JP6658969B2 - 電子式回路遮断器 - Google Patents

Description

この発明は、電路の過電流を検出する電子式回路遮断器に関し、特に複数のマイクロコンピュータにより構成された疎結合マルチプロッセッサシステムを備えた電子式回路遮断器に関するものである。

従来の電子式回路遮断器は、瞬時引外し特性と時限引外し特性に大別される過電流引外し特性を備えている。（例えば、特許文献１、図１参照）。
また、負荷側電路に接続された負荷機器の接続状況および負荷機器の使用状況に応じて、電子式回路遮断器の設置後に過電流引外し特性を設定するための設定部を備えている。（例えば、特許文献２図１参照）
一方、従来の疎結合マルチプロセッサシステムは、複数のマイクロコンピュータから構成されており、これらマイクロコンピュータは、通信により相互接続されている。そして、各マイクロコンピュータは個々のシステムの異常検出手段として、ウォッチドッグタイマをそれぞれ備えている。
このため、ある１つのマイクロコンピュータが、ハードウェアまたはソフトウェアの障害等によって故障した場合、問題が発生したマイクロコンピュータのみが個別のウォッチドッグタイマによってリセットされ、他の正常なマイクロコンピュータとの通信同期が、取れなくなる。通信同期が取れなくなると通信タイムアウトにより、通信同期が復帰するまでに時間がかかることから、異常時にはすべてのマイクロコンピュータを共にリセットする方法が知られている（例えば、特許文献３参照）。

特開平８−３３１７４８号公報 特開２００１−１２８３５４号公報 特開２００３−４４３２３号公報

上述の従来の電子式回路遮断器における過電流引外し特性に関する処理は、高速な処理が要求される瞬時引外し特性の処理（例えば、１ｍ秒周期）と、比較的低速な処理が許容される時限引外し特性の処理（例えば、１２．５ｍ秒周期）と、外部から設定された過電流引外し特性データを記憶するための設定処理（例えば、１００ｍ秒周期）と、に分類される。このため、電子式回路遮断器に従来の疎結合マルチプロセッサシステムを適用する場合、瞬時引外し特性の処理を行う高速処理と、時限引外し特性の処理を行う低速処理とを別々のマイクロコンピュータで構成することが望ましい。その場合、双方のマイクロコンピュータで必要となる過電流引外し特性などの設定データについては、マイクロコンピュータ間の低速な通信（例えば、１００ｍ秒周期）によって共有することとなる。
しかしながら、疎結合マルチプロセッサシステムを適用した電子式回路遮断器において、いずれかのマイクロコンピュータに異常が発生すると、すべてのマイクロコンピュータをリセットすることとなり、いずれか１つのマイクロコンピュータのリセットのみが必要な場合にも、他の正常なマイクロコンピュータもリセットされてしまい、設定データや時限引外し特性を処理するための蓄積データを消失してしまい電子式回路遮断器としての信頼性が低下するという問題点があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、マイクロコンピュータに異常が発生した場合に異常のあるマイクロコンピュータのみをリセットしても短時間で通信同期が復帰し、電子式回路遮断器としての信頼性の向上を図るものである。

この発明に係わる電子式回路遮断器は、電路を開閉する開閉接点と、電路の電流を検出する電流検出装置と、電流検出装置の出力信号が入力され、瞬時引外し信号を出力する第１マイクロコンピュータと、第１マイクロコンピュータから電路を流れる電流情報を取得し時限引外し信号を出力する第２マイクロコンピュータと、瞬時引外し信号および時限引外し信号に基づき開閉接点を開放する引外し装置と、を有し、第１マイクロコンピュータは、自身が再起動したことをポート出力またはパラレル通信により前記第２マイクロコンピュータに通知し、第２マイクロコンピュータは、自身が再起動したことをパラレル通信またはポート出力により第１マイクロコンピュータに通知することを特徴とする。

この発明によれば、異常が発生したマイクロコンピュータのみをリセットしても、短時間で通信同期が復帰するので、正常なマイクロコンピュータをリセットする必要がなく、電子式回路遮断器における信頼性の向上を図ることができる。

この発明の実施の形態１における電子式回路遮断器を示すブロック図である。 図１に示す電子式回路遮断器におけるマイクロコンピュータの機能を示す機能ブロック図である。 図２に示す第１マイクロコンピュータのメイン処理を示すフローチャートである。 図２に示す第２マイクロコンピュータのメイン処理を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２における電子式回路遮断器のマイクロコンピュータの機能を示す機能ブロック図である。 図５に示す第１マイクロコンピュータのメイン処理を示すフローチャートである。 図５に示す第２マイクロコンピュータのメイン処理を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態３における電子式回路遮断器を示す回路図である。 この発明の実施の形態４における電子式回路遮断器を示す回路図である。 この発明の実施の形態５における電子式回路遮断器を示す回路図である。 この発明の実施の形態６における電子式回路遮断器を示す回路図である。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における電子式回路遮断器のブロック図、図２は図１に示す第１、第２マイクロコンピュータの機能を示す機能ブロック図、図３は図２に示す第１マイクロコンピュータのメイン処理を示すフローチャート、図４は図２に示す第２マイクロコンピュータのメイン処理を示すフローチャートである。

図１に示すように、本実施の形態における電子式回路遮断器３００は、交流電路１を開閉する開閉接点２と、交流電路１に設けられ、交流電路１に流れる負荷電流に比例した電流信号を出力する電流検出装置３と、この電流検出装置３の電流信号をアナログ電圧信号に変換する電流検出回路４と、過電流引外し特性のデータを設定する設定部５と、電流検出回路４のアナログ電圧信号に基づき高速な処理の要求される瞬時引外し特性の処理（例えば、１ｍ秒周期）を行う第１マイクロコンピュータ１０（以下、第１マイコン１０という）と、この第１マイコン１０より通信により交流電路１に流れる負荷電流の信号を取得し比較的低速な時限引外し特性の処理（例えば、１２．５ｍ秒周期）、および設定部５で設定された瞬時及び時限引外し特性のデータを記憶するための設定処理（例えば、１００ｍ秒周期）を行う第２マイクロコンピュータ２０（以下、第２マイコン２０という）と、第１マイコン１０および第２マイコン２０からの各引外し信号により引外し装置８を駆動し開閉接点２を開放する引外し回路６と、第１マイコン１０および第２マイコン２０に対しリセット信号を出力するリセット回路７と、から構成されている。

