JP5520949B2 - 誤接続検出装置 - Google Patents

Description

この発明は、日本以外で一般的に用いられている３相４線式交流電源に接続される機器の誤接続を検出する誤接続検出装置に関する。

３つの相ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３および１つの中性ラインＮを有し、相ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３のそれぞれ相間電圧として例えば交流４００Ｖを出力するとともに、相ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３と中性ラインＮのそれぞれ線間電圧として例えば交流２３０Ｖを出力する３相４線式交流電源がある。

この３相４線式交流電源の相ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３および中性ラインＮに電気機器たとえば空気調和機の電源端子が接続される。接続される空気調和機は、相ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３の各相間電圧４００Ｖにより動作する消費電力の大きいインバータや圧縮機モータ等の400Ｖ系負荷を有するとともに、相ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３のいずれか１つと中性ラインｎとの間に接続されその線間電圧２３０Ｖにより動作するファンモータや制御回路等の230Ｖ系負荷を有する（例えば特許文献１）。

３相４線式交流電源の各相ラインと電気機器の電源端子との配線接続は、電気機器の設置時に手作業によって行われる。

特開平６−３１９２９３号公報

各相ラインと電源端子との配線接続に際し、誤接続が生じることがある。この誤接続を防ぐ手段として、各相ラインおよび電源端子に識別用の色を着けておく方法があるが、たとえ色が着いていても、作業員の人為的なミスによる誤接続を完全には防止できない。とくに、３相４線式交流電源の場合、３相３線式や単相２線式の交流電源に比べてライン数が多いこともあって、誤接続が生じ易い。

誤接続が生じると、相間電圧４００Ｖが電気機器の230Ｖ系負荷に印加され、230Ｖ系負荷に含まれている制御回路が破壊されてしまう。この結果、400Ｖ系負荷に対する駆動制御も不可能となる。

この発明は、上記の事情を考慮したもので、３相４線式交流電源への誤接続を自動的に検出できる安全性にすぐれた誤接続検出装置を提供することを目的とする。

この発明の誤接続検出装置は、３相４線式交流電源の各相ラインの電圧により動作する第１負荷、および前記３相４線式交流電源の各相ラインの１つと中性ラインとの間の電圧により動作する第２負荷を有する機器において、前記３相４線式交流電源の各相ラインに接続された半波整流回路と、この半波整流回路の出力電圧が所定値以上か否かを判定する第１判定手段と、この第１判定手段の判定結果が所定値以上の状態を一定時間継続する場合に前記３相４線式交流電源への接続が誤りでないと判定し、前記第１判定手段の判定結果が所定値以上の状態を一定時間継続しないとき前記３相４線式交流電源への接続が誤りであると判定する第２判定手段と、を備える。

この発明の誤接続検出装置は、３相４線式交流電源への誤接続を自動的に検出でき、これにより安全を確保できる。

図１は、第１の実施形態の構成を示すブロック図である。 図２は、第１の実施形態の整流回路から出力される直流電圧の正常接続時の波形と誤接続時の波形とを対比して示す図である。 図３は、第１の実施形態の整流回路から出力される直流電圧の正常接続時の波形と欠相時の波形とを対比して示す図である。 図４は、第２の実施形態の構成を示すブロック図である。 図５は、第２の実施形態の整流回路から出力される直流電圧の正常接続時の波形と誤接続時の波形とを対比して示す図である。 図６は、第２の実施形態の整流回路から出力される直流電圧の正常接続時の波形と欠相時の波形とを対比して示す図である。 図７は、第３の実施形態の構成を示すブロック図である。 図８は、第４の実施形態の構成を示すブロック図である。 図９は、第５の実施形態の構成を示すブロック図である。 図１０は、第６の実施形態の構成を示すブロック図である。

［１］以下、この発明の第１の実施形態について説明する。
図１において、１は３相４線式交流電源で、３つの相ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３および１つの中性ラインＮを有し、相ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３のそれぞれの相間電圧として交流４００Ｖを出力するとともに、相ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３と中性ラインＮのそれぞれ線間電圧として交流２３０Ｖを出力する。

この３相４線式交流電源１の相ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３および中性ラインＮに、それぞれヒューズ２を介して電気機器（例えば空気調和機）Ａの電源端子３が配線接続される。電源端子３は、相ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３が接続される３つの相端子Ｒ，Ｓ，Ｔ、および中性ラインＮが接続される１つの中性端子ｎを有する。以下、説明のため、電気機器Ａ内の３相ラインを相ラインＬ１´，Ｌ２´，Ｌ３´、中性ラインを中性ラインＮ´と名づけて説明する。

