JP2016070831A - Power failure detection circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、交流電源の停電を検知する停電検知回路に関する。 The present invention relates to a power failure detection circuit that detects a power failure of an AC power supply.
従来より、交流電源の停電を検知する技術が提案されている(例えば、特許文献1〜3を参照)。
Conventionally, techniques for detecting a power failure of an AC power supply have been proposed (see, for example,
例えば、特許文献1には、交流電源から供給された電圧を整流器により直流化し、かつ、平滑コンデンサで平滑化することで得られた直流電圧に応じて停電を検知する回路が開示されている。
For example,
また、特許文献2に開示された電源異常検知装置は、商用電源の電圧をパルス幅に変換し、そのパルス幅が規定値の範囲を越えたときに電源異常と判定する。
さらに、特許文献3に開示された電流調整装置では、商用電源と接続された電流トランスと負荷回路との間に参照端が接続された停電検出回路が、その参照端に印加された電圧に基づいて停電したか否かを判定する。
The power supply abnormality detection device disclosed in
Furthermore, in the current regulator disclosed in
しかしながら、交流電源から負荷回路へ電力を供給する回路に、電圧を平滑化したり、あるいはノイズ軽減のために、コンデンサが接続されていることがある。このような場合、交流電源が停電すると、そのコンデンサが放電することで、停電を検知する回路に印加される電圧の変化が緩やかとなり、停電の発生から停電の検知までに時間がかかってしまうおそれがあった。 However, a capacitor may be connected to a circuit that supplies power from the AC power supply to the load circuit in order to smooth the voltage or reduce noise. In such a case, when the AC power supply fails, the capacitor is discharged, and the change in the voltage applied to the circuit that detects the power failure becomes gradual, and it may take time from the occurrence of the power failure to the detection of the power failure. was there.
そこで、本発明は、交流電源の停電の検知に要する時間を短縮できる停電検知回路を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the power failure detection circuit which can shorten the time which detection of the power failure of AC power supply is required.
本発明の一つの形態として、停電検知回路が提供される。この停電検知回路は、第1の端子と第2の端子とを有する交流電源の第1の端子と接続され、第1の端子の電位が基準電位よりも高い第1の状態となった時点から、その第1の状態が維持されている第1の時間が第1の所定期間を過ぎると交流電源に異常が生じたことを表す電源異常信号を出力する第1のタイマ回路と、交流電源の第2の端子と接続され、第2の端子の電位が基準電位よりも高くなると第1の時間を0にリセットする第1の位相反転検知回路と、交流電源の第2の端子と接続され、第2の端子の電位が基準電位よりも高い第2の状態となった時点から、その第2の状態が維持されている第2の時間が第2の所定期間を過ぎると電源異常信号を出力する第2のタイマ回路と、交流電源の第1の端子と接続され、第1の端子の電位が基準電位よりも高くなると第2の時間を0にリセットする第2の位相反転検知回路とを有することを特徴とする。 As one aspect of the present invention, a power failure detection circuit is provided. This power failure detection circuit is connected to a first terminal of an AC power supply having a first terminal and a second terminal, and from the time when the potential of the first terminal is in a first state higher than the reference potential. A first timer circuit that outputs a power supply abnormality signal indicating that an abnormality has occurred in the AC power supply when the first time during which the first state is maintained exceeds a first predetermined period; Connected to the second terminal, connected to the first phase inversion detection circuit that resets the first time to 0 when the potential of the second terminal becomes higher than the reference potential, and the second terminal of the AC power supply; From the time when the potential of the second terminal becomes the second state higher than the reference potential, a power failure signal is output when the second time during which the second state is maintained exceeds the second predetermined period. Connected to the first timer terminal and the first terminal of the AC power supply. There and having a second phase inversion detecting circuit becomes higher than the reference potential the second time is reset to zero.
この停電検知回路において、第1の所定期間及び第2の所定期間は交流電圧の周期の1/2から交流電圧の周期の3倍までの期間であることが好ましい。 In this power failure detection circuit, it is preferable that the first predetermined period and the second predetermined period are periods from 1/2 of the cycle of the AC voltage to 3 times the cycle of the AC voltage.
またこの停電検知回路において、第1のタイマ回路は、制御端子が第1の端子と接続される第1のスイッチング素子と、第1のスイッチング素子を介して一端が定電圧源と接続されるコンデンサと、そのコンデンサの一端に制御端子が接続され、かつ、一方の端子が停電検知回路の出力端子と接続され、他方の端子が接地される第2のスイッチング素子とを有することが好ましい。この場合において、第1の位相反転検知回路は、制御端子が第2の端子と接続され、一方の端子が上記のコンデンサの一端と接続され、他方の端子が接地される第3のスイッチング素子を有することが好ましい。
この場合、第1の時間中、第1のスイッチング素子がオンとなってコンデンサが充電され、第1の時間が第1の所定期間を過ぎると、第2のスイッチング素子がオンとなることで出力端子から電源異常信号が出力され、一方、第1の時間が第1の所定期間に達する前に第2の端子の電位が基準電位よりも高くなると、第3のスイッチング素子がオンとなることでコンデンサが放電されて、第1の時間が0にリセットされることが好ましい。
In the power failure detection circuit, the first timer circuit includes a first switching element whose control terminal is connected to the first terminal, and a capacitor whose one end is connected to the constant voltage source via the first switching element. And a second switching element having a control terminal connected to one end of the capacitor, one terminal connected to the output terminal of the power failure detection circuit, and the other terminal grounded. In this case, the first phase inversion detection circuit includes a third switching element having a control terminal connected to the second terminal, one terminal connected to one end of the capacitor, and the other terminal grounded. It is preferable to have.