第１マイコン１０は、マイクロコンピュータを構成するＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、及びウォッチドッグタイマ１０４と、電流検出回路４のアナログ電圧信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路１０５と、第２マイコン２０に起動信号を出力する第１ポート出力１０６ａと、第２マイコン２０から設定データを受信するためのパラレル通信１０６ｂと、第２マイコン２０と周期的に通信するためのシリアル通信１０６ｃと、引外し回路６を駆動する第２ポート出力１０７とから構成されている。

第２マイコン２０も、同様にマイクロコンピュータを構成するＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、及びウォッチドッグタイマ２０４と、設定部５から設定データを読み込む設定入力部２０５と、第１マイコン１０からの起動信号を入力するポート入力２０６ａと、第１マイコン１０のパラレル通信１０６ｂへ設定データを送信するためのパラレル通信２０６ｂと、第１マイコン１０と周期的に通信するためのシリアル通信２０６ｃと、引外し回路６を駆動する第１ポート出力２０７と、から構成されている。

次に、第１マイコン１０および第２マイコン２０におけるソフトウェアの動作について説明する。
図２に示すように、第１マイコン１０のＣＰＵ１０１によるソフトウェア処理は、Ａ／Ｄ変換回路１０５からのデジタル信号に基づいて電路の各相に流れる負荷電流値を演算する計測演算処理１０８ａと、第２マイコン２０との通信やウォッチドッグタイマ１０４のリセットを行うメイン処理１０８ｂと、通信により第２マイコン２０から取得した瞬時引外し特性のデータおよび計測演算処理１０８ａで演算した負荷電流値に基づいて引外し回路６へ瞬時引外し信号を出力する瞬時引外し処理１０８ｃと、から構成されている。

第２マイコン２０のＣＰＵ２０１によるソフトウェア処理は、第１マイコン１０との通信やウォッチドッグタイマ２０４のリセットを行うメイン処理２０８ａと、設定部５により設定された過電流引外し特性のデータを記憶するための設定処理２０８ｂと、第１マイコン１０から取得した負荷電流値と、設定部５から取得した時限引外し特性のデータとに基づく演算により、引外し回路６へ時限引外し信号を出力する時限引外し処理２０８ｃと、から構成されている。

第１マイコン１０と第２マイコン２０間の通信は、次の３つの特徴的な構成を備えている。
（１）第１マイコン１０がリセットした場合に、起動信号を第１マイコン１０から第２マイコン２０に通知する第１ポート出力１０６ａおよびポート入力２０６ａ。
（２）第２マイコン２０がリセットした場合、あるいは、第２マイコン２０が第１マイコン１０から起動信号を受信した場合に、瞬時引外し特性のデータを第２マイコン２０から第１マイコン１０へ通知するパラレル通信。
（３）瞬時引外し特性のデータおよび負荷電流値を周期的に第１マイコン１０と第２マイコン２０間で通信するシリアル通信。

なお、上記（２）にパラレル通信を用いる理由は、回路遮断器の瞬時引外し動作には電源投入から引外しまで数十ｍ秒というわずかな時間での動作が要求されるため、万が一マイクロコンピュータがリセットした場合、１ｍ秒以内という短時間でシステムを復旧しなければならない。そのため、パラレル通信を用いることで、高速に第２マイコン２０から第１マイコン１０へ瞬時引外し特性のデータを通知するためである。

また、上記（３）にシリアル通信を用いる理由は、周期通信の通信間隔は数十ｍ秒から数百ｍ秒と遅くて構わないため、低速なシリアル通信で事足りるためである。

次に、本実施の形態による電子式回路遮断器３００を実現するための第１マイコン１０のメイン処理１０８ｂおよび第２マイコン２０のメイン処理２０８ａについて、フローチャートに基づき説明する。

まず、第１マイコン１０のメイン処理１０８ｂについて説明する。
図３に示すように、第１マイコン１０が起動すると、ステップＳ１０１に進み、入出力ポートの設定等のイニシャル処理を行う。次にステップＳ１０２に進み、第１ポート出力１０６ａより、第２マイコン２０のポート入力２０６ａに対し、起動信号の出力を行う。次にステップＳ１０３に進み、パラレル通信により第２マイコン２０より瞬時引外し特性のデータを受信したかチェックする。その後、ステップＳ１０４に進み、ステップＳ１０３で瞬時引外し特性のデータを受信した場合には、ステップＳ１０５に進み、ステップＳ１０３で瞬時引外し特性のデータを受信しなかった場合には、ステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０５では、第２マイコン２０が再起動したことを意味するため、第２マイコン２０より受信した瞬時引外し特性のデータを瞬時引外し処理１０８ｃに設定し、さらに、シリアル通信の初期化を行った後、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、シリアル通信により周期（例えば、１２．５ｍ秒周期）かどうかの判定を行う。シリアル通信の周期の場合には、Ｓ１０７に進み、シリアル通信の周期でない場合には、Ｓ１０３に戻り、ステップＳ１０３以降の処理を繰り返す。

ステップＳ１０７では、シリアル通信による周期通信の起動を行い、周期的に瞬時引外し特性のデータおよび負荷電流値を第１マイコン１０と第２マイコン２０との間で通信し、ステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８では、第１マイコン１０に内蔵のウォッチドッグタイマ１０４に対しランニングパルスＲＰＳの出力を行い、ウォッチドッグタイマ１０４をリセットした後、ステップＳ１０３に戻り、ステップＳ１０３以降の処理を繰り返す。

