JP2577913B2

JP2577913B2 - 電源装置

Info

Publication number: JP2577913B2
Application number: JP62142746A
Authority: JP
Inventors: 明丹波地
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Holdings Ltd
Priority date: 1987-06-08
Filing date: 1987-06-08
Publication date: 1997-02-05
Anticipated expiration: 2012-02-05
Also published as: JPS63307343A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は電源装置、特にガス漏れなど所定の検知動
作を行うと、それに対応した警報あるいは制御などの動
作を行う装置に電源電圧を供給するものに関する。

［従来の技術］通常、ガス漏れなどの各種検知警報システムはその性
格上、一日中異常発生に備えて通電しておく必要があ
る。たとえ停電時といえども検知動作を停止することは
できず、従来は電池を駆動電源とし、各回路に常時電源
電圧を印加して待機状態にさせておくのが一般的であっ
た。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、この種装置は警報を発しないのが常態
であり、ともすると警報装置を設定してあること自体忘
れ易い反面、電池の容量には限界があり、最悪の場合、
電池が消耗して肝心警報が必要な時期に装置が動作しな
い虞れがある。かかる不都合に対し、装置待機時におけ
る回路全体の消費電力を減少させることも考えられる
が、これには限界があることは明かである。

本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであっ
て、消費電力を可及的に抑制しながら、入力電圧の大幅
なバラ付きにかかわらず、安定した回路動作と定電圧供
給を可能とする電源装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］本発明にかかる電源装置は、第１図にその構成を示す
様に、所定の検知動作を行うと、出力電圧v_oの値が例え
ば６ボルト程度の定常値からそれより十分大きい例えば
12ボルト程度の検出値へ上昇する検知回路13と、上記出
力電圧v_oが検出値にまで上昇するとオンするツェナーダ
イオード25と、そのツェナーダイオード25と直列に接続
され、出力電圧v_oとツエナー電圧との差電圧を分圧した
制御電圧v_cを形成する抵抗23・24と、上記ツェナーダイ
オード25と分圧抵抗23・24を直列接続したものと並列に
接続され、制御電圧v_cが上限値を上回ると定電圧動作を
するツェナーダイオードの様な第１の定電圧素子26と、
上記制御電圧v_cが印加されるとオンするトランジスタの
様なスイッチング素子20と、そのスイッチング素子20と
直列に接続され、上記出力電圧v_oにおける定常値よりや
や小さい閾値を有するツェナーダイオードの様な第２の
定電圧素子18とを備え、その第２の定電圧素子18の両端
から電源電圧V_dを取り出すことを特徴とする。

［作用］上記構成において、検知回路13が検知動作を行わずに
待機状態にあるときは、検知回路13からの出力電圧v_oは
定常値を保つために電源電圧は出力されず、電源装置か
ら電源電圧が供給される例えば警報装置の様な表示手段
は停止状態を続ける。

ここで、検知回路13がガス漏れ検知のような所定の検
知動作を行うと、検知回路から出力される電圧v_oは上記
した定常値から検出値へ上昇する。すると、この電圧上
昇はツェナーダイオード25をオンとし、それと直列に接
続した抵抗23・24に電流を流して制御電圧v_cを形成す
る。この制御電圧v_cは更にスイッチング素子20をオンと
する結果、それと直列に繋がれた第２の定電圧素子18に
通電され、その定電圧素子18で安定化された電源電圧V_d
が出力されるのである。

ここで、検知回路13から出力される検出値が例えば10
ボルト程度で標準値の12ボルトより低い場合にあって
も、第２定電圧素子18の閾値を定常値よりやや小さい値
に設定しているため、安定した電圧が取り出される。

逆に検出値が定常値の複数倍になった場合にあって
は、第２定電圧素子18が電源電圧V_dの上昇を阻止する一
方、第１定電圧素子26が制御電圧v_cの値、したがってス
イッチング素子20に対する印加電圧を上限値に規制す
る。

［実施例］以下、ガス漏れを検知すると電波を使って無線で信号
を送り、ガス供給を停止するガス漏れ検知システムに実
施した一例に基づいて本発明を具体的に説明するがこれ
に限らず、来客、水漏れなど各種検知を行うとその場で
所定の表示を行い、あるいは有線、赤外光により離隔地
に信号を送って所定の表示動作を行うものにも略同様に
実施できることは勿論である。

