JP6211865B2 - Cord short circuit detection circuit and outlet device - Google Patents

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Description

本発明は、コード短絡を検出するコード短絡検出回路、及びコード短絡が発生したら電路を遮断する機能を備えたコンセント装置に関する。   The present invention relates to a cord short-circuit detection circuit for detecting a cord short-circuit, and an outlet device having a function of interrupting an electric circuit when a cord short-circuit occurs.

従来より、コンセントに差し込まれたプラグから負荷に至る電路上でコード短絡が発生したら、それを検知して電路を遮断する機能を備えたコンセント装置がある。
このコード短絡は、最初は撚り線1本程度の電線が短絡する所謂ヒゲコード短絡からスタートすることが知られており、このとき電路の電圧波形をみると、図7に示すような独特な形状を示すことが実験により確認されている。図7に示すようにヒゲコード短絡が発生するとSで示すピーク付近から大きく切り欠いたような波形となる。
この電圧波形の特徴を検出することでコード短絡の発生を判断し、電路を遮断するコンセント装置を本発明者は特許文献1で提案した。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is an outlet device that has a function of detecting an occurrence of a short-circuiting of a cord on an electric path from a plug inserted into an outlet to a load and interrupting the electric circuit.
It is known that this cord short circuit starts from a so-called beard cord short circuit in which an electric wire of about one stranded wire is first short-circuited. At this time, when looking at the voltage waveform of the electric circuit, a unique shape as shown in FIG. This has been confirmed by experiments. As shown in FIG. 7, when a beard code short-circuit occurs, the waveform is greatly cut out from the vicinity of the peak indicated by S.
The present inventor proposed in Patent Document 1 an outlet device that detects the occurrence of a cord short circuit by detecting the characteristics of the voltage waveform and interrupts the electric circuit.

特開2012−186953号公報JP 2012-186653 A

しかしながら、上記特許文献1の技術では、整流回路において整流した電圧波形は0点(0ボルト)まで降下せずに次の半周期が始まっていた(図2(a)に示す)。そのため、ヒゲコード短絡を検出するための特定の2値の設定に制限が発生し、精度良くヒゲコード短絡を検出するのが難しかった。これは、電源回路に設けられているコンデンサが原因であるが、これを省くことは他の回路への影響が出るためできない。
また、負荷機器の電源投入時に発生する突入電流が極端に大きい場合、電路電圧が大きく低下することで、この電圧変化をヒゲコード短絡発生と判断する場合があった。
However, in the technique of Patent Document 1, the voltage waveform rectified in the rectifier circuit does not drop to the zero point (0 volt) and the next half cycle starts (shown in FIG. 2A). For this reason, there is a limitation on the setting of specific binary values for detecting a mustache code short circuit, and it has been difficult to detect a beard code short circuit with high accuracy. This is caused by a capacitor provided in the power supply circuit, but it is impossible to omit this because it affects other circuits.
In addition, when the inrush current generated when the load device is turned on is extremely large, the electric circuit voltage is greatly reduced, and this voltage change may be determined as the occurrence of a whisker code short circuit.

そこで、本発明はこの問題点に鑑み、電源回路のコンデンサを無くすことなくヒゲコード短絡を高精度で検出でき、更に突入電流により誤動作することがないコード短絡検出回路、及びコード短絡が発生したら電路を遮断するコンセント装置を提供することを目的としている。   Therefore, in view of this problem, the present invention can detect a whisker cord short circuit with high accuracy without losing the capacitor of the power circuit, and further, a cord short circuit detection circuit that does not malfunction due to an inrush current, and an electric circuit when a code short circuit occurs. The object is to provide an outlet device that shuts off.

上記課題を解決する為に、請求項1の発明に係るコード短絡検出回路は、負荷へ商用電力を供給する電路の電圧波形を入手して全波整流する整流回路と、整流回路が整流した電圧波形から特定の波形歪みを検出する特定歪み検出回路と、コード短絡の発生を判定する判定回路と、電路から電力を入手して各回路へ電源を供給するための整流回路と独立して設けた電源回路とを有し、特定歪み検出回路が、商用電圧の波高値を下回る所定の第1の閾値と第1の閾値より小さい第2の閾値と整流電圧波形とを比較し、整流電圧波形の瞬時値が2閾値の間にある状態を検出するウインドウコンパレータ回路と、2閾値の間にある時間が一定時間を超えたら波形歪み発生と判定する波形歪み判定回路とを備え、判定回路は、特定歪み検出回路が波形歪み発生と判定したらコード短絡発生信号を出力することを特徴とする。
この構成によれば、整流回路は電源回路とは独立に設けられているため、コンデンサの影響を受けることが無く、出力する電圧波形を半周期毎に0ボルトに到達させることができる。よって、第2の閾値を0点近くに設けても波形歪み判定回路が誤動作するようなことが無く、高精度でコード短絡を検知することが可能となる。
In order to solve the above problem, a cord short-circuit detection circuit according to the invention of claim 1 includes a rectifier circuit that obtains a voltage waveform of an electric circuit that supplies commercial power to a load and performs full-wave rectification, and a voltage rectified by the rectifier circuit. A specific distortion detection circuit that detects specific waveform distortion from a waveform, a determination circuit that determines the occurrence of a cord short circuit, and a rectifier circuit that obtains power from an electric circuit and supplies power to each circuit And the specific distortion detection circuit compares the rectified voltage waveform with a predetermined first threshold value that is lower than the peak value of the commercial voltage and a second threshold value that is lower than the first threshold value. A window comparator circuit that detects a state in which the instantaneous value is between two threshold values; and a waveform distortion determination circuit that determines that waveform distortion has occurred when a time period between the two threshold values exceeds a predetermined time. Distortion detection circuit is waveform distortion And outputs the code short circuit signal if it is determined that generation.
According to this configuration, since the rectifier circuit is provided independently of the power supply circuit, the output voltage waveform can reach 0 volts every half cycle without being affected by the capacitor. Therefore, even if the second threshold value is provided near 0 point, the waveform distortion determination circuit does not malfunction, and it is possible to detect a cord short-circuit with high accuracy.