次に、第２マイコン２０のメイン処理２０８ａについて説明する。
図４に示すように、第２マイコン２０は、起動すると、ステップＳ２０１に進み、入出力ポートの設定等のイニシャル処理を行う。次にステップＳ２０２に進み、パラレル通信により第１マイコン１０に対し瞬時引外し特性のデータを送信した後、ステップＳ２０３に進む。ステップＳ２０３では、シリアル通信の初期化を行い、ステップＳ２０４に進む。ステップＳ２０４では、ポート入力２０６ａをチェックし、第１マイコン１０より起動信号の読み込み処理を行う。その後、ステップＳ２０５に進み、ステップＳ２０４で起動信号を受信していた場合には、第１マイコン１０が再起動したことを意味するため、ステップＳ２０２に戻り、第１マイコン１０に対し瞬時引外し特性のデータをパラレル通信で送信した後、以降の処理を繰り返す。ステップＳ２０４で起動信号を受信していなかった場合には、ステップＳ２０６に進む。

ステップＳ２０６では、シリアル通信の周期（例えば、１２．５ｍ秒周期）かどうかの判定を行う。シリアル通信の周期の場合には、Ｓ２０７に進み、シリアル通信の周期でない場合には、Ｓ２０４に戻り、ステップＳ２０４以降の処理を繰り返す。ステップＳ２０７では、シリアル通信による周期通信の起動を行い、周期的に瞬時引外し特性のデータおよび負荷電流値を第１マイコン１０と第２マイコン２０との間で通信させ、ステップＳ２０８に進む。ステップＳ２０８では、第２マイコン２０に内蔵のウォッチドッグタイマ２０４に対しランニングパルスＲＰＳの出力を行い、ウォッチドッグタイマ２０４をリセットした後、ステップＳ２０４に戻り、ステップＳ２０４以降の処理を繰り返す。

次に、第１マイコン１０がリセットされた場合の動作について説明する。
第１マイコン１０がリセットされると図３に示すステップＳ１０２で、起動信号出力を第２マイコン２０に対して行う。第２マイコン２０では、通常、図４に示すステップＳ２０４からステップＳ２０６を高速で繰り返し処理しているので、第１マイコン１０からの起動信号は、ステップＳ２０４ですぐに検出され、第２マイコン２０の処理はステップＳ２０５からステップＳ２０２に移る。ステップＳ２０２では、瞬時引外し特性のデータがパラレル通信により第１マイコン１０に送信される。

一方、第１マイコン１０では、ステップＳ１０２で、起動信号出力を行った後、ステップＳ１０３からステップＳ１０６を高速で繰り返し処理しているので、ステップＳ１０３において、すぐに第２マイコン２０からの瞬時引外し特性のデータは取得される。瞬時引外し特性のデータを取得すると、第１マイコン１０の処理はステップＳ１０４からステップＳ１０５に移り、瞬時引外し特性のデータの設定とシリアル通信の初期化が行われ、瞬時引外し処理が再開されると共に、第２マイコン２０に対しシリアル通信による負荷電流値の送信が再開され、時限引外し処理が継続される。

次に、第２マイコン２０がリセットされた場合の動作について説明する。
第２マイコン２０がリセットされると図４に示すステップＳ２０２で、瞬時引外し特性のデータ通知が、パラレル通信により第１マイコン１０に対して行われる。第１マイコン１０では、通常、図３に示すステップＳ１０３からステップＳ１０６を高速で繰り返し処理しているので、第２マイコン２０からの瞬時引外し特性のデータ通知は、ステップＳ１０３ですぐに検出され、第１マイコン１０の処理はステップＳ１０４からステップＳ１０５に移る。ステップＳ１０５では、瞬時引外し特性のデータの設定とシリアル通信の初期化が行われ、第２マイコン２０に対しシリアル通信による負荷電流値の送信が再開されるので、第２マイコン２０は短時間で時限引外し処理２０８ｃを再開することができる。

以上説明したように、第１マイコン１０がリセットされた場合には、ポート出力である起動信号が、第１マイコン１０から第２マイコン２０に出力され、第１マイコン１０が再起動したことが第２マイコン２０に通知されるので、起動信号の通知を受けた第２マイコン２０は、速やかに第１マイコン１０へ瞬時引外し特性のデータをパラレル通信により送信することができ、第１マイコン１０の瞬時引外し処理を短時間で復旧することができる。

また、第２マイコン２０がリセットされた場合には、瞬時引外し特性のデータがパラレル通信で第２マイコン２０から第１マイコン１０に出力され、第２マイコン２０が再起動したことが第１マイコン１０に通知されるので、瞬時引外し特性のデータを受信した第１マイコン１０は、シリアル通信の初期化を行い、第２マイコン２０に対しシリアル通信による負荷電流値の送信を再開することができ、第２マイコン２０は短時間で時限引外し処理２０８ｃを再開することができる。

本実施の形態によれば、第１マイコン１０は自身が再起動したことを第２ポート出力１０７により第２マイコン２０に通知し、第２マイコン２０は自身が再起動したことをパラレル通信２０６ｂにより第１マイコン１０に通知するため、異常が発生したマイクロコンピュータのみをリセットしても、短時間で通信同期が復帰し、正常なマイクロコンピュータをリセットする必要がないので、電子式回路遮断器３００における信頼性の向上を図ることができる。

また、第１マイコン１０は第２ポート出力１０７で、第２マイコン２０はパラレル通信２０６ｂで、自身が再起動したことを通知するので、相互の通信同期を回復するために、外部に特殊なハードウェア回路等が不要であり、ソフトウェアのみで実現できるので、電子式回路遮断器３００の低コストを図ることができる。

