JP7208075B2 - frequency detection circuit - Google Patents

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Description

本発明は、交流電圧の周波数の判別を行う周波数検出回路に関するものである。 The present invention relates to a frequency detection circuit that determines the frequency of AC voltage.

従来より、ヒータ等の電力を調整する電力調整器が各種産業の分野で使用されている。アナログ回路で構成された電力調整器は、デジタルの電力調整器と比較すると、デジタルのサンプリング時間がないために入力信号に対して高速に応答することができる。一方、アナログ回路で構成された電力調整器は、交流電源の半周期毎にオン時間の割合を変化させる位相制御を行うため、交流電源に合うように対応周波数を切り替える必要があった。 2. Description of the Related Art Conventionally, power regulators for regulating electric power of heaters and the like have been used in various industrial fields. Compared to digital power regulators, power regulators configured with analog circuits can respond to input signals at high speed because there is no digital sampling time. On the other hand, since a power regulator configured with an analog circuit performs phase control to change the ratio of ON time every half cycle of the AC power supply, it is necessary to switch the corresponding frequency to match the AC power supply.

マイクロコンピュータを用いたデジタル回路であれば、周波数の切り替えは容易であるが、アナログ回路で構成された電力調整器に対しては、外部からスイッチで対応周波数を切り替える方法が一般的である。しかしながら、電力調整器の調整・組立場所と電力調整器の出荷先で電源周波数が異なる場合が多いため、外部からスイッチによる周波数の切り替え方法では、スイッチの切り替えを忘れたり設定を誤ったりする可能性があった。 If it is a digital circuit using a microcomputer, it is easy to switch the frequency, but for a power regulator that is configured with an analog circuit, it is common to switch the corresponding frequency from the outside with a switch. However, since the power supply frequency is often different between the adjustment/assembly location of the power regulator and the shipping destination of the power regulator, there is a possibility of forgetting to switch the switch or setting it incorrectly when switching the frequency using an external switch. was there.

そこで、交流電源の周波数を検出して電力調整器の対応周波数を自動的に切り替える方法が考えられる。従来、周波数検出回路としては、特許文献１で提案された回路が知られている。特許文献１で開示された周波数検出回路では、６０Ｈｚの周期よりも大きく５０Ｈｚの周期よりも小さい時限に設定した抵抗とコンデンサよりなるタイマー回路を設け、このタイマー回路の時限の計時を開始するトリガ端子とコンデンサの電荷を放電させるためのリセット端子とに、商用周波数の半サイクル毎に同期した信号を入力することで、５０Ｈｚと６０Ｈｚを判別するようにしている。 Therefore, a method of detecting the frequency of the AC power supply and automatically switching the corresponding frequency of the power regulator is conceivable. Conventionally, the circuit proposed in Patent Document 1 is known as a frequency detection circuit. In the frequency detection circuit disclosed in Patent Document 1, a timer circuit composed of a resistor and a capacitor set to a time period larger than a period of 60 Hz and smaller than a period of 50 Hz is provided, and a trigger terminal for starting the time measurement of the timer circuit. 50 Hz and 60 Hz are discriminated by inputting a signal synchronized with every half cycle of the commercial frequency to the reset terminal for discharging the electric charge of the capacitor.

しかしながら、特許文献１で開示された周波数検出回路では、交流電圧を全波整流して、商用周波数の半サイクル毎に同期した信号を生成しているが、タイマー回路の時限Ｔを１６．７ｍｓｅｃ＜Ｔ＜２０ｍｓｅｃに設定しており、このような構成では交流電源の半周期毎に５０Ｈｚと６０Ｈｚを判別することは困難であった。すなわち、商用周波数の半サイクル毎に同期した信号をタイマー回路に入力する場合には、タイマー回路の時限Ｔを８．３ｍｓｅｃ＜Ｔ＜１０ｍｓｅｃ、すなわち６０Ｈｚの半周期よりも大きく５０Ｈｚの半周期よりも小さい時限に設定しなければならない。 However, in the frequency detection circuit disclosed in Patent Document 1, the AC voltage is full-wave rectified to generate a signal synchronized with each half cycle of the commercial frequency. It is set to T<20 msec, and with such a configuration, it was difficult to distinguish between 50 Hz and 60 Hz for each half cycle of the AC power supply. That is, when a signal synchronized with every half cycle of the commercial frequency is input to the timer circuit, the time limit T of the timer circuit is set to 8.3 msec<T<10 msec, that is, greater than the half cycle of 60 Hz and less than the half cycle of 50 Hz. It should be set to a small time period.