本発明を実施するガス漏れ検知システムは、第２図に
全体の概略を示す如く、台所のガスレンジ周辺の様にガ
ス漏れの危険が高い場所に検知部１と送信部２を配設す
る一方、ガスメーター近傍の如く、各家庭に対して個別
にガスを供給する支管３に電磁弁４を介装し、該電磁弁
４を受信部５からの出力信号で遮断させることにより、
本管を閉じることなく各家屋毎にガス供給を停止出来る
様にしている。

検知部１は、第３図に示す如く、検出すべき気体に対
応したガスセンサー11を備え、電池あるいは商用電源を
降圧整流した直流電源12を駆動源として常時ガス漏れ検
知を行う検知回路13と、該検知回路13の出力電圧v_oの大
きさを検出し、ガス漏れ検知が行われると送信部２に向
け電源電圧V_dを供給する電源電圧出力回路14とからな
る。

検知回路13には、例えば新コスモス電機社製のLPガス
警報器CZ−126（LP）ａ等が使用され、第４図（ａ）に
示す様に、定常状態にあっては6V程度の出力電圧を維持
する様に調整しておき、時刻t₁でガス漏れを検知すると
出力電圧が12V程度に上昇して、ガス漏れ検知を表示す
る。

本発明は、電源電圧出力回路14の構成にその特徴を有
する。電源電圧出力回路14は、検知回路13からの出力電
圧v_oを安定化する電圧安定部15と、該電圧安定部15の作
動時期を規制するスイッチング部16と、スイッチング部
16の作動条件を規制する電圧規制部17とから成る。

電圧安定部15は、送信部２の電源電圧V_dに対応した5.
6V程度の閾値をもつツェナーダイオード18と大容量のコ
ンデンサ19を並列接続したものであって、検知回路13か
らガス漏れ検知時に出力される12V前後の電圧を降圧安
定化し、第４図（ｃ）の如く、送信部２に対して電圧変
動の小さい電源電圧V_dを供給する。

スイッチング部16は、トランジスタ20のエミッタ・コ
レクタ端と直列に前記した電圧安定部15を接続するとと
もに、並列に衝撃電流吸収用のコンデンサ21を繋ぎ、更
にベース・エミッタ端間に、検知回路13の出力電圧v_oを
抵抗22・23・24で分圧した制御電圧v_cを印加可能として
いる。従って、検知回路13からの出力電圧v_oが定常値の
6Vより十分高い10V程度に上昇し、第４図（ｂ）の如
く、制御電圧v_cがトランジスタ20のターンオン電圧V_sを
越えることによって検知回路13がガス漏れ検知をしたこ
とを確認した時にはじめてトランジスタ20がオンし、電
圧安定部15のツェナーダイオード18に通電して電源電圧
V_dを出力させることより、検知回路13における単なる電
圧変動で、不要に電源電圧V_dを出力しないようにしてい
る。

電圧規制部17は、下限電圧規制用のツェナーダイオー
ド25を抵抗22・23間に介装すると共に、直列接続したツ
ェナーダイオード25と抵抗23・24の両端に、上限電圧規
制用のツェナーダイオード26を並列に接続している。

下限電圧規制用のツェナーダイオード25は、検知回路
13から出力される電圧v_oの定常時における値より稍高い
6.8V程度の閾値を有するものであって、常時はオフする
ことにより、スイッチング部16における比較動作を休止
して省電力を図っているが、検知回路13がガス漏れを検
知して出力電圧v_oが上昇するとオンし、抵抗24に電流を
流し、トランジスタ20に制御電圧v_cを印加する。

上限電圧規制用のツェナーダイオード26は、トランジ
スタ20のベース電圧が一定値以上に上昇しないように規
制するものであって、トランジスタ20のベース電圧が予
め設定しておいた上限値となる、例えば13V程度のもの
が使用され、検知回路13からのガス漏れ検知時の出力電
圧v_oが、電池電圧の違いあるいはセンサー特性のばらつ
きなどにより、第４図（ａ）の一点鎖線で示す様に標準
値の12Vよりも大きくなった場合にも、制御電圧v_cが上
限値V_c′以上に上昇するのを抑え、トランジスタ20の破
損を未然に防止している。

送信部２は、検知部１から出力される電源電圧V_dが印
加されると始動して所定の表示信号S₁を送出する信号発
生回路31と、高周波信号を表示信号S₁で変調してアンテ
ナ32から受信部５へ向け電波Ａとして送出する送信回路
33とから成る。