In this case, during the first time, the first switching element is turned on to charge the capacitor, and when the first time has passed the first predetermined period, the second switching element is turned on to output. When the power supply abnormality signal is output from the terminal and the potential of the second terminal becomes higher than the reference potential before the first time reaches the first predetermined period, the third switching element is turned on. Preferably, the capacitor is discharged and the first time is reset to zero.
さらに、この停電検知回路は、第1の端子及び第2の端子と接続され、第1の端子の電圧及び第2の端子の電圧の何れもが交流電源から供給される交流電圧の周期の1/2よりも長い第3の所定期間にわたって所定の電圧に達しない場合に電源異常信号を出力する電圧低下検知回路をさらに有することが好ましい。 Further, the power failure detection circuit is connected to the first terminal and the second terminal, and both the voltage of the first terminal and the voltage of the second terminal are 1 of the cycle of the AC voltage supplied from the AC power source. It is preferable to further include a voltage drop detection circuit that outputs a power supply abnormality signal when the predetermined voltage is not reached over a third predetermined period longer than / 2.
本発明に係る停電検知回路は、交流電源の停電の検知に要する時間を短縮できるという効果を奏する。 The power failure detection circuit according to the present invention has an effect that the time required for detecting a power failure of the AC power supply can be shortened.
以下、本発明の一つの実施形態による停電検知回路を、図を参照しつつ説明する。この停電検知回路は、交流電源から供給される電圧の位相反転がその交流の周期に応じているか否かを調べ、交流の周期に応じて想定される期間を越えても位相反転しない場合に交流電源の停電を検知することで、停電の検知に要する時間を短縮する。 Hereinafter, a power failure detection circuit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This power failure detection circuit checks whether or not the phase inversion of the voltage supplied from the AC power supply is in accordance with the AC cycle, and if the phase does not invert even after the period assumed in accordance with the AC cycle, the AC By detecting a power failure, the time required to detect a power failure is reduced.
図1は、本発明の一つの実施形態に係る停電検知回路の回路図である。図1に示されるように、停電検知回路1は、電圧低下検知回路11と、第1のタイマ回路12−1及び第2のタイマ回路12−2と、第1の位相反転検知回路13−1及び第2の位相反転検知回路13−2とを有する。そして停電検知回路1は、交流電源2の第1の端子2−1及び第2の端子2−2に対して、交流電源2から供給される交流電圧を直流電圧に変換してその直流電圧を負荷回路(図示せず)へ供給する整流回路3と並列に接続される。そして停電検知回路1は、交流電源2の停電を検知するか、あるいは、交流電源2から供給される交流電圧の振幅が所定値以下となると、トリガ端子14から電源異常を表す信号を出力する。トリガ端子14は、例えば、交流電源2から整流回路3を介して供給される電力により駆動される負荷回路を持つ機器の制御回路(図示せず)などと接続され、トリガ端子14からの信号により、その機器に、交流電源2に電源異常が発生したことが通知される。
FIG. 1 is a circuit diagram of a power failure detection circuit according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the power
本実施形態では、トリガ端子14から出力される信号が電源異常を表す場合、トリガ端子14の出力電圧は相対的に低くなり、一方、トリガ端子14から出力される信号が交流電源2が正常動作していることを表す場合、トリガ端子14の出力電圧は相対的に高くなる。
In the present embodiment, when the signal output from the
なお、以下では、便宜上、第1の端子2−1の電位が第2の端子2−2の電位と等しく、かつ、その後に第1の端子2−1の電位が第2の端子2−2の電位よりも高くなる時点での交流電源2から供給される交流電圧の位相を0°とする。すなわち、第1の端子2−1の電位が第2の端子2−2の電位よりも高ければ、交流電源2から供給される交流電圧の位相は0°〜180°の範囲に含まれ、その電位差が最大となる場合に位相は90°となる。逆に、第1の端子2−1の電位よりも第2の端子2−2の電位の方が高ければ、交流電源2から供給される交流電圧の位相は180°〜360°の範囲に含まれ、その電位差が最大となる場合に位相は270°となる。また、便宜上、交流電圧の位相が0°〜180°に含まれる場合、電圧及びその位相は正であるとし、交流電圧の位相が180°〜360°に含まれる場合、電圧及びその位相は負であるとする。
In the following, for the sake of convenience, the potential of the first terminal 2-1 is equal to the potential of the second terminal 2-2, and the potential of the first terminal 2-1 is thereafter set to the second terminal 2-2. The phase of the AC voltage supplied from the
電圧低下検知回路11は、交流電源2から供給される交流電圧が所定の期間(第3の所定期間)にわたって所定の閾値電圧以下となった場合に、電源異常を表す信号をトリガ端子14に出力させる。そのために、電圧低下検知回路11は、二つのダイオードD1、D2と、ツェナーダイオードZD1と、二つのNPN型のバイポーラトランジスタ(以下、単にトランジスタと呼ぶ)TR1、TR2と、コンデンサC1とを有する。
The voltage
ダイオードD1のアノード端子は交流電源2の第1の端子2−1と接続され、ダイオードD2のアノード端子は交流電源2の第2の端子2−2と接続される。そしてその二つのダイオードD1、D2の何れのカソード端子も、ツェナーダイオードZD1のカソード端子と接続される。また、ツェナーダイオードZD1のアノード端子は、抵抗R1を介してスイッチング素子であるトランジスタTR1のベース端子と接続される。なお、ベース端子は、スイッチング素子のオン・オフを切り替えるための信号が入力される制御端子の一例である。また、トランジスタTR1のコレクタ端子は、抵抗R2を介して定電圧源Vccと接続される。一方、トランジスタTR1のエミッタ端子は接地される。
The anode terminal of the diode D1 is connected to the first terminal 2-1 of the
さらに、コンデンサC1の正極側の一端も、抵抗R2を介して定電圧源Vccと接続されるとともに、その正極側の一端は、抵抗R3を介してスイッチング素子であるトランジスタTR2のベース端子に接続される。一方、コンデンサC1の負極側の他端は接地される。 Furthermore, one end on the positive side of the capacitor C1 is also connected to the constant voltage source Vcc via the resistor R2, and one end on the positive side is connected to the base terminal of the transistor TR2 as a switching element via the resistor R3. The On the other hand, the other end on the negative electrode side of the capacitor C1 is grounded.
