JP2015027215A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リセット信号の出力許可タイミングを適正に設定し得る電源装置を提供する。
【解決手段】電源装置１００は、ゼロクロス信号を出力するゼロクロス検出回路と、直流入力部に設けられた電源ラインの電圧を検出し電圧検出信号を出力させる入力直流電圧検出回路と、前記ゼロクロス信号の状態に応じてウォッチドッグ信号を切換出力し且つリセット信号に応じて自身の再起動を実施する制御部と、前記ウォッチドッグ信号の切換状態に応じてリセット信号を切換出力させ且つ前記電圧検出信号に応じて前記リセット信号の切換規制を行うウォッチドッグ回路とを備える。この電源装置１００は、商用電源の復帰開始後、電源の復帰を現す第１の復帰期間がゼロクロス信号の復帰を現す第２の復帰期間よりも長期間とさせる。
【選択図】図４

Description

本発明は、電源装置に関し、特に、イネーブル機能付きウォッチドッグ回路を用いた技術に関する。

近年、イネーブル機能付きウォッチドックＩＣを用いた技術が紹介されている（特開平０５−１３７２４５号公報）。例えば、ＡＣ／ＤＣ変換用の電源装置では、図５に示す如く、ＡＣ入力部１１０と全波整流部２３０と平滑コンデンサＣ１とＤＣ入力部２４０とがトランスＴＲの一次側に設けられ、ＤＣ出力部２６０がトランスＴＲの二次側に設けられ、更に、負荷１１２及び１５１を制御する制御部２８０と、これに接続されるウォッチドッグＩＣ２９０とが設けられる。

図６に示す如く、制御部２８０は、ゼロクロス信号ＳＧ６に応じてウォッチドッグ信号ＳＧ８を出力させる。当該ウォッチドッグ信号ＳＧ８は、ゼロクロス信号ＳＧ６が正規の波形と非正規の波形とに分けて信号の状態を切換える。また、制御部２８０は、ウォッチドッグＩＣ２９０から受取るリセット信号ＳＧ９に応じて自身を再起動させる機能が組込まれている。更に、制御部２８０は、燃料ポンプ，ヒーター，表示パネル，送風ファンといった様々な負荷を制御する。

また、ウォッチドッグＩＣ２９０は、ウォッチドッグ信号ＳＧ８の状態に応じて、リセット信号ＳＧ９を正常モード（機能期間モード）／異常モード（制限期間モード）の何れかに対応させて出力させる。このうち、正常モードでは、ウォッチドッグ信号ＳＧ８の状態を監視して、制御部２９０の動作に問題が認められるときリセット信号ＳＧ９を出力する。一方、異常モードでは、リセット信号ＳＧ９のパルス出力を規制する。

図７及び図８は、上述した電源装置２００の電源復帰動作を現すタイミングチャートである。尚、同図におけるＶｒｍｓは、ＡＣ電源電圧の実効値を示すものであり、当該電源の復帰時には其の値が定常値へ立上る。また、「Ｖｉｎ」は、ＤＣ入力部２４０の電源ラインにおける電圧値（以下、入力直流電圧Ｖｉｎと呼ぶ）を示す。その他の波形にあっても信号電圧の状態を示すものであって、各々の信号に対応させて制御部２８０の入力ポート，ウォッチドッグＩＣ２９０の入力ポート／出力ポートが書き添えられている。

図７（ａ）は、ＡＣ電源の実効値電圧Ｖｒｍｓが急峻に立上る場面を現している。図示の如く、電源の復帰に応じてゼロクロス信号ＳＧ６が立上がり、この信号が復帰すると、略同時刻に対応してウォッチドッグ信号ＳＧ８も正常状態へ切換る。ここでは、ゼロクロス信号ＳＧ６が素早く復帰するものとする。

一方、入力直流電圧Ｖｉｎは、ＡＣ電源が復帰すると、適宜の時定数を伴って上昇する。そして、この入力直流電圧Ｖｉｎが所定電圧Ｖｔｈへ達する時点で、電圧検出信号ＳＧ７が切換えられ、これに応じて、リセット信号の設定モードも切換えられる。この場合、ウォッチドッグＩＣ２９０は、入力直流電圧Ｖｉｎが所定電圧Ｖｔｈまで回復すると、制御部２８０でのリセット動作を可能な状態に戻すことになる。

図７（ａ）によれば、ＡＣ電源の実効値電圧Ｖｒｍｓが急峻に立上るので、ウォッチドッグ信号が正常状態へ戻るタイミングと、リセット信号ＳＧ９が出力許可設定されるタイミングとが略一致する。このため、制御部２８０におけるリセット動作処理は、制御部２８０が正常に動作している期間について機能することとなる。