また、第２マイコン２０が再起動した場合には、パラレル通信２０６ｂにより通知を瞬時引外し特性のデータの送信と同時に行うため、シリアル通信を極めて短時間で復旧させ、第２マイコン２０の時限引外し処理２０８ｃを短時間で再開でき、電子式回路遮断器３００の信頼性を向上させることができる。

また、第１マイコン１０がリセットした場合には、正常な状態に復帰したことを起動信号としてポート出力により第２マイコン２０へ通知し、速やかに第２マイコン２０から特性データをパラレル通信で受信するので、第１マイコン１０が瞬時引外しの特性データを喪失している時間が短縮され、安全性を向上させることができる。

また、同様にシリアル通信も短時間で復旧するので、第２マイコン２０は時限引外し処理を短時間で再開でき、信頼性を向上させることができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、設定部５が時限引外し処理を行う第２マイコン２０に接続された場合を示したが、本実施の形態では、設定部５が瞬時引外し処理を行う第１マイコン１０に接続された場合について説明する。
図５はこの発明の実施の形態２における電子式回路遮断器を構成するマイクロコンピュータの機能を示す機能ブロック図、図６は図５に示す第１マイコン１０のメイン処理を示すフローチャート、図７は図５に示す第２マイコン２０のメイン処理を示すフローチャートである。

本実施の形態における電子式回路遮断器３０１では、設定部５が第１マイコン１０に接続されている。また、第１マイコン１０には、第１ポート出力１０６ａに替わり、第２マイコン２０からの起動信号を入力するポート入力１０６ｄが設けられており、第２マイコン２０には、ポート入力２０６ａに替わり、第１マイコン１０に起動信号を出力する第２ポート出力２０６ｄが設けられている。その他の構成は、図１に示す実施の形態１と同様なので、説明を省略する。

次に、本実施の形態における第１マイコン１０および第２マイコン２０のソフトウェア動作について説明する。
図５に示すように、第１マイコン１０のＣＰＵ１０１によるソフトウェア処理は、Ａ／Ｄ変換回路１０５からのデジタル信号に基づいて電路の各相に流れる負荷電流値を演算する計測演算処理１０８ａと、第２マイコン２０と通信するためのメイン処理１０８ｂと、通信により第２マイコン２０から取得した過電流引外し特性データおよび計測演算処理１０８ａで演算した負荷電流値とに基づいて引外し回路６へ瞬時引外し信号を出力する瞬時引外し処理１０８ｃと、設定部５により設定された過電流引外し特性データを記憶するための設定処理１０８ｄと、から構成されている。

第２マイコン２０のＣＰＵ２０１によるソフトウェア処理は、第１マイコン１０と通信するためのメイン処理２０８ａと、第１マイコン１０から取得した負荷電流値および第１マイコン１０から取得した時限引外し特性のデータとに基づく演算により、引外し回路６へ時限引外し信号を出力する時限引外し処理２０８ｃと、から構成されている。

次に、電子式回路遮断器３０１を実現するための第１マイコン１０のメイン処理１０８ｂおよび第２マイコン２０のメイン処理２０８ａについて、フローチャートに基づき説明する。

まず、第１マイコン１０のメイン処理１０８ｂについて説明する。
図６に示すように、第１マイコン１０は、起動すると、ステップＳ１０１に進み、入出力ポートの設定等のイニシャル処理を行う。次にステップＳ１０２ａに進み、パラレル通信により第２マイコン２０に対し時限引外し特性のデータを送信した後、ステップＳ１０２ｂに進む。ステップＳ１０２ｂでは、シリアル通信の初期化を行い、ステップＳ１０３ａに進む。ステップＳ１０３ａでは、ポート入力１０６ｄをチェックし、第２マイコン２０より起動信号が入力していないかチェックする。その後、ステップＳ１０４ａに進み、ステップＳ１０３ａで起動信号を受信した場合には、第２マイコン２０が再起動したことを意味するため、ステップＳ１０２ａに戻り第２マイコン２０に対し時限引外し特性のデータをパラレル通信で送信した後、以降の処理を繰り返す。ステップＳ１０４ａで起動信号を受信しなかった場合には、ステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６では、シリアル通信により周期（例えば、１２．５ｍ秒周期）かどうかの判定を行う。シリアル通信の周期の場合には、Ｓ１０７に進み、シリアル通信の周期でない場合には、Ｓ１０３に戻り、ステップＳ１０３以降の処理を繰り返す。ステップＳ１０７では、シリアル通信による周期通信の起動を行い、周期的に時限引外し特性のデータおよび負荷電流値を第１マイコン１０と第２マイコン２０との間で通信し、ステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８では、第１マイコン１０に内蔵のウォッチドッグタイマ１０４に対しランニングパルスＲＰＳの出力を行い、ウォッチドッグタイマ１０４をリセットした後、ステップＳ１０３ａに戻り、ステップＳ１０３ａ以降の処理を繰り返す。

次に、第２マイコン２０のメイン処理２０８ａについて説明する。
図７に示すように、第２マイコン２０が起動すると、ステップＳ２０１に進み、入出力ポートの設定等のイニシャル処理を行う。次にステップＳ２０２ｂに進み、第２ポート出力２０６ｄより、第１マイコン１０のポート入力１０６ｄに対し、起動信号の出力を行う。次にステップＳ２０３ａに進み、パラレル通信により第１マイコン１０より時限引外し特性のデータを受信したかチェックする。その後、ステップＳ２０４ａに進み、ステップＳ２０３ａで特性データを受信していた場合には、ステップＳ２０５ａに進み、ステップＳ２０３ａで特性データを受信していなかった場合には、ステップＳ２０６に進む。