また、トランジスタTR2のコレクタ端子は、抵抗R4を介して定電圧源Vccと接続されるとともに、トリガ端子14と接続される。一方、トランジスタTR2のエミッタ端子は接地される。
The collector terminal of the transistor TR2 is connected to the constant voltage source Vcc via the resistor R4 and to the
以下、電圧低下検知回路11の動作について説明する。
交流電源2の第1の端子2−1及び第2の端子2−2の何れかの電圧がツェナーダイオードZD1のツェナー電圧よりも高い場合、トランジスタTR1のベース端子に電流が流れ、トランジスタTR1はオンとなる。そのため、トランジスタTR2のベース端子には電流が流れず、トランジスタTR2はオフとなる。そのため、トリガ端子14の電圧が定電圧源Vccから供給される電圧に応じた比較的高い値となる。すなわち、トリガ端子14からは、交流電源2が正常動作していることを表す信号が出力される。なお、このツェナー電圧は、上記の閾値電圧の一例であり、例えば、負荷回路が正常動作可能な電圧を得ることができる交流電圧の振幅の最小値、例えば、交流電源2の定格電圧の1/5〜1/2に設定される。
Hereinafter, the operation of the voltage
When the voltage of either the first terminal 2-1 or the second terminal 2-2 of the
一方、交流電源2の第1の端子2−1及び第2の端子2−2の両方の電圧がツェナーダイオードZD1のツェナー電圧よりも低下すると、トランジスタTR1のベース端子に電流が流れず、トランジスタTR1はオフとなるので、コンデンサC1は、定電圧源Vccからの電圧により充電される。コンデンサC1の充電量がある一定値に達する遅延期間が経過するまでは、トランジスタTR2のベース端子に電流が流れず、トランジスタTR2がオフのまま維持される。なお、この遅延時間は、上記の第3の所定期間に対応する。したがって、交流電源2が正常動作しており、その遅延期間が経過する前に、第1の端子2−1及び第2の端子2−2の何れか一方の電圧がツェナーダイオードZD1のツェナー電圧よりも高くなれば、トリガ端子14が電源異常を表す信号を出力することはない。
On the other hand, when the voltage at both the first terminal 2-1 and the second terminal 2-2 of the
しかし、交流電源2から出力される交流電圧の振幅が低下して、第1の端子2−1及び第2の端子2−2の何れから出力される電圧も、ツェナーダイオードZD1のツェナー電圧よりも高くならなければ、遅延期間内にトランジスタTR1がオンにならないので、トランジスタTR2のベース端子に電流が流れてトランジスタTR2がオンとなる。その結果、トリガ端子14の電圧が低下し、トリガ端子14から、電源異常を表す信号が出力されることになる。なお、交流電源2が正常動作している場合に、電源異常を表す信号が出力されることがないよう、遅延時間が交流電圧の周期の1/2よりも長くなるようにコンデンサC1の容量及び抵抗R3の抵抗値が設定されることが好ましい。一方、交流電源2から供給される交流電圧が低下してから、そのことを検知するまでに要する時間を短縮するために、遅延時間が交流電圧の周期よりも短くなるようにコンデンサC1の容量及び抵抗R3の抵抗値が設定されることが好ましい。
However, the amplitude of the AC voltage output from the
第1のタイマ回路12−1は、交流電源2から供給される交流電圧が負から正に変化した時点(すなわち、交流電圧の位相が0°になった時点)から、電圧が正の状態(第1の状態)のまま維持される経過時間が所定の期間(以下、第1の所定期間と呼ぶ)を経過すると電源異常を表す信号をトリガ端子14に出力させる。なお、本実施形態においては、交流電源2から供給される交流電圧が負から正に変化した時点は、交流電源2の第1の端子2−1の電位が基準電位よりも高くなった時点に対応する。また基準電位は、停電検知回路1の接地電位である。
The first timer circuit 12-1 is in a state in which the voltage is positive from the time when the AC voltage supplied from the
同様に、第2のタイマ回路12−2は、交流電源2から供給される交流電圧が正から負に変化した時点(すなわち、交流電圧の位相が180°になった時点)から、電圧が負の状態(第2の状態)のまま維持される経過時間が所定の期間(以下、第2の所定期間と呼ぶ)を経過すると電源異常を表す信号をトリガ端子14に出力させる。なお、本実施形態においては、交流電源2から供給される交流電圧が正から負に変化した時点は、交流電源2の第2の端子2−2の電位が基準電位よりも高くなった時点に対応する。
Similarly, the second timer circuit 12-2 has a negative voltage when the AC voltage supplied from the
第1の位相反転検知回路13−1は、交流電源2から供給される交流電圧が正から負に反転すると(すなわち、交流電圧の位相が180°になると)、第1のタイマ回路12−1による、第1の状態の経過時間をリセットする。同様に、第2の位相反転検知回路13−2は、交流電源2から供給される交流電圧が負から正に反転すると(すなわち、交流電圧の位相が0°になると)、第2のタイマ回路12−2による、第2の状態の経過時間をリセットする。
When the AC voltage supplied from the
第1のタイマ回路12−1と第2のタイマ回路12−2とは、それぞれ、第1のタイマ回路12−1の入力端子が交流電源2の第1の端子2−1と接続され、第2のタイマ回路12−2の入力端子が交流電源2の第2の端子2−2と接続される点を除いて、同一の構成とすることができる。同様に、第1の位相反転検知回路13−1と第2の位相反転検知回路13−2とは、それぞれ、第1の位相反転検知回路13−1の入力端子が交流電源2の第2の端子2−2と接続され、第2の位相反転検知回路13−2の入力端子が交流電源2の第1の端子2−1と接続される点を除いて、同一の構成とすることができる。