請求項2の発明に係るコード短絡検出回路は、負荷へ商用電力を供給する電路の電圧波形を入手して全波整流する整流回路と、整流回路が整流した電圧波形から特定の波形歪みを検出する特定歪み検出回路と、整流回路出力の整流電圧波形から負荷の突入電流による電圧変化を検出する突入電圧検出回路と、コード短絡の発生を判定する判定回路と、電路から電力を入手して各回路へ電源を供給するための整流回路と独立して設けた電源回路とを有し、特定歪み検出回路が、商用電圧の波高値を下回る所定の第1の閾値と第1の閾値より小さい第2の閾値と整流電圧波形とを比較し、整流電圧波形の瞬時値が2閾値の間にある状態を検出するウインドウコンパレータ回路と、2閾値の間にある時間が一定時間を超えたら波形歪み発生と判定する波形歪み判定回路とを備えると共に、突入電圧検出回路が、商用電圧の波高値を下回り、且つ第1の閾値を上回る所定の第3の閾値と電圧波形とを比較する回路であって、判定回路は、特定歪み検出回路が波形歪み発生と判定し、且つ突入電圧検出回路が電圧波形のピーク値が第3の閾値より大きいと判定した場合にコード短絡発生と判断してコード短絡発生信号を出力することを特徴とする。
この構成によれば、整流回路は電源回路とは独立に設けられているため、コンデンサの影響を受けることが無く、出力する電圧波形を半周期毎に0ボルトに到達させることができる。よって、第2の閾値を0点近くに設けても波形歪み判定回路が誤動作するようなことが無いため、高精度でコード短絡を検知することが可能となる。そして、突入電流を検出するため、突入電流の発生により瞬間的に電路電圧の大きな低下が発生してもコード短絡発生と誤検知する事態を防止でき、どのような環境でも高精度でコード短絡を検知することが可能となる。
A cord short-circuit detection circuit according to a second aspect of the invention detects a specific waveform distortion from a rectifier circuit that obtains a voltage waveform of a circuit that supplies commercial power to a load and performs full-wave rectification, and a voltage waveform rectified by the rectifier circuit. Specific distortion detection circuit, an inrush voltage detection circuit that detects a voltage change due to an inrush current of the load from the rectified voltage waveform of the output of the rectifier circuit, a determination circuit that determines the occurrence of a cord short circuit, A rectifier circuit for supplying power to the circuit and a power circuit provided independently, and the specific distortion detection circuit has a predetermined first threshold value lower than a peak value of the commercial voltage and a first value smaller than the first threshold value. A window comparator circuit that compares the threshold value of 2 with the rectified voltage waveform and detects a state where the instantaneous value of the rectified voltage waveform is between the two threshold values, and waveform distortion occurs when the time between the two threshold values exceeds a certain time Judge A waveform distortion determination circuit, and the inrush voltage detection circuit compares a voltage waveform with a predetermined third threshold value that is lower than the peak value of the commercial voltage and exceeds the first threshold value. When the specific distortion detection circuit determines that waveform distortion has occurred and the inrush voltage detection circuit determines that the peak value of the voltage waveform is greater than the third threshold value, it determines that a code short circuit has occurred and outputs a code short circuit occurrence signal. It is characterized by doing.
According to this configuration, since the rectifier circuit is provided independently of the power supply circuit, the output voltage waveform can reach 0 volts every half cycle without being affected by the capacitor. Therefore, even if the second threshold value is provided near 0 point, the waveform distortion determination circuit does not malfunction, so that it is possible to detect a cord short-circuit with high accuracy. And since the inrush current is detected, even if a large drop in the circuit voltage occurs instantaneously due to the occurrence of the inrush current, it is possible to prevent a situation in which it is erroneously detected that a cord short circuit has occurred. It becomes possible to detect.

