JP2020162239A - モニタリングモジュール - Google Patents
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Abstract
Description
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
図1は、本実施形態のシステム1の一例を示す図である。システム1は、モニタ装置10と、入力電源20と、電源装置30と、負荷装置40とを備える。
入力電源20とは、例えば、商用電源(単相100V〜240V、50Hz又は60Hz)である。入力電源20は、例えば、商用電源のコンセント(又はアウトレット)としての電源端子21を備える。この一例において、電源端子21には、第1電源端子21A(例えば、L極の端子)と、第2電源端子21B(例えば、N極の端子)との2つの極性の端子がある。
電源装置30は、例えば、スイッチング電源装置であって、供給される交流電力を直流電力に変換して出力する。電源装置30は、入力側端子31と、出力側端子32とを備える。入力側端子31には、第1入力側端子31A(例えば、L極の端子)と、第2入力側端子31B(例えば、N極の端子)と、入力側FG端子31F(例えば、電源装置30のフレームグランド(FG)の端子)とがある。出力側端子32には、第1出力側端子321(例えば、正極電位の出力端子)と、第2出力側端子322(例えば、負極電位の出力端子)とがある。
負荷装置40とは、例えば、供給される直流電力によって動作する種々の装置である。負荷装置40は、負荷装置端子41を備える。負荷装置端子41には、第1負荷装置端子411(例えば、正極電源端子)と、第2負荷装置端子412(例えば、負極電源端子)とがある。
また、本実施形態ではモニタ装置10の監視対象が単相の交流電源である場合について説明するが、これに限られない。例えば、モニタ装置10の監視対象が多相(例えば、三相)の電源であってもよい。この場合、モニタ装置10は、各相間及び各相とFGとの間をそれぞれ監視するように構成されていてもよい。
モニタ装置10は、モニタリングモジュールとも称し、入力電源20から電源装置30に対して供給される電力の状況を監視する。モニタ装置10は、中継端子11と、FG端子12と、遮光部13と、サージ抑制部130と、増幅部170と、パルス時間変換部180と、制御部190と、計時部191と、表示部192と、通信部193と、出力端子14とを備える。
第1中継端子11A1と、第2中継端子11A2とは互いに電気的に接続されている。第1中継端子11A1には、入力電源20の第1電源端子21Aに接続された配線(例えば、L極配線)が接続される。第2中継端子11A2には、電源装置30の第1入力側端子31Aに接続された配線(例えば、L極配線)が接続される。これにより、入力電源20の第1電源端子21Aと、電源装置30の第1入力側端子31Aとが電気的に接続される。
これと同様に、第3中継端子11B1と、第4中継端子11B2とは互いに電気的に接続されている。第3中継端子11B1には、入力電源20の第2電源端子21Bに接続された配線(例えば、N極配線)が接続される。第4中継端子11B2には、電源装置30の第2入力側端子31Bに接続された配線(例えば、N極配線)が接続される。これにより、入力電源20の第2電源端子21Bと、電源装置30の第2入力側端子31Bとが電気的に接続される。
サージ抑制部130は、入力側端子31の各端子間に配置される。本実施形態の一例では、サージ抑制部130は、第1入力側端子31Aと第2入力側端子31Bとの間(L極−N極間)、第1入力側端子31Aと入力側FG端子31Fとの間(L極−FG間)、第2入力側端子31Bと入力側FG端子31Fとの間(N極−FG間)に、それぞれ配置される。以下の説明において、L極−N極間に配置されるサージ抑制部130を、第1サージ抑制部13ABと、L極−FG間に配置されるサージ抑制部130を、第2サージ抑制部13AFと、N極−FG間に配置されるサージ抑制部130を、第3サージ抑制部13BFとも称する。これら各極を区別しない場合には、サージ抑制部130と総称する。
受光素子160は、上述した発光素子150と一対に配置される。本実施形態の一例の場合、受光素子160には、第1発光素子151となる第1受光素子161と、第2発光素子152と対となる第2受光素子162と、第3発光素子153と対となる第3受光素子163とがある。
図2は、本実施形態の増幅部170及びパルス時間変換部180の回路構成の一例を示す図である。同図においては、L極−N極間の回路構成を一例にして説明する。L極−FG間の回路構成及びN極−FG間の回路構成は、L極−N極間の回路構成と同様であるため、その説明を省略する。
第1受光素子161は、第1発光素子151と一対にして配置され、第1発光素子151が発する光を受光して、受光した光の強度に応じた大きさの光電流PC1(第1信号S1)を出力する。