この電源端子３の相端子Ｒ，Ｓ，Ｔに、相ラインＬ１´，Ｌ２´，Ｌ３´を介して電気機器Ａ内の400Ｖ系負荷１００が接続される。400Ｖ系負荷１００は、各相間電圧（３相交流電圧）４００Ｖにより動作するインバータや圧縮機モータ等を有する。また、電源端子３の相端子Ｒおよび中性端子ｎに、相ラインＬ１´および中性ラインＮ´を介して同電気機器Ａ内の230Ｖ系負荷２００が接続される。230Ｖ系負荷２００は、１つの線間電圧（単相交流電圧）２３０Ｖにより動作するファンモータや制御回路等を有する。制御回路は、２３０Ｖにより動作するファンモータ及び４００Ｖにより動作するインバータの運転／停止を制御する。

そして、電気機器Ａの内部相ラインＬ１´，Ｌ２´，Ｌ３´に電圧検出回路１０が接続される。
電圧検出回路１０は、３個の入力抵抗ｒを介して相ラインＬ１´，Ｌ２´，Ｌ３´に接続された６個のダイオードＤのブリッジ接続による全波整流回路１１、この全波整流回路１１から出力される直流電圧（ＤＣ電圧）が印加される抵抗１２と抵抗１３の直列回路、この抵抗１３に生じる電圧が印加されるツェナーダイオード１４と抵抗１５の直列回路、この抵抗１５に生じる電圧が印加される発光ダイオード１６ａ、抵抗１７とフォトトランジスタ１６ｂと抵抗１８の直列回路、この抵抗１８の両端にベース・エミッタ間が接続されたＮＰＮ型トランジスタ１９を有する。さらに、電圧検出回路１０は、後述する電源回路３０から出力される５Ｖの直流電圧Ｖｄｄを抵抗１７とフォトトランジスタ１６ｂと抵抗１８の直列回路に印加するとともに、同直流電圧Ｖｄｄを抵抗２０を介してトランジスタ１９のコレクタ・エミッタ間に印加し、トランジスタ１９のコレクタ電圧を出力とする。なお、上記発光ダイオード１６ａとフォトトランジスタ１６ｂとでフォトカプラ１６が構成されている。

この電圧検出回路１０の構成要素のうち、全波整流回路１１を除く抵抗１２から抵抗２０までの構成が、全波整流回路１１の出力電圧が所定値Ｖｓ以上か否かを判定する第１判定手段として機能する。

すなわち、全波整流回路１１の出力電圧が所定値Ｖｓ以上のとき、ツェナーダイオード１４を通して電流が流れ、発光ダイオード１６ａが発光してフォトトランジスタ１６ｂがオンする。フォトトランジスタ１６ｂがオンすると、トランジスタ１９もオンし、トランジスタ１９のコレクタ電圧が低レベルとなる。一方、全波整流回路１１の出力電圧が所定値Ｖｓ未満のとき、ツェナーダイオード１４を通して電流が流れないため、発光ダイオード１６ａが発光せず、フォトトランジスタ１６ｂがオフする。フォトトランジスタ１６ｂがオフすると、トランジスタ１９もオフし、トランジスタ１９のコレクタ電圧が高レベルとなる。この高レベルのコレクタ電圧がリセット信号として出力される。

また、全波整流回路１１の出力電圧が抵抗２１を介してタイマ回路（第２判定手段）３１、ツェナーダイオード３２、およびコンデンサ３３にそれぞれ印加される。タイマ回路３１のリセット端子（Reset）に電圧検出回路１０の出力端（トランジスタ１９のコレクタ）が接続され、タイマ回路３１の出力端子（Out）に後述のスイッチ４０が接続される。上記ツェナーダイオード３２とコンデンサ３３は、電源回路３０を構成し、各素子の一端がそれぞれ全波整流回路１１の出力端に接続され、他端が中性ラインＮ´に接続されている。このため、コンデンサ３３の端子電圧はツェナーダイオード３２のツェナー電圧に固定される。したがって、コンデンサ３３とツェナーダイオード３２の並列回路によって直流電圧Ｖｄｄが形成される。この直流電圧Ｖｄｄはタイマ回路３１の動作電源となる。この直流電源の電圧Ｖｄｄはツェナーダイオード３２のツェナー電圧を用い、かつ出力が５Ｖ程度であるため、誤配線が生じても、定格の出力が可能である。なお、誤配線時には、コンデンサ３３とツェナーダイオード３２に４００Ｖ以上の直流電圧が加わるため、定格電圧の高い素子を用いる必要がある。同様に、電圧検出回路１０内の各回路素子にも誤配線時には４００Ｖ以上の直流電圧が加わるため、定格電圧の高い素子を用いる必要がある。また、タイマ回路３１は、一般的には半導体論理回路から構成されるＩＣが用いられるが、ＩＣ及び抵抗とコンデンサからなる充放電回路を組み合わせて構成してもよい。

