JP2011043334A

JP2011043334A - Ａｃ入力監視回路および電源装置

Info

Publication number: JP2011043334A
Application number: JP2009189694A
Authority: JP
Inventors: Takashi Masatome; 高志正留
Original assignee: Tabuchi Electric Co Ltd
Current assignee: Tabuchi Electric Co Ltd
Priority date: 2009-08-19
Filing date: 2009-08-19
Publication date: 2011-03-03

Abstract

【課題】電源装置のＡＣ入力を監視するＡＣ入力監視回路の電力消費を低減することを目的とする。
【解決手段】ＡＣ入力に対応する電圧を分圧回路２で分圧し、第１，第２の比較器３，４で第１，第２の監視電圧に対応する第１，第２の基準電圧と比較し、出力回路７は、両比較器３，４に出力に基づいて、ＡＣ入力に対応する電圧が、第１，第２の監視電圧の間にある期間に対応するパルスを出力し、絶縁回路９を介してカウンタ１０でパルスを計数あるいは積分器１１でパルスを積分するようにしている。すなわち、従来のようにＡＣ入力電圧を常時監視するのではなく、ＡＣ入力に対応する電圧のレベルが、第１，第２の監視電圧それぞれの電圧レベル間にある期間、離散的に監視するようにしている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＡＣ／ＤＣコンバータなどを備える電源装置および該電源装置のＡＣ入力を監視するＡＣ入力監視回路に関する。

電源装置、例えば、ＡＣ／ＤＣコンバータを備える電源装置では、ＡＣ／ＤＣコンバータにより、交流電源からのＡＣ入力をＤＣに変換してマイクロプロセッサ等の負荷に供給するのであるが、ＡＣ入力電圧の低下や停電によって、直流電圧が低下すると、システムが暴走したり、重要なデータを消失する虞がある。

このため、従来から、負荷に電力を供給する電源装置には、ＡＣ入力を監視し、停電を検知して負荷側に停電予告信号を出力する機能を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−０４５７５６号公報

従来のＡＣ入力監視回路は、ＡＣ入力の全周期、すなわち、常時ＡＣ入力電圧を監視するか、あるいは、予め定められた検出電圧以上でＡＣ入力電圧を監視する方式のものが主流である。このため、負荷が非動作の状態であっても、ＡＣ入力監視回路は、監視動作を継続して電力を消費することになる。

近年、地球温暖化問題などに対処するために、エネルギーを効率的に使用したり、余分なエネルギーの消費を抑える省エネルギーの要求が益々高まっており、ＡＣ入力監視回路における無駄な電力消費を低減することが望まれる。

本発明は、上述のような点に鑑みて為されたものであって、電力消費を低減したＡＣ入力監視回路およびそれを備える電源装置を提供することを目的とする。

本発明によるＡＣ入力監視回路は、電圧レベルが互いに異なる少なくとも２つの第１，第２の監視電圧に基づいて前記ＡＣ入力の監視を行うことを特徴とするものである。

第１の監視電圧は、当該ＡＣ入力監視回路を備える電源装置によって駆動される負荷が、動作するのに必要な最低電圧とするのが好ましく、第２の監視電圧は、第１の監視電圧よりも高い電圧とするのが好ましい。

本発明のＡＣ入力監視回路によると、ＡＣ入力を、少なくとも２つのレベルが異なる第１，第２の監視電圧に基づいて監視するので、ＡＣ入力の電圧レベルが、例えば、上記両監視電圧のレベル間にある期間だけを検出して監視するといったことが可能となり、従来のように、常時、ＡＣ入力の電圧を監視したり、あるいは、予め定められた検出電圧以上の期間に亘って監視する必要がなく、当該ＡＣ入力監視回路の電力消費を低減することができる。

本発明の好ましい実施態様は、ＡＣ入力に対応する電圧レベルが、前記第１、第２の監視電圧レベルの間にあるか否かにより、当該ＡＣ入力の監視を行うことである。

前記ＡＣ入力に対応する電圧は、前記ＡＣ入力を整流した電圧であっても、整流した電圧を分圧したものであってもよい。

この実施態様によると、ＡＣ入力に対応する電圧を、その電圧レベルが２つの監視電圧レベルの間にある期間だけを監視していればよく、電力消費を低減することができる。

本発明の好ましい実施態様は、前記ＡＣ入力に対応する電圧レベルを前記第１の監視電圧レベルに対応する第１の基準電圧レベルと比較出力する第１の比較器と、前記ＡＣ入力に対応する電圧レベルを前記第２の監視電圧に対応する第２の基準電圧のレベルと比較出力する第２の比較器と、前記両比較器の論理積をとることで、前記ＡＣ入力に対応する電圧レベルが、前記第１、第２の監視電圧レベル間にある期間だけ出力動作する出力回路とを具備することである。