請求項3の発明に係るコンセント装置は、負荷が接続されるコンセントと、コンセントに商用電力を供給するための電路と、電路上に設けられて電路の開閉を行う開閉手段と、開閉手段を開動作させる遮断手段と、請求項1又は2に記載のコード短絡検出回路と、コード短絡検出回路が出力するコード短絡発生信号を基に遮断手段を駆動する出力回路とを有することを特徴とする。
この構成によれば、コード短絡が発生したらそれを検知して電路を遮断してコンセント出力を停止するので、コード短絡による火災発生を確実に防止できる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an outlet device in which a load is connected, an electric circuit for supplying commercial power to the electric outlet, an opening / closing means provided on the electric circuit for opening and closing the electric circuit, and an opening / closing means. It is characterized by having the interruption | blocking means to operate | move, the cord short circuit detection circuit of Claim 1 or 2, and the output circuit which drives the interruption | blocking means based on the code | cord | chord short circuit generation | occurrence | production signal which a code short circuit detection circuit outputs.
According to this configuration, when a cord short-circuit occurs, it is detected and the electric circuit is interrupted to stop the outlet output. Therefore, it is possible to reliably prevent the occurrence of a fire due to the cord short-circuit.

本発明によれば、整流回路は電源回路とは独立に設けられているため、コンデンサの影響を受けることが無く、出力する電圧波形を半周期毎に0点に到達させることができる。よって、第2の閾値を0点近くに設けても波形歪み判定回路が誤動作するようなことが無いため、高精度でコード短絡を検知することが可能となる。そして、突入電流の発生を検出するため、瞬間的に電路電圧の大きな低下が発生してもコード短絡発生と誤検知する事態を防止でき、どのような環境でも高精度でコード短絡を検知することが可能となる。   According to the present invention, since the rectifier circuit is provided independently of the power supply circuit, the voltage waveform to be output can reach zero point every half cycle without being affected by the capacitor. Therefore, even if the second threshold value is provided near 0 point, the waveform distortion determination circuit does not malfunction, so that it is possible to detect a cord short-circuit with high accuracy. And, since the occurrence of inrush current is detected, it is possible to prevent a situation in which a short-circuiting of the cord is erroneously detected even if a large drop in the circuit voltage occurs instantaneously, and the short-circuiting of the cord can be detected with high accuracy in any environment. Is possible.

本発明に係るコンセント装置の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the outlet apparatus which concerns on this invention. 電路電圧の整流波形を示し、(a)は従来の波形、(b)は図1の整流回路の波形である。The rectification waveform of an electric circuit voltage is shown, (a) is a conventional waveform, (b) is a waveform of the rectifier circuit of FIG. コード短絡発生時の特定歪み検出回路の要部波形図であり、(a)は整流回路の出力波形、(b)は第1のウインドコンパレータ回路出力波形、(c)は積分回路出力波形、(d)は第1のワンショットパルス回路出力を示している。It is a principal part waveform diagram of the specific distortion detection circuit at the time of code | cord short circuit generation | occurrence | production, (a) is an output waveform of a rectifier circuit, (b) is a 1st window comparator circuit output waveform, (c) is an integration circuit output waveform, ( d) shows the first one-shot pulse circuit output. 突入電圧検出回路の出力波形説明図であり、(a)は整流回路13の出力波形、(b)は突入電圧検出回路の出力波形、(c)は判定回路の出力波形をそれぞれ示している。It is an output waveform explanatory diagram of the inrush voltage detection circuit, (a) shows the output waveform of the rectifier circuit 13, (b) shows the output waveform of the inrush voltage detection circuit, (c) shows the output waveform of the determination circuit. 突入電流発生時の特定歪み検出回路の要部波形図であり、(a)は整流回路の出力波形、(b)は第1のウインドコンパレータ回路出力波形、(c)は積分回路出力波形、(d)は第1のワンショットパルス回路出力を示している。It is a principal part waveform diagram of the specific distortion detection circuit at the time of inrush current generation, (a) is an output waveform of a rectifier circuit, (b) is a 1st window comparator circuit output waveform, (c) is an integration circuit output waveform, ( d) shows the first one-shot pulse circuit output. 突入電流発生時の突入電圧検出回路の出力説明図であり、(a)は整流回路の出力波形、(b)は特定波形検出回路の出力波形を示している。It is output explanatory drawing of the inrush voltage detection circuit at the time of inrush current generation, (a) shows the output waveform of a rectifier circuit, (b) has shown the output waveform of the specific waveform detection circuit. ヒゲコード短絡発生時の電路電圧波形図である。It is an electric circuit voltage waveform diagram at the time of a beard code short circuit occurrence.

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明に係るコンセント装置の一例を示す回路図であり、1はコンセント装置、2は商用電源、3はテレビや暖房器具等の負荷、4はコンセント、L1は商用電源2からコンセント装置1に至る電路、L2はコンセント4に接続されたプラグ(図示せず)から負荷3に至る負荷電路である。このコンセント装置1は通常は壁面に設置して使用される。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of an outlet device according to the present invention, where 1 is an outlet device, 2 is a commercial power source, 3 is a load such as a television or a heating appliance, 4 is an outlet, and L1 is an outlet device from the commercial power source 2. 1 is a load circuit extending from a plug (not shown) connected to the outlet 4 to the load 3. The outlet device 1 is usually used by being installed on a wall surface.