タイマ回路３１は、電圧検出回路１０からリセット信号を受けるごとに計時ｔを繰り返し、この計時ｔが一定時間ｔ１に達しないうちはオフ信号（零電圧）を出力し、電圧検出回路１０からリセット信号を受けないまま上記計時ｔが一定時間ｔ１に達すると、所定電圧のオン信号を出力する。すなわち、タイマ回路３１は、電圧検出回路１０からリセット信号を受け取って計時ｔが一定時間ｔ１に達しない間に次のリセット信号を受け取るとオフ信号（零電圧）の出力を継続する。ここで、一定時間ｔ１は、３相４線式交流電源１の電圧の１周期程度の時間に設定されている。

そして、電源端子３の中性端子ｎと230Ｖ系負荷２００との間の通電路である中性ラインＮ´に、スイッチ（第１スイッチ）４０が挿入接続される。スイッチ４０は、例えばリレー接点や半導体スイッチ素子であり、タイマ回路３１からオン信号が供給されると閉じ、タイマ回路３１からオフ信号が供給されると開く。したがって、誤配線時に230Ｖ系負荷２００に対して４００Ｖ以上の直流電圧が供給される可能性があるが、その前にこのスイッチ４０が開くため230Ｖ系負荷２００には過電圧が印加されることはない。このため、230Ｖ系負荷２００に含まれる各種機器は過電圧による破壊から保護される。

次に、作用を説明する。
（１）正常接続時
図１のように、電源端子３に３相４線式交流電源１の相ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３および中性ラインＮが正しく配線接続されていれば、電源端子３の相端子Ｒ，Ｓ，Ｔの相互間にそれぞれ相間電圧４００Ｖが生じ、電源端子３の相端子Ｒと中性端子ｎとの間に線間電圧２３０Ｖが生じる。そして、各相間電圧４００Ｖが400Ｖ系負荷１００に供給される。また、各相間電圧４００Ｖが電圧検出回路１０の全波整流回路１１で全波整流され、全波整流回路１１から図２に実線で示す波形の直流電圧が出力される。この出力電圧は、所定値Ｖｓより高い。したがって、電圧検出回路１０はリセット信号を発しない。

タイマ回路３１は、全波整流回路１１の出力電圧が生ずることで電源回路３０から出力される直流電圧Ｖｄｄが供給され、動作を開始し、一定時間ｔ１はオフ信号を出力する。このオフ信号によりスイッチ４０の開状態が保たれ、230Ｖ系負荷２００に電圧が供給されない。

電圧検出回路１０がリセット信号を発しないまま、一定時間ｔ１が経過すると、３相４線式交流電源１への接続が誤りでないとの判定の下に、タイマ回路３１がオン信号を出力する。このオン信号によりスイッチ４０が閉じ、相端子Ｒと中性端子ｎとの間の線間電圧２３０Ｖが、相ラインＬ１´および中性ラインＮ´を介して230Ｖ系負荷２００に供給される。これにより、230Ｖ系負荷２００が動作し、その230Ｖ系負荷２００の制御回路によって400Ｖ系負荷１００が駆動制御される。

（２）誤接続時
電気機器Ａの電源端子３に３相４線式交流電源１の相ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３および中性ラインＮとが正しく配線接続されていない場合、例えば相ラインＬ３が中性端子ｎに配線接続され、中性ラインＮが相端子Ｔに配線接続されているような場合、相端子Ｓ，Ｔ間および相端子Ｒ，Ｔ間にそれぞれ相間電圧４００Ｖより低い線間電圧２３０Ｖが生じるとともに、相端子Ｒと中性端子ｎとの間に線間電圧２３０Ｖより高い相間電圧４００Ｖが生じる。このため、電気機器Ａの内部相ラインＬ２´，Ｌ３´間と相ラインＬ１´，Ｌ３´間はそれぞれの相間電圧４００Ｖより低い線間電圧２３０Ｖが生じ、相ラインＬ１´と中性ラインＮ´との間に線間電圧２３０Ｖより高い相間電圧４００Ｖが生じる。すると、相端子Ｒ，Ｓ間の４００Ｖ、相端子Ｓ，Ｔ間の２３０Ｖ、相端子Ｒ，Ｔ間の２３０Ｖが電圧検出回路１０の全波整流回路１１に入力され、図２に破線で示すように、所定値Ｖｓを挟んでレベル変化する波形の直流電圧が全波整流回路１１から出力される。この出力電圧が所定値Ｖｓ未満のとき、電圧検出回路１０がリセット信号を発する。タイマ回路３１は、電圧検出回路１０のリセット信号を受けてオフ信号を出力し、スイッチ４０を開くか、開いたままに維持する。