そこで以下では、第1のタイマ回路12−1と第1の位相反転検知回路13−1について説明する。
In the first timer circuit 12-1 and the second timer circuit 12-2, the input terminal of the first timer circuit 12-1 is connected to the first terminal 2-1 of the
Therefore, hereinafter, the first timer circuit 12-1 and the first phase inversion detection circuit 13-1 will be described.
第1のタイマ回路12−1は、ダイオードD3と、3個のバイポーラトランジスタ(以下、単にトランジスタと呼ぶ)TR3〜TR5と、コンデンサC2とを有する。 The first timer circuit 12-1 includes a diode D3, three bipolar transistors (hereinafter simply referred to as transistors) TR3 to TR5, and a capacitor C2.
第1のタイマ回路12−1の入力端子であるダイオードD3のアノード端子は交流電源2の第1の端子2−1と接続され、一方、カソード端子は、抵抗R5を介してNPN型のトランジスタTR3のベース端子と接続される。
The anode terminal of the diode D3, which is the input terminal of the first timer circuit 12-1, is connected to the first terminal 2-1 of the
トランジスタTR3のコレクタ端子は、抵抗R6及びR7を介して定電圧源Vccと接続され、さらに、抵抗R7を介してPNP型のトランジスタTR4のベース端子と接続される。一方、トランジスタTR3のエミッタ端子は接地される。また、トランジスタTR4のエミッタ端子は定電圧源Vccと接続され、一方、トランジスタTR4のコレクタ端子は、抵抗R8を介してコンデンサC2の一端と接続される。さらに、トランジスタTR4のコレクタ端子は、抵抗R8及びR9を介してNPN型のトランジスタTR5のベース端子と接続される。
トランジスタTR3及びTR4は、第1のタイマ回路12−1が有する第1のスイッチング素子の一例である。
The collector terminal of the transistor TR3 is connected to the constant voltage source Vcc via the resistors R6 and R7, and is further connected to the base terminal of the PNP transistor TR4 via the resistor R7. On the other hand, the emitter terminal of the transistor TR3 is grounded. The emitter terminal of the transistor TR4 is connected to the constant voltage source Vcc, while the collector terminal of the transistor TR4 is connected to one end of the capacitor C2 via the resistor R8. Further, the collector terminal of the transistor TR4 is connected to the base terminal of the NPN transistor TR5 via resistors R8 and R9.
The transistors TR3 and TR4 are an example of a first switching element included in the first timer circuit 12-1.
上述したように、コンデンサC2の正極側の一端は、抵抗R8、R9を介してトランジスタTR4のコレクタ端子及びトランジスタTR5のベース端子と接続されるとともに、第1の位相反転検知回路13−1の出力端子と接続される。また、コンデンサC2の負極側の他端は接地される。 As described above, one end of the positive side of the capacitor C2 is connected to the collector terminal of the transistor TR4 and the base terminal of the transistor TR5 via the resistors R8 and R9, and the output of the first phase inversion detection circuit 13-1. Connected to terminal. The other end of the capacitor C2 on the negative electrode side is grounded.
さらに、第1のタイマ回路12−1の出力端子である、トランジスタTR5のコレクタ端子は、トリガ端子14と接続され、一方、トランジスタTR5のエミッタ端子は接地される。トランジスタTR5は、第1のタイマ回路12−1が有する第2のスイッチング素子の一例である。
Furthermore, the collector terminal of the transistor TR5, which is the output terminal of the first timer circuit 12-1, is connected to the
第1の位相反転検知回路13−1は、ダイオードD4と、スイッチング素子である、NPN型のバイポーラトランジスタ(以下、単にトランジスタと呼ぶ)TR6を有する。 The first phase inversion detection circuit 13-1 includes a diode D4 and an NPN bipolar transistor (hereinafter simply referred to as a transistor) TR6, which is a switching element.