また、電力調整器の対応周波数を自動的に切り替える方法として、アナログ回路にデジタル回路を追加する方法もあるが、マイクロコンピュータを必要とすることから、ソフトウェアエンジニアの作業工数が必要となり、プログラムやデジタル部品の追加で管理上の負荷が増えるという課題があった。 There is also a method of adding a digital circuit to the analog circuit as a method of automatically switching the frequency supported by the power regulator. There was a problem that the addition of parts increased the management load.

特開昭５６－８６３６３号公報JP-A-56-86363

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、所望の周波数を的確に判別することができ、デジタル回路を必要としないアナログ回路で構成された周波数検出回路を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a frequency detection circuit that can accurately determine a desired frequency and is composed of an analog circuit that does not require a digital circuit. do.

本発明の周波数検出回路は、交流電圧の半周期毎のパルス電圧を生成するように構成されたパルス生成回路と、前記パルス電圧を、このパルス電圧と同じ周期の三角波電圧に変換するように構成された三角波生成回路と、前記三角波電圧と第１の閾値電圧とを比較した結果の電圧を出力するように構成された比較回路と、この比較回路から出力された電圧がパルス状か否かに基づいて、前記交流電圧の周波数が第１の周波数か前記第１の周波数よりも高い第２の周波数かを判別するように構成された判別回路とを備え、前記第１の閾値電圧は、前記交流電圧の周波数が前記第１の周波数と前記第２の周波数の中間の第３の周波数のときに、前記三角波電圧の最大値が前記第１の閾値電圧と一致するように予め設定されていることを特徴とするものである。
また、本発明の周波数検出回路の１構成例は、前記交流電圧の周波数が前記第３の周波数のときに、前記三角波電圧の最大値が前記第１の閾値電圧と一致するように、ユーザの操作に応じて前記三角波電圧の傾きを調整可能なように構成された三角波調整回路をさらに備えることを特徴とするものである。 A frequency detection circuit of the present invention includes a pulse generation circuit configured to generate a pulse voltage for each half cycle of an AC voltage, and a configuration configured to convert the pulse voltage into a triangular wave voltage having the same cycle as the pulse voltage. a triangular wave generating circuit, a comparing circuit configured to output a voltage obtained by comparing the triangular wave voltage with a first threshold voltage, and whether or not the voltage output from the comparing circuit is pulse-shaped. a determination circuit configured to determine whether the frequency of the AC voltage is a first frequency or a second frequency higher than the first frequency, the first threshold voltage being the The maximum value of the triangular wave voltage is preset to match the first threshold voltage when the frequency of the AC voltage is a third frequency intermediate between the first frequency and the second frequency. It is characterized by
In one configuration example of the frequency detection circuit of the present invention, when the frequency of the AC voltage is the third frequency, the maximum value of the triangular wave voltage matches the first threshold voltage. It is characterized by further comprising a triangular wave adjusting circuit configured to be able to adjust the slope of the triangular wave voltage according to the operation.