図２に示すように、リセット信号は、180度（１／４周期）毎に１回発生する。このため、タイマ回路３１は、電圧検出回路１０のリセット信号を受けるごとに、計時ｔを開始するが、この計時ｔが一定時間ｔ１（ほぼ１周期）に達する前に次のリセット信号を受けるため、オフ信号の出力を継続する。したがって、スイッチ４０は開いたままとなり、電源端子３の相端子Ｒと中性端子ｎとの間の過剰な相間電圧４００Ｖが230Ｖ系負荷２００に供給されない。したがって、230Ｖ系負荷２００の制御回路の破壊が未然に防止される。

このように、誤接続があれば、その誤接続を自動的に検出できるとともに、230Ｖ系負荷２００の安全を確保することができる。

また、上記回路では、スイッチ４０をオン、オフを制御するためのタイマ回路３１及び電圧検出回路１０の電源はすべて電圧検出回路１０の全波整流回路１１の出力を用いた電源回路３０でまかなうように構成しているため、これらの回路を駆動するための別電源が不要となり、回路が簡素化されている。

（３）欠相
図１のように電源端子３に３相４線式交流電源１の相ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３および中性ラインＮが正しく配線接続されている場合でも、過電流等により、相ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３上の各ヒューズ２のいずれかが溶断することがある。この場合、各相間電圧４００Ｖの２相分が欠けてしまういわゆる欠相となる。

例えば、３相４線式交流電源１の相ラインＬ３上のヒューズ２が溶断すると、電源端子Ｔに接続されている電気機器Ａ内の電源ラインＬ３´が欠相となり、電源端子３の相端子Ｔ，Ｓ間および相端子Ｒ，Ｔ間、すなわち、機器Ａ内の電源ラインＬ３´、Ｌ２´間及び電源ラインＬ３´、Ｌ１´間のそれぞれの相間電圧が零となる。こうなると、400Ｖ系負荷１００の適切な動作が不可能となる。

この欠相時、図３に破線で示すように、所定値Ｖｓを挟んで正常時レベルから零レベルまで大きく変化する波形の直流電圧が全波整流回路１１から出力される。この出力電圧が所定値Ｖｓ未満のとき、電圧検出回路１０がリセット信号を発する。

図３に示すように、誤接続時とほぼ同様にリセット信号は、180度（１／４周期）毎に１回発生する。このため、タイマ回路３１は、電圧検出回路１０のリセット信号を受けるごとに、計時ｔを開始するが、この計時ｔが一定時間ｔ１（１周期）に達する前に次のリセット信号を受けるため、オフ信号の出力を継続する。したがって、スイッチ４０は開いたままとなり、230Ｖ系負荷２００への通電が遮断される。こうして、230Ｖ系負荷２００が動作しなくなり、400Ｖ系負荷１００に対する不要な駆動制御が防止される。

このように、欠相についても自動的に検出できて、400Ｖ系負荷１００および230Ｖ系負荷２００の不適切な動作を防ぐことができる。

なお、所定値Ｖsは、図２に示すように正常接続時の全波整流回路１１から出力される最低電圧よりも低く、誤接続時の全波整流回路１１から出力される最低電圧よりも高い値に設定しなければならない。なお、欠相時には、全波整流回路１１の出力が一時的に０となるが、電源回路３０を構成するコンデンサ３３に十分な容量を持つコンデンサを選定しておくことで全波整流回路１１の出力が一時的に低下してもこの電源回路３０が電力を供給する各回路を動作させるに十分な電力を保持させておくことが可能である。

以上のように、本実施形態の誤接続検出装置は、３相４線式交流電源の各相ラインの電圧により動作する負荷を有する機器おいて、３相４線式交流電源の各相ラインに接続される整流回路と、この整流回路の整流出力に基づき３相４線式交流電源への接続誤りを判定する判定手段（第1判定手段と第２判定手段の組み合わせからなる）とを備えることで、簡単な回路構成で誤配線を検出することができる。さらに同時に欠相も検出することができる。