第1の位相反転検知回路13−1の入力端子であるダイオードD4のアノード端子は交流電源2の第2の端子2−2と接続され、一方、カソード端子は、抵抗R10を介してトランジスタTR6のベース端子と接続される。第1の位相反転検知回路13−1の出力端子であるトランジスタTR6のコレクタ端子は、第1のタイマ回路12−1のコンデンサC2の正極側の端子と接続される。一方、トランジスタTR6のエミッタ端子は接地される。
The anode terminal of the diode D4, which is the input terminal of the first phase inversion detection circuit 13-1, is connected to the second terminal 2-2 of the
以下、第1のタイマ回路12−1及び第1の位相反転検知回路13−1の動作について説明する。 Hereinafter, operations of the first timer circuit 12-1 and the first phase inversion detection circuit 13-1 will be described.
交流電源2から出力される交流電圧が負から正に変わると、第1の端子2−1の電位が基準電位である停電検知回路1の接地電位よりも高くなり、第1の端子2−1からダイオードD3を介してトランジスタTR3のベース端子に電流が流れるので、トランジスタTR3はオンとなる。そのため、トランジスタTR4のベース端子にも電流が流れて、トランジスタTR4もオンとなる。その結果、コンデンサC2の充電が開始される。そして交流電圧が正となっている間、コンデンサC2の充電が継続する。交流電圧が負から正に変わってから正のまま保たれている経過時間が第1の所定期間を超えてコンデンサC2の充電が継続されると、トランジスタTR5のベース端子に電流が流れるようになり、トランジスタTR5がオンになる。トランジスタTR5がオンになると、定電圧源Vccからトリガ端子14を介してトランジスタTR5を通って電流が流れるので、トリガ端子14の電圧が低下し、トリガ端子から電源異常を表す信号が出力されるようになる。
When the AC voltage output from the
一方、詳細は後述するように、その経過時間が第1の所定期間に達するまでに、第1の位相反転検知回路13−1により第1のタイマ回路12−1がリセットされると、コンデンサC2は放電するので、トランジスタTR5はオフのまま保たれる。トランジスタTR5がオフであれば、第1のタイマ回路12−1によってトリガ端子14の出力電圧が相対的に低い電圧となることはない。
On the other hand, as will be described in detail later, if the first timer circuit 12-1 is reset by the first phase inversion detection circuit 13-1 before the elapsed time reaches the first predetermined period, the capacitor C2 Is discharged, the transistor TR5 remains off. When the transistor TR5 is off, the output voltage of the
また、交流電圧が負の間、トランジスタTR3のベース端子に電流が流れないのでトランジスタTR3はオフとなる。そのため、トランジスタTR4のベース端子にも電流が流れなくなり、トランジスタTR4もオフになる。その結果、コンデンサC2の充電は停止される。そのため、既にトランジスタTR5がオンになっていない限り、トランジスタTR5がオンになることはない。 Further, since the current does not flow to the base terminal of the transistor TR3 while the AC voltage is negative, the transistor TR3 is turned off. Therefore, no current flows through the base terminal of the transistor TR4, and the transistor TR4 is also turned off. As a result, charging of the capacitor C2 is stopped. For this reason, the transistor TR5 is not turned on unless the transistor TR5 is already turned on.
次に、第1の位相反転検知回路13−1について、交流電源2から出力される交流電圧が正の間、トランジスタTR6のベース端子に電流が流れないのでトランジスタTR6はオフとなる。そのため、第1のタイマ回路12−1のコンデンサC2が、トランジスタTR6を介して放電されることはない。
Next, for the first phase inversion detection circuit 13-1, while the AC voltage output from the
一方、交流電圧が正から負に変わると、第2の端子2−2の電位が基準電位である停電検知回路1の接地電位よりも高くなり、第2の端子2−2からダイオードD4を介してトランジスタTR6のベース端子に電流が流れるようになり、トランジスタTR6がオフになる。そのため、第1のタイマ回路12−1のコンデンサC2は、トランジスタTR6を介して放電されるので、第1のタイマ回路12−1はリセットされる。
On the other hand, when the AC voltage changes from positive to negative, the potential of the second terminal 2-2 becomes higher than the ground potential of the power
このように、交流電源2が停電しなければ、第1のタイマ回路12−1がトリガ端子14に電源異常を表す信号を出力させるよりも前に、第1のタイマ回路12−1は、第1の位相反転検知回路13−1によりリセットされるので、トリガ端子14から電源異常を表す信号が出力されることはない。しかし、交流電圧が正となっている間に交流電源2が停電すると、第1の所定期間が経過しても交流電圧が正から負に切り替わらないので、第1のタイマ回路12−1は、第1の位相反転検知回路13−1によりリセットされず、交流電圧が負から正に切り替わってから第1の所定期間経過後、トリガ端子14から電源異常を表す信号が出力されることになる。
As described above, if the
同様に、交流電圧の位相が負となっている間に交流電源2が停電すると、第2の所定期間が経過しても交流電圧が負から正に切り替わらないので、第2のタイマ回路12−2は、第2の位相反転検知回路13−2によりリセットされず、トリガ端子14から電源異常を表す信号が出力されることになる。
Similarly, if the
したがって、この停電検知回路1は、交流電源2の停電が発生してから、遅くとも、第1の所定期間及び第2の所定期間の長い方が経過した時点で停電を検知でき、電源異常が生じたことをトリガ端子14に接続される機器に知らせることができる。そのため、その機器は、交流電源2の停電が生じてから、その機器自身が動作を停止するまでの間の停電対策(例えば、交流電源2からの電力により駆動されている機器の動作状況を表すデータを不揮発性のメモリに記憶するなど)に利用できる時間を長くとることができる。
