オフするスイッチ素子としてのトランジスタ１４４と、分圧抵抗１４１，１４２の直列回路の一端とトランジスタ１４４のコレクタとの間に接続される抵抗１４５およびフォトカプラ１４６の発光素子１４６Ａとの直列回路と、により構成され、トランジスタ１４４のエミッタは分圧抵抗１４１，１４２の直列回路の他端に接続される。

レベル検出回路１１２，１１４からの検出信号を外部に出力するフォトカプラ１３６，１４６は、その受光素子１３６Ｂ，１４６Ｂが制御手段１１５に接続される。すなわち、レベル検出回路１１２，１１４からの検出信号は、フォトカプラ１３６，１４６で電気的に絶縁して制御手段１１５に伝送される。

なお、図３に示す回路で、直流変換部１１１は半波整流回路であってもよいし、また各レベル検出回路１１２，１１４は、電圧レベル検出用にオペアンプ，コンパレータ，シャントレギュレータなどの回路素子を用いてもよい。

そして、三相交流電源１に欠相を生じていない正常時は、Ｕ相とＶ相の線間電圧を整流平滑した直流電圧ＶDC1が、ツェナーダイオード１３３がオンする所定レベル以上に上昇し、またＶ相とＷ相間の線間電圧を整流平滑した直流電圧ＶDC2も、ツェナーダイオード１３３がオンする所定レベル以上に上昇する。この場合、レベル検出回路１１２は、抵抗１３１，１３２の接続点の電位が、ツェナーダイオード１３３による設定電圧よりも高く、ツェナーダイオード１３３を通してトランジスタ１３４のベースに電流が流れ込んで、トランジスタ１３４がオンする。そのため、フォトカプラ１３６の発光素子１３６Ａに電流が流れ込んで、対をなす受光素子１３６Ｂがオンする。同様に、レベル検出回路１１４も、抵抗１４１，１４２の接続点の電位が、ツェナーダイオード１４３による設定電圧よりも高く、ツェナーダイオード１４３を通してトランジスタ１４４のベースに電流が流れ込んで、トランジスタ１４４がオンする。そのため、フォトカプラ１４６の発光素子１４６Ａに電流が流れ込んで、対をなす受光素子１４６Ｂがオンする。このように、フォトカプラ１３６，１４６が共にオンしたのを受けて、制御手段１１５は欠相が生じていないと判定できる。

一方、Ｕ相に欠相を生じた時、直流変換部１１３からの直流電圧ＶDC2はツェナーダイオード１４３がオンする所定レベル以上に上昇するが、直流変換部１１１からの直流電圧ＶDC1は、ツェナーダイオード１３３がオンする所定レベル以下となり、トランジスタ１３４はオンしない。そのため、フォトカプラ１４６の受光素子１４６Ｂはオンするものの、フォトカプラ１３６の発光素子１３６Ａには電流が流れ込まず、その受光素子１３６Ｂはオフする。制御手段１１５は、フォトカプラ１３６がオフする一方、フォトカプラ１４６がオンすることで、Ｕ相の欠相を判定できる。

また、Ｗ相に欠相を生じた時、直流変換部１１１からの直流電圧ＶDC1はツェナーダイオード１３３がオンする所定レベル以上に上昇するが、直流変換部１１３からの直流電圧ＶDC2は、ツェナーダイオード１４３がオンする所定レベル以下となり、トランジスタ１４４はオンしない。そのため、フォトカプラ１３６の受光素子１３６Ｂはオンするものの、フォトカプラ１４６の発光素子１４６Ａには電流が流れ込まず、その受光素子１４６Ｂはオフする。制御手段１１５は、フォトカプラ１３６がオンする一方、フォトカプラ１４６がオフすることで、Ｗ相の欠相を判定できる。

さらに、Ｖ相に欠相を生じた時、平滑コンデンサ１２２，１２４の両端間に発生する直流電圧ＶDC1，ＶDC2は、何れも正常時の半分となり、各ツェナーダイオード１３３，１４３がオンする所定レベル以下となる。すると、トランジスタ１３４，１４４は共にオフし、これに応じて各フォトカプラ１３６，１４６の受光素子１３６Ｂ，１４６Ｂもオフする。制御手段１１５は、フォトカプラ１３６，１４６が何れもオフすることで、Ｗ相の欠相を判定できる。
特開２００４−２３８７８号公報