コンセント装置1は、図1に示すように商用電源2が接続された電路L1を接続する電源接続部からコンセント4に至る電路L3上に設けた開閉接点7、開閉接点7を開動作させるプランジャ8aを備えた電磁コイル8、電磁コイル8を駆動するための出力回路9、コード短絡を検出するコード短絡検出回路11を備えている。   As shown in FIG. 1, the outlet device 1 includes an opening / closing contact 7 provided on an electric path L3 from the power supply connecting portion connecting the electric circuit L1 to which the commercial power supply 2 is connected to the outlet 4, and a plunger 8a for opening the opening / closing contact 7. An electromagnetic coil 8, an output circuit 9 for driving the electromagnetic coil 8, and a cord short-circuit detecting circuit 11 for detecting a cord short-circuit.

コード短絡検出回路11は、電路L3を流れる商用電力の電圧波形を全波整流するダイオードブリッジ回路から成る整流回路13、ヒゲコード短絡特有の波形を検出する特定歪み検出回路14と、負荷3を起動した際の過大な突入電流の発生により生ずる電圧降下を検出するための突入電圧検出回路としての第2の比較回路15と、コード短絡発生を判定する判定回路としての第2のワンショットパルス回路16と、各回路へ電源を供給する電源回路17とで構成されている。   The cord short circuit detection circuit 11 starts the rectifier circuit 13 composed of a diode bridge circuit that full-wave rectifies the voltage waveform of the commercial power flowing through the electric circuit L3, the specific distortion detection circuit 14 that detects a waveform peculiar to the mustache cord short circuit, and the load 3. A second comparison circuit 15 as an inrush voltage detection circuit for detecting a voltage drop caused by the occurrence of an excessive inrush current at the time, and a second one-shot pulse circuit 16 as a determination circuit for determining the occurrence of a code short circuit, The power supply circuit 17 supplies power to each circuit.

整流回路13は、電源回路17に設けられた整流回路17aとは独立に設けられ、近傍にコンデンサが配置されていない。この整流回路13の出力する整流波形を図2(b)に示している。尚、図2(a)は上記特許文献1の整流回路が出力する波形を示している。この図2に示すように、整流回路13が出力する整流波形は、半周期毎に0ボルトまで低下した後上昇する。   The rectifier circuit 13 is provided independently of the rectifier circuit 17a provided in the power supply circuit 17, and no capacitor is disposed in the vicinity thereof. The rectified waveform output from the rectifier circuit 13 is shown in FIG. FIG. 2A shows a waveform output from the rectifier circuit of Patent Document 1. As shown in FIG. 2, the rectified waveform output from the rectifier circuit 13 rises after decreasing to 0 volts every half cycle.

特定歪み検出回路14は、整流された電圧波形を所定の2値(第1の閾値と第1の閾値より小さい第2の閾値)と比較するウインドウコンパレータ回路(以下、単に「コンパレータ回路」とする)20、コンパレータ回路20の出力波形を成形する波形成形回路21、波形成形回路21の出力波形を積分する積分回路22、積分回路22の出力を所定の閾値と比較する波形歪み判定回路としての第1の比較回路23、第1の比較回路23の出力を受けてパルス信号を出力する第1のワンショットパルス回路24を備えている。   The specific distortion detection circuit 14 compares a rectified voltage waveform with a predetermined binary value (a first threshold value and a second threshold value smaller than the first threshold value) (hereinafter simply referred to as “comparator circuit”). ) 20, a waveform shaping circuit 21 that shapes the output waveform of the comparator circuit 20, an integration circuit 22 that integrates the output waveform of the waveform shaping circuit 21, and a waveform distortion determination circuit that compares the output of the integration circuit 22 with a predetermined threshold value. 1 comparison circuit 23 and a first one-shot pulse circuit 24 that receives the output of the first comparison circuit 23 and outputs a pulse signal.

突入電圧検出回路15は、整流された電路電圧の瞬時値と所定の第3の閾値とを比較する比較回路(第2の比較回路)で構成され、電路電圧が第3の閾値より大きければ「H」の信号を出力する。
尚、第3の閾値は電路電圧のピーク値と上記第1の閾値の間で設定される。
The inrush voltage detection circuit 15 is configured by a comparison circuit (second comparison circuit) that compares the instantaneous value of the rectified circuit voltage with a predetermined third threshold value. H "signal is output.
The third threshold value is set between the peak value of the circuit voltage and the first threshold value.

第2のワンショットパルス回路16は、特定歪み検出回路14及び第2の比較回路15の出力を基にコード短絡発生を判定する。   The second one-shot pulse circuit 16 determines the occurrence of a code short circuit based on the outputs of the specific distortion detection circuit 14 and the second comparison circuit 15.

