JP2012516669A - 電気機器の電源の監視・保護装置、ならびにこの装置の使用方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、電気機器（３）の監視・保護装置（１）であって、給電線（１９）上に、電気エネルギー源（２）と前記機器との間で直列に配置され、機器（３）の供給電圧を調節するように適合された少なくとも１つの電圧調節器（１０）と、機器に吸収される供給電流が動作上限値を超えた場合に機器（３）の供給電圧を下げるように適合された、前記電圧調節器（１０）に結合された少なくとも１つの電流制限装置（１１）と、入力電圧が安全限度値を超えて動作上限値を上回るとトリガーされ、エネルギー源（２）と機器（３）との間に直列に配置されたヒューズ（１５）の切断を引き起こすように適合された、少なくとも１つの制御可能な短絡回路（１３、１４）と、クロックを生成し、異常の発生日および機器の電源の動作パラメータを不揮発性メモリに記録するように適合された、計算・記憶手段（２０）とを有する装置に関する。

Description

本発明は、電気機器の電源の監視・保護装置であって、電源に発生した異常を識別し記録して、その原因および場合によってはその責任を明らかにすることができる装置に関する。また、本発明は、このような装置の使用方法にも関する。

たとえばコンピュータなど現在の電気システムおよび電子システムは、複数の機器で形成され、これらの機器は相互に接続されており、安定化された電源を介した区域から給電され、この安定化電源から各機器（マザーボード、プロセッサ、ディスクなど）に対し、電圧や電流などに関する特徴に適合されたエネルギー源が供給される。

この電源に動作不良または異常があれば、電源に接続されている機器に破局的な結果をもたらすおそれがある。ほとんどの場合に、その結果は機器の破損でありその交換および設備コストを上限とする付随コストをもたらすとしても、設備コストが被害コストのうちのほんのわずかな部分にすぎないという場合もある。たとえば、ハードディスクまたはメモリバンクの動作不良は、業務上および財務上重要な影響を持つデータの損失を招くおそれがある。ある種の情報を回収する（限られた）可能性はあるとしても、それを実施するのにもきわめて多くのコストがかかる。他の機器の動作不良でも操業に障害が出て同等の深刻な結果を招くおそれがある。

電気機器を保護し、この機器に供給するエネルギー源も保護することができる装置が多数知られており、たとえば文献仏国特許第２８３０３７９号には、電荷および電気エネルギー源を保護する装置で、消費電力を制限する機能も果たすことができる電圧制限回路および電流制限回路を有する装置が記載されている。しかしながら、たとえば、この装置のスイッチが遮断できる電圧最大値を上回る過電圧など、電荷の供給に関する別の異常が発生する可能性があり、この装置はそのような異常に対しては備えていない。さらに、保護装置の性能が良いとしても、被保護機器に動作不良が生じる可能性は常にある。

したがって、この種の災害の被害者は、このリスクをカバーするために保険に目を向けたり、補償を受けるために考えられる責任を追及したりする傾向にある。しかし、従来技術では、このような災害の原因を経験に基づいて決定し、その責任を追及するのはきわめて困難であり、機器の動作不良は機器自体が原因であることも、あるいは機器の電源異常または異常な環境条件などの外部要因によるものであることもある。

したがって、一方では、機器の保護範囲を改善するとともに、他方では、異常または動作不良が起きた場合にその状況を正確に記録することができる装置が必要とされている。

したがって、本発明は、電気機器の監視・保護装置であって、この機器を広範囲の電源の異常から保護することができる装置を対象としている。

また、本発明は、被保護機器の動作不良によって起こる異常からエネルギー源をも保護することができるかかる装置も対象としている。

さらに、本発明は、異常が起きた際に被保護機器の電源および環境に関する代表的な特定のパラメータを、確実かつ永続的に監視し、記録し、かつ保存することができる装置を対象としている。

さらに、本発明は、確実かつ永続的に機器と連結することができる装置であって、装置に記録されているパラメータに応じて決定された、この機器に発生した事象の信憑性に異論の余地がないように監視し保護するためのものである装置を対象としている。

さらに、本発明は、検出された異常を局地的に、また場合によっては遠距離から知らせることができる、電気機器の監視・保護装置を対象としている。

さらに、本発明は、被保護機器に影響を及ぼすおそれのある災害に対する効率および性能のより高い新たな保険サービスにおいて、支援および証明要素を提供することができる装置を対象としている。

