JP2010108130A - Switching device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スイッチの切り替えにより負荷に対する電源のオン/オフを選択可能なスイッチング装置に関する。 The present invention relates to a switching device capable of selecting on / off of a power supply for a load by switching a switch.
プロセスオートメーションの分野では、電磁弁等のフィールド機器に対し、電源のオン/オフを切り替えるための装置が使用されている。このような装置では高い信頼性(例えば、IEC61508)が要求されるため、自らの状態を診断する機能が要求される。
しかし、自己診断時には電源のオン/オフ状態を維持することが前提条件であるため、内部のスイッチを自由にオン/オフさせることができず、十全な自己診断が困難であるという事情がある。例えば、通常出力状態がオフである間の自己診断において、出力状態をオンできる状態にあるか否かを診断することができない等の問題がある。 However, since it is a precondition to maintain the power on / off state at the time of self-diagnosis, the internal switch cannot be freely turned on / off, and it is difficult to perform a complete self-diagnosis. . For example, in the self-diagnosis while the normal output state is off, there is a problem that it cannot be diagnosed whether or not the output state can be turned on.
本発明の目的は、高い信頼性を得ることができるスイッチング装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a switching device that can obtain high reliability.
本発明のスイッチング装置は、スイッチの切り替えにより負荷に対する電源のオン/オフ状態を選択可能なスイッチング装置において、電源と負荷との間に形成され、回路中に複数のスイッチを含む回路網と、前記回路網に含まれる前記複数のスイッチをそれぞれ独立して制御する制御手段と、前記回路網中の回路の電流を監視する電流監視手段と、を備え、前記制御手段は、前記負荷に対する電源のオン/オフの状態を維持する条件下で前記複数のスイッチの状態を順次切り替える制御を実行するとともに、前記電流監視手段は前記制御実行時における前記電流を監視することを特徴とする。
このスイッチング装置によれば、電流監視手段により制御実行時における電流を監視するので、負荷に対する電源の状態を維持しつつスイッチング装置の異常を高精度に検出できる。
The switching device of the present invention is a switching device capable of selecting an on / off state of a power supply with respect to a load by switching the switch, and is formed between the power supply and the load, and includes a circuit network including a plurality of switches in the circuit, Control means for independently controlling each of the plurality of switches included in the circuit network; and current monitoring means for monitoring a current of a circuit in the circuit network, wherein the control means turns on a power supply to the load. A control for sequentially switching the states of the plurality of switches under the condition of maintaining the / off state is executed, and the current monitoring means monitors the current when the control is executed.
According to this switching device, since the current at the time of control execution is monitored by the current monitoring means, it is possible to detect an abnormality of the switching device with high accuracy while maintaining the state of the power supply with respect to the load.
前記電流監視手段は、前記回路網中で互いに並列接続され、前記スイッチが挿入されたスイッチング回路のそれぞれに流れる電流を監視してもよい。 The current monitoring means may monitor the current flowing in each of the switching circuits connected in parallel in the circuit network and having the switch inserted therein.
前記電源は交流電源であり、前記電流監視手段は前記電流の実効値を監視してもよい。 The power source may be an AC power source, and the current monitoring unit may monitor an effective value of the current.
前記電源は交流電源であり、前記電流監視手段は前記交流電源の周期に合わせて取得した電流の瞬間値を監視してもよい。 The power source may be an AC power source, and the current monitoring unit may monitor an instantaneous value of the current acquired in accordance with a cycle of the AC power source.
前記電流監視手段は、現在の電流の瞬間値を前記交流電源の周期の整数倍だけ前に取得された電流の瞬間値と比較することで、前記現在の電流値を監視してもよい。 The current monitoring unit may monitor the current value by comparing the instantaneous value of the current current with the instantaneous value of the current acquired by an integral multiple of the cycle of the AC power supply.
本発明のスイッチング装置によれば、電流監視手段により制御実行時における電流を監視するので、負荷に対する電源の状態を維持しつつスイッチング装置の異常を高精度に検出できる。 According to the switching device of the present invention, since the current at the time of control execution is monitored by the current monitoring means, it is possible to detect an abnormality of the switching device with high accuracy while maintaining the state of the power supply with respect to the load.
以下、本発明によるスイッチング装置の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of a switching device according to the present invention will be described.