この場合、さらに、前記出力回路の論理積出力に基づいて、前記ＡＣ入力の周波数または周期を計測する計測手段を備えてもよい。この計測手段は、例えば前記論理積出力の出力数を計数するカウンタや、前記出力を積分する積分器を備えるのが好ましい。また、前記出力回路と、前記計測手段とを、絶縁回路を介して結合してもよい。

この実施態様によると、出力回路では、第１，第２の比較器の出力に基づいて、ＡＣ入力に対応する電圧のレベルが、第１、第２の監視電圧のレベル間にある期間に出力動作を行い、計測手段では、この出力に基づいて、ＡＣ入力の周波数や周期を計測するので、ＡＣ入力電圧の低下や停電のみならず、周波数や周期を計測することが可能となる。

本発明による電源装置は、上記発明に係るＡＣ入力監視回路を備えたことを特徴とするものである。この発明にかかる電源装置によると、当該電源装置に付帯するＡＣ入力監視回路の電力消費を低減することができる。

本発明によると、ＡＣ入力を、電圧レベルが互いに相違する少なくとも２つの第１，第２の監視電圧に基づいて監視するので、常時ＡＣ入力電圧を監視したり、あるいは、予め定められた検出電圧以上の期間に亘って監視する従来例に比べて、当該ＡＣ入力監視回路の電力消費を低減することが可能となる。

本発明の実施形態に係るＡＣ入力監視回路の構成図である。全波整流されたＡＣ入力電圧を示す図である。第１，第２の監視電圧ＶＡ，ＶＢを示す図である。動作説明に供する各部のタイミングチャートである。

以下、図面によって本発明の実施の形態にかかるＡＣ入力監視回路について詳細に説明する。図１にそのＡＣ入力監視回路の構成を示す。ＡＣ入力監視回路は、入力端子１と、分圧回路２と、第１、第２の比較器３，４と、第１、第２の基準電圧源５，６と、出力回路７と、ＡＣ入力監視用端子８と、電気絶縁回路９と、カウンタ１０と、積分器１１とを含む。

以上の構成を備えた実施の形態のＡＣ入力監視回路においては、その入力端子１に、図２に示すＡＣ入力を全波整流した波形が与えられる。そして、このＡＣ入力監視回路は、このＡＣ入力に対応する電圧を、図３に示す第１の監視電圧ＶＡと第２の監視電圧ＶＢとに基づいて監視することができるようにしたものである。ここで、第１の監視電圧ＶＡは、図示しない負荷が正常に動作するのに必要な動作電圧以上の電圧であり、第２の監視電圧ＶＢは、第１の監視電圧ＶＡよりも高い電圧である。第２の監視電圧ＶＢは、電力消費を低減するために、第１の監視電圧ＶＡに可及的に近接した電圧であるのが好ましい。

入力端子１に与えられたＡＣ入力に対応する電圧は、少なくとも２つの直列抵抗からなる抵抗分圧回路２によって、比較器３，４の動作に適した電圧に分圧される。分圧回路２の出力は、第１の比較器３のプラス入力端子に与えられる一方、第２の比較器４のマイナス入力端子に与えられる。第１の比較器３のマイナス入力端子には、第１の基準電圧源５から第１の監視電圧ＶＡに対応する第１の基準電圧Ｖｆ１が与えられ、第２の比較器４のプラス入力端子には、第２の基準電圧源６から第２の監視電圧ＶＢに対応する第２の基準電圧Ｖｆ２が与えられる。

第１の比較器３は、分圧回路２からの電圧が、第１の監視電圧ＶＡに対応する第１の基準電圧Ｖｆ１以上のときに、ハイレベルの出力ＯＵＴ１を与え、第１の基準電圧Ｖｆ１を下回ったときに、ローレベルの出力ＯＵＴ１を与える。また、第２の比較器４は、分圧回路２からの電圧が、第２の監視電圧ＶＢに対応する第２の基準電圧Ｖｆ２以上のときに、ローレベルの出力ＯＵＴ２を与え、第２の基準電圧Ｖｆ２を下回ったときに、ハイレベルの出力ＯＵＴ２を与える。

第１，第２の比較器３，４の出力ＯＵＴ１，ＩＵＴ２は、出力回路７に与えられる。この出力回路７は、ＡＮＤ回路で構成され、両比較器３，４の論理積に対応するパルス出力ＯＵＴ３を出力する。

図４は、ＡＣ入力を全波整流した電圧、第１，第２の比較器３，４それぞれの出力ＯＵＴ１，ＯＵＴ２および出力回路７の出力ＯＵＴ３を示すものであり、同図（ａ）は全波整流されたＡＣ入力、同図（ｂ）は第１の比較器３の出力ＯＵＴ１、同図（ｃ）は第２の比較器４の出力ＯＵＴ２、同図（ｄ）は出力回路７の出力ＯＵＴ３である。