そのために、本発明は、電気機器の監視・保護装置であって、給電線上に、電気エネルギー源と前記機器との間に直列に配置され、
− エネルギー源から供給される入力電圧が動作下限値と動作上限値との間であるときは機器の供給電圧を調節し、入力電圧が前記動作値の範囲外であるときはこの供給電圧を切断するように適合された少なくとも１つの電圧調節器と、
− 機器に吸収される供給電流が動作上限値を超えた場合に機器の供給電圧を下げるように適合された、電圧調節器に結合された少なくとも１つの電流制限装置と、
− 入力電圧が安全限度値を超えて動作上限値を上回るとトリガーされ、エネルギー源と機器との間に直列に配置されたヒューズの切断を引き起こすように適合された、少なくとも１つの制御可能な短絡回路と、
− クロックを生成し、異常の発生日および機器の電源の動作パラメータを不揮発性メモリに記録するように適合された計算・記憶手段と
を有する装置に関する。

電気エネルギー源がいわゆる安定化電源ユニットである場合でも、全体が結合されている補助の保護手段によって、電源ユニットで起こり得る動作不良、または並列に給電されている機器で発生することがある電気的問題による影響を緩和することができる。すなわち、入力電圧が通常の動作限度内に収まっている場合に限り、電圧調節器は被保護機器に給電し、この機器が短絡などの内部故障を明示する過電流を吸収した場合は、電流制限装置が電圧調節器と協働して機器の供給電圧を制限し、機器および／または電圧調節器を損傷する可能性のあるレベルの過電圧が給電線に生じた場合は、ヒューズと制御可能な短絡回路とで構成される遮断器が、エネルギー源と装置との間の給電線を遮断することによって装置全体と機器を分離する。（たとえば複数の供給電圧用に）複数の給電線を有する機器の場合、各線が共通の計算・記憶手段に連結された１組の保護手段（電圧調節器、電流制限装置、制御可能な短絡回路）を有する。本発明の装置によって保護が強化されることに加え、この装置は、異常の発生日を定めて記録するとともに、機器の入力電圧、供給電圧およびこの機器が消費する電流などの動作パラメータの測定値を記録することができ、それによって異常の性質を決定することができる手段を備える。収集されたデータは、不揮発性メモリに記録するのが有利であり、装置およびこの装置が保護する機器が部分的に壊れた場合でも再度読み取ることができるように、また、異常の発生時に生じ得る責任を決定するのに使用できるように、修正不能なメモリに記録することが好ましい。

有利には、本発明による第１の実施形態では、電圧調節器、電流制限装置および制御可能な短絡回路は、計算・記憶手段を自律的かつ独立的に動作させるように適合され、計算・記憶手段は、日付および所定の継続時間に対する機器の電源の動作パラメータを前記不揮発性メモリに記録するように適合されている。保護装置のこのバージョンでは、保護手段は自律的に動作するとともに、動作不良の記録部分と平行して動作する。動作パラメータは、所定の継続時間または所定の記録数に対して順番に記録される。

本発明のこの第１の実施形態の一変形形態では、電圧調節器、電流制限装置および制御可能な短絡回路は、計算・記憶手段がアクティブになっているときにこの手段宛に割込み信号を生成するように適合され、前記信号は、日付および機器の電源の動作パラメータを前記不揮発性メモリに記録するのをトリガーする。この変形形態では、装置は、保護手段のうちの少なくとも１つがトリガーされるとき、すなわち異常が発生した瞬間に、装置の状態の「写真」を記録する。

本発明による装置の第２の実施形態では、電圧調節器、電流制限装置および制御可能な短絡回路は、機器の電源の動作パラメータおよびそれと所定値との比較に応じて計算・記憶手段によって制御されるように適合され、日付および機器の電源の動作パラメータの前記不揮発性メモリへの記録は、計算・記憶手段によって管理される。この実施形態では、本装置には、動作の限度、ならびに保存された記録の周波数および量について完全にプログラム可能であるという利点がある。

有利には、本発明によれば、計算・記憶手段はさらに、被保護機器の識別情報を恒久的に記録するように適合された修正不能なメモリを有する。このようにすると、本発明による監視・保護装置を装置が保護する機器と偽造不能な形で関連付けることができる。

有利には、本発明によれば、電圧調節器は制御入力部を有し、計算・記憶手段は、所定の事象の発生に応じて機器に電圧を印加する、または印加しないよう指令するように適合されている。この特徴が、計算・記憶手段にクロックが存在することとあいまって、被保護機器を動作させ停止させる時間範囲のプログラミングを追加コストなしで実現することが可能になる。

有利には、本発明によれば、監視・保護装置は、機器および／または装置の環境パラメータを測定するように適合された少なくとも１つのセンサを有する。たとえば、センサは、温度センサ、湿度センサおよび加速度センサのグループのうちから選択される。

有利には、本発明によれば、計算・記憶手段は、前記パラメータの値を所定の限度と比較し、前記パラメータが前記限度を超過した場合に、機器に電圧を印加する、または印加しないよう指令するように適合されている。すなわち、周囲温度、湿度または（たとえば落下の場合の）加速度が所定の閾値を超過したときには機器に電圧を印加しないようにし、環境条件が許容範囲内に戻ったときには再度機器に電圧を印加するようにすることができる。