Therefore, the power
なお、交流電源2が正常動作している場合に、電源異常を表す信号が出力されることがないよう、第1及び第2の所定期間が交流電圧の周期の1/2以上となるように、第1のタイマ回路12−1及び第2のタイマ回路12−2のコンデンサC2の容量及び抵抗R9の抵抗値が設定されることが好ましい。一方、交流電源2が停電してから、そのことを検知するまでに要する時間を短縮するために、第1及び第2の所定期間が交流電圧の周期よりも短くなるようにコンデンサC2の容量及び抵抗R9の抵抗値が設定されることが好ましい。そこで例えば、第1及び第2の所定期間が交流電圧の周期の1/2から交流電圧の周期の3倍までの期間となるように、コンデンサC2の容量及び抵抗R9の抵抗値が設定されることが好ましい。第1及び第2の所定期間が交流電圧の周期の3倍以下となることで、停電検知回路1は、従来の停電検知回路よりも短期間で停電を検知できる。特に、第1及び第2の所定期間が交流電圧の周期の1/2に所定のオフセット(例えば、0.1〜1msec)を加えた期間となるように、コンデンサC2の容量及び抵抗R9の抵抗値が設定されることが好ましい。例えば、第1及び第2の所定期間が交流電圧の周期の1/2となるようにコンデンサC2の容量及び抵抗R9の抵抗値が設定される場合、停電検知回路1は、遅くとも、交流電源2が停電してから交流電圧の周期の1/2が経過した時点(例えば、交流電圧の周期が50Hzであれば、10msecを経過した時点であり、交流電圧の周期が60Hzであれば、8.3msecを経過した時点)で停電が発生したことを検知できる。
In addition, when the
図2は、交流電源が正常動作している場合における、停電検知回路の各部の電圧の時間変化を示す図である。図2において、横軸は時間を表し、縦軸は電圧を表す。波形200は、トリガ端子14からの出力電圧の時間変化を表す。波形201は、第1のタイマ回路12−1のコンデンサC2の正極側端子の電圧の時間変化を表す。また、波形202は、第2のタイマ回路12−2のコンデンサC2の正極側端子の電圧の時間変化を表す。さらに、波形203は、電圧低下検知回路11のコンデンサC1の正極側端子の電圧の時間変化を表す。そして波形204は、交流電源2から出力される交流電圧の波形である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a temporal change in voltage of each part of the power failure detection circuit when the AC power supply is operating normally. In FIG. 2, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents voltage. A
時刻t1にて交流電圧が負から正に変わるのに伴い、第1のタイマ回路12−1のコンデンサC2の充電が開始されるので、波形201に示されるように、第1のタイマ回路12−1のコンデンサC2の正極側端子の電圧も上昇する。しかし、時刻t4にて交流電圧が正から負に変わるので、第1のタイマ回路12−1のコンデンサC2は放電し、第1のタイマ回路12−1のコンデンサC2の正極側端子の電圧は、第1のタイマ回路12−1のトランジスタTR5がオンとなる電圧に達する前にほぼ0になるまで低下する。逆に、波形202に示されるように、第2のタイマ回路12−2のコンデンサC2の正極側端子の電圧は上昇を開始する。しかし、時刻t7にて交流電圧が負から正に変わるので、第2のタイマ回路12−2のコンデンサC2は放電し、第2のタイマ回路12−2のコンデンサC2の正極側端子の電圧は、第2のタイマ回路12−2のトランジスタTR5がオンとなる電圧に達する前にほぼ0になるまで低下する。交流電圧の1周期ごとに、各タイマ回路のコンデンサC2の正極側端子において、このような電圧変化が繰り返される。
As the AC voltage changes from negative to positive at time t1, charging of the capacitor C2 of the first timer circuit 12-1 is started, so that as shown in the
また、波形203に示されるように、時刻t0から時刻t2の間、第1の端子2−1及び第2の端子2−2の何れの電圧もツェナーダイオードZD1のツェナー電圧以下となるので、電圧低下検知回路11のコンデンサC1の正極側端子の電圧は上昇する。しかし、時刻t2において、第1の端子2−1の電圧がツェナーダイオードZD1のツェナー電圧よりも高くなるので、コンデンサC1の正極側端子の電圧はトランジスタTR2がオンとなる電圧に達することなく、ほぼ0になるまで低下する。その後、時刻t3まで、第1の端子2−1の電圧がツェナーダイオードZD1のツェナー電圧よりも高いので、コンデンサC1の正極側端子の電圧はほぼ0のままとなる。
Further, as shown in the
時刻t3以降、第1の端子2−1及び第2の端子2−2の何れの電圧もツェナーダイオードZD1のツェナー電圧以下となるので、コンデンサC1の正極側端子の電圧は再び上昇を開始する。しかし、時刻t5において、第2の端子2−2の電圧がツェナーダイオードZD1のツェナー電圧よりも高くなるので、コンデンサC1の正極側端子の電圧はトランジスタTR2がオンとなる電圧に達することなく、ほぼ0になるまで低下する。その後、時刻t6まで、第2の端子2−2の電圧がツェナーダイオードZD1のツェナー電圧よりも高いので、コンデンサC1の正極側端子の電圧はほぼ0のままとなる。 After time t3, the voltage at both the first terminal 2-1 and the second terminal 2-2 becomes equal to or lower than the Zener voltage of the Zener diode ZD1, so that the voltage at the positive terminal of the capacitor C1 starts to rise again. However, since the voltage at the second terminal 2-2 becomes higher than the Zener voltage at the Zener diode ZD1 at time t5, the voltage at the positive terminal of the capacitor C1 does not reach the voltage at which the transistor TR2 is turned on. Decreases until zero. Thereafter, until time t6, the voltage at the second terminal 2-2 is higher than the Zener voltage of the Zener diode ZD1, so the voltage at the positive terminal of the capacitor C1 remains substantially zero.