以下、このコード短絡検出回路11の動作を具体的に説明する。図3はコード短絡発生時のコード短絡検出回路11の要部の波形を示し、この図3を参照して説明する。尚、図3において、(a)は整流回路13の出力波形、(b)はコンパレータ回路20の出力波形、(c)は積分回路22の出力波形、(d)は第1のワンショットパルス回路24の出力、即ち特定歪み検出回路14の出力を示している。   Hereinafter, the operation of the cord short-circuit detection circuit 11 will be specifically described. FIG. 3 shows the waveform of the main part of the cord short-circuit detection circuit 11 when a cord short-circuit occurs, which will be described with reference to FIG. 3, (a) is the output waveform of the rectifier circuit 13, (b) is the output waveform of the comparator circuit 20, (c) is the output waveform of the integrating circuit 22, and (d) is the first one-shot pulse circuit. 24, that is, the output of the specific distortion detection circuit 14 is shown.

コンパレータ回路20が、整流回路13が出力する整流電圧波形を所定の閾値(高い方の第1の閾値EH、及び低い方の第2の閾値EL)と比較し、この2つの閾値の間に電路電圧の瞬時値がある間は特定の信号を出力する。
コンパレータ回路20には電路電圧が分圧されて入力され、例えば10分の1に分圧された電圧が入力される。その結果、波高値約14ボルトの電圧が入力されることになる。この値の電圧に対しては、例えばEH=5ボルト、EL=1ボルトに設定される。図3(a)は、このように設定されたコンパレータ回路20における電路L3の電圧波形と特定の2値EH,ELとの関係を示している。
The comparator circuit 20 compares the rectified voltage waveform output from the rectifier circuit 13 with a predetermined threshold value (a higher first threshold value EH and a lower second threshold value EL), and an electric circuit between the two threshold values. A specific signal is output while there is an instantaneous voltage value.
The circuit circuit voltage is divided and inputted to the comparator circuit 20, for example, a voltage divided by 1/10 is inputted. As a result, a voltage having a peak value of about 14 volts is input. For this value of voltage, for example, EH = 5 volts and EL = 1 volt are set. FIG. 3A shows a relationship between the voltage waveform of the electric circuit L3 and the specific binary values EH and EL in the comparator circuit 20 set as described above.

ヒゲコード短絡が発生すると、図7のSで示す様な切り欠き部を有する電圧波形が発生するため、この波形の発生を数ボルトから波高値の約50%となる70ボルト程度の間に数ms留まる特徴から判断することができる。この特徴は、突入電流等の過電流発生時の電圧波形と大きく異なる点であり、本発明ではこの特徴的な波形の発生を検出することで小さなコード短絡であるヒゲコード短絡を検出して電路を遮断するものである。   When a whisker code short circuit occurs, a voltage waveform having a notch as shown by S in FIG. 7 is generated. Therefore, the generation of this waveform takes several ms from several volts to about 70 volts, which is about 50% of the peak value. It can be judged from the characteristics that remain. This feature is greatly different from the voltage waveform at the time of overcurrent occurrence such as inrush current.In the present invention, by detecting the occurrence of this characteristic waveform, the whisker cord short circuit which is a small cord short circuit is detected, and the electric circuit is connected. It is a thing to cut off.

そこで、電路電圧の波高値に対して第1の閾値EHを約50%以下(電路電圧の波高値が約140Vであれば70V以下)、第2の閾値ELを3%以上(電路電圧の波高値が約140Vであれば4V以上)で設定する。
尚、この範囲は更に限定しても良く、第1固定値EH=50V、第2固定値EL=10Vとしても良好にコード短絡を検出できる。
Therefore, the first threshold value EH is about 50% or less with respect to the crest value of the circuit voltage (70 V or less if the crest value of the circuit voltage is about 140 V), and the second threshold value EL is 3% or more (wave circuit voltage). If the high value is about 140V, set it to 4V or higher).
This range may be further limited, and even when the first fixed value EH = 50V and the second fixed value EL = 10V, the cord short circuit can be detected well.

波形成形回路21は、コンパレータ回路20の出力を受けて瞬時電圧値が第1の閾値EHと第2の閾値ELの間にある場合「H」の信号を出力する。図3(b)はこの出力を示し、監視する電路L3の電圧波形が正常な正弦波である間はT1に示す幅の狭い(時間の短い)一定の信号を出力するが、コード短絡発生時はT2に示すような幅の広い(時間の長い)信号が出力される様子を示している。   The waveform shaping circuit 21 receives the output of the comparator circuit 20 and outputs an “H” signal when the instantaneous voltage value is between the first threshold value EH and the second threshold value EL. FIG. 3B shows this output, and while the voltage waveform of the electric circuit L3 to be monitored is a normal sine wave, a constant signal having a narrow width (short time) shown in T1 is output. Indicates a state in which a wide (long time) signal as shown in T2 is output.

積分回路22は、波形成形回路21が出力する「H」の信号である矩形波を積分して図3(c)に示すような波形の信号Mを出力する。図3(c)に示すように、正常時の正弦波に対してはピーク値の小さい波形M1を出力するが、コード短絡により発生するT2の矩形波を受けてM2に示すように大きなピーク値の波形が出力される。   The integrating circuit 22 integrates the rectangular wave which is the “H” signal output from the waveform shaping circuit 21 and outputs a signal M having a waveform as shown in FIG. As shown in FIG. 3C, a waveform M1 having a small peak value is output with respect to a normal sine wave, but a large peak value is obtained as indicated by M2 in response to a rectangular wave of T2 generated by a cord short circuit. Is output.