また、本発明の周波数検出回路の１構成例において、前記三角波調整回路は、ユーザの操作に応じて、前記交流電圧の周波数が前記第１の周波数の場合の調整モードと、調整完了後の通常モードとを切り替え可能なように構成されたスイッチと、前記交流電圧の周波数が前記第１の周波数の環境下で前記調整モードに切り替えられたときに、ユーザの操作に応じて前記三角波電圧の最大値が前記第１の閾値電圧と略一致するように前記三角波電圧の傾きを調整可能なように構成された傾き調整回路とを含み、前記傾き調整回路は、前記調整モードにおいて前記交流電圧の周波数が前記第１の周波数のときの前記三角波電圧の最大値と、調整完了後の前記通常モードにおいて前記交流電圧の周波数が前記第３の周波数のときの前記三角波電圧の最大値とが略一致するように、前記調整モードと前記通常モードで前記三角波電圧の傾きが変わるように設定されていることを特徴とするものである。
また、本発明の周波数検出回路の１構成例において、前記三角波調整回路は、ユーザの操作に応じて、前記交流電圧の周波数が前記第２の周波数の場合の調整モードと、調整完了後の通常モードとを切り替え可能なように構成されたスイッチと、前記交流電圧の周波数が前記第２の周波数の環境下で前記調整モードに切り替えられたときに、ユーザの操作に応じて前記三角波電圧の最大値が前記第１の閾値電圧と略一致するように前記三角波電圧の傾きを調整可能なように構成された傾き調整回路とを含み、前記傾き調整回路は、前記調整モードにおいて前記交流電圧の周波数が前記第２の周波数のときの前記三角波電圧の最大値と、調整完了後の前記通常モードにおいて前記交流電圧の周波数が前記第３の周波数のときの前記三角波電圧の最大値とが略一致するように、前記調整モードと前記通常モードで前記三角波電圧の傾きが変わるように設定されていることを特徴とするものである。 Further, in one configuration example of the frequency detection circuit of the present invention, the triangular wave adjustment circuit has an adjustment mode when the frequency of the AC voltage is the first frequency, and a normal mode after adjustment is completed, according to a user's operation. a switch configured to be able to switch between modes, and a maximum of the triangular wave voltage according to a user's operation when the frequency of the AC voltage is switched to the adjustment mode under the environment of the first frequency. a slope adjustment circuit configured to be able to adjust the slope of the triangular wave voltage so that the value substantially matches the first threshold voltage, the slope adjustment circuit adjusting the frequency of the AC voltage in the adjustment mode. is the first frequency, and the maximum value of the triangular wave voltage when the frequency of the AC voltage is the third frequency in the normal mode after completion of adjustment substantially coincides. As described above, the slope of the triangular wave voltage is set to be different between the adjustment mode and the normal mode.
Further, in one configuration example of the frequency detection circuit of the present invention, the triangular wave adjustment circuit has an adjustment mode when the frequency of the AC voltage is the second frequency, and a normal mode after adjustment is completed, according to a user's operation. and a switch configured to be able to switch between a mode and a maximum of the triangular wave voltage according to a user's operation when the frequency of the AC voltage is switched to the adjustment mode under the environment of the second frequency. a slope adjustment circuit configured to be able to adjust the slope of the triangular wave voltage so that the value substantially matches the first threshold voltage, the slope adjustment circuit adjusting the frequency of the AC voltage in the adjustment mode. is the second frequency, and the maximum value of the triangular wave voltage when the frequency of the AC voltage is the third frequency in the normal mode after completion of adjustment substantially coincides. As described above, the slope of the triangular wave voltage is set to be different between the adjustment mode and the normal mode.

また、本発明の周波数検出回路の１構成例において、前記傾き調整回路は、積分時定数を変更することで前記パルス生成回路から出力されたパルス電圧の発生で生成される前記三角波電圧の傾きを調整することを特徴とするものである。
また、本発明の周波数検出回路の１構成例は、ユーザによる前記三角波電圧の傾きの調整を支援可能なように構成された調整支援回路をさらに備え、前記調整支援回路は、前記交流電圧の周波数が、前記第１の周波数よりも高く前記第３の周波数よりも低い第４の周波数よりも低いときに、ユーザに対して通知を行うように構成された第１の通知回路と、前記交流電圧の周波数が、前記第３の周波数よりも高く前記第２の周波数よりも低い第５の周波数よりも低いときに、ユーザに対して通知を行うように構成された第２の通知回路とを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の周波数検出回路の１構成例において、前記第１の通知回路は、前記第４の周波数に対応する第２の閾値電圧と前記三角波電圧とを比較するように構成された第１のコンパレータと、前記三角波電圧の最大値が前記第２の閾値電圧を超えたときに点灯するように構成された第１の発光素子とを含み、前記第２の通知回路は、前記第５の周波数に対応し、前記第２の閾値電圧よりも低い第３の閾値電圧と、前記三角波電圧とを比較するように構成された第２のコンパレータと、前記三角波電圧の最大値が前記第３の閾値電圧を超えたときに点灯するように構成された第２の発光素子とを含むことを特徴とするものである。 In one configuration example of the frequency detection circuit of the present invention, the slope adjustment circuit adjusts the slope of the triangular wave voltage generated by the generation of the pulse voltage output from the pulse generation circuit by changing the integration time constant. It is characterized by adjustment.
Further, one configuration example of the frequency detection circuit of the present invention further includes an adjustment support circuit configured to be able to assist a user in adjusting the slope of the triangular wave voltage, wherein the adjustment support circuit has a frequency of the AC voltage is lower than a fourth frequency that is higher than the first frequency and lower than the third frequency; and the alternating voltage is less than a fifth frequency that is higher than the third frequency and lower than the second frequency, a second notification circuit configured to notify a user of It is characterized by
In one configuration example of the frequency detection circuit of the present invention, the first notification circuit is configured to compare a second threshold voltage corresponding to the fourth frequency with the triangular wave voltage. and a first light emitting element configured to light up when the maximum value of the triangular wave voltage exceeds the second threshold voltage, wherein the second notification circuit a second comparator configured to compare the triangular wave voltage with a third threshold voltage corresponding to a frequency and lower than the second threshold voltage; and a second light emitting element configured to illuminate when the threshold voltage is exceeded.