有利には、本発明によれば、計算・記憶手段はさらに、機器環境に異常が発生した瞬間およびその性質を記録するように適合されている。このようにすると、仕様の範囲外の環境条件に機器が曝されたことによって動作不良が引き起こされたのかどうかを知ることができる。

有利には、本発明によれば、監視・保護装置は、外部システムと情報交換するためのリンクを確立するように適合された通信手段を有する。この通信手段は、たとえばシリアル有線リンク、ＵＳＢ接続または無線リンク（ＷＩＦＩ、ＧＳＭなど）の形態で、装置のプログラミングおよびメモリに記録されたデータの収集を行うことができる。また、この通信手段は、外部コンピュータおよび／またはネットワーク（ＬＡＮ、ＷＡＮ）を介してリモートモニタリングシステムまたはその他のシステムに連結することもできる。

有利には、本発明によれば、監視・保護装置はさらに、機器の電源および／または環境に異常が発生した瞬間およびその性質を信号で知らせるように適合された信号通知（signalisation）手段を有する。被保護機器の性質およびコストに応じて、異常の信号通知は、１回の音声信号（ビープ音）または光インジケータから前述の通信手段を使用する遠隔の信号通知までに及び得る。

有利には、本発明によれば、監視・保護装置は、装置が連結されているエネルギー源から独立した自律的なエネルギー源を有する。このようにすると、たとえば制御可能な短絡回路によって引き起こされたヒューズの破断により給電線が切断された場合でも、計算・記録手段は、異常が発生した際に獲得したデータを保存するのに十分な時間の間、動作可能な状態にある。

有利には、本発明によれば、監視・保護装置は、小型化され、被保護機器の電源コネクタのケースに組み込まれる。

また、本発明は、上記のような電気機器の監視・保護装置の使用方法であって
− 装置を初期化するステップであって、この最中に、プログラムおよび動作の限度値が不揮発性メモリに記録されるステップと、
− 装置に保護される機器を識別するステップであって、その間に、前記機器の識別情報が不揮発性で修正不能なメモリに記録されるステップと、
− 監視し保護するステップであって、その間に、被保護装置の電源パラメータおよび環境パラメータが収集され、初期化ステップで記録された動作の限度値と比較されるステップと、
− 異常を記録し、記録された動作の限度値を超える電源パラメータおよび／または環境パラメータの異常の発生によってアラートがトリガーされるステップと、
− 異常を修復し分析するステップであって、その間に、異常の初期原因が、異常の発生時に記録されたパラメータに基づいて決定されるステップと
を含むことを特徴とする方法にも及ぶ。

また、本発明は、上記または下記に述べる特徴の全体または一部の組合せを特徴とする、電気機器の監視・保護装置ならびにその方法にも関する。

本発明のその他の目的、特徴および利点は、以下の説明および添付の図面を見れば明らかになるだろう。

本発明による装置の動作の概略図である。 本発明による装置の計算・記憶手段の動作の概略図である。 本発明による装置の使用方法を示すフローチャートである。 電源コネクタに組み込まれた本発明による装置によって保護される機器の部分図である。

図１は、第１の実施形態による電気機器３の監視・保護装置１を示す概略図である。装置１は、給電線１９上で、たとえばマザーボード、プロセッサ、ハードディスク、光学ディスクなどコンピュータを構成しているさまざまな機器に電力を供給する安全電源であるエネルギー源２と、上記の例ではコンピュータのハードディスクである機器３との間に直列に配置される。

装置１は給電線１９上に、機器３への接続からはじめて、電圧調節器１０、電流制限装置１１の測定用抵抗器１２およびヒューズ１５を直列に備える。ヒューズ１５は、一方ではエネルギー源２に接続され、他方ではサイリスタ１４のアノードに接続され、そのカソードはアースに接続されている。サイリスタ１４は、過電圧検出器１３によって制御可能な短絡回路として動作する。過電圧検出器１３は、給電線１９とアースとの間に接続されており、サイリスタ１４のゲート電極に接続された制御端子を備える。

電流制限装置１１は、測定用抵抗器１２の端子の電圧降下を介して給電線１９中を流れる供給電流を測定する。当業者は、たとえばカレントミラーなど、電流を測定するこれ以外の周知の手段を用いることができる。電流制限装置１１は、結合線１６を介して電圧調節器１０と協働して、供給電流が所定の限度値を超えた場合に電圧調節器１０の出力電圧を修正することができるように適合されている。

電圧調節器１０は、エネルギー源２から供給される入力電圧を入力部で受け、調節された供給電圧を出力部から機器３に提供する。調節器は、調節器の入力部と出力部との間に直列に配置されたトランジスタ（またはこれと同等もの）を周知の方法で調節器自体の中に備え、このトランジスタは、入力電圧に応じてスイッチングまたはリニアモードで動作するように適合されている。