特開平０５−１３７２４５号公報

一方、ゼロクロス検出回路２３１によっては、電源復帰してからゼロクロス信号ＳＧ６を復帰させる期間Δｔ２が長期化することも起こり得る（図７（ｂ）参照）。この場合、ゼロクロス信号ＳＧ６の復帰時刻と直流入力電圧Ｖｉｎの復帰時刻とに大きなズレが生じる為、リセット信号ＳＧ９は、ウォッチドッグ信号ＳＧ８が正常状態へ切換る前に、リセット機能再開する旨の設定モードへ切換えてしまう。そうすると、制御部２８０では、自身の処理動作に不具合（暴走等）が生じていてもリセット処理動作が繰り返されてしまう。このとき、制御部２８０のリセット動作とメモリ回路（例えば、ＥＥＰＲＯＭ）のリセット動作が連動するように動作規定されたシステムでは、其のメモリ回路に記録されている重要な情報を消去してしまう惧れがある。

また、図８に示す如く、ＡＣ電源の実効値電圧Ｖｒｍｓが徐々に増加する場面にも配慮する必要がある。この場合、ゼロクロス信号ＳＧ６は、実効値電圧Ｖｒｍｓが所定の電圧値Ｖｚｃｘに達してから復帰する。従って、リセット信号ＳＧ９は、入力直流電圧Ｖｉｎの復帰を判定する所定閾値Ｖｔｈの設定次第で、モード設定の切換タイミングが早まるから、先と同様、制御部２８０における処理動作の暴走中にリセット動作指令の繰り返しを排除できない。

本発明は上記課題に鑑み、リセット信号の出力許可タイミングを適正に設定し得る電源装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明では次のような電源装置の構成とする。即ち、ゼロクロス信号を出力するゼロクロス検出回路と、直流入力部に設けられた電源ラインの電圧を検出し当該電圧が規定値へ達した時点で電圧検出信号を切換出力する入力直流電圧検出回路と、前記ゼロクロス信号の状態に応じてウォッチドッグ信号を切換出力し且つリセット信号に応じて自身の再起動を実施する制御部と、前記ウォッチドッグ信号の状態に応じて前記リセット信号を出力させる機能期間モードと前記リセット信号の出力を規制させる規制期間モードとを前記電圧検出信号に応じて設定させるウォッチドッグ回路と、を備え、
商用電源の復帰開始後、前記直流入力部に設けられた電源ラインの電圧値が増加開始してから前記電圧検出信号が切換えられる迄の第１の復帰期間は、前記直流入力部に設けられた電源ラインの電圧値が増加開始してから前記ウォッチドッグ信号が切換る迄の第２の復帰期間よりも長期間とされることとする。

特に、前記第２の復帰期間は、前記商用電源の電圧実効値が所定期間かけて回復する場合において、前記第１の復帰期間よりも長期間とされることとする。

好ましくは、前記規制期間モードへ切換えられるタイミングは、前記商用電源の電圧実効値が所定期間かけて停電状態へ変化する場合において、前記ウォッチドッグ信号が前記ゼロクロス信号の異常を示す信号へ切換るタイミングよりも早期に設定されることとする。

本発明に係る電源装置によると、本実施の形態に係る電源装置は、商用電源ＡＣが復帰する際、ゼロクロス信号の復帰を待って、リセット信号の出力規制を解く。従って、制御部は、自身の動作が正常に復帰してからリセット信号を受信することになり、リセット動作処理を正しく実行させることが可能となる。

実施の形態に係る電源装置の回路構成を示す図。 実施の形態に係る過電圧保護機能部の回路構成を示す図。 実施の形態に係るウォッチドッグＩＣの周辺回路を示す図。 実施の形態に係るＡＣ電源が復帰する場面のタイミングチャート。 従来例に係る電源装置の回路構成を示す図。 従来例に係る過電圧保護機能部の回路構成を示す図。 従来例に係るＡＣ電源が復帰する場面のタイミングチャート。 従来例に係るＡＣ電源が供給停止する場面のタイミングチャート。

以下、本発明に係る実施の形態につき図面を参照して具体的に説明する。図１は、本実施の形態に係る電源装置１００の構成が示されている。尚、本実施の形態で説明する電源装置１００は、石油ファンヒータ等の燃焼装置へ組込まれるものとする。

電源装置１００は、図示の如く、ＡＣ入力部１１０と，全波整流部１３０と，ＤＣ入力部１４０と，トランスＴＲと，第１の負荷回路１５０と，ＤＣ出力部１６０と，過電圧保護機能部１７０と，制御部１８０と，ウォッチドッグＩＣ１９０とから構成される。