第１の比較器３は、同図（ａ），（ｂ）に示すように、全波整流されたＡＣ入力が、第１の監視電圧ＶＡ以上の期間Ｔ１に亘ってハイレベルの出力ＯＵＴ１を与える一方、前記期間以外は、ローレベルの出力ＯＵＴ１を与える。第２の比較器４は、同図（ａ），（ｃ）に示すように、全波整流されたＡＣ入力が、第２の監視電圧ＶＢ以上の期間Ｔ２に亘ってローレベルの出力ＯＵＴ２を与える一方、前記期間以外では、ハイレベルの出力ＯＵＴ２を与える。

第１，第２の比較器３，４の論理積をとる出力回路７は、同図（ｄ）に示すように、全波整流されたＡＣ入力が、第１の監視電圧ＶＡと第２の監視電圧ＶＢとの間にある期間Ｔ３に亘ってハイレベルのパルスＯＵＴ３を出力する。このパルスＯＵＴ３の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジは、全波整流されたＡＣ入力の第１の監視電圧ＶＡまたは第２の監視電圧ＶＢのタイミングに対応する。

したがって、ＡＣ入力が正常な状態では、出力回路７からは、一定の周期で所定のパルス幅のパルスＯＵＴ３が出力されることになる。

この出力回路７の出力ＯＵＴ３は、図１に示すように、ＡＣ入力を監視するための監視用の端子８に与えられる一方、電位の異なる回路に伝達するための絶縁回路９に与えられる。絶縁回路９は、フォトカプラ１２またはパルストランス１３からなり、この絶縁回路９からのパルスは、計測手段としてのカウンタ１０および積分器１１にそれぞれ与えられる。計測手段としては、カウンタ１０または積分器１１のいずれか一方であってもよい。

カウンタ１０では、絶縁回路９からのパルスを計数するので、例えば、ＡＣ入力の状態を、計数値として把握することができ、パルス入力がなくなるＡＣ入力の停電状態のみならず、ＡＣ入力の周波数や周期を計測することが可能となる。

また、積分器１１では、絶縁回路９からのパルスを積分するので、例えば、ＡＣ入力の状態を、直流電圧のレベルとして把握することができる。

このように、ＡＣ入力に対応する電圧が、第１，第２の監視電圧ＶＡ，ＶＢの間にある期間を監視し、この期間以外の監視が不要となるので、図１の絶縁回路９等における電力消費が低減されることになり、常時ＡＣ入力を監視したり、あるいは、予め定められた検出電圧以上の期間に亘って監視する従来例に比べて待機電力が少なくなる。

更に、この実施形態のＡＣ入力監視回路では、比較的簡単な回路構成で、ＡＣ入力電圧のみならず、その周波数や周期を計測することが可能となる。

しかも、第１，第２の監視電圧ＶＡ，ＶＢの２点の電圧を検出するので、連続的にＡＣ入力電圧を検出する従来例に比べて、外来雑音に強いものとなる。

上述の実施形態では、二つの監視電圧ＶＡ，ＶＢに基づいて、ＡＣ入力を監視したけれども、本発明の他の実施形態として、三つ以上の監視電圧に基づいて監視するようにしてもよい。

本発明は、電源装置のＡＣ入力監視回路として有用である。

１入力端子
２分圧回路
３第１の比較器
４第２の比較器
５第１の基準電圧源
６第２の基準電圧源
７出力回路
９絶縁回路
１０カウンタ
１１積分器

Claims

ＡＣ入力を監視するＡＣ入力監視回路であって、
電圧レベルが互いに異なる少なくとも２つの第１，第２の監視電圧に基づいて前記ＡＣ入力の監視を行う、ことを特徴とするＡＣ入力監視回路。
前記ＡＣ入力に対応する電圧レベルが、前記両監視電圧レベルの間にあるか否かにより、前記ＡＣ入力の監視を行うようにした、ことを特徴とする請求項１に記載のＡＣ入力監視回路。
前記ＡＣ入力に対応する電圧レベルを前記第１の監視電圧レベルに対応する第１の基準電圧レベルと比較出力する第１の比較器と、
前記ＡＣ入力に対応する電圧レベルを前記第２の監視電圧レベルに対応する第２の基準電圧レベルと比較出力する第２の比較器と、
前記両比較器の論理積をとることで、前記ＡＣ入力に対応する電圧レベルが、前記第１、第２の監視電圧レベル間にある期間だけ出力動作する出力回路と、
を備えた、ことを特徴とする請求項２に記載のＡＣ入力監視回路。
前記ＡＣ入力に対応する電圧が、交流電源の全波整流電圧である、ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のＡＣ入力監視回路。
前記請求項１ないし４のいずれかに記載のＡＣ入力監視回路を具備した、ことを特徴とする電源装置。