また、図１の監視・保護装置は、マイクロコントローラ２０の形態の計算・記憶手段をも有する。その構造および動作については図２に関して詳細に述べる。マイクロコントローラ２０は、たとえばリチウム電池またはリチウム蓄電池など、エネルギー源２とは独立した自律的なエネルギー源２２によって給電される。このようにすると、給電線１９が切断された場合でも、マイクロコントローラは引き続き給電され、異常が発生したのちも作業を遂行することができる。また、自律エネルギー源２２は、異常が起きたのちも機能を保つ必要がある装置１の要素（信号通知、通信など）に給電するために使用することもできる。

マイクロコントローラ２０は、実質的に、メモリユニット２１０、プロセッサ２２０、クロック２２５、多数の入力部を有するアナログ−デジタル変換器２３０、制御インターフェース２３５および通信インターフェース２４０を備えている。

メモリユニット２１０は、特徴が異なる複数のメモリ領域を有する。たとえば、第１のメモリ領域、すなわち修正不能なメモリ２１１は、１回のみ書き込み可能で消去不能なＰＲＯＭタイプのメモリ回路で作製され、監視・保護装置１のシリアルナンバーなどの識別データ、および装置が保護する機器の識別データ（メーカー、モデル、シリアルナンバーなど）を格納するように適合されている。

メモリユニット２１０はさらに、第２のメモリ領域、すなわち不揮発性であるＥＥＰＲＯＭタイプまたはフラッシュメモリタイプであり、マイクロコントローラの動作プログラム、ならびに装置１の動作の限度値（電圧の動作上限値および動作下限値、電流の動作上限値、安全限度値など）のような永続的データを格納するように適合されたプログラムメモリ２１２を備えている。これらのデータおよび動作プログラムは一般に、装置１が製造される際に工場でメモリに書き込まれる。ただし、これらは装置の使用中に更新することができるものの、このメモリ領域へのアクセスは、修正条件を検査するために識別／許可プロセスを経なければならないことがある。

第３のメモリ領域、すなわち不揮発性のワークメモリ２１３は、たとえばプログラムメモリ２１２と同じタイプのもので、装置１および機器３の動作パラメータの測定値を表すデジタル値、ならびにこの測定値に関連する日付情報を受け取るように適合されている。

マイクロコントローラのクロック２２５は、たとえば測定が実施された瞬間など、ある事象が発生した瞬間をできる限り正確に記すことができる、たとえば年、月、日、時、分、秒を含むタイムスタンプ情報を提供するように適合されている。

アナログ−デジタル変換器２３０は、装置１および機器３の動作パラメータを入力部で受け取り測定するように適合されている。この変換器は、エネルギー源２と抵抗器１２との共通端子に接続された測定線１７で装置の入力電圧を受け取り、測定線１８で、給電線１９を流れる電流を計算できようにする、抵抗器１２のもう一方の端子の電圧を受け取り、電圧調節器１０と機器３との共通端子に接続された測定線２４で機器３の供給電圧を受け取る。

また、アナログ−デジタル変換器２３０は、温度センサ２６、湿度センサ２７、加速度センサ２８、または機器３の利用環境において重要であり得る物理的パラメータを測定することができるこれ以外のあらゆるセンサなど、装置に内蔵されているセンサから供給される装置１の環境パラメータを表す値を受け取り測定するようにも適合されている。

また、マイクロコントローラ２０は、装置１の特定の要素に制御信号を提供するように適合された制御インターフェース２３５をも有し、このインターフェースは特に、制御線２３を介して、機器３に電圧を印加したり印加しないようにしたりできる電圧調節器１０の制御信号を提供するように適合されている。また、この制御インターフェースは、１つまたは複数の発光ダイオードまたはブザーを備える信号通知ユニット３０を制御線２９によって制御するようにも適合されている。

マイクロコントローラ２０はさらに、物理的または仮想的な通信線２５によって、装置１をコンピュータ４のような外部システムに接続することができる通信インターフェース２４０を有し、このコンピュータ自体は、たとえばネットワーク５（インターネットまたは専用ネットワーク）を介してサーバ６に接続されている。この通信インターフェースは、周知の規格（ＵＳＢ、ＲＳ２３２またはその他のもの）に基づく有線タイプのものでもよいし、場合によってはＷＩＦＩ、ＧＳＭ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＺｉｇＢｅｅなど無線タイプのものでもよい。

本発明の装置の第１の実施形態では、電圧調節器１０と、電流制限装置１１と、ヒューズ１５、サイリスタ１４および過電圧検出器１３で構成される遮断器とによって形成される保護手段は、マイクロコントローラ２０とは独立して自律的に動作するように適合されている。この場合、保護手段を形成する構成部品は、保護する機器に対応する装置の動作値の範囲を定めるように選択または適合されている。

