JP2008261663A - 電子式電力量計 - Google Patents

Abstract

【課題】 復電した際に確実にＣＰＵが通常動作モードに復帰して電力量の計測を開始する電子式電力量計を提供する。
【解決手段】 電力に比例した周波数のパルス信号を発生させる電力演算回路６と、このパルス信号から電力量を演算して記憶制御し、停電時は低消費電力モードに遷移してバックアップ電源により低消費電力状態で動作するＣＰＵ７とを有し、ＣＰＵ７は低消費電力運転状態においても割込機能が能動状態にあり、復電により生成されたパルス信号を検知したら、通常動作モードに復帰する。
【選択図】 図１

Description

本発明は電子式電力量計に関し、詳しくは停電時に低消費電力モードに遷移してバックアップ電源で動作を持続する電子式電力量計に関する。

ＣＰＵを備えた電子機器は、電源である商用電源が通電された正常な状態では通常動作し、停電時はバックアップ用電源を使用して機能を大幅に制限した低消費電力モードで動作を持続する機能を備えたものが広く採用され、ＣＰＵを備えて演算により電力量を計測する電子式電力量計も同様の構成となっている。
電子式電力量計の場合、商用電源が供給されている通常動作状態では、ＣＰＵは機能制限が無いため、停電を検知させて低消費電力モードに遷移させる制御は容易に実施させることができる。例えば、入力ポートで電源電圧の低下を監視し、低下を検知したら低消費電力状態に遷移させるだけの単純な動作である。

しかし、逆の動作となる復電時には、ＣＰＵは機能を制限された低消費電力状態にあるため、一般的には通常状態に戻すきっかけとして、ＣＰＵの割込機能を用いる以下の方法が広く採用されている。
(１)電子式電力量計の電源電圧の変化をエッジ検出して割込機能に割り当てる事により、復電時の電源電圧の上昇によってＣＰＵを通常動作モードに復帰させる。図３はこの一例を示したもので、通電時の電源電圧とバックアップ電源電圧の間に停電／通電検出基準電圧が設定され、停電から復電時に電源電圧が変化してこの基準電圧を超える（Ｐ２点を超える）と信号がＣＰＵに入力される。この信号によりＣＰＵは復帰動作する（例えば、特許文献１参照）。尚、Ｐ１点は、停電を検知して割込信号を発生する点となっている。
(２)商用電源の交流周波数信号のエッジを検出して割込機能に割り当てることにより、復電以降は商用周波数に同期した割込が常に発生し、ＣＰＵを通常状態に戻す。図４はこの一例を示したもので、停電／復帰時の商用電源波形と、この交流波形を基に生成したＣＰＵ入力信号波形を示している。このＣＰＵ入力波形のＰ３点、Ｐ４点・・がＣＰＵの割込機能により検知されて復帰動作する。

特開２０００−２１７２４４号公報（図３）

しかし、上記(１)の方法では、電源電圧の変化は復電の際１回しか割込信号が発生しないため、この一度切りの検出を逸すると、次の停電・復電が発生するまでＣＰＵは低消費電力モードから復帰しない。こうなると、その間電力測定は行われず、電力量計としての機能を発揮できない。一方、(２)の方法は、復電以降は常にエッジが発生して割込が入るため、一度エッジ検出をミスしても、直ぐに次の波のエッジによって復電処理を行うことができ、(１)の欠点を補うことができる。しかし、商用電源の交流波をＣＰＵの入力レベルに変換する変換回路を設ける必要があり、その回路に不具合が生じれば確実な復電処理を行うことができない。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、復電した際に確実にＣＰＵが通常動作モードに復帰して電力量の計測を開始する電子式電力量計を提供することを目的とする。

上記課題を解決する為に、請求項１に記載の発明は、無負荷時にはパルス信号を発生せず、電力に比例した周波数のパルス信号を発生させる電力演算回路と、前記パルス信号から電力量を演算するＣＰＵとを有し、前記ＣＰＵは停電時に低消費電力モードに遷移してバックアップ電源により低消費電力動作する電子式電力量計において、前記ＣＰＵは、低消費電力モード状態で前記パルス信号を検知したら、通常動作モードに復帰することを特徴とする。
この構成によれば、別途復電検出のための回路を設けること無く、ＣＰＵは通常動作モードに復帰する。そして、復電時の１回目のパルス信号のエッジを検出できなくても、直ぐに発生する２回目のパルスのエッジを検出することで確実に且つ遅滞なく低消費電力モードから復帰でき、停電があっても通電後は速やかに電力量の計測を継続できる。また、無負荷時にはパルス信号を発生しない従来の電力演算回路をそのまま使用できる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、ＣＰＵ駆動電圧の低下、或いは被測定電路の電源周波数信号の停止を受けて、ＣＰＵは停電を検知して低消費電力モードに遷移することを特徴とする。
この構成によれば、停電の検知はパルス信号で行わないので、パルス信号が発生されなくても無負荷状態と停電を混同することがなく、停電の時のみＣＰＵは低消費電力モードに遷移する。