ステップＳ２０５ａでは、第１マイコン１０が再起動したことを意味するため、第１マイコン１０より受信した時限引外し特性のデータを時限引外し処理２０８ｃに設定し、さらに、シリアル通信の初期化を行った後、ステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０６では、シリアル通信により周期（例えば、１２．５ｍ秒周期）かどうかの判定を行う。シリアル通信の周期の場合には、Ｓ２０７に進み、シリアル通信の周期でない場合には、Ｓ２０３ａに戻り、ステップＳ２０３ａ以降の処理を繰り返す。

ステップＳ２０７では、シリアル通信による周期通信を行い、周期的に、時限引外し特性のデータおよび負荷電流値を第１マイコン１０と第２マイコン２０との間で通信し、ステップＳ２０８に進む。ステップＳ２０８では、第２マイコン２０に内蔵のウォッチドッグタイマ２０４に対しランニングパルスＲＰＳの出力を行い、ウォッチドッグタイマ２０４をリセットした後、ステップＳ２０３ａに戻り、ステップＳ２０３ａ以降の処理を繰り返す。

次に、第１マイコン１０がリセットされた場合について説明する。
第１マイコン１０がリセットされると図６に示すステップＳ１０２ａで、時限引外し特性のデータ通知をパラレル通信により第２マイコン２０に対して行う。第２マイコン２０では、通常、図７に示すステップＳ２０３ａからステップＳ２０６を高速で繰り返し処理しているので、第１マイコン１０からの時限引外し特性のデータ通知は、ステップＳ２０３ａですぐに取得される。時限引外し特性のデータを取得すると、第２マイコン２０の処理はステップＳ２０４ａからステップＳ２０５ａに移り、時限引外し特性のデータの設定とシリアル通信の初期化が行われ、第１マイコン１０からシリアル通信による負荷電流値の受信が再開されるので、第２マイコン２０は短時間で時限引外し処理２０８ｃを再開することができる。

次に、第２マイコン２０がリセットされた場合について説明する。
第２マイコン２０がリセットされると図７に示すステップＳ２０２ｂで、起動信号の出力が、第２ポート出力により第１マイコン１０に対して行われる。第１マイコン１０では、通常、図６に示すステップＳ１０３ａからステップＳ１０６を高速で繰り返し処理しているので、第２マイコン２０からの起動信号の出力は、ステップＳ１０３ａですぐに検出される。すると、第１マイコン１０の処理はステップＳ１０４ａからステップＳ１０２ａに戻り、ステップＳ１０２ａで、時限引外し特性のデータ通知がパラレル通信により第２マイコン２０に行われる。

一方、第２マイコン２０では、ステップＳ２０３ａからステップＳ２０６を高速で繰り返し処理しているので、ステップＳ２０３ａにおいて、すぐに第１マイコン１０からの時限引外し特性のデータ通知は取得される。時限引外し特性のデータを取得すると、第２マイコン２０の処理はステップＳ２０４ａからステップＳ２０５ａに移り、時限引外し特性のデータの設定とシリアル通信の初期化が行われ、第１マイコン１０からシリアル通信による負荷電流値の受信が再開されるので、第２マイコン２０は短時間で時限引外し処理２０８ｃを再開することができる。

以上説明したように、第１マイコン１０がリセットされた場合には、時限引外し特性のデータがパラレル通信で、第１マイコン１０から第２マイコン２０に出力され、第１マイコン１０が再起動したことが第２マイコン２０に通知されるので、時限引外し特性のデータの通知を受けた第２マイコン２０は、速やかにシリアル通信の初期化を行い、第１マイコン１０からシリアル通信による負荷電流値の受信を再開することができ、短時間で時限引外し処理２０８ｃを再開することができる。

また、第２マイコン２０がリセットされた場合には、ポート出力である起動信号が、第２マイコン２０から第１マイコン１０に出力され、第２マイコン２０が再起動したことが第１マイコン１０に通知されるので、起動信号を検出した第１マイコン１０は、速やかに時限引外し特性のデータを第２マイコン２０にパラレル送信すると共にシリアル通信の初期化を行い、第２マイコン２０に対しシリアル通信による負荷電流値の送信を再開することができ、短時間で第２マイコン２０の時限引外し処理２０８ｃを再開させることができる。

本実施の形態によれば、第１マイコン１０は自身が再起動したことをパラレル通信１０６ｂにより第２マイコン２０に通知し、第２マイコン２０は自身が再起動したことを第２ポート出力２０６ｄにより第１マイコン１０に通知するため、異常が発生したマイクロコンピュータのみをリセットしても、短時間で通信同期が復帰し、正常なマイクロコンピュータをリセットする必要がないので、電子式回路遮断器３０１における信頼性の向上を図ることができる。

また、第１マイコン１０はパラレル通信１０６ｂで、第２マイコン２０は第２ポート出力２０６ｄで、自身が再起動したことを通知するので、相互の通信同期を回復するために、外部に特殊なハードウェア回路等が不要であり、ソフトウェアのみで実現できるので、電子式回路遮断器３００の低コストを図ることができる。

また、第１マイコン１０が再起動した場合には、パラレル通信１０６ｂにより通知を時限引外し特性のデータの送信と同時に行うため、シリアル通信を極めて短時間で復旧させ、第２マイコン２０の時限引外し処理２０８ｃを短時間で再開でき、電子式回路遮断器３０１の信頼性を向上させることができる。

実施の形態３．
複数のマイクロコンピュータを搭載し、各々が引外し信号の出力回路を持つ電子式回路遮断器では、従来の不足電圧動作禁止回路を適用した場合、リセット回路も複数となり、リセット回路の駆動電圧にばらつきが存在することとなる。そのため、全てのリセット回路が駆動電圧以上となるまで不足電圧動作禁止回路は機能せず、各マイクロコンピュータの誤った引外し信号出力を防ぐことのできない電源電圧の領域が存在する。また、各リセット回路の解除電圧にも同様にばらつきが存在するため、全てのマイクロコンピュータのリセット状態が解除されていないにもかかわらず疑似負荷電流が停止し、電源回路が不安定な状態となることがある。