電圧調節器１０は、たとえば仕様に対応する機器３の供給電圧を提供するように適合されており、たとえばハードディスクには５±０．５ボルトを提供する。調節器は、エネルギー源２から提供される、動作下限値（たとえば４．５Ｖ）と動作上限値（たとえば７．５Ｖ）との間の入力電圧で動作するように適合されている。入力電圧が動作下限値よりも低い場合、調節器は機器の電源を切断するように適合されている。入力電圧の値が動作上限値を超えている場合も、調節器は同じく機器の電源を切断するように適合されている。入力電圧がたとえば５．５Ｖと動作上限値との間である場合は、調節器は消散できる出力の限度内でリニアモードで動作する。この出力が限度を超えた場合、調節器は機器の電源をも切断する。

ただし、電圧調節器１０は、機器３の電源が切断されたときでも耐え得る最大入力電圧が制限されている。たとえば、エネルギー源に動作不良が起こって給電線１９上に２２０Ｖの電圧が生じると、この給電線に接続された調節器および機器が壊れてしまう。この事態に備えるため、過電圧検出器１３は、入力電圧が、安全限度値を超え、調節器の動作上限値を上回るが、調節器が停止している状態で耐え得る最大電圧未満であるときに、サイリスタ１４のゲート電極を制御するように適合されている。すなわち、安全限度値を超えるとただちにサイリスタ１４は、ヒューズ１５中に短絡電流を生じさせて短絡状態となるよう制御され、ヒューズは溶解して、下流にある回路、すなわち装置１および機器３の核心部をエネルギー源から分離する。

たとえば、機器３の内部で動作不良が起きたためにこの機器に短絡が（部分的にでも）生じた場合、機器に吸収される供給電流が増大して動作上限値を超える可能性がある。エネルギー源２を保護するとともに、この短絡に起因する過熱に曝されるおそれがある機器３の部分も保護するために、電流制限装置１１は、結合線１６を介して電圧調節器の端子に電圧降下を課して、機器３の供給電圧を下げると同時にこの機器を流れる電流も下げる。短絡がなくなると、機器３に吸収される電流は減少し、全体が正常な状態に戻る。電流が上昇し続けた場合、電圧および／または電圧調節器１０の出力の上限を上回り、調節器は機器の電源を遮断する。

この第１の実施形態では、装置１の保護手段は、装置の製造時に設定された限度値に基づいて自律的に動作する。マイクロコントローラ２０は、製造の際に、メモリ領域２１２に記憶されている、動作プログラムとこの限度値を表すデータとを受け取る。

監視・保護装置１が動作している間、マイクロコントローラ２０はさまざまな動作パラメータ（機器の入力電圧、消費電流、供給電圧、場合によっては温度、湿気、加速度など）を定期的に測定し、測定値および測定日をワークメモリ２１３に記録する。この記録は、先入れ先出し方式で実行される。つまり、ワークメモリに空き容量がないとき、新たな記録が過去に記録された最も古いものに置き換わっていく。

測定が実行されるたびに、マイクロコントローラ２０は、測定値をプログラムメモリに記録されている限度値と比較する。限界値のうち少なくとも１つを超えた場合に異常と認められる。マイクロコントローラのプログラムに応じて、複数の処理タイプが考えられる。すなわち、該当する記録が消去不能なものとしてマークされ、後で利用するために保存されてもよく、あるいは、たとえば異常が重大なものであると識別された場合は、過去の記録がすべて保存されてもよい、などである。たとえば、入力電圧の測定値が正のピークを示し、その後にほぼゼロの測定値が１回または複数回続くと、制御可能な遮断器がトリガーされ、ヒューズ１５が破断したことを明示している。あるいは、機器３の消費電流が急激に低下するとともに供給電圧がピークに達すると、機器３の電源の入力部に異常（開路）があることを明示していると考えてよい。

したがって、マイクロコントローラ２０によって実行された記録を分析することにより、発生した異常のタイプおよび考えられるその（エネルギー源２または機器３の側の）原因を決定することが可能であることがわかる。同じく、環境パラメータ（気温、湿度、加速度など）の値の同時の記録が、その異常に対する可能な外部原因に関する情報を提供することがある。

また、監視・保護装置１は、マイクロコントローラ２０によって測定された環境パラメータのうちの１つが限度値を超過すると、被保護機器が安全な状態に置かれるようにプログラムすることもできる。そのために、電圧調節器１０は、マイクロコントローラの制御インターフェース２３５に制御線２３によって接続された制御入力部を有する。この制御によって、電圧調節器１０に機器３の電源を遮断させることができる。すなわち、マイクロコントローラ２０は、監視されている環境パラメータのうちの１つがプログラムメモリ２１２にプログラムされている限度値を超過したときは機器３へ電圧を印加しないようにし、パラメータ値が正常な状態に戻ると再び機器に電圧を印加するように適合されている。当然ながら、各制御は、少なくとも環境の異常が確認された日付およびその性質、ならびに異常が起こった瞬間に測定されたパラメータ値を含むワークメモリ内の記録を対象としている。