より具体的には、誤接続検出装置は、３相４線式交流電源の各相ラインの電圧により動作する第１負荷、および前記３相４線式交流電源の各相ラインの１つと中性ラインとの間の電圧により動作する第２負荷を有する機器において、３相４線式交流電源の各相ラインに接続される整流回路と、この整流回路の出力電圧が所定値以上か否かを判定し、この判定結果が所定値未満の場合にリセット信号を発する第１判定手段と、整流回路の出力電圧により動作し、第１判定手段がリセット信号を発するごとに計時を繰り返し、この計時が一定時間に達しないうちはオフ信号を出力し、第１判定手段がリセット信号を発しないまま前記計時が一定時間に達するとオン信号を出力するタイマ手段と、電源端子の中性ラインＮ´と第２負荷との間の通電路に挿入接続され、タイマ手段のオン信号に応じて閉じ、オフ信号に応じて開くスイッチとを備えることで誤接続時には第２負荷の破壊を防止できる。

［２］この発明の第２の実施形態について説明する。
図４に示すように、電気機器Ａにおける相ラインＬ１´，Ｌ２´，Ｌ３´に電圧検出回路５０が接続される。電圧検出回路５０は、３個の入力抵抗ｒおよび３個のダイオードＤのブリッジ接続からなる半波整流回路５１、この半波整流回路５１から出力される直流電圧（ＤＣ電圧）が印加される抵抗５２と抵抗５３の直列回路、半波整流回路５１の出力電圧から作られる５Ｖの直流電圧Ｖｄｄが印加される抵抗５４と抵抗５５の直列回路、この抵抗５５に生じる基準電圧と上記抵抗５３に生じる電圧とを比較する比較回路５６を有し、この比較回路５６の比較により、半波整流回路５１の出力電圧が所定値Ｖｓ以上か否かを判定する。
すなわち、半波整流回路５１の出力電圧が所定値Ｖｓ以上のとき、比較回路５６の出力電圧が低レベルとなる。半波整流回路５１の出力電圧が所定値Ｖｓ未満のときには、比較回路５６の出力電圧が高レベルとなる。この高レベルのコレクタ電圧がリセット信号としてタイマ回路３１に供給される。

このように半波整流回路５１を用いた場合、その直流出力電圧は全波整流回路を用いた場合に比べ１／２となる。このため、誤接続の場合でも電源回路３０及び電圧検出回路１０内の各回路素子に加わる電圧が低くなり、定格電圧の低い、安価な素子を採用することができる。

他の構成は第１の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。

作用について説明する。
（１）正常接続時
電源端子３の相端子Ｒ，Ｓ，Ｔを経由した電気機器Ａの内部相ラインＬ１´，Ｌ２´，Ｌ３´に生じる各相間電圧４００Ｖ交流が電圧検出回路５０の半波整流回路５１で半波整流され、半波整流回路５１から図５に実線で示す波形の直流電圧が出力される。この出力電圧は、所定値Ｖｓより高い。したがって、電圧検出回路５０はリセット信号を発しない。

タイマ回路３１は、半波整流回路５１の出力電圧が所定値Ｖｓ以上であることにより計時動作を開始し、一定時間ｔ１はオフ信号を出力する。このオフ信号によりスイッチ４０の開状態が保たれ、230Ｖ系負荷２００に電圧が供給されない。

電圧検出回路５０がリセット信号を発しないまま、一定時間ｔ１が経過すると、３相４線式交流電源１への接続が誤りでないとの判定の下に、タイマ回路３１がオン信号を出力する。このオン信号によりスイッチ４０が閉じ、電源端子３の相端子Ｒと中性端子ｎとの間の線間電圧２３０Ｖが230Ｖ系負荷２００に供給される。これにより、230Ｖ系負荷２００が動作し、その230Ｖ系負荷２００の制御回路によって400Ｖ系負荷１００が駆動制御される。

（２）誤接続時
例えば、相ラインＬ３が電源端子３の中性端子ｎに配線接続され、中性ラインＮが電源端子３の相端子Ｔに配線接続されたような誤接続に際しては、相端子Ｓ，Ｔ間および相端子Ｒ，Ｔ間にそれぞれ相間電圧４００Ｖ交流より低い線間電圧２３０Ｖ交流が生じるとともに、相端子Ｒと中性端子ｎとの間に線間電圧２３０Ｖより高い相間電圧４００Ｖ交流が生じる。

電気機器Ａ内では、相ラインＬ１´、Ｌ２´間の交流４００Ｖ、相ラインＬ３´、Ｌ１´間の交流２３０Ｖ、相ラインＬ３´、Ｌ２´間の交流２３０Ｖが電圧検出回路５０の半波整流回路５１に入力され、図５に破線で示すように、正常時レベルと所定値Ｖｓを挟んで零レベルまで変化する波形の直流電圧が半波整流回路５１から出力される。この出力電圧が所定値Ｖｓ未満のとき、電圧検出回路５０がリセット信号を発する。