以下、図1〜図3を参照して、実施例1のスイッチング装置について説明する。 Hereinafter, the switching device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
図1(a)は、実施例1のスイッチング装置の回路構成を示す図、図1(b)はスイッチの構成を示す図である。 FIG. 1A is a diagram illustrating a circuit configuration of the switching device according to the first embodiment, and FIG. 1B is a diagram illustrating a configuration of a switch.
図1(a)に示すように、本実施例のスイッチング装置は、4つのスイッチSW1〜SW4を用いて構成される。図1(b)に示すように、スイッチSW1はN型の電界効果トランジスタ(MOSFET)Q11,Q12を組み合わせて構成される。スイッチSW2〜スイッチSW4も同様に構成される。スイッチSW1〜スイッチSW4は制御回路4により互いに独立して制御可能とされる。
As shown to Fig.1 (a), the switching apparatus of a present Example is comprised using four switches SW1-SW4. As shown in FIG. 1B, the switch SW1 is configured by combining N-type field effect transistors (MOSFETs) Q11 and Q12. The switches SW2 to SW4 are configured similarly. The switches SW1 to SW4 can be controlled independently of each other by the
図1(a)に示すように、本実施例のスイッチング装置では、独立にオン/オフ制御可能な2個のスイッチ(スイッチSW1およびスイッチSW2)が実効電圧値100Vの交流電源1と負荷2との間に直列に接続され、交流電源1の交流電圧Vを分圧するように直列に接続された同一抵抗値の抵抗(R1,R2)の中点が、スイッチSW1およびスイッチSW2の中点に接続されている。また、この中点の電圧(Vrb1)は電圧監視回路3により監視される。
As shown in FIG. 1 (a), in the switching device of this embodiment, two switches (switch SW1 and switch SW2) that can be independently controlled on / off are an
同様に、独立にオン/オフ制御可能な2個のスイッチ(スイッチSW3およびスイッチSW4)が交流電源1と負荷2との間に直列に接続され、交流電源1の交流電圧Vを分圧するように直列に接続された同一抵抗値の抵抗(R3,R4)の中点が、スイッチSW3およびスイッチSW4の中点に接続されている。また、この中点の電圧(Vrb2)は電圧監視回路3により監視される。
Similarly, two switches (switch SW3 and switch SW4) that can be controlled on / off independently are connected in series between the
抵抗R1〜R4の抵抗値は、通常オフ状態において負荷2に影響を与えない程度の高抵抗値とされる。
The resistance values of the resistors R1 to R4 are normally high resistance values that do not affect the
図1(a)に示すように、スイッチSW1およびスイッチSW2が直列接続されたスイッチング回路には電流検出器CT1が、スイッチSW3およびスイッチSW4が直列接続されたスイッチング回路には電流検出器CT2が、それぞれ設けられている。それぞれのスイッチング回路の電流値(Irb1,Irb2)は電流監視回路5により監視される。
As shown in FIG. 1A, a current detector CT1 is provided in a switching circuit in which switches SW1 and SW2 are connected in series, and a current detector CT2 is provided in a switching circuit in which switches SW3 and SW4 are connected in series. Each is provided. The current values (Irb1, Irb2) of the respective switching circuits are monitored by the
電圧監視回路3における監視結果は制御回路4に与えられ、制御回路4はこの監視結果に基づいて4つのスイッチSW1〜SW4について診断を行う。
The monitoring result in the
図2は正常動作時における各スイッチの状態と、監視される電圧との関係を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the state of each switch during normal operation and the monitored voltage.
通常出力状態がオンである場合、スイッチSW1〜SW4を、図2において「出力状態」がオンである状態(状態4,8,12〜16)に順次、切り替え、その時の実効電圧(Vrb1およびVrb2)が図2に示す正しい電圧値となっていることを確認することで、各スイッチの健全性を自己診断できる。
When the normal output state is on, the switches SW1 to SW4 are sequentially switched to the states (
同様に、通常出力状態がオフである場合、スイッチSW1〜SW4を、図2において「出力状態」がオフである状態(状態1〜3,5〜7,9〜11)に順次、切り替え、その時の実効電圧(Vrb1およびVrb2)が図2に示す正しい電圧値となっていることを確認することで、各スイッチの健全性を自己診断できる。 Similarly, when the normal output state is OFF, the switches SW1 to SW4 are sequentially switched to the states (states 1 to 3, 5 to 7, and 9 to 11) in which the “output state” is OFF in FIG. By confirming that the effective voltages (Vrb1 and Vrb2) are the correct voltage values shown in FIG. 2, the soundness of each switch can be self-diagnosed.