ＡＣ入力部１１０，全波整流部１３０，及び，ＤＣ入力部１４０は、トランスＴＲの一次側に設けられる。また、第１の負荷部１５０及びＤＣ出力部１６０は、トランスＴＲの二次側に設けられる。

ＡＣ入力部１１０は、ＡＣ電源が入力される回路部位であって、電源ラインでは、交流電力が印加されている。また、当該ＡＣ入力部１１０は、フィルター回路１１１及び１１３，第２の負荷１１２が設けられる。このうち、第２の負荷１１２は、ファンモータ，点火ヒータといった装置が設けられ、制御部１８０によって適宜に運転される。

全波整流部１３０は、ダイオードブリッジといった整流回路１２０の後段に設けられ、ここでの電源ラインには、全波整流された電圧が与えられている。この全波整流部１３０には、ゼロクロス検出回路１３１が形成されている。この回路構成については、追って詳述する。

ＤＣ入力部１４０は、平滑コンデンサＣ１の後段に設けられ、ここでの電源ラインＬｘ，Ｌｙには、平滑コンデンサＣ１からの出力電圧（直流電圧）が印加されている。図示の如く、ＤＣ入力部１４０は、入力直流電圧検出回路１４１とドライブ回路１４３とが設けられる。これらの回路構成，機能についても、追って詳述することとする。

このように、トランスＴＲの一次側では、入力されたＡＣ電源電力が負荷１１２で消費され、ＡＣ電源電力の残りの一部が直流電力へと変換される。また、この過程では、ゼロクロス信号ＳＧ６，電圧検出信号ＳＧ７等が検出・出力される。

トランスＴＲは、一次側の回路に接続される一次巻線Ｌ１，第１の負荷回路１５０に接続される二次巻線Ｌ２，及び，ＤＣ出力部１６０に接続される二次巻線Ｌ３と、これらを電磁的に結合させる鉄心とから構成される。当該トランスＴＲは、ドライブ回路１４３によって応動して一次側の通過電流を段発的に発生させ、これにより、二次側コイルＬ２，Ｌ３から励起電圧を出力させる。

このうち、第１の負荷回路１５０は、ダイオードＤ２及びコンデンサＣ２から成る平滑回路と、負荷１５１とが構成されている。負荷１５１は、ＤＣ電力によって駆動される装置であり、本実施の形態にあっては、燃料用ポンプ装置が接続される。尚、当該燃料用ポンプ装置も、先と同様、制御部１８０によって動作制御される。

一方、ＤＣ出力部１６０は、二次コイルＬ３の各端部へ電源ラインＬｖ１及びＬｖ４が接続され、更に、レギュレータ１６１を介して電源ライン（Ｌｖ２，Ｌｖ３）が分枝配設されている。そして、電源ラインＬｖ１及びＬｖ４には平滑回路１７４（Ｃ３，Ｄ３）が設けられ，電源ラインＬｖ２及びＬｖ４には平滑回路（Ｃ４，Ｄ４ａ）が設けられ，電源ラインＬｖ３及びＬｖ４には平滑回路（Ｃ５，Ｄ４ｂ）が設けられる。これらの平滑回路は、励起電圧又は高周波で振動する電圧を平滑化（略一定値に制御すること）させる。

そして、電源ラインＬｖ１（第１電源ライン）は、平滑回路１７４の出力電圧によって、１２Ｖ程度の主電源電圧Ｖ１（第１の電圧）が印加されることとなる。また、電源ラインＬｖ２（第２電源ライン）は、主電源電圧Ｖ１を降圧させるレギュレータ１６１の後段で電気的に接続され、５Ｖ程度の制御電圧Ｖ２が印加される。更に、電源ラインＬｖ３は、電源ラインＬｖ２から分枝される電源ラインであって、制御電圧Ｖ２と同じく５Ｖ程度の制御用バックアップ電圧Ｖ３（以下、バックアップ電圧と呼ぶ）が生じている。特に、コンデンサＣ５の電気容量は、コンデンサＣ４の其れと比較して十分な大きさとされ、制御部１８０を数時間〜数十時間程度機能させることが可能である。

過電圧保護機能部１７０は、図２に示す如く、制御用過電圧検出回路１７１と、ラッチ状態検出回路１７２と、ドライブ信号生成回路１７３とから構成される。このうち、制御用過電圧検出回路１７１は、検出点ｔａへ接続された入力信号ラインＬａに、分圧抵抗Ｒ２，Ｒ３と、ツェナーダイオードＤｚとが直列に接続される。また、分圧抵抗Ｒ２及びＲ３は、其の両端に抵抗Ｒ１が並列接続され、其の分圧点にトランジスタＴｒ１の信号入力端（ベース部）が接続される。更に、このトランジスタＴｒ１は、入力端（コレクタ部）に内部電流ラインＬ３が接続され、出力端（エミッタ部）がアース電位に導通されている。