しかし、上述した従来の欠相検出回路１００では、次のような問題点を生じる。

従来は各相における欠相の有無を判断するために、２つの相の線間電圧を直流変換部１１１，１１３で直流電圧ＶDC1，ＶDC2に変換した後に、レベル検出回路１１２，１１４でシャントレギュレータ１３３，１４３による設定電圧との比較を行なっている。しかし、このような直流変換部１１１，１１３とレベル検出回路１１２，１１４による構成では、部品点数が多くなる。

また、平滑コンデンサ１２２，１２４の両端間に発生する直流電圧ＶDC1，ＶDC2は、Ｕ相とＶ相およびＶ相とＷ相の各線間電圧（実効値）の√２倍であるため、そのような直流電圧ＶDC1，ＶDC2を常時印加した場合でも正常な性能を維持できる高耐圧の部品が必要となる。そのため部品点数の多さと相俟って、コスト上昇を招く懸念を生じていた。

本発明は上記の各問題点に着目してなされたもので、部品点数を削減すると共に、より低い耐圧の部品を使用できるようにして、コスト低減を図ることができる三相交流電源の欠相検出装置を提供することを、その目的とする。

本発明における請求項１の三相交流電源の欠相検出装置は、上記目的を達成するために、三相交流電源の線間にその発光素子を接続してなるフォトカプラと、このフォトカプラの受光素子がオンすることにより得られるパルス検出信号に基づいて、前記三相交流電源の欠相を判定する制御手段とを備えている。

また、請求項２の三相交流電源の欠相検出装置は、前記三相交流電源の第１相と第２相，第２相と第３相，および第３相と第１相の各線間に、それぞれ前記フォトカプラの発光素子を接続し、前記制御手段は、それぞれの前記パルス検出信号が発生するか否かにより、前記各相の欠相の有無を判断するものであることを特徴とする。

また、請求項３の三相交流電源の欠相検出装置は、前記三相交流電源の第１相と第２相，および第２相と第３相の各線間に、それぞれ前記フォトカプラの発光素子と抵抗の直列回路を接続し、前記制御手段は、それぞれの前記パルス検出信号が発生するか否かと、前記パルス検出信号の時間幅の変化により、前記各相の欠相の有無を判断するものであることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、フォトカプラの発光素子が接続される線間の電圧が、その発光素子の閾値電圧を越えると、フォトカプラの受光素子がオンしてパルス検出信号が発生する。そのため、このパルス検出信号を制御手段が監視すれば、従来のような直流変換部やレベル検出部を用いることなく、より少ない部品点数で三相交流電源の欠相を判定できる。また、線間電圧を整流して直流電圧に変換する必要がないので、従来よりも低い耐圧の部品を使用できる。

請求項２の発明によれば、第１相と第２相，第２相と第３相，および第３相と第１相の線間にフォトカプラの発光素子が接続されているので、それぞれのフォトカプラに対応して出力されるパルス検出信号が周期的に発生しなくなれば、直ぐにどの相が欠相しているのかを判定できる。

請求項３の発明によれば、第１相と第２相，および第２相と第３相の線間にフォトカプラの発光素子が接続されているので、それぞれのフォトカプラに対応して出力されるパルス検出信号が発生するか否かと、パルス検出信号の時間幅の変化を監視すれば、どの相が欠相しているのかを判定できる。しかもこの場合は、第３相と第１相の線間に何も接続する必要がなく、より部品点数の削減を図れる。

以下、本発明における三相交流電源の欠相検出装置の好ましい一実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は第１実施形態における回路図を示したもので、１は前述のようにＵ，Ｖ，Ｗの各相に１２０°の位相差を有してそれぞれ交流電圧を出力する三相交流電源であり、また２は三相交流電源１の欠相を検出し、その検出信号が三相交流電源１からの電源電圧と電気的に絶縁される絶縁型の欠相検出回路である。