図3は、スイッチSW1またはスイッチSW2を構成するトランジスタのいずれか1つがオン故障(オンに固着する故障)した場合に検出される実効電圧(Vrb1およびVrb2)を示している。例えば、「状態1」の上段ではスイッチSW1を構成するトランジスタQ11またはQ12のいずれかがオン故障した状態が示されており、「↓」はトランジスタQ11がオン故障しトランジスタQ12の寄生ダイオードを経由して電流が流れることを意味している。また、「↑」はトランジスタQ12がオン故障しトランジスタQ11の寄生ダイオードを経由して電流が流れることを意味している。
FIG. 3 shows effective voltages (Vrb1 and Vrb2) that are detected when any one of the transistors constituting the switch SW1 or the switch SW2 is turned on (failed to be fixed on). For example, the upper stage of “
図3に示すように、トランジスタにオン故障が発生した場合には、図2に示す正常時とは異なる実効電圧(Vrb1)が検出されるため、故障の発生を検知できる。 As shown in FIG. 3, when an on failure occurs in the transistor, an effective voltage (Vrb1) different from that in the normal state shown in FIG. 2 is detected, so that the occurrence of the failure can be detected.
スイッチSW3またはスイッチSW4においてオン故障が発生した場合にも、同様に実効電圧(Vrb2)に基づき故障の発生を検知できる。 Similarly, when an on failure occurs in the switch SW3 or the switch SW4, the occurrence of the failure can be detected based on the effective voltage (Vrb2).
スイッチSW1〜SW4のいずれかにオフ故障(オフに固着する故障)が生じた場合には、図2に示される状態群中の1つに対応した状態となり、実効電圧(Vrb1,Vrb2)に基づきオフ故障が検出される。例えば、スイッチSW4がオフ故障した場合には、各スイッチの状態が「状態2」のときに、実効電圧(Vrb1およびVrb2)は、図2における「状態1」と同様の結果となる。このため、実効電圧に基づいてスイッチSW4のオフ故障を検出できる。
If any of the switches SW1 to SW4 has an off-failure (failure stuck to the off-state), the state corresponds to one of the state groups shown in FIG. 2, and is based on the effective voltage (Vrb1, Vrb2). An off-fault is detected. For example, when the switch SW4 has an off failure, the effective voltages (Vrb1 and Vrb2) are the same as the “
このように、本実施例のスイッチング装置では、通常出力状態がオン、オフのいずれにおいても、その出力状態を維持しながらスイッチ群の自己診断が可能であり、異常を検出した際、速やかに交換等のメインテナンスを行うことが可能となる。また、電源にパルスを重畳させることによる診断を不要とすることができ、負荷への外乱を防止できる。 As described above, in the switching device of this embodiment, the switch group can perform self-diagnosis while maintaining the output state regardless of whether the normal output state is on or off. It is possible to perform maintenance such as. Further, diagnosis by superimposing pulses on the power supply can be made unnecessary, and disturbance to the load can be prevented.
しかし、電圧の監視のみでは、オン時におけるスイッチSW1〜SW4の抵抗値が大きくなる故障については検出が困難である。電流値(Irb1,Irb2)の監視は、このような抵抗値が大きくなるようなモードでのスイッチSW1〜SW4の故障を検出することを目的としている。 However, it is difficult to detect a failure in which the resistance values of the switches SW1 to SW4 increase when the switch is on only by monitoring the voltage. The monitoring of the current values (Irb1, Irb2) is intended to detect a failure of the switches SW1 to SW4 in such a mode that the resistance value increases.