以後、交流電圧の1周期ごとに、コンデンサC1の正極側端子において、このような電圧変化が繰り返される。そのため、波形200に示されるように、トリガ端子14からの出力電圧は、電源異常を示す電圧とならず、交流電源2が正常動作していることを表す電圧のまま維持される。
Thereafter, such a voltage change is repeated at the positive terminal of the capacitor C1 every cycle of the AC voltage. Therefore, as shown in the
図3は、交流電源が停電した場合における、停電検知回路の各部の電圧の時間変化を示す図である。図3において、横軸は時間を表し、縦軸は電圧を表す。波形300は、トリガ端子14からの出力電圧の時間変化を表す。波形301は、第1のタイマ回路12−1のコンデンサC2の正極側端子の電圧の時間変化を表す。また、波形302は、第2のタイマ回路12−2のコンデンサC2の正極側端子の電圧の時間変化を表す。さらに、波形303は、電圧低下検知回路11のコンデンサC1の正極側端子の電圧の時間変化を表す。そして波形304は、交流電源2から出力される交流電圧の波形である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a temporal change in voltage of each part of the power failure detection circuit when the AC power supply fails. In FIG. 3, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents voltage. A
この例では、波形304に示されるように、時刻t1で停電が発生し、その後、交流電源からの電圧は正、すなわち、第1の端子2−1の電位が第2の端子2−2の電位よりも高い状態で一定となっている。そのため、第1のタイマ回路12−1のコンデンサC2の充電が継続されるので、波形301に示されるように、第1のタイマ回路12−1のコンデンサC2の正極側端子の電圧は上昇を続け、時刻t2にて第1のタイマ回路12−1のトランジスタTR5がオンとなる電圧に達する。そのため、波形300に示されるように、時刻t2以降、トリガ端子14からの出力電圧は低下し、停電が検知されたことが分かる。なお、波形302に示されるように、時刻t1以降では、第1の端子2−1の電位が第2の端子2−2の電位よりも高い状態で一定となっているため、第2のタイマ回路12−2のコンデンサC2の正極側端子の電圧は、ほぼ0のまま一定となる。さらに、時刻t1以降、第1の端子2−1の電圧がツェナーダイオードZD1のツェナー電圧よりも高いままとなっているので、電圧低下検知回路11のコンデンサC1の正極側端子の電圧はほぼ0のままとなる。
In this example, as shown in the
以上に説明してきたように、この停電検知回路は、交流電源から供給される交流電圧の位相が所定の期間を越えても正から負または負から正に反転しない場合に交流電源の停電を検知する。そのため、この停電検知回路は、交流電源に接続されたコンデンサなどの影響により、停電発生後の電圧変化が緩やかであっても、停電の発生を迅速に検知できる。またこの停電検知回路は、簡単な回路構成で交流電源の停電を検知できる。さらに、この停電検知回路は、交流電源から供給された交流電圧の低下を検知する回路を別途有するので、交流電源が完全に停止せず、供給された交流電圧が低下したことも検知できる。 As explained above, this power failure detection circuit detects a power failure of the AC power source when the phase of the AC voltage supplied from the AC power source exceeds a predetermined period and does not reverse from positive to negative or negative to positive. To do. For this reason, the power failure detection circuit can quickly detect the occurrence of a power failure even if the voltage change after the power failure occurs moderately due to the influence of a capacitor or the like connected to the AC power supply. This power failure detection circuit can detect a power failure of the AC power supply with a simple circuit configuration. Furthermore, since this power failure detection circuit has a separate circuit for detecting a drop in the AC voltage supplied from the AC power supply, the AC power supply does not stop completely, and it can also be detected that the supplied AC voltage has dropped.
変形例によれば、各回路において、バイポーラトランジスタの代わりに、MOSFETあるいは他のスイッチング素子が用いられてもよい。 According to the modification, MOSFETs or other switching elements may be used in each circuit instead of bipolar transistors.