この制御用過電圧検出回路１７１は、レギュレータ１６１の後段に設けられた電源ラインＬｖ２，Ｌｖ３の電位が所定閾値（規定値）を上回ると、ツェナーダイオードＤｚが降伏電圧に達し入力信号ラインＬａに電流が流れ始める。このとき、トランジスタＴｒ１は導通状態に切換えられる。即ち、制御用過電圧検出回路１７１は、制御用電圧（Ｖ２，Ｖ３）の過電圧状態を検出すると、ラッチ状態検出回路１７２から出力される電流（内部電流）を通過・発生させ、過電圧状態が収束すると、当該電流（内部電流）の通過を遮るよう機能する。

ラッチ状態検出回路１７２は、ラッチ部と信号出力部とから構成される。このうち、ラッチ部は、入力電流ラインＬｂを介して、平滑回路１７４の後段接点ｔｂに導通される。この入力電流ラインＬｂは、分圧抵抗Ｒ４，Ｒ５を介して接点ｔｘへ配線され、其の後段で内部電流ラインＬ３に導通接続される。この電流経路に分枝して、トランジスタＴｒ３及びＴｒ２が接続される。トランジスタＴｒ３を有する第１の経路は、抵抗Ｒ６及びコンデンサＣｐを介してアース電位へ導通される。また、トランジスタＴｒ３の信号入力端（ベース部）は、分圧抵抗Ｒ４及びＲ５の分圧点に接続される。一方、トランジスタＴｒ２は、内部電流の更なる分枝経路を形成する。また、このトランジスタＴｒ２は、信号入力端（ベース部）と出力端（エミッタ部）との間に抵抗Ｒ７及びコンデンサＣｐが並列接続され、当該信号入力端（ベース部）に信号ラインＬ４が接続される。この信号ラインＬ４は、自身からドライブ信号生成回路へ向かって順方向となるダイオードＤｐを有し、上述した信号出力部を形成する。

かかる構成を具備するラッチ状態検出回路１７２は、制御用過電圧検出回路１７１にて過電圧が検出されると、「入力電流ラインＬｂ→内部電流ラインＬ３→トランジスタＴｒ１」という経路に内部電流が流れ始め、これを受けてトランジスタＴｒ３が通電状態へ切換る。そうすると、コンデンサＣｐの電位が上昇するので、トランジスタＴｒ２も通電状態へ切換る。ここで、内部電流は、過電圧が静まってもトランジスタＴｒ２を経由して流れ続けるので、其のトランジスタＴｒ２を含む経由経路と、トランジスタＴｒ３を含む経由経路とに分枝して流れ続ける。このように、ラッチ状態検出回路１７２は、過電圧が一度生じるとこれを受けてラッチ状態を形成し、装置電源をオフさせる操作（操作者が行う電源ボタンのオフ操作、又は、電源コンセントを外す操作）が行われるまで、このラッチ状態を維持させる。

ラッチ状態が形成された場面では、コンデンサＣｐがチャージアップされた状態なので、信号ラインＬ４による出力電圧はＨＩＧＨ状態とされ、装置電源のオフ操作（使用者によるリセット操作）が行われるまでこの状態が維持されることとなる。以下、信号ラインＬ４におけるこの状態を、ラッチ信号ＳＧ４と呼ぶこととする。

ドライブ信号生成回路１７３は、平滑回路１７４におけるダイオードと平滑コンデンサとの間の電源ラインに接続され（接点部ｔｃ）、当該接点部ｔｃは、接点ｔｃ及びｔｃ２，これの間に配されるコイルＬとから構成される。接点Ｌｃ１は、通電ラインＬｃ１に接続され、「抵抗Ｒ９→フォトカプラＰＣ１の能動素子部→シャントレギュレータＲＥＧ（通電制御部）」という通電経路を経由して、アース電位とされる適宜部位へ接続される。一方、接点ｔｃ２は、通電ラインＬｃ２に接続され、抵抗Ｒ８及び抵抗Ｒ１１の直列回路なる通電経路を経由して、アース電位の適宜部位へ接続される。

この分圧抵抗の接点ｔｙは、一方では信号ラインＬ４に接続され、他方ではシャントレギュレータＲＥＧの入力端に接続される。また、通電ラインＬｃ１及びＬｃ２の間では、コンデンサＣｒ，コンデンサＣｑ及び抵抗Ｒ１０の直列回路が設けられ、位相補償が適宜に行われる。