タイマ回路３１は、電圧検出回路５０のリセット信号を受けるごとに、リセットされオフ信号出力を継続する。このオフ信号によりスイッチ４０が開き、電源端子３の相端子Ｒと中性端子ｎとの間の過剰な相間電圧４００Ｖの交流が230Ｖ系負荷２００に供給されない。したがって、230Ｖ系負荷２００の破壊が未然に防止される。

（３）欠相
相ラインＬ１のヒューズ２が溶断してＲ端子が欠相になると、電源端子３の相端子Ｒ，Ｓ間および相端子Ｒ，Ｔ間のそれぞれ相間電圧が零となって、400Ｖ系負荷１００が適切に動作しなくなる。

この欠相時、図６に破線で示すように、所定値Ｖｓを挟んで正常時レベルから零レベルまで変化する波形の直流電圧が半波整流回路５１から出力される。この出力電圧が所定値Ｖｓ未満のとき、電圧検出回路５０がリセット信号を発する。

タイマ回路３１は、電圧検出回路１０のリセット信号を受け、がオフ信号を出力し、スイッチ４０を開く。電圧検出回路１０は交流電源の１周期中に必ず１回はリセット信号を出力するため、タイマ回路３１は、スイッチ４０を開状態に維持する。この結果、230Ｖ系負荷２００への通電が遮断される。こうして、230Ｖ系負荷２００が動作しないことにより、400Ｖ系負荷１００に対する不要な駆動制御も防止される。

この実施形態では、半波整流回路５１を用いたため、図５に示すように誤接続時には半波整流回路５１の出力が「０Ｖ」となる期間が電気角で１２０度、図６に示すように欠相時には「０Ｖ」となる期間が電気角で６０度生じる。このため、正常か異常（誤接続、欠相）の判定に用いる基準電圧Ｖｓを低い値に設定することができ、基準電圧Ｖｓを発生させるための回路の消費電力を抑えることができる。

但し、この場合には、半波整流回路５１の出力が「０Ｖ」となる期間が長いため、第1の実施形態における全波整流回路１１を用いた場合よりも、電源回路３０を構成するコンデンサ３３の容量を大きくしておくことが必要となる。

［３］この発明の第３の実施形態について説明する。
図７に示すように、電圧検出回路５０において、比較回路５６の出力端にＮＰＮ型トランジスタ５７のベースが接続され、そのトランジスタ５７のコレクタ・エミッタ間がタイマ回路３１の電源端子に並列接続される。これに伴い、タイマ回路３１のリセット端子への入力がなくなっている。なお、比較回路５６の電源は電源回路３０の直流電圧Ｖｄｄが用いられる。

さらに、第１および第２の実施形態のスイッチ４０に代えてスイッチ回路４１が採用される。スイッチ回路４１は、スイッチ素子４２、抵抗４３、および４個のダイオードＤからなる全波整流方式のダイオードブリッジ４４を有する。スイッチ素子４２として、非常に小さい電流で比較的大きな電流の導通を制御することが可能なＦＥＴやＩＧＢＴを用いている。小さい電流でオン、オフ動作可能なＦＥＴやＩＧＢＴを採用することで、これらの素子の消費電力が小さくなり、素子を駆動するための直流電圧Ｖｄｄの電流容量を小さくすることができ、コンデンサ３３の容量を小さくすることができる。

正常接続時は、半波整流回路５１の出力電圧が所定値Ｖｓ以上となるので、比較回路５６の出力電圧が低レベルとなり、トランジスタ５７がオフ状態を維持する。これにより、タイマ回路３１に動作用電圧Ｖｄｄが印加され、タイマ回路３１が動作して、一定時間ｔ１以上経過した時点でタイマ回路３１がオン信号を出力する。このオン信号によりスイッチ素子４２がオンし、中性ラインＮ´がスイッチ素子４２、抵抗４３、およびダイオードブリッジ４４の２つのダイオードＤを通して導通状態となる。