第1の比較回路23は、積分回路22の出力を所定の閾値Th1と比較し、閾値Th1を越えたら図3(d)に示すように信号Nを出力する。図3(d)に示すように、通常の正弦波の場合は達することが無く、Sに示すような歪みが発生したら到達するような特定の値に閾値Th1は設定されている。
この結果、コード短絡時の矩形波T2の積分値M2を受けて信号Nを出力する。こうして、コンパレータ回路20の出力が「H」の信号を出力する時間が一定時間を越えた場合を検出している。
The first comparison circuit 23 compares the output of the integration circuit 22 with a predetermined threshold value Th1, and outputs a signal N as shown in FIG. 3D when the threshold value Th1 is exceeded. As shown in FIG. 3D, the threshold value Th1 is set to a specific value that does not reach in the case of a normal sine wave and reaches when a distortion as shown in S occurs.
As a result, the signal N is output in response to the integral value M2 of the rectangular wave T2 when the cord is short-circuited. In this way, a case is detected in which the time for which the output of the comparator circuit 20 outputs a signal of “H” exceeds a certain time.

第1のワンショットパルス回路24は、比較回路23の出力Nを受けて特定歪み検出回路14の出力信号として、ワンショットパルス信号を生成して図1に示すA点から出力する。   The first one-shot pulse circuit 24 receives the output N of the comparison circuit 23, generates a one-shot pulse signal as an output signal of the specific distortion detection circuit 14, and outputs it from the point A shown in FIG.

図4は第2の比較回路15の出力波形説明図であり、(a)は整流回路13の出力波形、(b)は第2の比較回路15の出力波形、(c)は判定回路16の出力波形をそれぞれ示している。この図4に示すように、第2の比較回路15は、電路電圧の瞬時値が所定の閾値Th2を超えたら「H」の信号を図1に示すB点から出力する。具体的に、通常の正弦波の電圧に対してはU1で示す波形の出力を実施し、コード短絡が発生したらU2で示す波形を出力する。
尚、図4(b)に示しているNは、上記比第1の較回路23の出力Nを示している。
4A and 4B are explanatory diagrams of the output waveform of the second comparison circuit 15. FIG. 4A is an output waveform of the rectifier circuit 13, FIG. 4B is an output waveform of the second comparison circuit 15, and FIG. Each output waveform is shown. As shown in FIG. 4, when the instantaneous value of the circuit voltage exceeds a predetermined threshold value Th2, the second comparison circuit 15 outputs an “H” signal from the point B shown in FIG. Specifically, a waveform indicated by U1 is output for a normal sine wave voltage, and a waveform indicated by U2 is output when a cord short-circuit occurs.
Note that N shown in FIG. 4B indicates the output N of the first comparison circuit 23.

第2のワンショットパルス回路16は、第1のワンショットパルス回路24の出力、及び第2の比較回路15の出力を基に、双方が「H」の出力をした場合に図4(c)に示すように「H」の信号を出力する。
この結果、出力回路9が判定回路16の出力を受けて電磁コイル8を駆動し、プランジャ8aが引き外し動作し、開閉接点7が開動作して負荷3への電力の供給は停止される。
When the second one-shot pulse circuit 16 outputs “H” based on the output of the first one-shot pulse circuit 24 and the output of the second comparison circuit 15, FIG. An “H” signal is output as shown in FIG.
As a result, the output circuit 9 receives the output of the determination circuit 16 to drive the electromagnetic coil 8, the plunger 8 a is pulled out, the open / close contact 7 is opened, and the supply of power to the load 3 is stopped.

このように、整流回路13は電源回路17とは独立に設けられているため、コンデンサの影響を受けることが無く、出力する電圧波形を半周期毎に0ボルトに到達させることができる。よって、第2の閾値ELを0点近くに設けてもウィンドウコンパレータ回路20
が誤動作するようなことが無く、高精度でコード短絡を検知することが可能となる。
そして、電流変化に依らず電路電圧の波形変化からコード短絡を検出するため、コード短絡を精度良く検出することができる。また、ヒゲコード短絡が発生した場合の特徴的な電圧波形の変化を検出するため、ヒゲコード短絡程度の小さなコード短絡であってもコード短絡発生と判定できる。
また、コード短絡が発生したらそれを検知して電路を遮断してコンセント出力を停止するので、コード短絡による火災発生を確実に防止できる。
Thus, since the rectifier circuit 13 is provided independently of the power supply circuit 17, the voltage waveform to be output can reach 0 volts every half cycle without being affected by the capacitor. Therefore, even if the second threshold value EL is provided near 0 point, the window comparator circuit 20
Therefore, it is possible to detect a cord short-circuit with high accuracy.
And since a code short circuit is detected from the waveform change of the circuit voltage regardless of the current change, the code short circuit can be detected with high accuracy. In addition, since a characteristic voltage waveform change when a whisker code short circuit occurs is detected, it is possible to determine that a code short circuit has occurred even if the code short circuit is as small as a beard code short circuit.
Also, if a cord short-circuit occurs, it is detected and the electrical circuit is shut off to stop the outlet output, so that a fire due to a cord short-circuit can be reliably prevented.