かかる構成を具備するドライブ信号生成回路１７３は、フォトカプラＰＣ１の能動素子部から指令信号を適宜に発生させ、通常モードによる動作指令、又は、停止モードによる動作指令を行う。このうち、通常モードによる動作指令は、トランスＴＲの後段の電圧（本実施の形態ではダイオードＤ３直後の電圧）の増減に応じて形成される信号であって、其の電圧の実効値が高ければ発光周波数を増加させ、当該実効値が低ければ発光周波数を低下させる。このとき、ドライブ回路１４３では、フォトカプラＰＣ１の受動素子部にて当該発光信号を受信し、発光周波数に応じて一次電流を通電・遮断させ、主電源電圧Ｖ１が一定となるように制御する。このような通常モードによる指令信号は、ラッチ信号の出力されていない場面で発生するものであって、フィードバック信号と呼ぶことがある。

一方、停止モードによる動作指令は、ラッチ信号ＳＧ４が入力されるとシャントレギュレータＲＥＧの通電量が増加するので、これに応じてフォトカプラＰＣ１の発光周波数を一層高くさせる。このとき、ドライブ回路１４３では、通常モードよりも高い発光周波数の光信号を受信し、トランスＴＲの励起動作を抑制（停止、又は、出力電圧が十分でない状態）させる。このような停止モードによる指令信号は、ラッチ信号ＳＧ４の入力中に発生するものであって、動作停止信号と呼ぶことがある。

上述の如く、本実施の形態に係る電源装置１００は、ラッチ状態検出回路１７２によって過電圧発生の事実を持続的に報知させ、ドライブ回路１４３の動作を制限させる。この為、トランスＴＲの後段における各出力電圧は、一度過電圧が生じると、操作者による復帰操作が行われるまで、電源として機能しない程度の低下状態（又は、停止状態）で保たれる。

このため、当該電源装置１００は、自発的な動作回復に伴う不測の事故発生を予防でき、高度な安全性を保障できる。例えば、制御部１８０による負荷の制御動作が行われなくなるので、点火ヒーターといった装置での発熱事故を回避できる。また、負荷１５１への電力供給も抑えられるので、化石燃料等の過供給、これに伴う火災といった事態も回避される。

特に、本実施の形態に係る電源装置１００は、制御電圧（Ｖ２，Ｖ３）の過電圧を検出する回路構成とされる。このため、マイコン等から構成される制御部１８０の暴走を未然に食い止め、操作者の電源再投入によって、適正な制御電圧によるマイコン等の起動が行われる。

図３を参照し、ウォッチドッグＩＣ１９０及びこれに関係する回路構成について説明する。先ず、ゼロクロス検出回路１３１は、電源側検出部１３１ａと制御部側信号出力部１３１ｂとから構成され、これらはフォトカプラＰＣ２を介して動作連結されている。

電源側検出部１３１ａは、抵抗Ｒ２１及びＲ２２の直列回路を具備し、更に、抵抗Ｒ２１に対し並列にコンデンサＣｖ及びフォトカプラＰＣ２の能動素子部が接続される。当該電源側検出部１３１ａは、整流回路１２０の後段電源ラインに接続され、全波整流波形を監視することでゼロクロスタイミングを検出する。このため、電源側検出部１３１ａは、其のタイミングを発光信号ＳＧ１によって表現できるよう、コンデンサ及び抵抗素子から成る回路の時定数が適宜に設定される。

制御部側信号出力部１３１ｂは、光信号ＳＧ１を受けると、これを現す周波数のゼロクロス信号ＳＧ６を出力させる。また、当該制御部側信号出力部１３１ｂは、ゼロクロス信号ＳＧ６の状態が制御部１８０で判別されるよう、Ｈ−Ｌ信号の電圧値のレンジが適宜に調整されている。

入力直流電圧検出回路１４１は、ゼロクロス検出回路１３１と同様、電源側検出部１４１ａと制御部側信号出力部１４１ｂとから構成される。電源側検出部１４１ａは、抵抗Ｒ３１及びＲ３２の直列回路を具備し、更に、抵抗Ｒ３１に対し並列にコンデンサＣｖ及びフォトカプラＰＣ３の能動素子部が接続される。当該電源側検出部１４１ａは、平滑コンデンサＣ１の直後の電源ライン（直流入力部１４０に設けられた電源ライン）に接続され、平滑コンデンサＣ１直後の直流電圧を検出し、これが規定値Ｖｔｈに達した時点で発光信号ＳＧ２を出力する。このため、電源側検出部１４１ａは、規定値Ｖｔｈを適宜に設定できるよう、コンデンサの容量及び抵抗素子の抵抗値が適宜に設定される。即ち、電源側検出部１４１ａにあっても、これを構成する電気的素子が適宜に選択されるところ、これに応じた時定数が設定されることになる。