信号発生回路31は、第１および第２スタート信号発生
部34・35と、スタート信号S₂の入力と連繋して一連の表
示信号S₁を発生する表示信号発生部36とを備える。

表示信号発生部36は、電源電圧V_dが印加されている
間、ST端子にスタート信号S₂が入力される毎に１組分の
表示信号S₁を送出するものであって、例えばスーパーテ
ックス社製のEDシリーズの様に、表示信号S₁の構成を適
宜変更可能なエンコーダが使用される。該信号発生部36
から出力される表示信号S₁は、第４図（ｅ）に示す如く
所定のパルスレートでシリアル状に出力される一連のパ
ルス信号群であって、10数ビット分の同期信号Ｂと、各
家を特定するハウスコードを２進表示したデータ信号Ｃ
とを4msec程度の間隔を設けて送出することにより、約3
0msec間持続する１組分の表示信号S₁を構成している。

第１スタート信号発生部34は、コンデンサ37および抵
抗38を直列に繋いだ微分回路であって、両端を電源電圧
出力回路14の出力側に接続することにより、検知回路13
が検知動作をして電源電圧V_dが発生された時、第４図
（ｄ）の如く第１発目のスタート信号S₂′を表示信号発
生部36に送って始動させる。

第２スタート信号発生部35は、コンデンサ39と抵抗40
を並列接続したCR充放電回路41とNAND回路42とを備え、
CR充放電回路41を表示信号発生部36の出力端OUTとNAND
回路42の一方の入力端の間に回路分離用のダイオード43
を介して接続するとともに、NAND回路42の他方の入力端
には電源電圧V_dを印加する様にしている。

従って、検知部１が検知動作を行って、電源電圧出力
回路14から第４図（ｃ）の様に電源電圧V_dが出力される
と、表示信号発生部36は待機状態となる。それと同時
に、第１スタートパルス発生部34に微分電流が流れ、ス
タート端子STはHigh状態に立ち上がる（第４図（ｄ）時
刻t₁）。一方、電圧安定部15から供給される電源電圧V_d
は第２スタート信号発生部35のNAND回路42にも印加され
るが、表示信号発生部36からの信号出力はこの時点では
まだ送出されていないため、NAND回路42の他方の入力端
はLow状態であり、出力端はHigh状態となって、入力端S
Tは第１スタート信号発生部34が作動したのちも直ちにL
ow状態に戻ることなくそのままHigh状態を維持し、ある
いは第１スタート信号発生部34が誤動作してスタート信
号S₂′を発生しなかった場合においても、十分持続時間
の長いスタート信号S₂′を印加し、確実に表示信号発生
部36を始動可能としている。スタート信号S₂′が入力さ
れると、表示信号発生部36はOUT端子から、予め設定し
た手順に従って、第４図（ｅ）の様に一連のパルス群か
らなる表示信号S₁の出力を開始する。

ここで表示信号S₁を構成する最初のパルス信号S₁′が
時刻t₂にCR充放電回路41に入力されると、コンデンサ39
を充電してNAND回路42の入力端はHigh状態となり、両入
力端共にHighに揃って、出力はLowに戻り、スタート信
号S₂′を停止する。ところで、１つのパルスが終了する
毎に抵抗40を通じてコンデンサ39の電荷は放電されて第
４図（ｆ）の如く電位が低下するが、放電時定数を十分
大きくとっているため、表示信号S₁の出力サイクル中は
常時、NAND回路42への入力信号は論理「１」状態を維持
し、ST端子はLow状態を保って不要にスタート信号S₂が
入力されない様にしている。

次に１組分の表示信号S₁が終了してCR充放電回路41へ
の入力パルスがなくなると、コンデンサ39の電荷は放電
されて次第に電位が下がる（第４図（ｆ）時刻t₃）。そ
して、NAND回路42への入力が時刻t₄で論理「０」状態と
なると出力端は再度High状態に反転し、表示信号発生部
36のST端子スタート信号S₂を送り、上記と略同様に表示
信号S₁の出力をさせる。かかる表示信号S₁の出力は、検
知回路13がガス漏れを検出しなくなり、検知回路13から
の出力電圧v_oが定常値に戻って電源電圧V_dが停止される
まで、約30msec間持続する表示信号が約6.5msecの間隔
を設けて自動的に繰り返し送出され、送信回路33へ送ら
れる。

送信回路33は、240MHz帯の高周波信号を発振形成する
LC発振回路であって、表示信号発生部36で形成されるベ
ースバンドの表示信号S₁でAM変調し、アンテナ32から電
波Ａとして受信部５へ向け送出される。なお、アンテナ
32は同調回路44のコイルと兼用された略直線状であっ
て、回路基板上に発振回路と一体に取り付けることによ
り、発振動作の安定化を図っている。