図4は、すべてのスイッチSW1〜SW4をオンの状態(図2における「状態16」)において、スイッチの抵抗値が大きくなるようなモードでの故障時に監視される電圧(Vrb1,Vrb2)および電流(Irb1,Irb2)を示している。
FIG. 4 shows the voltages (Vrb1, Vrb2) and currents that are monitored when a failure occurs in a mode in which the resistance value of the switches is large when all the switches SW1 to SW4 are on (“
図4の例では、スイッチSW1〜SW4の正常時のオン抵抗値を0.2Ωとし、負荷2のインピーダンスを100Ωまたは500Ωとした場合に検出される電圧(Vrb1,Vrb2)および電流(Irb1,Irb2)を示している。
In the example of FIG. 4, the voltage (Vrb1, Vrb2) and current (Irb1, Irb2) detected when the on-resistance value of the switches SW1 to SW4 in a normal state is 0.2Ω and the impedance of the
ここで、例えばスイッチSW2のオン抵抗値が正常な状態の5倍である1Ωという異常値を示す場合でも、電圧(Vrb1,Vrb2)の変化は微小であり、オン抵抗値の異常を検出することができない。 Here, for example, even when the on-resistance value of the switch SW2 shows an abnormal value of 1Ω which is five times the normal state, the change in the voltage (Vrb1, Vrb2) is very small, and the on-resistance value abnormality is detected. I can't.
また、電圧(Vrb1,Vrb2)のみの監視では、自己診断の実行前にスイッチの1つが故障していた場合、自己診断時のスイッチSW1〜SW4のオン/オフ切り替え動作により、意図しない出力状態となってしまうという問題がある。例えば、図4の例においてスイッチSW2のオン抵抗値が無限大となっていても、すべてのスイッチSW1〜SW4をオンの状態(図2における「状態16」)を起点とする自己診断を行う場合、この状態では電圧(Vrb1,Vrb2)に基づいてスイッチSW2の異常を検出できない。この状態から診断を開始し、スイッチSW3およびスイッチSW4をオフする状態まで移行した段階で出力状態が意図せずにオフ状態となってしまう。
Further, in the monitoring of only the voltages (Vrb1, Vrb2), if one of the switches has failed before the self-diagnosis is performed, an unintended output state is caused by the on / off switching operation of the switches SW1 to SW4 during the self-diagnosis. There is a problem of becoming. For example, in the example of FIG. 4, even when the on-resistance value of the switch SW2 is infinite, the self-diagnosis is performed starting from the state in which all the switches SW1 to SW4 are on (“
これに対し、電流(Irb1,Irb2)に基づけば、スイッチのオン抵抗値の増大を容易に検出できる。 On the other hand, based on the current (Irb1, Irb2), an increase in the on-resistance value of the switch can be easily detected.
図4に示すように、すべてのスイッチSW1〜SW4をオンの状態(図2における「状態16」)としたとき、すべてのスイッチSW1〜SW4のオン抵抗値が正常な場合、電流(Irb1)と電流(Irb2)とは一致する。一方、スイッチSW2のオン抵抗値に異常が発生すると、電流(Irb1)はスイッチSW1およびスイッチSW2の合成抵抗値に対応する値を、電流(Irb2)はスイッチSW3およびスイッチSW4の合成抵抗値に対応する値を、それぞれ示すため、これらの電流の比が十分大きくなり、オン抵抗値の上昇が容易に検出できる。例えば、スイッチSW2のオン抵抗値が1Ωの場合には、電流比(Irb2/Irb1)は負荷2のインピーダンスと無関係に3倍となる。したがって、スイッチの抵抗値の異常が容易に検出される。
As shown in FIG. 4, when all the switches SW1 to SW4 are turned on (“
また、スイッチSW1〜SW4の切り替えによる自己診断の実行前に、このような電流(Irb1,Irb2)に基づく異常検出を実行することで、意図しない出力状態の発生を防止できる。 Further, by executing abnormality detection based on such currents (Irb1, Irb2) before executing the self-diagnosis by switching the switches SW1 to SW4, it is possible to prevent an unintended output state from occurring.
なお、スイッチの直列数および並列数は2つに限定されず、それぞれ3以上であってもよい。また、電源は直流電源でもよい。 The number of switches in series and the number in parallel are not limited to two, and may be three or more. The power source may be a DC power source.