制御部側信号出力部１４１ｂは、抵抗Ｒ３３と、抵抗（Ｒ３４，Ｒ３５）及びフォトカプラＰＣ３の受動素子部より成る直流回路と、当該直流回路に並列接続されるコンデンサＣｓと、抵抗（Ｒ３４，Ｒ３５）の分圧点に入力信号端（ベース部）が接続されるトランジスタＴｒ４とを具備している。このトランジスタＴｒ４は、入力端（コレクタ部）が信号ラインＬ７に接続され、出力端（エミッタ部）がアース電位へ導通されている。

当該制御部側信号出力部１４１ｂは、直流入力電圧Ｖｉｎが規定値Ｖｔｈへ達すると光信号ＳＧ２を受光し、このとき、フォトカプラＰＣ３の受光側に生じる電流によってトランジスタＴｒ４を通電状態とさせる。即ち、入力直流電圧検出回路１４１は、入力直流電圧Ｖｉｎが規定値Ｖｔｈに達すると、トランジスタＴｒ４のプルアップされていたコレクタ電位が低下させ、信号ラインＬ７での電位状態を切換える。以下、信号ラインＬ７に印加されるコレクタ電位を、電圧検出信号ＳＧ７と呼ぶこととする。

制御部１８０は、バックアップ電圧Ｖ３が印加される電源ポートＶｃｃ，アース側に電炉が形成されたＶｓｓ，信号ラインＬ６に接続される入力ポートＰ１，信号ラインＬ８に接続される出力ポートＰ２，信号ラインＬ９に接続される入力ポートＰ３を配備させている。当該制御部１８０は、例えばマイコンのような演算処理機能を具備する電子装置であって、ＣＰＵ，メモリ，ＡＤ変換部等を内蔵させている。

このうち、メモリには適宜の制御プログラムが格納されている。そして、制御部１８０は、ＣＰＵといったハードウェア資源とプログラム等のソフトウェア資源とが協働して、所定の処理機能が構築される。特に、本実施の形態に係る制御部１８０では、図３に示す如く、ゼロクロス信号検出処理１８１，ウォッチドッグ信号出力処理１８２，及び，リセット動作処理１８３などが構築される。

ゼロクロス信号検出処理１８１は、入力ポートＰ１へ印加されたゼロクロス信号ＳＧ６に対して閾値判定を行い、其の検出時点がゼロクロスタイミングであるか否かを判別する。尚、制御部１８０は、適正なゼロクロス信号が与えられていないと動作ベースとなるタイミングを把握できなくなるので、正しい動作を続けることができなくなる。即ち、制御部１８０は、電源供給が適正に行われている他、ゼロクロス信号ＳＧ６が適正値で入力されていることも、正しい動作を実現させる条件の一つとなる。

ウォッチドッグ信号出力処理１８２は、ゼロクロス信号ＳＧ６及びその他の動作が正常状態であると、ウォッチドッグ信号ＳＧ８を周期的なパルス波として出力する（図４では、これを便宜的にＨＩＧＨ状態で表している）。また、ウォッチドッグ信号出力処理１８２は、ゼロクロス信号ＳＧ６及びその他の動作が異常状態であると、ウォッチドッグ信号をＬＯＷ状態とさせる。このように、ウォッチドッグ信号出力処理１８２は、ゼロクロス信号等の状態（正常状態／異常状態）に応じてウォッチドッグ信号ＳＧ８を切換出力させる。尚、ゼロクロス信号ＳＧ６が異常状態であるとは、所定の周波数（例えば、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）でゼロクロスタイミングが刻まれない状態を指す。

リセット動作処理１８３は、動作中のプログラムの処理を中断させ、制御部自身の動作について再起動を実施させる処理である。このリセット動作処理１８３は、一時的な不具合が生じた際に有用な処理であって、自身を再起動させることでその不具合が解消されることがある。当該リセット動作処理１８３は、ポートＰ３に入力されるリセット信号ＳＧ９に応じて起動される。

ウォッチドッグＩＣ１９０は、Ｖｃｃポートと、Ｖｓｓポートと、ＷＤポートと、ＲＳＴポートと、ＥＮＢポートとが設けられる。このうち、ＷＤポートは、ポートＰ２に接続され、ウォッチドッグ信号ＳＧ８が入力される。ＲＳＴポートは、ポートＰ３に接続され、リセット信号ＳＧ９を出力させる。ＥＮＢポートは、信号ラインＬ７に接続され、電圧検出信号ＳＧ７が入力される。また、Ｖｃｃポートは、電源の入力ポートであって、バックアップ電圧Ｖ３が印加される。