さらに、マイクロコントローラ２０は、クロック信号を供給することができるクロックを備えており、新たに別の部品を加えずに、たとえば、プログラムメモリ２１２に日付の値をプログラムし、その時点の日付をこの値と比較することにより、所定の瞬間に電圧を印加する機能（または印加しない機能）を実現することが可能である。この日付の値のプログラミングは、有利には、たとえば外部システム４または専用の機器を用いて、マイクロコントローラの通信インターフェース２４０を介して実現することができる。当然ながら、日付または限度の超過以外の事象をマイクロコントローラ２０にプログラムすることもでき、マイクロコントローラは、その事象が発生したときに機器３に電圧を印加する、または印加しないよう指令するように適合されている。

本発明による監視・保護装置のこの第１の実施形態の一変形形態では、電圧調節器１０と、電流制限装置１１と、ヒューズ１５、サイリスタ１４および過電圧検出器１３で構成される遮断器とから形成される保護手段が、割込み線（図示せず）によって並列に接続され、この割込み線は、マイクロコントローラ２０に接続され、保護手段のうちの１つがアクティブになっているときにプロセッサ２２０の割込みをトリガーし所定のルーチンの実行を指令するように適合されている。たとえば、入力電圧が設定限度外であるために電圧調節器１０が機器３の電源を切断したとき、または電流制限装置１１が調節器に機器３の供給電圧の低下を指令したとき、または過電圧検出器１３がサイリスタ１４のゲート電極を制御するとき、割込み線の状態が変化してマイクロコントローラ２０に異常を処理するルーチンを実行させ、このルーチンによって装置の電源パラメータおよび環境パラメータの値がアナログ−デジタル変換器２３０によって測定されワークメモリ２１３に記録されるのと同時に、クロック２２５からその時点の日付が提供される。この変形形態では、データの記録が恒久的に実行される主実施形態とは逆に、記録は異常の発生を以ってトリガーされる。本装置は、１つまたは複数の連続する記録を記憶するようにプログラムすることができる。このようにすると、ワークメモリは連続的には必要とされず、異常が発生した後の測定のみが記録される。

本発明の第２の実施形態では、装置の保護手段がマイクロコントローラ２０によってコントロールされる。この実施形態では、直前の実施形態と同様に、マイクロコントローラ２０はさまざまな動作パラメータ（機器の入力電圧、消費電流、供給電圧、必要に応じて温度、湿気、加速度など）の定期的な測定を実行し、測定値をプログラムメモリに記録されている限度値と比較する。ただし、保護手段は、マイクロコントローラの制御ユニット２３５の出力によって制御されるように適合されている。たとえば、サイリスタ１４のゲート電極は、測定線１７で測定された電圧が所定の閾値を超えたとき、マイクロコントローラによって直接制御される。したがって、過電圧検出器１３はもはや必要とされない。同様に、電圧調節器１０の制御は、この調節器を線形に制御して、電圧を最大またはゼロにはしないように適合させることができる。このようにして、マイクロコントローラ２０は、調節器から出力される電圧を操作することができ、それにより、（供給電流の値を表す）測定用抵抗器１２の端子同士の電圧の差およびこの電圧の絶対値に応じて機器３の供給電圧を操作することができる。同様に、マイクロコントローラ２０は、環境パラメータ（温度、湿度、加速度など）の測定値、およびこの値をプログラムメモリに記録されている限度値と比較した結果に応じて、機器３に印加するか印加しないかを指令する。

限度値のうちの少なくとも１つを超えた場合は異常と認められ、マイクロコントローラは、測定したさまざまなパラメータおよび異常の発生日を記録するよう指令する。

本発明による監視・保護装置のこの第２の実施形態の利点は、電圧および電流の特定の範囲内で複数の機器３に適合された限度でプログラムできることにある。このようにすると、装置の製造を規格化することができ、保護すべき装置に対する適合は、この装置と組み合わせるときに行うことができる。

本装置のどのような実施形態を考えるとしても、本装置は、図４に示すように、小型化して機器３の電源コネクタ４０内に組み込むことができるようになっている。コネクタ４０は、エネルギー源からくる少なくとも給電線１９を受け入れる。この給電線は、たとえば監視・保護装置１を形成するプリント回路またはハイブリッド回路などの支持基板に接続されている。装置１は、有利には、コネクタ４０の内部に成型することができる。装置１の出力部は、機器３のコネクタ４０の（図では見えない）接続ピンに直接接続される。有利には、信号通知ユニット３０は、成型品を通して見ることができる発光ダイオードからなる。通信線２５は、有線接続用のコネクタの形態で示してあるが、コネクタ４０側からアクセス可能である。当然ながら、通信線は、給電線１９に平行なケーブル、または先ほど見たように、これ以外のどのような無線通信手段によって実現することもできる。