本発明によれば、電源復帰の１回目のパルス信号を検出できなくても、直ぐに発生する２回目のパルスを検出することで確実に且つ遅滞なく低消費電力モードから復帰でき、停電があっても正確な電力量の計測を実施できる。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る電子式電力量計の一例を示す構成図であり、１は電子式電力量計、２は商用電源、３は負荷を示している。電子式電力量計１は、停電検出回路５と、被測定電路８の電力を演算する電力演算回路６と、電力演算回路６から出力された電力データを基に電力量を演算し、図示しない記憶部に演算した電力量データを記憶操作するＣＰＵ７とを備えている。

停電検出回路５は、被測定電路８から電子式電力量計１の駆動電圧を生成する図示しない電源回路に設けた電圧検出回路であり、検出した電圧信号をＣＰＵ７に出力する従来の停電検出回路となっている。

電力演算回路６は、被測定電路８から電圧情報及び電流情報を入手して電力を演算し、その大きさに比例した周波数のパルス信号をＣＰＵ７に出力する。図２はこの電力演算回路６の出力パルス信号を示し、電力が通電されている間はパルス信号を出力し、停電或いは消費電力がゼロ（無負荷）の場合はパルス信号は出力されない。

ＣＰＵ７は、このパルス信号のエッジを検出して電力量を演算し、演算結果を図示しない電力量データ記憶部に記憶させる。パルス信号を受信し続けている間は、この通常動作モードでの動作を続ける。そして、停電検出回路５からの情報により停電が検出されると、低消費電力モードに遷移して別途設けられているバックアップ電源により機能が制限された低電力状態で制御が継続される。
そして、低消費電力モードにおいても、ＣＰＵは割込機能が能動状態にあり、パルス信号による割込が入ったら通常動作モードに復帰動作するようプログラムされている。その結果、停電が復電して被測定電路８に電流が流れてパルス信号が生成されたら、この信号を受けてＣＰＵは通常動作モードに復帰して電力量の演算や記憶操作等を再開する。

このように、別途復電検出のための回路を設けること無く、ＣＰＵは通常動作モードに復帰する。そして、パルス信号は連続して生成されるので、復電時の１回目のパルス信号のエッジを検出できなくても、直ぐに発生する２回目のパルスのエッジを検出することで確実に且つ遅滞なく低消費電力モードから復帰でき、停電があっても通電後は速やかに電力量の計測を継続できる。また、無負荷時にはパルス信号を発生しない従来の電力演算回路をそのまま使用できる。
更に、パルス信号が発生されなくても無負荷状態と停電を混同することがなく、停電の時のみＣＰＵは低消費電力モードに遷移する。

尚、上記実施形態では、停電検出回路５を被測定電路８の交流電圧から得た直流電圧を監視する電圧検出回路としているが、被測定電路８の交流波を検知して、周波数信号をＣＰＵ７に出力する回路としても良い。また、復電の検出は、停電検出回路５から出力される電圧信号の復電時の変化も合わせて二重で復電検出を行っても良い。

本発明に係る電子式電力量計の実施形態の一例を示す構成図である。 電力とパルス信号の関係を示す説明図である。 従来の停電検知、及び復電検知の説明図である。 従来の他の停電検知及び復電検知の説明図である。

符号の説明

５・・停電検出回路、６・・電力演算回路、７・・ＣＰＵ、８・・被測定電路。

Claims (2)

1. 無負荷時にはパルス信号を発生せず、電力に比例した周波数のパルス信号を発生させる電力演算回路と、前記パルス信号から電力量を演算するＣＰＵとを有し、前記ＣＰＵは停電時に低消費電力モードに遷移してバックアップ電源により低消費電力動作する電子式電力量計において、
   前記ＣＰＵは、低消費電力モード状態で前記パルス信号を検知したら、通常動作モードに復帰することを特徴とする電子式電力量計。
2. ＣＰＵ駆動電圧の低下、或いは被測定電路の電源周波数信号の停止を受けて、ＣＰＵは停電を検知して低消費電力モードに遷移する請求項１記載の電子式電力量計。

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