欠相検出回路２は、Ｕ相とＶ相の線間に電流制限用の抵抗１１と、双方向フォトカプラ１２の発光素子１２Ａと、別な電流制限用の抵抗１３とからなる直列回路を接続し、Ｖ相とＷ相の線間に電流制限用の抵抗２１と、双方向フォトカプラ２２の発光素子２２Ａと、別な電流制限用の抵抗２３とからなる直列回路を接続し、Ｗ相とＵ相の線間に電流制限用の抵抗３１と、双方向フォトカプラ３２の発光素子３２Ａと、別な電流制限用の抵抗３３とからなる直列回路を接続し、各フォトカプラ１２，２２，３２の受光素子１２Ｂ，２２Ｂ，３２Ｂを制御手段３に接続して構成される。双方向フォトカプラ１２，２２，３２の発光素子１２Ａ，２２Ａ，３２Ａは、２個の発光ダイオードを互いに逆方向に接続して構成され、何れか一方の発光ダイオードに電流が流れて発光すると、それに対応する受光素子１２Ｂ，２２Ｂ，３２Ｂがオンするように構成される。また制御手段３は、各々の受光素子１２Ｂ，２２Ｂ，３２Ｂがオンすることにより発生するパルス検出信号に基づいて、三相交流電源１におけるどの相が欠相しているのかを判定するものである。

図１に示す回路では、２個の抵抗１１，１３と発光素子１２Ａの直列回路が、Ｕ相とＶ相の線間に接続されているが、抵抗１１，１３は１個であってもよい。また双方向フォトカプラ１２に代わり、一方向に電流が流れた時にだけ発光素子１２Ａが発光して、対応する受光素子１２Ｂがオンするタイプのフォトカプラを用いてもよい。この場合、発光素子１２Ａの両端間に、ダイオードを逆並列接続するのが好ましい。このような変形例は、別な抵抗２１，２３と発光素子２２Ａの直列回路や、抵抗３１，３３と発光素子３２Ａの直列回路にも適用できる。

次に、上記構成についてその作用を説明すると、Ｕ相とＶ相の線間電圧が双方向フォトカプラ１２の発光素子１２Ａの閾値電圧を越えている間は、受光素子１２Ｂがオンしてそのコレクタ・エミッタ間が導通し、その導通期間に応じた幅の第１のパルス検出信号が制御手段３に与えられる。同様に、Ｖ相とＷ相の線間電圧が双方向フォトカプラ２２の発光素子２２Ａの閾値電圧を越えている間は、受光素子２２Ｂがオンしてそのコレクタ・エミッタ間が導通し、その導通期間に応じた幅の第２のパルス検出信号が制御手段３に与えられ、Ｗ相とＵ相の線間電圧が双方向フォトカプラ３２の発光素子３２Ａの閾値電圧を越えている間は、受光素子３２Ｂがオンしてそのコレクタ・エミッタ間が導通し、その導通期間に応じた幅の第３のパルス検出信号が制御手段３に与えられる。

そのため、三相交流電源１に欠相を生じていない正常時には、三相交流電源１のＵ相とＶ相，Ｖ相とＷ相，およびＷ相とＵ相の各線間電圧が何れも正弦波状に変化し、上述した第１〜第３のパルス検出信号が、線間電圧に同期して周期的に発生する。制御手段３は、この所定時間毎に繰り返し発生する第１〜第３のパルス検出信号を受けて、どの相にも欠相が生じていないと判定する。

一方、Ｕ相に欠相を生じた時、Ｕ相とＶ相，およびＷ相とＵ相の各線間電圧は発生せず、Ｖ相とＷ相の線間電圧だけが正弦波状に変化するので、第１および第３のパルス検出信号は発生せず、第２のパルス検出信号だけが周期的に発生する。制御手段３は、第２のパルス検出信号だけが周期的に発生していることにより、Ｕ相に欠相を生じたと判定できる。

また、Ｖ相に欠相を生じた時、Ｕ相とＶ相，およびＶ相とＷ相の各線間電圧は発生せず、Ｕ相とＷ相の線間電圧だけが正弦波状に変化するので、第１および第２のパルス検出信号は発生せず、第３のパルス検出信号だけが周期的に発生する。制御手段３は、第３のパルス検出信号だけが周期的に発生していることにより、Ｖ相に欠相を生じたと判定できる。