図８は実施の形態３に係る発明の一実施例を示す回路図である。本実施の形態における電子式回路遮断器３０２は、図８に示すように、各電路１ａ，１ｂ，１ｃに流れる負荷電流が、電流検出装置である変流器３ａ，３ｂ，３ｃによって検出され、変流器３ａ，３ｂ，３ｃの二次側出力電流は、電源回路９の整流回路９ａを介して電流検出回路４へ入力され負荷電流値に応じた電圧信号に変換される。変換された電圧信号は第１マイコン１０に入力され、Ａ／Ｄ変換回路１０５によって入力された電圧の大きさに応じたデジタル値に変換される。負荷電流のデジタル値は実施の形態１と同様に処理され、瞬時引外し処理１０８ｃは、瞬時引外し特性の領域を越えた時に逆流防止用ダイオード１４を介し接続された引外し回路６へ瞬時引外し信号Ｓ１を第２ポート出力１０７からハイレベル出力する。

一方、Ａ／Ｄ変換回路１０５によって変換された入力電圧のデジタル値は計測演算処理１０８ａによって所定の周期における実効値と最大値が算出され、そのデジタル値は通信回路１０６へ引き渡される。通信回路１０６は第２マイコン２０の通信回路２０６と接続されており、算出された実効値と最大値のデジタル値を受信し、第２マイコン２０の時限引外し処理２０８ｃへそれぞれ引き渡す。時限引外し処理２０８ｃは引き渡されたデジタル値、すなわち変流器３ａ，３ｂ，３ｃの二次出力電流の大きさに応じて動作を行い、過電流である場合には限時動作を行った後、第１ポート出力２０７から逆流防止用ダイオード１５を介し接続された引外し回路６へ時限引外し信号Ｓ２をハイレベル出力する。

変流器３ａ，３ｂ，３ｃは、電路１ａ，１ｂ，１ｃに流れる負荷電流によって整流回路９ａを介して二次出力電流を降圧回路９ｂへ供給する。降圧回路９ｂは一定の降圧された正電源Ｖｄｄを生成し、リセット回路７および第１、第２マイコン１０，２０にそれぞれ供給する。リセット回路７は、降圧回路９ｂが生成する正電源Ｖｄｄの電圧値を監視し、その電圧値が所定値（例えば２．８Ｖ）以上となった場合、リセット信号Ｓ３をロウレベルからハイレベルとする。リセット信号Ｓ３は疑似負荷電流回路１２のトランジスタ１２ａへ入力され、トランジスタ１２ａのベース−エミッタ間の電位差がなくなることでコレクタ電流はゼロとなる。そのため、抵抗体１２ｂの両端に発生していた電圧もゼロとなり、引外し回路６の入力部に接続されたＡＮＤ回路１３のトランジスタ１３ａのベース−エミッタ間の電位差もなくなる。

すなわち、降圧回路９ｂが生成する正電源Ｖｄｄの電圧値が所定値未満であれば、疑似負荷電流回路１２の抵抗体１２ｂへ電流を流すと同時に引外し回路６に接続されたトランジスタ１３ａにより引外し回路６の入力部はロウレベルで維持され、第１、第２マイコン１０，２０より各引外し信号Ｓ１，Ｓ２が誤ってハイレベルで出力されても引外し回路６が駆動されることはない。正電源Ｖｄｄが所定値以上であれば、疑似負荷電流回路１２の抵抗体１２ｂに流れる電流は減少し、同時にトランジスタ１３ａがＯＦＦになるため、第１、第２マイコン１０，２０のいずれかが引外し信号Ｓ１，Ｓ２をハイレベルで出力した場合、引外し回路６が駆動され引外し装置８が励磁されるので、開閉機構を介して機械的に開閉接点２を開離させることができる状態となる。

開閉接点２が開から閉成状態となった場合や負荷機器が投入された直後などは、降圧回路９ｂが過渡的な状態となり、正電源Ｖｄｄは徐々に立ち上がる。第１、第２マイコン１０，２０の動作電圧以下の領域では、第１、第２マイコン１０，２０の動作は、不安定であり、引外し信号Ｓ１，Ｓ２がハイレベル、すなわち、誤った信号が引外し回路６に出力される恐れがある。

しかしながら、前述のとおりリセット回路７は、降圧回路９ｂの正電源Ｖｄｄの電圧値を監視しているので、出力電圧が所定値未満であればリセット信号Ｓ３は、ロウレベルが維持され、第１、第２マイコン１０，２０の引外し信号Ｓ１，Ｓ２は無効化されるため、引外し回路６は導通せず、引外し動作は行われない。降圧回路９ｂの正電源Ｖｄｄが所定値に達した時点で、リセット信号Ｓ３がハイレベルとなり、第１、第２マイコン１０，２０の引外し信号Ｓ１，Ｓ２が有効な状態となる。

リセット回路７のリセット信号Ｓ３は、第１、第２マイコン１０，２０のリセット端子１０９、２０９へ共通に接続されており、第１、第２マイコン１０，２０は自身の動作電圧以上の電源が印加されている場合でもリセット端子１０９、２０９への入力がロウレベルである限り、Ａ／Ｄ変換回路１０５、計測演算処理１０８ａ、瞬時引外し処理１０８ｃ、時限引外し処理２０８ｃ、通信回路１０６，２０６が機能することはなく、リセット端子１０９、２０９への入力がハイレベルとなった時、初めて演算処理を開始し、電路１ａ，１ｂ，１ｃに流れる負荷電流に応じた引外し動作を行うことができる状態となる。