ウォッチドッグＩＣは、ウォッチドッグ信号のパルス幅を要素タイミング毎にカウントし、所定時間内でウォッチドッグ信号のパルスエッジが検出されなかった場合のみリセット信号（パルス波）を出力させる。その後、先のカウント値をクリヤさせ、次回の規定値到来に備えてウォッチドッグ信号の監視を続ける。即ち、ウォッチドッグＩＣでは、ウォッチドッグ信号のパルス状態を監視し、そのパルス幅が不適切であると、所定のタイミングにてリセット信号を出力させ、ウォッチドッグ信号のパルス幅が適正であれば、リセット信号の出力を行わない。このような、リセット信号が出力許可されている期間を「機能期間」と呼び、リセット信号が出力許可されている設定を「機能期間モード」と呼ぶ。

一方、ウォッチドッグＩＣは、電圧検出信号ＳＧ７がＨＩＧＨ状態のとき、電源復帰が未達であるとして、リセット信号ＳＧ９の出力を不許可とさせる。これが、イネーブル機能に相当する。以下、リセット信号の出力が規制されている期間を「規制期間」と呼び、リセット信号が出力規制（不許可）されている設定を「規制期間モード」と呼ぶ。

リセット信号ＳＧ９は、「規制期間モード」と区別できるように「機能期間モード」中に出力できる信号であって、「規制期間モード」中に出力されることはない。当該リセット信号ＳＧ９は、ウォッチドッグＩＣ１９０でウォッチドッグ信号の波形異常が検知されたときのみ所定期間出力する信号であって、其の波形云々について特段問うものではない。

上述の如く、ウォッチドッグＩＣは、電圧検出信号ＳＧ７の状態に応じて、「機能期間モード」か「規制期間モード」の何れかに切換設定する。本実施の形態では、電圧検出信号ＳＧ７がＨＩＧＨ状態のとき「規制期間モード」が設定され、電圧検出信号ＳＧ７がＬＯＷ状態のとき「機能期間モード」が設定される。即ち、ウォッチドッグＩＣ１９０は、電源の復帰が確認されているときリセット信号を出力許可させ、この状態の中で、ウォッチドッグ信号の波形異常が検知された時点でリセット信号を出力させる。他方、電源復帰が未達の場合、リセット信号の出力を制限させるので、この信号が出力されることはない。

図４は、電源復帰動作中における各信号のタイムチャートが示されている。このうち、図４（ａ）は、商用電源ＡＣが比較的急峻に立上る場面が示されている。ゼロクロス信号ＳＧ６は、電源投入中に当該電源の半周期に同期したパルス信号が形成され、停電中にはこのパルスが現れることはない。即ち、図４（ａ）におけるゼロクロス信号ＳＧ６は、ＨＩＧＨ状態の部分で同期パルスが正しく形成される。同図にあっては、同期パルスが正しく出力される期間を便宜的にＨＩＧＨ状態として表現している。

図４（ａ）参照すると、商用電源ＡＣの電圧実効値Ｖｒｍｓが回復する時点から、Δｔ２後に、ゼロクロス信号ＳＧ６が復帰するとされている。以下、Δｔ２を第２の復帰期間と呼ぶ。ウォッチドッグ信号ＳＧ８は、ゼロクロス信号ＳＧ６の状態を監視する役割を担うので、これが正常に戻るのと同時に正常を示す電位状態へと切換る。

ここで、直流入力部１４０に設けられた電源ラインの電圧値（入力直流電圧Ｖｉｎに相当）は、商用電源ＡＣの復帰開始時点と略同一時刻から増加が開始する。但し、入力直流電圧Ｖｉｎは、其の検出回路１４１によって時定数が与えられている為、図示の如く、徐々に増加していく。そして、入力直流電圧Ｖｉｎが規定値Ｖｔｈに達する時刻は、ウォッチドッグ信号ＳＧ８が切換る時刻より後に現れるよう、制御部側信号出力部１４１ａのコンデンサ，抵抗が適宜設定されている。これにより、電圧検出信号ＳＧ７，及び，リセット信号ＳＧ９は、ウォッチドッグ信号ＳＧ８が切換る時刻より後に現れる。即ち、直流入力電圧Ｖｉｎが増加開始してからウォッチドッグ信号ＳＧ８が切換る迄の期間（以下、第１の復帰期間Δｔ１）は、ウォッチドッグ信号ＳＧ８の切換り時刻を終点とする第２の期間Δｔ２よりも長期間とされる。