さらに、Ｗ相に欠相を生じた時、Ｖ相とＷ相，およびＵ相とＷ相の各線間電圧は発生せず、Ｕ相とＶ相の線間電圧だけが正弦波状に変化するので、第２および第３のパルス検出信号は発生せず、第１のパルス検出信号だけが周期的に発生する。制御手段３は、第１のパルス検出信号だけが周期的に発生していることにより、Ｗ相に欠相を生じたと判定できる。

この第１実施形態では、従来の直流変換部１１１，１１３やレベル検出回路１１２，１１４に代わって、各相間に電流制限用の抵抗１１，１３，２１，２３，３１，３３と、双方向フォトカプラ１２，２２，３２を接続しただけの回路構成とすることで、部品点数の削減を図っている。また、その検出方法はフォトカプラ１３６の一次側（発光素子１３６Ａ側）での電圧レベルの検出から、双方向フォトカプラ１２，２２，３２の二次側（受光素子１２Ｂ，２２Ｂ，３２Ｂ側）でのパルス有無の検出となる。従って、制御手段３は、第１〜第３の各パルス検出信号の有無を監視できる構成であればよい。さらに、本実施形態では、双方向フォトカプラ１２，２２，３２の順電圧降下Ｖｆ分の耐圧しか加わらず、低耐圧部品での構成が可能である。

以上のように、ここでの欠相検出装置に相当する欠相検出回路２は、三相交流電源１の各相の線間にその発光素子１２Ａ，２２Ａ，３２Ａを接続してなる双方向フォトカプラ１２，２２，３２と、この双方向フォトカプラ１２，２２，３２の受光素子１２Ｂ，２２Ｂ，３２Ｂがオンすることにより得られるパルス検出信号に基づいて、三相交流電源１の欠相を判定する制御手段３と、を備えている。

これにより、双方向フォトカプラ１２，２２，３２の発光素子１２Ａ，２２Ａ，３２Ａが接続される線間の電圧が、その発光素子１２Ａ，２２Ａ，３２Ａの閾値電圧を越えると、双方向フォトカプラ１２，２２，３２の受光素子１２Ｂ，２２Ｂ，３２Ｂがオンしてパルス検出信号が発生する。そのため、このパルス検出信号を制御手段３が監視すれば、従来のような直流変換部１１１，１１３やレベル検出回路１１２，１１４を用いることなく、より少ない部品点数で三相交流電源の欠相を判定できる。また、線間電圧を整流して直流電圧に変換する必要がないので、従来よりも低い耐圧の部品を使用できる。

また、この第１実施形態では、三相交流電源１の第１相であるＵ相と第２相であるＶ相，Ｖ相と第３相であるＷ相，およびＷ相とＵ相の各線間に、それぞれ双方向フォトカプラ１２，２２，３２の発光素子１２Ａ，２２Ａ，３２Ａを接続し、制御手段３は、第１〜第３のパルス検出信号が発生するか否かにより、各相の欠相の有無を判断するように制御手段３を構成している。

こうすると、Ｕ相とＶ相，Ｖ相とＷ相，およびＷ相とＵ相の各線間にそれぞれ双方向フォトカプラ１２，２２，３２の発光素子１２Ａ，２２Ａ，３２Ａが接続されているので、それぞれのフォトカプラ１２，２２，３２に対応して出力されるパルス検出信号が周期的に発生しなくなれば、直ぐにどの相が欠相しているのかを判定できる。

次に、本発明の第２実施形態を、図２に示す回路図に基づいて説明する。なお、図１と同一箇所には同一符号を付し、その共通する部分の説明は重複を避けるために極力省略する。

本実施形態の欠相検出回路２は、Ｕ相とＶ相の線間に、抵抗１１，双方向フォトカプラ１２の発光素子１２Ａ，および抵抗１３の直列回路を接続し、またＶ相とＷ相の線間に、抵抗２１，双方向フォトカプラ２２の発光素子２２Ａ，および抵抗２３の直列回路を接続している点で、第１実施形態のものと共通しているが、Ｗ相とＵ相の線間には何も接続されていない。そのため制御手段３は、双方向フォトカプラ１２の受光素子１２Ｂがオンすることにより発生する第１のパルス検出信号と、双方向フォトカプラ２２の受光素子２２Ｂがオンすることにより発生する第２のパルス検出信号とに基づいて、これらの各パルス検出信号における発生の有無を監視するだけでなく、各パルス検出信号の時間幅を監視することで、三相交流電源１の欠相を判定するようになっている。