スイッチ素子181は、例えば、エミッタ接地されたNPN型トランジスタを備えており、ベース端子に接続された第2信号S2に基づいて、コレクタ端子−エミッタ端子間の導通状態(オン状態)又は非導通状態(オフ状態)が選択される。
時定数回路182は、例えば、抵抗素子R1と容量素子C1とを備えており、スイッチ素子181に接続されスイッチ素子181の状態に応じて充放電される。より具体的には、抵抗素子R1は、一端が電源電位に、他端が容量素子C1の一端に接続される。容量素子C1は、他端が接地電位に接続される。時定数回路182の抵抗素子R1と容量素子C1との接続点PTには、抵抗素子R2を介してスイッチ素子181のコレクタ端子が接続される。
例えば、L極−N極間が測定対象である場合、測定対象の発光素子150は、第1発光素子151の1つである。この場合、増幅部170及びパルス時間変換部180は、第1発光素子151の数(つまり、1)に対応した、少なくとも1回路が配置される。また、L極−N極間、L極−FG間、N極−FG間のそれぞれが測定対象である場合、測定対象の発光素子150は、第1発光素子151〜第3発光素子153の3つである。この場合、増幅部170及びパルス時間変換部180は、発光素子150の数(つまり、3)に対応した、少なくとも3回路は、配置される。
上述では、L極−N極間を測定対象とする場合に配置される増幅部170及びパルス時間変換部180について説明した。L極−FG間及びN極−FG間を測定対象とする場合にも同様に配置されるが、その構成はL極−N極間を測定対象として配置される増幅部170及びパルス時間変換部180と同様であるため、その説明を省略する。
なお、入力電源20及び電源装置30の相数が、単相又は三相のいずれかの場合においても、増幅部170及びパルス時間変換部180は、電源の各相のうち、いずれかを測定対象として配置されればよく、すべての相間を測定対象として配置されなくてもよい。
(タイミングt1)サージ電圧が発生していない状態においては、増幅回路171が出力する第1信号S1は、L(ロー;発光なし)である。第1信号S1がLである場合、スイッチ素子181は、オフ状態となり、容量素子C1は、充電電流Icによって充電される。この結果、接続点PTの電位は、電源電位Vdになる。この場合、比較部183は、H(ハイ;発光なし)の第3信号S3を出力する。
なお、ここでいう50nsとは、電源評価標準のノイズシミュレーション試験の規格値の最小値でもある。
なお、制御部190は、第3信号S3がHを示す場合には第3信号S3を記憶させず、第3信号S3がLを示す場合には第3信号S3を記憶させる構成であってもよい。
なお、モニタ装置10が表示部192を備えている場合には、制御部190は、記憶させた情報を表示部192に出力し、表示させてもよい。
以上説明したように、本実施形態のモニタ装置10は、増幅部170が高速光検出回路として機能し、パルス時間変換部180が光電流のパルス幅の拡大変換を行うパルス時間変換回路として機能する。このように構成されたモニタ装置10によれば、制御部190による第3信号S3のサンプリング間隔が比較的長い場合(例えば、8ms周期)であったとしても、サージ電圧の発生を取りこぼすことなく記録することができる。
Claims (4)
- 入力電源と電源装置の入力端子とに接続される中継端子と、
前記電源装置の基準電位に接続されるFG端子と、
前記中継端子に生じるサージ電圧の波高値を抑制する抑制素子と、前記サージ電圧によって発光する発光素子とを備えるサージ抑制部と、
前記発光素子の光の受光状態に基づく第1信号を出力する受光素子と、前記第1信号を増幅した第2信号を出力する増幅回路を備える増幅部と、
前記第2信号に基づいて導通状態又は非導通状態が選択されるスイッチ素子と、前記スイッチ素子に接続され前記スイッチ素子の状態に応じて充放電される時定数回路と、所定の閾値電位が供給される第1端子と前記時定数回路に接続された第2端子とを備え前記第1端子と前記第2端子との電位差に基づく第3信号を出力する比較部と、を備えるパルス時間変換部と、
前記第3信号を記録し、記録した情報を外部機器に出力する制御部と、
前記制御部が出力する前記情報を出力する出力端子と、
を備えるモニタリングモジュール。 - 前記時定数回路は、容量素子を備え、
前記パルス時間変換部は、
前記サージ電圧が発生していないこと前記第2信号が示す場合には、前記時定数回路の前記容量素子を充電し、
前記サージ電圧が発生したことを前記第2信号が示す場合には、前記時定数回路の前記容量素子を放電する
請求項1に記載のモニタリングモジュール。 - 前記サージ抑制部は、前記電源装置が備える電源端子の相互間、及び前記電源端子のそれぞれと前記FG端子との間に配置される
請求項1又は請求項2に記載のモニタリングモジュール。 - 前記発光素子と、当該発光素子と対にして配置された受光素子との組に入射する外来光を遮光する遮光部
をさらに備える請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のモニタリングモジュール。
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