以下、図5を参照して、実施例2のスイッチング装置について説明する。 Hereinafter, the switching device according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
図5は実施例2のスイッチング装置の回路構成を示す図である。なお、実施例1と同一構成要素には同一符合を付している。 FIG. 5 is a diagram illustrating a circuit configuration of the switching device according to the second embodiment. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
図5に示すように、本実施例のスイッチング装置は、実施例1と同様、4つのスイッチSW1〜SW4を用いて構成される。スイッチSW1はN型の電界効果トランジスタ(MOSFET)Q11,Q12を組み合わせて構成される。スイッチSW2〜スイッチSW4も同様に構成される。スイッチSW1〜スイッチSW4は制御回路4により互いに独立して制御可能とされる。
As shown in FIG. 5, the switching device of the present embodiment is configured by using four switches SW1 to SW4, as in the first embodiment. The switch SW1 is configured by combining N-type field effect transistors (MOSFETs) Q11 and Q12. The switches SW2 to SW4 are configured similarly. The switches SW1 to SW4 can be controlled independently of each other by the
図1に示すように、本実施例のスイッチング装置では、独立にオン/オフ制御可能な2個のスイッチ(スイッチSW1およびスイッチSW2)が実効電圧値100Vの交流電源1と負荷2との間に直列に接続され、交流電源1の交流電圧Vを分圧するように直列に接続された同一抵抗値の抵抗(R1,R2)の中点が、スイッチSW1およびスイッチSW2の中点に接続されている。また、この中点の電圧(Vrb1)は電圧監視回路31により監視される。
As shown in FIG. 1, in the switching device of this embodiment, two switches (switch SW1 and switch SW2) that can be independently controlled on / off are provided between an
同様に、独立にオン/オフ制御可能な2個のスイッチ(スイッチSW3およびスイッチSW4)が交流電源1と負荷2との間に直列に接続され、交流電源1の交流電圧Vを分圧するように直列に接続された同一抵抗値の抵抗(R3,R4)の中点が、スイッチSW3およびスイッチSW4の中点に接続されている。また、この中点の電圧(Vrb2)は電圧監視回路31により監視される。
Similarly, two switches (switch SW3 and switch SW4) that can be controlled on / off independently are connected in series between the
抵抗R1〜R4の抵抗値は、通常オフ状態において負荷2に影響を与えない程度の高抵抗値とされる。
The resistance values of the resistors R1 to R4 are normally high resistance values that do not affect the
図5に示すように、本実施例のスイッチング装置では、負荷2に流れる電流(Irb)が電流検出器CTにより計測され、計測された電流値は電流監視部51により監視される。また、電流監視部51には、計測された電流値を順次格納するロータリバッファ52が接続される。
As shown in FIG. 5, in the switching device of the present embodiment, the current (Irb) flowing through the
電圧監視回路31における監視結果は制御部41に与えられ、制御部41はこの監視結果に基づいて4つのスイッチSW1〜SW4を独立して制御する。電圧監視回路31を介して監視される電圧に基づく自己診断は、実施例1と同様の手順で実行される。
The monitoring result in the
次に、電流監視部51における電流の監視動作について説明する。
Next, the current monitoring operation in the
実施例1のスイッチング装置では、電流の実効値の監視を行っている。しかし、実効値を計測するためには少なくとも交流電源の1周期分の電位を検出、演算が必要である。電源1の周波数が50Hzの場合には周期は20ms、60Hzの場合には周期は16.66msとなる。また、電源1の周波数として50Hzおよび60Hzの両者に対し同一の診断動作を適用する場合には、診断結果を得るための時間として100msを要する。そのため、診断結果を動作に反映させるまでの応答時間がかかり、意図しない出力状態が発生するおそれもある。
In the switching device of the first embodiment, the effective value of the current is monitored. However, in order to measure the effective value, it is necessary to detect and calculate the potential of at least one cycle of the AC power supply. When the frequency of the
これに対し、本実施例のスイッチング装置では、電流監視部51における診断動作を電源電圧の変化に同期させることで、異常の発生や意図しない出力状態の発生を即時に検出することができる。
On the other hand, in the switching device of the present embodiment, the occurrence of an abnormality or the occurrence of an unintended output state can be immediately detected by synchronizing the diagnosis operation in the
図6は電流監視部51の動作を示すフローチャート、図7はロータリバッファ52への書き込み動作を示す図である。ここでは、電源の周波数が50Hzであり、ロータリバッファ52のサイズを20ms分のデータに対応させた場合について説明する。
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the
図6のステップS1〜ステップS2は、電流監視部51における起動処理を示している。この処理は、電源投入およびこれに引続くリセット解除後に実行され、定周期タイマの周期でトリガを発生させる。このトリガによりタイマ割り込み処理が実行される。
Steps S <b> 1 to S <b> 2 in FIG. 6 indicate the startup process in the
図6のステップS1では、定周期タイマを起動する。続いて、ステップS2では、タイマがタイムアップするのを待って、トリガを発生させる処理を繰り返す。これにより、定周期タイマの周期でトリガが繰り返し発生される。定周期タイマの周期は、電源周期の整数倍の約数である時間(図7の例では電源周期の1/16に相当する時間)とされ、ロータリバッファ52には、この電源周期の整数倍の約数でサンプリングされた電流計測値のAD(アナログ/デジタル)変換結果が格納される。
In step S1 of FIG. 6, the fixed period timer is started. Subsequently, in step S2, the process of generating a trigger is repeated after the timer expires. As a result, the trigger is repeatedly generated with the period of the fixed period timer. The cycle of the fixed cycle timer is a time that is a divisor of an integral multiple of the power cycle (time corresponding to 1/16 of the power cycle in the example of FIG. 7), and the
図6のステップS11〜ステップS17は、上記トリガに応じて実行される電流監視部51におけるタイマ割り込み処理を示している。
Steps S11 to S17 in FIG. 6 show timer interrupt processing in the
図6のステップS11では、電流検出器CTにより計測された現在の電流値をAD変換する。 In step S11 of FIG. 6, AD conversion is performed on the current value measured by the current detector CT.