図２に示す回路も、双方向フォトカプラ１２の発光素子１２Ａに接続する電流制限用の抵抗１１，１３は１個であってもよい。また双方向フォトカプラ１２に代わり、一方向に電流が流れた時にだけ発光素子１２Ａが発光して、対応する受光素子１２Ｂがオンするタイプのフォトカプラを用いてもよい。この場合、発光素子１２Ａの両端間に、ダイオードを逆並列接続するのが好ましい。このような変形例は、別な抵抗２１，２３と発光素子２２Ａの直列回路にも適用できる。

本実施形態では、制御手段３に各パルス検出信号の時間幅を監視する手段が組み込まれているが、第１のパルス検出信号の時間幅は抵抗１１，１３の抵抗値により調整でき、また第２のパルス検出信号の時間幅は抵抗２１，２３の抵抗値により調整できる。つまり、ここでの抵抗１１，１３および抵抗２１，２３は、本来の電流制限用抵抗としてだけではなく、制御手段３が各パルス検出信号の時間幅の変化を適切に監視できるように、各パルス検出信号の時間幅調整用抵抗としても機能する。

次に、上記構成についてその作用を説明すると、Ｕ相とＶ相の線間電圧が双方向フォトカプラ１２の発光素子１２Ａの閾値電圧を越えている間は、受光素子１２Ｂがオンしてそのコレクタ・エミッタ間が導通し、その導通期間に応じた幅の第１のパルス検出信号が制御手段３に与えられる。同様に、Ｖ相とＷ相の線間電圧が双方向フォトカプラ２２の発光素子２２Ａの閾値電圧を越えている間は、受光素子２２Ｂがオンしてそのコレクタ・エミッタ間が導通し、その導通期間に応じた幅の第２のパルス検出信号が制御手段３に与えられる。

三相交流電源１に欠相を生じていない正常時には、三相交流電源１のＵ相とＶ相，Ｖ相とＷ相，およびＷ相とＵ相の各線間電圧が何れも正弦波状に変化し、上述した第１および第２のパルス検出信号が、線間電圧に同期して所定の時間幅で周期的に発生する。制御手段３は、この所定時間毎に繰り返し発生する所定の時間幅の第１および第２のパルス検出信号を受けて、どの相にも欠相が生じていないと判定する。

一方、Ｕ相に欠相を生じた時、Ｕ相とＶ相，およびＷ相とＵ相の各線間電圧は発生せず、Ｖ相とＷ相の線間電圧だけが正弦波状に変化するので、第１のパルス検出信号は発生せず、第２のパルス検出信号だけが所定の時間幅で周期的に発生する。制御手段３は、第２のパルス検出信号だけが所定の時間幅で周期的に発生していることにより、Ｕ相に欠相を生じたと判定できる。

また、Ｗ相に欠相を生じた時、Ｖ相とＷ相，およびＵ相とＷ相の各線間電圧は発生せず、Ｕ相とＶ相の線間電圧だけが正弦波状に変化するので、第２のパルス検出信号は発生せず、第１のパルス検出信号だけが所定の時間幅周期的に発生する。制御手段３は、第１のパルス検出信号だけが所定の時間幅で周期的に発生していることにより、Ｗ相に欠相を生じたと判定できる。

さらに、Ｖ相に欠相を生じた時、Ｕ相とＶ相，およびＶ相とＷ相の各線間電圧は発生せず、Ｕ相とＷ相の線間電圧だけが正弦波状に変化する。こうなると、三相交流電源１のＵ相とＷ相から見て、抵抗１１，双方向フォトカプラ１２の発光素子１２Ａ，および抵抗１３の直列回路と、抵抗２１，双方向フォトカプラ２２の発光素子２２Ａ，および抵抗２３の直列回路が、直列に繋がれた状態になるので、各双方向フォトカプラ１２，２２の発光素子１２Ａ，発光素子２２Ａに対する電流制限用抵抗値が増加（仮に、抵抗１１，１３の抵抗値と、抵抗２１，２３の抵抗値が同じならば、２倍に増加）して、第１および第２のパルス検出信号のオン時間幅が、正常時の場合よりも小さくなる。これにより制御手段３は、周期的に繰り返し発生するパルス検出信号の時間幅が、正常時よりも小さくなったことを検出して、Ｖ相に欠相を生じたと判定できる。