降圧回路９ｂの定常状態において、電路１ａ，１ｂ，１ｃに流れる負荷電流が減少し、正電源Ｖｄｄの電圧値が所定値未満に低下した場合は、リセット回路７のリセット信号Ｓ３がハイレベルからロウレベルへ転じ、トランジスタ１３ａが導通することによって第１、第２マイコン１０，２０の引外し信号Ｓ１，Ｓ２を無効化する。同時に第１、第２マイコン１０，２０のリセット端子１０９、２０９へロウレベルのリセット信号を入力することで第１、第２マイコン１０，２０の演算処理を停止し、リセット状態に保つ。その後、電路１ａ，１ｂ，１ｃに流れる負荷電流が増加した場合には正電源Ｖｄｄの電圧値が上昇し、所定値を越えるとリセット回路７のリセット信号Ｓ３がロウレベルからハイレベルへと転じ、第１、第２マイコン１０，２０の引外し信号Ｓ１，Ｓ２を有効化するとともに、第１、第２マイコン１０，２０のリセット端子１０９、２０９へハイレベルのリセット信号を入力することで第１、第２マイコン１０，２０のリセット状態が解除され、演算処理を再開する。

このように単一のリセット回路７によって、第１、第２マイコン１０，２０は常に電源電圧が正常になった場合にのみ演算処理を開始し、その引外し信号Ｓ１，Ｓ２が有効化となる。
なお、その他の構成については、実施の形態１と同様であり、同一符号を付すことにより説明を省略する。

本実施の形態によれば、リセット回路をリセット回路７のみとしたので、リセット回路の駆動電圧および解除電圧のばらつきが存在せず、常に一定の電圧閾値により電源電圧を監視し、電源状態が不安定な場合における各マイクロコンピュータからの誤った引外し信号出力を不足電圧動作禁止回路により防止することができる。

また、リセット回路をリセット回路７のみとするため、リセット回路７、ＡＮＤ回路１３および疑似負荷電流回路１２からなる不足電圧動作禁止回路における部品点数を削減することができ、実装面積を小さく且つ安価に電子式回路遮断器を構成することができる。

実施の形態４．
図９は実施の形態４に係る電子式回路遮断器を示す回路図である。本実施の形態における電子式回路遮断器３０３は、図９に示すように、ＡＮＤ回路１３としてトランジスタ１３ａと引外し回路６の入力部の間に抵抗１３ｂを直列に設け、トランジスタ１３ａ及び引外し回路６の接続点とグランド間に抵抗１３ｃを設けたものである。リセット回路７は降圧回路９ｂの正電源Ｖｄｄの電圧値を監視するとともにその正電源電圧によって駆動している。そのため、電路１ａ，１ｂ，１ｃに流れる負荷電流が小さく（例えば定格電流の１０％）、降圧回路９ｂの生成する正電源Ｖｄｄの電圧値が小さい（例えば０．７Ｖ）場合、リセット回路７が駆動せず、リセット信号Ｓ３がハイレベル、すなわち正電源Ｖｄｄと同電位となる領域が存在する。

この領域において第１、第２マイコン１０，２０から誤った引外し信号Ｓ１，Ｓ２が出力された場合、引外し回路６が駆動され、電子式回路遮断器が誤動作してしまう。
そこで、抵抗体１３ｂ，１３ｃによる電圧分割回路を設けることにより、このような電圧領域における誤った引外し信号Ｓ１，Ｓ２の電圧値を小さくし、引外し回路６の駆動電圧以下となるよう抵抗１３ｂ，１３ｃの抵抗値を調整することで、誤動作を防止することができ、更なる電子式回路遮断器３０３の信頼性の向上が図れる。もちろん、抵抗１３ｂ，１３ｃは定常状態において引外し信号Ｓ１，Ｓ２がハイレベル出力された際、引外し回路６の駆動電圧以上となるよう抵抗値を調整する必要があることは言うまでもない。

実施の形態５．
次に、この発明の実施の形態５に係る電子式回路遮断器について説明する。
図１０は実施の形態５に係る電子式回路遮断器を示す回路図である。
一般に、マイクロコンピュータのリセット端子はファームウェアを書き込むためのデバック端子としても使用されることがあり、回路が構成された状態、すなわち第１、第２マイコン１０，２０の各リセット端子が共通となった状態において、一方のマイコンにファームウェアをＳ／Ｗ書込み端子から書き込んだ場合、データの送受信によりリセット端子がハイレベル、ロウレベルを繰り返すため、他方のマイコンがリセットスタートを繰り返すこととなる。ここで、他方のマイコンがリセット解除時にリセット端子を汎用出力端子として設定されるような仕様であった場合、Ｓ／Ｗ書込み用データの送受信波形を阻害し、書込みができないといった問題が想定される。

そこで、本実施の形態における電子式回路遮断器３０４は、図１０に示すように、第１マイコン１０のリセット端子１０９と第２マイコン２０のリセット端子２０９間に設けられたバッファ回路１７と、一端が第１マイコン１０のリセット端子１０９に接続され、他端が第２マイコン２０のリセット端子２０９に接続されているＳ／Ｗ書込み部１６と、を備えたものである。

バッファ回路１７は、リセット回路７の出力が入力されたインバータ１７ａと、インバータ１７ａの出力がゲートに接続され、ソースがグランドに接続されたＦＥＴ１７ｂと、一端が正電源Ｖｄｄに接続され、他端がＦＥＴ１７ｂのドレインに接続された抵抗１７ｃと、から構成されている。なお、その他の構成については、実施の形態１と同様であり、同一符号を付すことにより説明を省略する。

リセット回路７からのリセット信号Ｓ３はバッファ回路１７のインバータ１７ａに入力され、リセット信号Ｓ３がハイレベルの場合においてＦＥＴ１７ｂのドレイン−ソース間はハイインピーダンスとなり、抵抗１７ｃを介してハイレベルの信号が第２マイコン２０のリセット端子２０９へ入力される。リセット信号Ｓ３がロウレベルの場合においてはＦＥＴ１７ｂがオンし、ＦＥＴ１７ｂのドレインと抵抗１７ｃの接続点はロウレベルとなり、第２マイコン２０のリセット端子２０９へロウレベルが入力される。