このように、本実施の形態に係る電源装置１００は、商用電源ＡＣが復帰する際、ゼロクロス信号ＳＧ６の復帰を待って、リセット信号の出力規制を解く。従って、制御部１８０は、自身の動作が正常（暴走動作していない状態）に復帰してからリセット信号ＳＧ８を受信することになり、当該リセット動作処理１８３を正しく実行させることが可能となる。

また、リセット信号ＳＧ９を出力許可させる時刻は、第１の復帰期間Δｔ１によって決定されるところ、制御部側信号出力部１４１ａの回路構成（コンデンサＣｖ，抵抗Ｒ２１，Ｒ２２）によって調整が可能である。このため、第２の復帰期間Δｔ２が長期化する場合でも、当該回路構成の電気的素子を適宜に選択することで、制御部１８０の暴走動作を誘発しないよう、リセット信号ＳＧ９の出力可能時期を正しく設定することができる。

特に、本実施の形態に係る電源装置１００は、図４（ｂ）に示す如く、商用電源ＡＣの電圧実効値Ｖｒｍｓが所定時間かけて正常値へ回復する場面で有用である。かかる場面では、ゼロクロス検出回路１３１へ印加される電源も徐々に回復するので、第２の復帰期間Δｔ２、即ち、ゼロクロス信号ＳＧ６が正常に回復する時間も長期化してしまう。

しかし、本実施の形態に係る電源装置１００は、この事情を踏まえて「第１の復帰期間Δｔ１」が「第２の復帰期間Δｔ２」よりも長期間となるように設定させることが可能なので、ゼロクロス信号ＳＧ６が正常に復帰してから、リセット信号ＳＧ９の出力許可させる設定を行い得る。即ち、制御部１８０が不安定な動作中にリセット動作処理が起動されることはない。

尚、停電発生時に商用電源が徐々に低下（徐々に停電状態へ変化）する場合、ゼロクロス信号が不安定になってからリセット信号ＳＧ９の出力制限をしてしまうと、制御部１８０は、このリセット信号ＳＧ９によって暴走してしまう可能性がある。このため、規制期間モードへ切換えられるリセット信号ＳＧ９のタイミングは、ウォッチドッグ信号ＳＧ８がゼロクロス信号の異常を示す切換タイミングよりも早期に設定されるのが好ましい。

これにより、リセット信号ＳＧ９は、ゼロクロス信号ＳＧ６が不正規な状態となる前に出力制限されるので、制御部１８０の暴走を誘発させずに済み当該制御部１８０の誤動作を回避させる。これに伴い、制御部２８０では、ヒーターの異常発熱，ポンプの誤動作に伴う燃料の過供給，バックアップ電源の無駄な消費，といった誤動作に基づく不具合も回避できる。特に、バックアップ電源が保護されることは、停電直前の動作上の情報，タイマー情報の消失を防ぐ有益なメリットとなる。

１００ 電源装置， １３１ ゼロクロス検出回路， １４１ 入力直流電圧検出回路， １８０ 制御部， １９０ ウォッチドッグ回路， ＳＧ６ ゼロクロス信号， ＳＧ７ 電圧検出信号， ＳＧ８ ウォッチドッグ信号， ＳＧ９ リセット信号， ＡＣ 商用電源， Δｔ１ 第１の復帰期間， Δｔ２ 第２の復帰期間。

Claims (3)

1. ゼロクロス信号を出力するゼロクロス検出回路と、直流入力部に設けられた電源ラインの電圧を検出し当該電圧が規定値へ達した時点で電圧検出信号を切換出力する入力直流電圧検出回路と、前記ゼロクロス信号の状態に応じてウォッチドッグ信号を切換出力し且つリセット信号に応じて自身の再起動を実施する制御部と、前記ウォッチドッグ信号の状態に応じて前記リセット信号を出力させる機能期間モードと前記リセット信号の出力を規制させる規制期間モードとを前記電圧検出信号に応じて設定させるウォッチドッグ回路と、を備え、
   商用電源の復帰開始後、
   前記直流入力部に設けられた電源ラインの電圧値が増加開始してから前記電圧検出信号が切換えられる迄の第１の復帰期間は、前記直流入力部に設けられた電源ラインの電圧値が増加開始してから前記ウォッチドッグ信号が切換る迄の第２の復帰期間よりも長期間とされることを特徴とする電源装置。
2. 特に、前記第１の復帰期間は、前記商用電源の電圧実効値が所定期間かけて回復する場合において、前記第２の復帰期間よりも長期間とされることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
3. 前記規制期間モードへ切換えられるタイミングは、前記商用電源の電圧実効値が所定期間かけて停電状態へ変化する場合において、前記ウォッチドッグ信号が前記ゼロクロス信号の異常を示す信号へ切換るタイミングよりも早期に設定されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電源装置。

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