誤接続時は、図５に破線で示すように正常時レベルと所定値Ｖｓを挟んで零レベルまで変化する波形の直流電圧が半波整流回路５１から出力され、その出力電圧が所定値Ｖｓ未満のときに比較回路５６の出力電圧が高レベルとなり、トランジスタ５７がオンする。トランジスタ５７がオンすると、タイマ回路３１に対する動作用電圧Ｖｄｄがトランジスタ５７を通してバイパス除去され、タイマ回路３１が非動作状態（オフ）となる。これにより、タイマ回路３１の出力がオフ信号となり、スイッチ素子４２がオフ状態となり中性ラインＮ´が非導通状態となる。半波整流回路５１の出力電圧が所定値Ｖｓ以上の時にはタイマ回路３１が動作するが、一定時間ｔ１経過する前に再びトランジスタ５７がオンし、タイマ回路３１がオフするため、スイッチ素子４２はオフ状態を継続し、中性ラインＮ´が非導通状態のままとなる。欠相時も同様に、タイマ回路３１が非動作状態となり、スイッチ素子４２がオフ状態を維持して中性ラインＮ´が非導通状態となる。

他の構成および作用については、第１および第２の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。

なお、ダイオードブリッジ４４としては、負荷が交流電流でなく直流電流を必要とする場合には、半波整流方式のものを用いてもよい。

［４］この発明の第４の実施形態について説明する。
図８に示すように、電圧検出回路５０が半波整流回路５１、抵抗５８、および電流検出部５９を有し、半波整流回路５１の出力電圧が抵抗５８を介して電流検出部５９に印加され、その電流検出部５９の出力であるリセット信号がタイマ回路３１に供給される。電流検出部５９は、半波整流回路５１の出力電圧に基づく電流が設定値未満のとき、リセット信号を発する。

正常接続時は、半波整流回路５１の出力電圧が所定値Ｖｓ以上となるので、電流検出部５９に流れる電流が設定値以上となり、電流検出部５９がリセット信号を発しない。これにより、タイマ回路３１がオン信号を出力し、スイッチ４０がオンする。

誤接続時および欠相時は、半波整流回路５１の出力電圧が所定値Ｖｓ未満のときに電流検出部５９に流れる電流が設定値未満となり、電流検出部５９がリセット信号を発する。これにより、タイマ回路３１の出力がオフ信号となり、スイッチ４０がオフする。

他の構成および作用については、第１および第２の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。

［５］この発明の第５の実施形態について説明する。
図９に示すように、スイッチ４０に対し、第２スイッチとしてリレー接点２０１が並列接続される。また、スイッチ４０と230Ｖ系負荷２００間のライン上に電流制限抵抗ｒｒが直列に接続される。また、230Ｖ系負荷２００にリレー駆動回路２０２が設けられる。リレー駆動回路２０２は、230Ｖ系負荷２００への通電により動作してリレー接点２０１を閉じ、230Ｖ系負荷２００への非通電時は動作停止してリレー接点２０１を開く。

正常接続時、タイマ回路３１がオン信号を出力し、スイッチ４０がオンする。スイッチ４０がオンすると、電流制限抵抗ｒｒを介して230Ｖ系負荷２００に交流２３０Ｖが供給される。そこで、230Ｖ系負荷２００中の制御回路が、最初に動作を開始し、リレー駆動回路２０２を動作させ、リレー接点２０１が閉じる。続いて、230Ｖ系負荷２００中の制御回路は230Ｖ系負荷２００の中でも消費電力が大きい電気部品、例えば、ファンモータ等をオンさせる。この結果、リレー接点２０１の並列回路を通して230Ｖ系負荷２００全体に対する通電が行われる。この際、スイッチ４０と電流制限抵抗ｒｒを介して230Ｖ系負荷２００に電流が流れるが、途中に電流制限抵抗が存在するため、ほとんどの電流はリレー接点２０１を介して流れる。

このような構成を採用することで、スイッチ４０には大電流が流れないので、小形で、かつ駆動時に電流消費が少ないスイッチ４０を採用することができる。したがって、スイッチ４０を駆動する直流電圧Ｖｄｄの電流を少なくでき、電源回路３０のコンデンサ３３の容量を小さくすることができる。

他の構成および作用については、第１および第２の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。

［６］この発明の第６の実施形態について説明する。
図１０に示すように、本実施形態では、複数の230Ｖ系負荷２００を備えた電気機器Ａ、例えば、空気調和機の室外機では230Ｖ系負荷となる複数のファンを設ける場合があり、このような場合に好適な接続である。図中の電気機器Ａは、内部に３つの230Ｖ系負荷２００ａ，２００ｂ，２００ｃを備えている。230Ｖ系負荷２００ａ，２００ｂ，２００ｃは電力供給路の一方としてそれぞれ機器Ａ内の相ラインＬ１´、Ｌ２´，Ｌ３´に接続され、電源供給路の他方はスイッチ４０を介して同じ中性ラインＮ´に接続されている。他の構成および作用については、第１の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。