次に、図３を参照しながら、特に、被保護機器の保険サービスの実施を支援するように適合された、本発明による監視・保護装置の使用方法について説明する。

本発明による装置の使用方法は、装置の製造中または製造後に装置を初期化する第１のステップ１１０を含む。この初期化の際に各装置１は、一義的に識別できるように、修正不能なメモリ２１１に記録されているシリアルナンバーを受け取る。また、装置は、動作プログラムの少なくとも一部分を受け取る。この部分は、たとえばプログラムを補足する他の部分または更新などを後からロードできるように、マイクロコントローラ２０がその通信インターフェースを管理できるようにするすべての命令を少なくとも含む、最小限の動作プログラムからなる。本発明の第１の実施形態に従って作製された装置１の場合、保護手段の製造中に行われる調整に対応する動作の限度値も、プログラムメモリ２１２に記録される。さらに、装置の自律エネルギー源が設置されると、クロック２２５はただちに作動しクロッキングが実行される。

この初期化ステップに関して、装置１は（少なくとも最小限のプログラムに基づく）動作状態にあり、装置に適切なセンサが設置されていれば環境に関する測定値を記録できることに留意されたい。これによって、装置１が、クライアントのもとで使用し始める前は、装置を損傷させるおそれのある条件には曝されていなかったことを保証することができる。

装置１の使用方法は次に、クライアントのもとで使用を開始する際に、保護すべき機器３を識別するステップ１２０を含む。このステップでは、装置１はエネルギー源２と機器３との間に直列に接続される。その通信線２５は、外部システム４に接続される。この特定の場合、外部システム４は、機器３が接続されているコンピュータとすることができる。

このステップ１２０では、さまざまな操作が実行される。非限定的な例として、最小限の動作プログラムは、自律的に、または外部システム４に備えられている特定のプログラムのコントロール下で、たとえば機器のメモリに記憶されている識別データ（メーカー、モデル、タイプ、シリアルナンバー、バージョンなど）を読み取ることにより、接続されている機器のタイプを識別するようにすることができる。これらの情報をもとに、装置１は、外部システム４への接続を介し、その向こうにあるインターネットネットワーク５によるサーバ６への接続を介して、機器３に適合されたプログラムのあり得る補足物、ならびに（たとえば第２の実施形態による装置では）この機器に特有の動作の限度値をロードすることができる。

装置１、より詳細にはマイクロコントローラ２０は、決定的なペアを作成し異常が起きた場合に機器の代替品がないことを保証するよう、それとペアになっている機器３の識別データを消去不能なメモリに記録するように適合されている。さらに、この識別ステップで、クライアントに関連するデータとともに、離れたサイト、たとえば保険業者のインターネットサイトで装置―機器の対の書き込みを実施して、この保険業者に申し込んだ保険を後から実施する場合に備えることもできる。

この操作の後、装置の使用方法は、監視・保護ステップ１３０に移る。このステップでは、装置１は、動作パラメータおよび環境パラメータを測定する操作を実行し、この２つをプログラムメモリに格納されている限度値と比較し、この測定値およびその時点の日付をワークメモリ２１３に記録する。このステップは、異常が何も検出されない限り繰り返される。

装置１の保護手段のうちの１つが作動するか、または測定された電源パラメータおよび／または環境パラメータがプログラムメモリに記録されている限度値のうちの１つを超過することによって異常が検出されると、装置の使用方法は、異常を処理するステップ１４０に移り、このステップで異常を処理する次の操作のうちの少なくとも１つを実行する。すなわち、測定値および日付の値に関するその時点での記録が異常と記され、たとえば消去不能であるとマークされたり、信号通知ユニット３０によって異常が知らされたり、場合によっては、通信インターフェース２４０および通信線２５によって離れたサイトに向けてアラームが発信されたり、異常の重大性を評価するサブプログラムが実行されたりする。

装置１の動作プログラムがこのような重大性の評価を備えている場合、この評価に応じて本方法は、監視・保護ステップに戻るか、または装置および被保護機器に電圧を印加せずに次のステップに移ることができる。監視・保護操作の継続を可能にするこの異常の重大性の評価を備えていない場合は、本方法は、修復・分析ステップ１５０に移り、このステップで、専門のオペレータまたはシステムが介入して異常が起こる前および起こっている間に記録されたさまざまな情報をワークメモリから抽出し、その情報に対して高度なインタープリテーションを行い、それにより、場合によっては関連する原因および責任を決定することができる。