この第２実施形態では、従来の直流変換部１１１，１１３やレベル検出回路１１２，１１４に代わって、Ｕ相とＶ相，およびＶ相とＷ相の間に電流制限用の抵抗１１，１３，２１，２３と、双方向フォトカプラ１２，２２を接続し、さらにはＵ相とＷ相の間には何も接続しない回路構成とすることで、第１実施形態よりもさらに部品点数の削減を図っている。また、その検出方法はフォトカプラ１３６の一次側（発光素子１３６Ａ側）での電圧レベルの検出から、双方向フォトカプラ１２，２２の二次側（受光素子１２Ｂ，２２Ｂ側）でのパルス有無と、パルス幅の検出となる。従って、制御手段３は前述したように、第１および第２の各パルス検出信号の有無と、パルス幅を監視できる構成であればよい。さらに、本実施形態では、双方向フォトカプラ１２，２２の順電圧降下Ｖｆ分の耐圧しか加わらず、低耐圧部品での構成が可能である。

以上のように、第２実施形態における欠相検出回路２は、三相交流電源１の線間にその発光素子１２Ａ，２２Ａを接続してなる双方向フォトカプラ１２，２２と、この双方向フォトカプラ１２，２２の受光素子１２Ｂ，２２Ｂがオンすることにより得られるパルス検出信号に基づいて、三相交流電源１の欠相を判定する制御手段３とを備え、三相交流電源１のＵ相とＶ相，およびＶ相とＷ相の各線間に、それぞれ双方向フォトカプラ１２，２２の発光素子１２Ａ，２２Ａと抵抗１１，１３，２１，２３の直列回路を接続し、第１および第２のパルス検出信号が発生するか否かと、少なくとも一つのパルス検出信号の時間幅の変化により、各相の欠相の有無を判断するように、制御手段３を構成している、
こうすると、Ｕ相とＶ相，およびＶ相とＷ相の線間に双方向フォトカプラ１２，２２の発光素子１２Ａ，２２Ａが接続されているので、それぞれの双方向フォトカプラ１２，２２に対応して出力されるパルス検出信号が発生するか否かと、パルス検出信号の時間幅の変化を監視することで、どの相が欠相しているのかを判定できる。しかもこの場合は、Ｗ相とＵ相の線間に何も接続する必要がなく、より部品点数の削減を図れる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲において種々の変形実施が可能である。例えば、上記各実施形態における三相欠相回路２は、三相交流電源１を入力としたスイッチング電源装置に適用できるが、それ以外の各種電気機器にも組み込むことが可能である。

本発明の第１実施形態における三相交流電源の欠相検出装置の回路図である。同上、第２実施形態における三相交流電源の欠相検出装置の回路図である。従来例を示す三相交流電源の欠相検出装置の回路図である。

符号の説明

１三相交流電源
２欠相検出回路（欠相検出装置）
３制御手段
１２，２２，３２双方向フォトカプラ

Claims

三相交流電源の線間にその発光素子を接続してなるフォトカプラと、
このフォトカプラの受光素子がオンすることにより得られるパルス検出信号に基づいて、前記三相交流電源の欠相を判定する制御手段とを備えたことを特徴とする三相交流電源の欠相検出装置。
前記三相交流電源の第１相と第２相，第２相と第３相，および第３相と第１相の各線間に、それぞれ前記フォトカプラの発光素子を接続し、
前記制御手段は、それぞれの前記パルス検出信号が発生するか否かにより、前記各相の欠相の有無を判断するものであることを特徴とする請求項１記載の三相交流電源の欠相検出装置。
前記三相交流電源の第１相と第２相，および第２相と第３相の各線間に、それぞれ前記フォトカプラの発光素子と抵抗の直列回路を接続し、
前記制御手段は、それぞれの前記パルス検出信号が発生するか否かと、前記パルス検出信号の時間幅の変化により、前記各相の欠相の有無を判断するものであることを特徴とする請求項１記載の三相交流電源の欠相検出装置。