受信部５は、タイマー部50で約50秒間隔でタイマー信
号S₃を出力して間欠的な受信動作を行わせ、電池51の消
耗を可及的に抑えている。すなわち第５図に示す如く、
タイマー部50からタイマー信号S₃が出力される毎に、単
安定マルチバイブレータ52は約80msec持続する制御信号
S₄を出力し、この制御信号S₄でスイッチング部53のトラ
ンジスタ54をオンして電池電圧を受信回路55に印加し、
間欠的に受信動作を行わせる。

受信回路55は、上記受信サイクル時に送信部２におけ
る発振周波数の電波Ａが入力されないと、スイッチング
部53がオフするのと同時に動作を停止して、次の受信サ
イクルに備える。しかし、送信部２から送られる電波Ａ
から検知部56において表示信号S₁が取り出されると、波
形整形部57で矩形波状に波形整形し、更に信号処理部58
で表示信号S₁中のハウスコードが自家のハウスコードと
一致するか否かを判断し、一致したことが確認される
と、受信検出部59の出力信号S₅をLow状態にし、AND回路
60の一方の入力HighからLowに変える。この時、送信部
２の誤動作でなくガス漏れ検知が実際に行われている
と、表示信号S₁は送信部２から上記した様に連続的に送
出されており、AND回路60の出力をLowに保持し、単安定
マルチバイブレータ52からの出力が停止した後も、スイ
ッチング部53のトランジスタ54をオン状態にロックし、
受信状態を続ける。

受信検出部59からの出力信号S₅は更に、駆動部61に入
力され、タイマー部50からタイマー信号S₃が入力される
毎に駆動信号S₆を出力し、フォトカプラ62を介して電磁
弁４を駆動し、該電磁弁４を遮断してガス供給を停止す
るのである。この時、駆動部61から出力される駆動信号
S₆は3.5秒程度持続され、電磁弁４が確実に作動する様
にしている。また同時に、タイマー部50の出力電圧を電
池電圧検出部63に入力し、電池電圧が規定値を下回った
場合にも強制的に電磁弁４を閉じて警告し、電池電圧の
低下に起因する制御不能状態に陥るのを未然に防止して
いる。

［発明の効果］本発明は上記の如く、スイッチング素子20と直列に接
続された第２の定電圧素子18の両端から電源電圧V_dを取
り出す一方、スイッチング素子20の制御端に印加される
制御電圧v_cの値を第１の定電圧素子26で上限規制する様
に構成したので、検知回路13における検知動作時におけ
る出力電圧v_oの値に大幅なバラ付きがある場合にあって
も、スイッチング素子20の破損を未然に防止しながら、
電源電圧V_dを安定に取り出すことを可能とするととも
に、本発明の電源装置を検知システムに組み込んだ場
合、システム全体の構成と制御の簡略化が図れるなど多
くの利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成を説明する概略図である。第２図は本発明をガス検知システムに実施した一例を示
す概略図、第３図は検知部と送信部の電気回路図、第４
図（ａ）ないし（ｆ）は第３図の動作を説明する波形
図、第５図は受信部の構成を示すブロック図である。１……検知部、２……送信部、 15……電圧安定部、 16……スイッチング部、 17……電圧規制部。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の検知動作を行うと、出力電圧v_oの値
が定常値からそれより十分大きい検出値へ上昇する検知
回路（13）と、上記出力電圧v_oが検出値にまで上昇するとオンするツェ
ナーダイオード（25）と、該ツェナーダイオード（25）と直列に接続され、出力電
圧v_oとツエナー電圧との差電圧を分圧した制御電圧v_cを
形成する抵抗（23）（24）と、上記ツェナーダイオード（25）と分圧抵抗（23）（24）
を直列接続したものと並列に接続され、制御電圧v_cが上
限値を上回ると定電圧動作をする第１の定電圧素子（2
6）と、上記制御電圧v_cが印加されるとオンするスイッチング素
子（20）と、該スイッチング素子（20）と直列に接続され、上記出力
電圧v_oによって給電される第２の定電圧素子（18）とを
備え、該第２の定電圧素子（18）の閾値を上記出力電圧v_oの定
常値よりやや小さく設定するとともに、該第２の定電圧
素子（18）の両端から電源電圧V_dを取り出している電源
装置。