次に、突入電流の発生により電路電圧が大きく変化した場合を説明する。図5は突入電流発生時の特定歪み検出回路14の要部波形図であり、(a)は整流回路13の出力波形、(b)はコンパレータ回路20の出力波形、(c)は積分回路22の出力波形、(d)は第1のワンショットパルス回路24の出力、即ち特定歪み検出回路14の出力を示している。
突入電流が発生すると、特に大きな突入電流が発生すると電路電圧が図5(a)の電圧波形Vに示すように瞬間的に大きく低下し徐々に回復する。その結果、図5(b)に示すようにコンパレータ回路20は長時間に亘り「H」信号を出力し、図5(d)に示すように第1のワンショットパルス回路24が信号を出力する、即ち特定歪み検出回路14が特定歪み発生と判断してしまう場合がある。
Next, the case where the circuit voltage is greatly changed due to the occurrence of inrush current will be described. FIG. 5 is a waveform diagram of the main part of the specific distortion detection circuit 14 when an inrush current is generated. (A) is an output waveform of the rectifier circuit 13, (b) is an output waveform of the comparator circuit 20, and (c) is an integration circuit 22. (D) shows the output of the first one-shot pulse circuit 24, that is, the output of the specific distortion detection circuit 14.
When an inrush current is generated, particularly when a large inrush current is generated, the circuit voltage is momentarily reduced and gradually recovered as shown by the voltage waveform V in FIG. As a result, the comparator circuit 20 outputs an “H” signal for a long time as shown in FIG. 5B, and the first one-shot pulse circuit 24 outputs a signal as shown in FIG. 5D. That is, the specific distortion detection circuit 14 may determine that specific distortion has occurred.

一方、このときの第2の比較回路15の出力を図6に示している。この図6に示すように電路電圧のピーク値が閾値Th2に達しないため「H」信号を出力しない。よって、第2のワンショットパルス回路16は「H」の信号を出力せず、電路は遮断されない。   On the other hand, the output of the second comparison circuit 15 at this time is shown in FIG. As shown in FIG. 6, since the peak value of the circuit voltage does not reach the threshold value Th2, the “H” signal is not output. Therefore, the second one-shot pulse circuit 16 does not output an “H” signal, and the electric circuit is not interrupted.

このように、突入電流による電圧変化を検出するため、突入電流の発生により瞬間的に電路電圧の大きな低下が発生してもコード短絡発生と誤検知する事態を防止でき、どのような環境でも高精度でコード短絡を検知することができる。   In this way, the voltage change due to the inrush current is detected, so even if a large drop in the circuit voltage occurs instantaneously due to the occurrence of the inrush current, it is possible to prevent a false detection of the occurrence of a cord short-circuit. A cord short-circuit can be detected with accuracy.

尚、上記実施形態は、コード短絡検出回路11をコンセントに設けた場合を説明したが、分岐ブレーカ等の回路遮断に内蔵させても良いし、コンセントに接続して使用されるタップコンセントに内蔵させても良い。
また、コンセントに遮断機能を設けてコンセント装置とし、電路を遮断する構成としているが、コード短絡が発生したら音やLEDの発光で通知する構成としても良い。
In addition, although the said embodiment demonstrated the case where the cord short circuit detection circuit 11 was provided in the outlet, it may be incorporated in circuit interruptions, such as a branch breaker, or it may be incorporated in the tap outlet used by connecting to an outlet. May be.
In addition, the power outlet is provided with a shut-off function, and the power path is cut off. However, when a cord short-circuit occurs, a notification may be made by sound or LED light emission.

1・・コンセント装置、7・・開閉接点、9・・出力回路、11・・コード短絡検出回路、13・・整流回路、14・・特定歪み検出回路、15・・第2の比較回路(突入電圧検出回路)、16・・第2のワンショットパルス回路(判定回路)、17・・電源回路、20・・ウィンドウコンパレータ回路、23・・第1の比較回路(波形歪み判定回路)、24・・第1のワンショットパルス回路。   1 .. Outlet device, 7 .. Open / close contact, 9 .. Output circuit, 11 .. Code short circuit detection circuit, 13 .. Rectifier circuit, 14 .. Specific distortion detection circuit, 15. Voltage detection circuit), 16 .... second one-shot pulse circuit (determination circuit), 17 .... power supply circuit, 20..window comparator circuit, 23..first comparison circuit (waveform distortion determination circuit), 24. A first one-shot pulse circuit.