次に、ステップS12では、書き込みポインタを参照して、ロータリバッファ52の参照先データを読み出す。
Next, in step S12, the reference destination data in the
次に、ステップS13では、ステップS11において得られたデータと、ステップS12において読み出されたデータとを比較し、両者の差が所定範囲内にあるか否か判断する。ここで、ロータリバッファ52のサイズは20ms分のデータに対応しており、交流電源の1周期分の時間に相当している。このため、書き込みポインタが示す位置の参照先データは1周期分前のデータであり、その間、異常が発生していなければ両者のデータが一致するはずである。図7の例では、ロータリバッファ52のバッファ領域を16分割しており、1/16周期ごとにデータ(AD0,AD1,AD2,・・・AD16)が書き込まれる。個々のバッファ領域には、1周期分ずつタイミングのずれたデータが順次、上書きされる。
Next, in step S13, the data obtained in step S11 is compared with the data read in step S12, and it is determined whether or not the difference between the two is within a predetermined range. Here, the size of the
ステップS13における判断が肯定されればステップS14へ進み、否定されればステップS15へ進む。 If the determination in step S13 is affirmed, the process proceeds to step S14. If the determination is negative, the process proceeds to step S15.
ステップS14では、エラーカウンタをクリアし、ステップS16へ進む。一方、ステップS14では、エラーカウンタをインクリメントし、ステップS16へ進む。 In step S14, the error counter is cleared and the process proceeds to step S16. On the other hand, in step S14, the error counter is incremented and the process proceeds to step S16.
ステップS16では、書き込みポインタの指しているバッファにステップS11において得られたデータを格納(上書き)する。 In step S16, the data obtained in step S11 is stored (overwritten) in the buffer pointed to by the write pointer.
ステップS17では、書き込みポインタを次のバッファに更新して、割り込み処理から復帰する。 In step S17, the write pointer is updated to the next buffer, and the process returns from the interrupt process.
このように、1周期前のデータと現在のデータとが一致していない(両者に所定範囲以上の差がある)間、エラーカウンタがインクリメントされ、不一致の連続数がエラーカウント数として提示される。エラーカウンタ数は制御部41にリアルタイムに与えられ、エラーカウント数が所定値を超えると、異常と判断されて所定の処理が実行される。
As described above, while the data before one cycle does not match the current data (there is a difference of a predetermined range or more), the error counter is incremented, and the consecutive number of mismatches is presented as the error count number. . The error counter number is given to the
なお、異常と判断するエラーカウント数によって、異常発生に対する処理の応答性を調整することができる。また、異常の誤検出等を防止することもできる。 It should be noted that the responsiveness of the process to the occurrence of abnormality can be adjusted by the error count number determined to be abnormal. In addition, erroneous detection of an abnormality can be prevented.
また、ロータリバッファのサイズを100ms分のAD変換によるデータに対応させることにより、50Hzの6周期あるいは60Hzの5周期分のデータが格納できることから、電源の周期が50Hzおよび60Hzのいずれであってもファームウェアの切り替えなしに対応可能となる。この場合には、1周期前のデータとの比較ではなく、現在の電流の瞬間値を交流電源の周期の整数倍(5倍または6倍)だけ前に取得された電流の瞬間値(5周期前または6周期前のデータ)と比較することになる。 In addition, by making the size of the rotary buffer correspond to data by AD conversion for 100 ms, data for 6 cycles of 50 Hz or 5 cycles of 60 Hz can be stored, so that the power cycle is 50 Hz or 60 Hz. This can be done without switching firmware. In this case, it is not a comparison with the data of the previous cycle, but the instantaneous value of the current obtained by multiplying the instantaneous value of the current current by an integral multiple (5 or 6 times) of the cycle of the AC power supply (5 cycles). It is compared with the data of the previous or 6 cycles).