これにより、一方のマイコン（例えば、第１マイコン１０）のＳ／Ｗ書込み用データの送受信によるリセットスタートが他方のマイコン（例えば、第２マイコン２０）で繰り返されたとしても、第２マイコン２０のリセット端子２０９への信号が第１マイコン１０のリセット端子１０９に影響を与えなることはない。

本実施の形態によれば、第１、第２マイコン１０，２０のリセット端子１０９、２０９間にバッファ回路１７を設けたので、第２マイコン２０のリセット端子２０９の電位が変化した場合においても、第１マイコン１０のリセット端子１０９や疑似負荷電流回路１２の入力が影響を受けることを防ぐことができる。

実施の形態６．
次に、この発明の実施の形態６に係る電子式回路遮断器について説明する。
図１１は実施の形態６に係る電子式回路遮断器の回路図である。本実施の形態における電子式回路遮断器３０５は、図１１に示すように、実施の形態５のバッファ回路１７の替わりに、スイッチング回路１８を設けたものである。Ｓ／Ｗ書込み部１６が駆動している場合には、スイッチング回路１８を開として正常にＳ／Ｗが書き込めるよう制御し、Ｓ／Ｗ書込みされない場合には、スイッチング回路１８を閉とするように動作させる。なお、その他の構成については、実施の形態５と同様であり、同一符号を付すことにより説明を省略する。

２ 開閉接点、３ 電流検出装置、４ 電流検出回路、５ 設定部、
６ 引外し回路、７ リセット回路、８ 引外し装置、
１０ 第１マイクロコンピュータ、２０ 第２マイクロコンピュータ、
１０６ 通信回路、
１０６ａ 第１ポート出力、１０６ｂ パラレル通信、１０６ｃ シリアル通信、
１０７ 第２ポート出力、２０６ 通信回路、
２０６ａ ポート入力、２０６ｂ パラレル通信、２０６ｃ シリアル通信、
２０７ 第１ポート出力、３００ 電子式回路遮断器。

Claims (7)

1. 電路を開閉する開閉接点と、前記電路の電流を検出する電流検出装置と、
   前記電流検出装置の出力信号が入力され、瞬時引外し信号を出力する第１マイクロコンピュータと、
   前記第１マイクロコンピュータから前記電路を流れる電流情報を取得し時限引外し信号を出力する第２マイクロコンピュータと、
   前記瞬時引外し信号および前記時限引外し信号に基づき前記開閉接点を開放する引外し装置と、を有し、
   前記第１マイクロコンピュータは、自身が再起動したことをポート出力またはパラレル通信により前記第２マイクロコンピュータに通知し、
   前記第２マイクロコンピュータは、自身が再起動したことを前記パラレル通信または前記ポート出力により前記第１マイクロコンピュータに通知することを特徴とする電子式回路遮断器。
2. 前記第２マイクロコンピュータに接続され、前記電路を流れる電流に応じ前記開閉接点を開放するための瞬時引外し特性および時限引外し特性を設定する設定部を備え、
   前記第２マイクロコンピュータは、前記瞬時引外し特性を前記第１マイクロコンピュータに前記パラレル通信で送信することを特徴とする請求項１に記載の電子式回路遮断器。
3. 前記電流情報を定期的に前記第１マイクロコンピュータから前記第２マイクロコンピュータに送信するシリアル通信部を備えたことを特徴とする請求項２に記載の電子式回路遮断器。
4. 前記電流検出装置を変流器で構成し、
   前記変流器の二次側に接続され、前記電路に流れる電流に応じた二次出力電流を単一方向に変換する整流回路と、
   前記整流回路の出力端子に接続され、一定の降圧された電圧を出力する降圧回路と、
   前記降圧回路が所定の電圧に満たない場合に前記第１のマイクロコンピュータおよび前記第２のマイクロコンピュータのリセット制御を同時に行う単一のリセット回路と、
   前記瞬時引外し信号および前記時限引外し信号に基づき前記引き外し装置を駆動する引外し回路と、
   前記降圧回路の電源立ち上がり時あるいは電源不安定時において、前記引外し回路の駆動を禁止する不足電圧動作禁止回路と、を備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電子式回路遮断器。
5. 前記引外し回路の入力端子と前記瞬時引外し信号の出力端子および前記時限引外し信号の出力端子の接続点との間に挿入された第１の抵抗体と、前記第１の抵抗体からグランドに対して接続された第２の抵抗体と、で構成された電圧分割回路を備え、
   前記不足電圧動作禁止回路が機能しない前記降圧回路の電圧が小さい領域において、前記瞬時引外し信号および前記時限引外し信号を、前記引外し回路が駆動しない電圧へ制御することを特徴とする請求項４に記載の電子式回路遮断器。
6. 前記単一のリセット回路と前記第１マイクロコンピュータおよび前記第２マイクロコンピュータのリセット端子間に設けられたバッファ回路と、
   前記第１マイクロコンピュータおよび前記第２マイクロコンピュータのリセット端子にそれぞれ接続されたＳ／Ｗ書込み部と、を備え、
   前記第１マイクロコンピュータおよび前記第２マイクロコンピュータのいずれか一方のマイクロコンピュータのリセット端子を用いてＳ／Ｗ書込みを行う場合においても他方のマイクロコンピュータのリセット端子の出力に影響を与えず、回路が形成された状態においても前記第１マイクロコンピュータおよび前記第２マイクロコンピュータに対するＳ／Ｗ書込みを可能とすることを特徴とする請求項５に記載の電子式回路遮断器。
7. 前記バッファ回路をスイッチ回路に置き換え、Ｓ／Ｗ書込み時に前記スイッチ回路の開閉操作を行うことにより、回路が形成された状態においても前記第１マイクロコンピュータおよび前記第２マイクロコンピュータに対するＳ／Ｗ書込みを可能とすることを特徴とする請求項６に記載の電子式回路遮断器。

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