このように接続することで各230Ｖ系負荷２００ａ，２００ｂ，２００ｃでの消費電流は相ラインＬ１、Ｌ２，Ｌ３に分散され、特定の相ラインに大電流が流れることを防止できるとともに、230Ｖ系負荷２００ａ，２００ｂ，２００ｃから発生する高調波も各相ラインに分散され低減される。

そして、いずれの230Ｖ系負荷２００ａ，２００ｂ，２００ｃもスイッチ４０を介して中性ラインＮ´に共通接続されているため、誤接続や欠相時には第１の実施形態と同様にスイッチ４０が開放され、230Ｖ系負荷２００ａ，２００ｂ，２００ｃの動作を一括して停止させることができ、構成が簡単である。

なお、この第６の実施の形態では、誤接続や欠相の検出・保護回路の構成を第１の実施形態と同じとしたが、第２から第５のいずれの実施形態の回路を採用しても良い。

以上のように、本発明の誤接続検出装置は、３相４線式交流電源の各相ラインの電圧により動作する第１負荷、および３相４線式交流電源の各相ラインの１つと中性ラインとの間の電圧により動作する第２負荷を有する機器おいて、３相４線式交流電源の各相ラインに接続される整流回路と、この整流回路の出力電圧が所定値以上か否かを判定する第１判定手段と、この第１判定手段の判定結果が所定値以上の状態を一定時間継続する場合に３相４線式交流電源への接続が誤りでないと判定し、第１判定手段の判定結果が所定値以上の状態を一定時間継続しないとき３相４線式交流電源への接続が誤りであると判定する第２判定手段とを備えている。

また、前記整流回路は、全波整流回路または半波整流回路のいずれかを用いることができる。さらに、電源端子の中性ラインＮ´と前記第２負荷との間の通電路に挿入接続され、第２判定手段の判定結果が誤りでない場合に閉じ、誤りである場合に開くスイッチを備えることで誤接続検出及び第２負荷の保護が可能となる。

３相４線式交流電源を使用する各種機器の安全運転が可能となる。

１…３相４線式交流電源、２…ヒューズ、３…電源端子、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…相ライン、Ｎ…中性ライン、Ｌ１´、Ｌ２´，Ｌ３´…電気機器内の相ライン、Ｎ´…電気機器内の中性ライン、１０…電圧検出回路（第１判定手段）、１１…全波整流回路、１６…フォトカプラ、１９…ＮＰＮ型トランジスタ、３１…タイマ回路（第２判定手段）、４０…スイッチ、１００…400Ｖ系負荷、２００…230Ｖ系負荷、Ａ…電気機器（空気調和機）

Claims (4)

1. ３相４線式交流電源の各相ラインの電圧により動作する第１負荷、および前記３相４線式交流電源の各相ラインの１つと中性ラインとの間の電圧により動作する第２負荷を有する機器において、
   前記３相４線式交流電源の各相ラインに接続された半波整流回路と、
   この半波整流回路の出力電圧が所定値以上か否かを判定する第１判定手段と、
   この第１判定手段の判定結果が所定値以上の状態を一定時間継続する場合に前記３相４線式交流電源への接続が誤りでないと判定し、前記第１判定手段の判定結果が所定値以上の状態を一定時間継続しないとき前記３相４線式交流電源への接続が誤りであると判定する第２判定手段と、
   を備えることを特徴とする誤接続検出装置。
2. 前記中性ラインと前記第２負荷との間の通電路に挿入接続され、前記第２判定手段の判定結果が誤りでない場合に閉じ、誤りである場合に開くスイッチ、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の誤接続検出装置。
3. ３相４線式交流電源の各相ラインの電圧により動作する第１負荷、および前記３相４線式交流電源の各相ラインの１つと中性ラインとの間の電圧により動作する第２負荷を有する機器において、
   前記３相４線式交流電源の各相ラインに接続された半波整流回路と、
   この半波整流回路の出力電圧が所定値以上か否かを判定し、この判定結果が所定値未満の場合にリセット信号を発する第１判定手段と、
   前記半波整流回路の出力電圧により動作し、前記第１判定手段がリセット信号を発するごとに計時を繰り返し、この計時が一定時間に達しないうちはオフ信号を出力し、前記第１判定手段がリセット信号を発しないまま前記計時が一定時間に達するとオン信号を出力するタイマ手段と、
   前記中性ラインと前記第２負荷との間の通電路に挿入接続され、前記タイマ手段のオン信号に応じて閉じ、オフ信号に応じて開くスイッチと、
   を備えることを特徴とする誤接続検出装置。
4. 前記第１判定手段、前記タイマ手段及び前記スイッチは、前記半波整流回路の整流出力を電源とすることを特徴とする請求項３記載の誤接続検出装置。

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