以上のように、本実施例のスイッチング装置によれば、異常発生を即時に検出できる。また、異常判定の条件をエラーカウント数の閾値等により調整することで、異常判定の即応性や感度を最適化できる。 As described above, according to the switching device of the present embodiment, the occurrence of abnormality can be detected immediately. In addition, the responsiveness and sensitivity of the abnormality determination can be optimized by adjusting the abnormality determination condition by the error count threshold value or the like.
図8は、2つの電流検出器を設けた構成例を示す図である。 FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example in which two current detectors are provided.
図8の例では、スイッチSW1およびスイッチSW2を含むスイッチング回路の電流(Irb1)を電流検出器CT1により、スイッチSW3およびスイッチSW4を含むスイッチング回路の電流(Irb2)を電流検出器CT2により、それぞれ検出し、電流監視部51Aに与えている。電流監視部51Aは、負荷2に流れる電流、すなわち、電流(Irb1)および電流(Irb2)の和をロータリバッファ52に格納し、現在の電流(Irb1)および電流(Irb2)の和と、ロータリバッファ52に格納されているデータとを対比する。
In the example of FIG. 8, the current (Irb1) of the switching circuit including the switches SW1 and SW2 is detected by the current detector CT1, and the current (Irb2) of the switching circuit including the switches SW3 and SW4 is detected by the current detector CT2. And supplied to the
図8に示す構成の場合にも、図5に示す構成と同様、異常発生を迅速に検出できる。 In the case of the configuration shown in FIG. 8 as well, the occurrence of an abnormality can be detected quickly as in the configuration shown in FIG.
以上説明したように、本発明のスイッチング装置によれば、電流監視手段により制御実行時における電流を監視するので、負荷に対する電源の状態を維持しつつスイッチング装置の異常を高精度に検出でき、高い信頼性を得ることができる。
また、交流電源の周期に合わせて取得した電流の瞬間値を監視するので、異常検出を即時に行うことができる。
As described above, according to the switching device of the present invention, since the current at the time of control execution is monitored by the current monitoring means, the abnormality of the switching device can be detected with high accuracy while maintaining the state of the power supply with respect to the load. Reliability can be obtained.
Further, since the instantaneous value of the current acquired in accordance with the cycle of the AC power supply is monitored, abnormality detection can be performed immediately.
本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、スイッチの切り替えにより負荷に対する電源のオン/オフを選択可能なスイッチング装置に対し、広く適用することができる。 The scope of application of the present invention is not limited to the above embodiment. The present invention can be widely applied to switching devices capable of selecting on / off of a power supply for a load by switching a switch.
1 電源
2 負荷
4 制御回路(制御手段)
5 電流監視回路(電流監視手段)
41 制御部(制御手段)
51 電流監視部(電流監視手段)
1
5 Current monitoring circuit (current monitoring means)
41 Control unit (control means)
51 Current monitoring unit (current monitoring means)
Claims (5)
電源と負荷との間に形成され、回路中に複数のスイッチを含む回路網と、
前記回路網に含まれる前記複数のスイッチをそれぞれ独立して制御する制御手段と、
前記回路網中の回路の電流を監視する電流監視手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記負荷に対する電源のオン/オフの状態を維持する条件下で前記複数のスイッチの状態を順次切り替える制御を実行するとともに、前記電流監視手段は前記制御実行時における前記電流を監視することを特徴とするスイッチング装置。 In a switching device capable of selecting an on / off state of a power supply for a load by switching a switch,
A network formed between a power source and a load and including a plurality of switches in the circuit;
Control means for independently controlling the plurality of switches included in the circuit network;
Current monitoring means for monitoring a current in a circuit in the network;
With
The control means executes control for sequentially switching the states of the plurality of switches under the condition of maintaining the on / off state of the power supply with respect to the load, and the current monitoring means monitors the current when the control is executed. A switching device characterized by:
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