当然ながら、この説明は例として挙げたものにすぎず、当業者は本発明の範囲を逸脱しない限り、数々の修正を加えることができる。たとえば、あらかじめ調整された限度値を環境センサに組み込み、制御線２３に平行な電圧調節器１０を直接制御するようにこのセンサを適合させ、あるいは計算・記憶手段の動作プログラムを、複数の安全レベルおよび／または信頼性レベルを備えるように適合させ、記録されたデータの読み取りまたは修正がしかるべき許可を受けた人物以外は行えないようにすることができる。

Claims (13)

1. 電気機器（３）の監視・保護装置（１）であって、給電線（１９）上に、電気エネルギー源（２）と前記機器との間に直列に配置され、
   前記エネルギー源（２）から供給される入力電圧が動作下限値と動作上限値との間であるときは前記機器（３）の供給電圧を調節し、入力電圧が前記動作値の範囲外であるときはこの供給電圧を切断するように適合された少なくとも１つの電圧調節器（１０）と、
   前記機器に吸収される供給電流が動作上限値を超えた場合に前記機器（３）の供給電圧を下げるように適合された、前記電圧調節器（１０）に結合された少なくとも１つの電流制限装置（１１）と、
   入力電圧が安全限度値を超えて動作上限値を上回るとトリガーされ、前記エネルギー源（２）と前記機器（３）との間に直列に配置されたヒューズ（１５）の切断を引き起こすように適合された、少なくとも１つの制御可能な短絡回路（１３、１４）と、
   クロック（２２５）を生成し、異常の発生日および機器の電源の動作パラメータを不揮発性メモリ（２１３）に記録するように適合された、計算・記憶手段（２０）と
   を有する装置において、
   前記電圧調節器（１０）、前記電流制限装置（１１）および前記制御可能な短絡回路（１３、１４）が、前記機器（３）の電源の動作パラメータおよびそれと所定値との比較に応じて前記計算・記憶手段（２０）によって制御されるように適合され、日付および機器の電源の動作パラメータの前記不揮発性メモリ（２１３）への記録が、前記計算・記憶手段（２０）によってトリガーされることを特徴とする装置。
2. 前記電圧調節器（１０）、前記電流制限装置（１１）および前記制御可能な短絡回路（１３、１４）は、前記計算・記憶手段（２０）がアクティブになっているときに前記手段宛に割込み信号を生成するように適合され、前記信号が、日付および機器の電源の動作パラメータを前記不揮発性メモリ（２１３）に記録するのをトリガーすることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記計算・記憶手段（２０）がさらに、被保護機器（３）の識別情報を恒久的に記録するように適合された修正不能なメモリ（２１１）を有することを特徴とする、請求項１または２のいずれか一項に記載の装置。
4. 前記電圧調節器（１０）がコマンド入力部（２３）を有し、前記計算・記憶手段（２０）が、所定の事象の発生に応じて前記機器（３）に電圧を印加する、または印加しないよう指令するように適合されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記機器（３）および／または前記装置（１）の環境パラメータを測定するように適合された少なくとも１つのセンサ（２６、２７、２８）を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記センサが、温度センサ、湿度センサおよび加速度センサのグループのうちから選択されることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
7. 前記計算・記憶手段（２０）が、前記パラメータを所定の限度と比較し、前記パラメータが前記限度を超過した場合に、前記機器（３）に電圧を印加する、または印加しないよう指令するように適合されていることを特徴とする、請求項５または６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記計算・記憶手段（２０）がさらに、前記機器の環境に異常が発生した瞬間およびその性質を記録するように適合されていることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記装置はさらに、外部システム（４）と情報交換するためのリンクを確立するように適合された通信手段（２４０、２５）を有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記装置がさらに、前記機器（３）の電源および／または環境に異常が発生した瞬間およびその性質を信号で知らせるように適合された信号通知手段（３０）を有することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
11. 前記装置がさらに、前記装置が連結されている前記エネルギー源（２）から独立した自律的なエネルギー源（２２）を有することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 前記装置がさらに、小型化され、被保護機器（３）の電源コネクタ（４０）のケースに組み込まれることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
13. 前記請求項のいずれか一項に記載の機器（３）の監視・保護装置（１）の使用方法であって、
    前記装置を初期化するステップ（１１０）であって、その間に、プログラムおよび動作の限度値が不揮発性メモリ（２１２）に記録されるステップと、
    前記装置に保護される機器を識別するステップ（１２０）であって、その間に、前記機器の識別情報が不揮発性で消去不能なメモリ（２１１）に記録されるステップと、
    監視し保護するステップ（１３０）であって、その間に、被保護機器（３）の電源パラメータおよび環境パラメータが収集され、初期化ステップで記録された動作の限度値と比較されるステップと、
    異常を記録し、記録された動作の限度値を超える電源パラメータおよび／または環境パラメータの異常の発生によってアラートがトリガーされるステップと、
    異常を修復して分析するステップであって、その間に、異常の初期原因が、異常の発生時に記録されたパラメータに基づいて決定されるステップと
    を含むことを特徴とする方法。

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