Claims (3)

負荷へ商用電力を供給する電路の電圧波形を入手して全波整流する整流回路と、
前記整流回路が整流した電圧波形から特定の波形歪みを検出する特定歪み検出回路と、
コード短絡の発生を判定する判定回路と、
前記電路から電力を入手して各回路へ電源を供給するための前記整流回路と独立して設けた電源回路とを有し、
前記特定歪み検出回路が、商用電圧の波高値を下回る所定の第1の閾値と前記第1の閾値より小さい第2の閾値と前記整流電圧波形とを比較し、前記整流電圧波形の瞬時値が前記2閾値の間にある状態を検出するウインドウコンパレータ回路と、
前記2閾値の間にある時間が一定時間を超えたら波形歪み発生と判定する波形歪み判定回路とを備え、
前記判定回路は、前記特定歪み検出回路が波形歪み発生と判定したらコード短絡発生信号を出力することを特徴とするコード短絡検出回路。
A rectifier circuit that obtains the voltage waveform of the electric circuit that supplies commercial power to the load and performs full-wave rectification,
A specific distortion detection circuit for detecting a specific waveform distortion from the voltage waveform rectified by the rectifier circuit;
A determination circuit for determining the occurrence of a cord short circuit;
A power supply circuit provided independently from the rectifier circuit for obtaining power from the electric circuit and supplying power to each circuit;
The specific distortion detection circuit compares a predetermined first threshold value lower than a peak value of a commercial voltage with a second threshold value smaller than the first threshold value and the rectified voltage waveform, and an instantaneous value of the rectified voltage waveform is obtained. A window comparator circuit for detecting a state between the two threshold values;
A waveform distortion determination circuit that determines that waveform distortion occurs when a time between the two thresholds exceeds a certain time,
The determination circuit outputs a code short-circuit occurrence signal when the specific distortion detection circuit determines that waveform distortion has occurred.
負荷へ商用電力を供給する電路の電圧波形を入手して全波整流する整流回路と、
前記整流回路が整流した電圧波形から特定の波形歪みを検出する特定歪み検出回路と、
前記整流回路出力の整流電圧波形から前記負荷の突入電流による電圧変化を検出する突入電圧検出回路と、
コード短絡の発生を判定する判定回路と、
前記電路から電力を入手して各回路へ電源を供給するための前記整流回路と独立して設けた電源回路とを有し、
前記特定歪み検出回路が、商用電圧の波高値を下回る所定の第1の閾値と前記第1の閾値より小さい第2の閾値と前記整流電圧波形とを比較し、前記整流電圧波形の瞬時値が前記2閾値の間にある状態を検出するウインドウコンパレータ回路と、
前記2閾値の間にある時間が一定時間を超えたら波形歪み発生と判定する波形歪み判定回路とを備えると共に、
前記突入電圧検出回路が、商用電圧の波高値を下回り、且つ前記第1の閾値を上回る所定の第3の閾値と前記電圧波形とを比較する回路であって、
前記判定回路は、前記特定歪み検出回路が波形歪み発生と判定し、且つ前記突入電圧検出回路が前記電圧波形のピーク値が前記第3の閾値より大きいと判定した場合にコード短絡発生と判断してコード短絡発生信号を出力することを特徴とするコード短絡検出回路。
A rectifier circuit that obtains the voltage waveform of the electric circuit that supplies commercial power to the load and performs full-wave rectification,
A specific distortion detection circuit for detecting a specific waveform distortion from the voltage waveform rectified by the rectifier circuit;
An inrush voltage detection circuit for detecting a voltage change due to an inrush current of the load from the rectified voltage waveform of the rectifier circuit output;
A determination circuit for determining the occurrence of a cord short circuit;
A power supply circuit provided independently from the rectifier circuit for obtaining power from the electric circuit and supplying power to each circuit;
The specific distortion detection circuit compares a predetermined first threshold value lower than a peak value of a commercial voltage with a second threshold value smaller than the first threshold value and the rectified voltage waveform, and an instantaneous value of the rectified voltage waveform is obtained. A window comparator circuit for detecting a state between the two threshold values;
A waveform distortion determination circuit that determines that a waveform distortion occurs when a time between the two thresholds exceeds a certain time;
The inrush voltage detection circuit is a circuit that compares the voltage waveform with a predetermined third threshold value that is lower than a peak value of a commercial voltage and that exceeds the first threshold value,
The determination circuit determines that a code short circuit has occurred when the specific distortion detection circuit determines that waveform distortion has occurred and the inrush voltage detection circuit determines that the peak value of the voltage waveform is greater than the third threshold value. A cord short-circuit detection circuit that outputs a cord short-circuit occurrence signal.
負荷が接続されるコンセントと、前記コンセントに商用電力を供給するための電路と、前記電路上に設けられて電路の開閉を行う開閉手段と、前記開閉手段を開動作させる遮断手段と、請求項1又は2に記載のコード短絡検出回路と、前記コード短絡検出回路が出力するコード短絡発生信号を基に前記遮断手段を駆動する出力回路とを有することを特徴とするコンセント装置。 An outlet to which a load is connected, an electric circuit for supplying commercial power to the outlet, an opening / closing means provided on the electric circuit for opening and closing the electric circuit, and a blocking means for opening the opening / closing means. An outlet device comprising: the cord short circuit detection circuit according to 1 or 2; and an output circuit that drives the blocking means based on a cord short circuit generation signal output from the cord short circuit detection circuit.
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