また、他の変形例によれば、第1のタイマ回路は、トランジスタTR3、TR4及びコンデンサC2の代わりに、コンパレータと、サンプリング回路と、カウンタとを有していてもよい。例えば、コンパレータの入力の一方は、交流電源2の第1の端子2−1と接続され、コンパレータの入力の他方は接地される。そしてコンパレータは、第1の端子2−1の電位が第2の端子2−2の電位よりも高い(すなわち、交流電圧の位相が正)のときに相対的に高い電圧を出力し、一方、第1の端子2−1の電位が第2の端子2−2の電位よりも低い(すなわち、交流電圧の位相が負)のときに相対的に低い電圧を出力する。サンプリング回路は、交流電圧の周期よりも短い所定の周期(例えば、0.1msec〜1msec)でコンパレータから出力された電圧をサンプリングして、コンパレータからの出力電圧が相対的に高い場合にパルス信号を生成する。そしてサンプリング回路の出力端子は、カウンタの入力端子と接続される。カウンタは、サンプリング回路からパルス信号が入力される度に、カウント値を1インクリメントする。そしてカウンタは、カウント値が交流電圧の周期の1/2の期間に入力されるパルス信号の数に相当する閾値を越えたとき、トランジスタTR5をオンにすることで、トリガ端子14から電源異常を表す信号が出力される。
According to another modification, the first timer circuit may include a comparator, a sampling circuit, and a counter instead of the transistors TR3 and TR4 and the capacitor C2. For example, one input of the comparator is connected to the first terminal 2-1 of the
この場合、第1の位相反転検知回路13−1も、トランジスタTR6の代わりにコンパレータを有していてもよい。そしてコンパレータの入力の一方は、交流電源2の第2の端子2−2と接続され、コンパレータの入力の他方は接地される。そしてコンパレータは、第2の端子2−2の電位が第1の端子2−1の電位よりも高い(すなわち、交流電圧の位相が負)のときに相対的に高い電圧を出力し、一方、第2の端子2−2の電位が第1の端子2−1の電位よりも低い(すなわち、交流電圧の位相が正)のときに相対的に低い電圧を出力する。そしてコンパレータからの出力は、カウンタのリセット端子に入力され、コンパレータが相対的に高い電圧を出力すると、カウンタがリセットされる。これにより、交流電源2が正常動作している場合には、カウンタのカウント値が閾値に達するよりも前にリセットされるので、トリガ端子14が電源異常を表す信号を出力することが防止される。
なお、第2のタイマ回路12−2及び第2の位相反転検知回路13−2も、上記の変形例のように構成されてもよい。
In this case, the first phase inversion detection circuit 13-1 may also have a comparator instead of the transistor TR6. One input of the comparator is connected to the second terminal 2-2 of the
The second timer circuit 12-2 and the second phase inversion detection circuit 13-2 may also be configured as in the above modification.
上記の実施形態または変形例による停電検知回路は、例えば、弾球遊技機または回胴遊技機といった遊技機に搭載されてもよい。 The power failure detection circuit according to the above-described embodiment or modification may be mounted on a gaming machine such as a ball game machine or a spinning game machine.
このように、当業者は、本発明の範囲内で、実施される形態に合わせて様々な変更を行うことができる。 As described above, those skilled in the art can make various modifications in accordance with the embodiment to be implemented within the scope of the present invention.
1 停電検知回路
2 交流電源
2−1 第1の端子
2−2 第2の端子
3 整流回路
11 電圧低下検知回路
12−1 第1のタイマ回路
12−2 第2のタイマ回路
13−1 第1の位相反転検知回路
13−2 第2の位相反転検知回路
14 トリガ端子
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記交流電源の前記第2の端子と接続され、前記第2の端子の電位が前記基準電位よりも高くなると、前記第1の時間を0にリセットする第1の位相反転検知回路と、
前記交流電源の前記第2の端子と接続され、前記第2の端子の電位が前記基準電位よりも高い第2の状態となった時点から、当該第2の状態が維持されている第2の時間が第2の所定期間を過ぎると前記電源異常信号を出力する第2のタイマ回路と、
前記交流電源の前記第1の端子と接続され、前記第1の端子の電位が前記基準電位よりも高くなると、前記第2の時間を0にリセットする第2の位相反転検知回路と、
を有することを特徴とする停電検知回路。 The first terminal is connected to the first terminal of the AC power source having the first terminal and the second terminal, and the first terminal is in a first state in which the potential of the first terminal is higher than the reference potential. A first timer circuit that outputs a power supply abnormality signal indicating that an abnormality has occurred in the AC power supply when a first time during which the state is maintained exceeds a first predetermined period;
A first phase inversion detection circuit that is connected to the second terminal of the AC power supply and resets the first time to 0 when the potential of the second terminal becomes higher than the reference potential;
The second state in which the second state is maintained from the time when the second state is connected to the second terminal of the AC power source and the potential of the second terminal is higher than the reference potential. A second timer circuit for outputting the power abnormality signal when time passes a second predetermined period;
A second phase inversion detection circuit that is connected to the first terminal of the AC power supply and resets the second time to 0 when the potential of the first terminal becomes higher than the reference potential;
A power failure detection circuit characterized by comprising:
前記第1の位相反転検知回路は、制御端子が前記第2の端子と接続され、一方の端子が前記コンデンサの一端と接続され、他方の端子が接地される第3のスイッチング素子を有し、
前記第1の時間中、前記第1のスイッチング素子がオンとなって前記コンデンサが充電され、前記第1の時間が前記第1の所定期間を過ぎると、前記第2のスイッチング素子がオンとなることで前記出力端子から前記電源異常信号が出力され、
一方、前記第1の時間が前記第1の所定期間に達する前に前記第2の端子の電位が前記基準電位よりも高くなると、前記第3のスイッチング素子がオンとなることで前記コンデンサが放電されて、前記第1の時間が0にリセットされる、
請求項1または2に記載の停電検知回路。 The first timer circuit includes a first switching element having a control terminal connected to the first terminal, a capacitor having one end connected to a constant voltage source via the first switching element, and the capacitor A control terminal is connected to the one end of the second switching element, and one terminal is connected to the output terminal of the power failure detection circuit, and the other terminal is grounded.
The first phase inversion detection circuit includes a third switching element having a control terminal connected to the second terminal, one terminal connected to one end of the capacitor, and the other terminal grounded.
During the first time, the first switching element is turned on to charge the capacitor, and when the first time has passed the first predetermined period, the second switching element is turned on. The power abnormality signal is output from the output terminal,
On the other hand, if the potential of the second terminal becomes higher than the reference potential before the first time reaches the first predetermined period, the capacitor is discharged by turning on the third switching element. The first time is reset to zero,
The power failure detection circuit according to claim 1 or 2.
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