また、本発明の周波数検出回路の１構成例において、前記パルス生成回路は、前記交流電圧の第１の極性の成分を取り出す半波整流を行うように構成された第１の半波整流回路と、前記交流電圧の第２の極性の成分を取り出す半波整流を行うように構成された第２の半波整流回路と、前記第１の半波整流回路の出力電圧を方形波に加工するように構成された第１の方形波生成回路と、前記第２の半波整流回路の出力電圧を方形波に加工するように構成された第２の方形波生成回路と、前記第１の方形波生成回路の出力電圧と前記第２の方形波生成回路の出力電圧とを合成して前記パルス電圧を出力する合成回路とを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の周波数検出回路の１構成例において、前記三角波生成回路は、積分回路からなることを特徴とするものである。
また、本発明の周波数検出回路の１構成例において、前記判別回路は、前記比較回路から出力された電圧の立ち上がり及び立ち下がりのいずれか一方が入力される度に、所定の時間幅だけ一定値の電圧を出力するように構成されたモノステーブル・マルチバイブレータを含み、前記時間幅は、前記第１の周波数の半周期よりも長い時間であることを特徴とするものである。 In one configuration example of the frequency detection circuit of the present invention, the pulse generation circuit includes a first half-wave rectification circuit configured to perform half-wave rectification to extract a first polarity component of the AC voltage. a second half-wave rectifier circuit configured to perform half-wave rectification for extracting a second polarity component of the AC voltage; a second square wave generation circuit configured to process the output voltage of the second half-wave rectification circuit into a square wave; and the first square wave and a synthesizing circuit for synthesizing the output voltage of the generating circuit and the output voltage of the second square wave generating circuit and outputting the pulse voltage.
In one configuration example of the frequency detection circuit of the present invention, the triangular wave generation circuit is composed of an integration circuit.
Further, in one configuration example of the frequency detection circuit of the present invention, the determination circuit may generate a constant value for a predetermined time width each time one of the rise and fall of the voltage output from the comparison circuit is input. wherein the duration is longer than a half period of the first frequency.

本発明によれば、交流電圧の半周期毎のパルス電圧を生成するパルス生成回路と、パルス電圧を、このパルス電圧と同じ周期の三角波電圧に変換する三角波生成回路と、三角波電圧と第１の閾値電圧とを比較した結果の電圧を出力する比較回路と、比較回路から出力された電圧がパルス状か否かに基づいて、交流電圧の周波数が第１の周波数か第１の周波数よりも高い第２の周波数かを判別する判別回路とを設け、第１の閾値電圧を、交流電圧の周波数が第１の周波数と第２の周波数の中間の第３の周波数のときに、三角波電圧の最大値が第１の閾値電圧と一致するように予め設定しておくことにより、交流電圧が第１の周波数か第２の周波数かを的確に判別することができ、デジタル回路を必要としないアナログ回路からなる周波数検出回路を実現することができる。その結果、本発明では、例えば電力調整器の対応周波数を自動的に切り替えることが可能となり、外部からスイッチによる周波数の切り替えを不要とすることができる。また、本発明では、交流電圧の半周期毎の判別が可能となる。 According to the present invention, a pulse generation circuit for generating a pulse voltage for each half cycle of an AC voltage, a triangular wave generation circuit for converting the pulse voltage into a triangular wave voltage having the same cycle as the pulse voltage, a triangular wave voltage and the first A comparison circuit that outputs a voltage resulting from comparison with the threshold voltage, and the frequency of the AC voltage is a first frequency or higher than the first frequency based on whether the voltage output from the comparison circuit is pulse-like or not. a discrimination circuit for discriminating whether the frequency is the second frequency, and the first threshold voltage is set to the maximum of the triangular wave voltage when the frequency of the AC voltage is a third frequency intermediate between the first frequency and the second frequency; By presetting the value to match the first threshold voltage, it is possible to accurately determine whether the AC voltage has the first frequency or the second frequency, and an analog circuit that does not require a digital circuit. It is possible to realize a frequency detection circuit consisting of As a result, in the present invention, for example, it becomes possible to automatically switch the corresponding frequency of the power regulator, and it is possible to eliminate the need to switch the frequency by an external switch. Moreover, in the present invention, it is possible to determine the AC voltage for each half cycle.

また、本発明では、三角波調整回路を設けることにより、部品の個体差による周波数判別の誤差を無くすことができる。 Further, in the present invention, by providing the triangular wave adjusting circuit, it is possible to eliminate errors in frequency determination due to individual differences in components.

また、本発明では、調整支援回路を設けることにより、周波数検出回路の出荷調整時に、調整を行うユーザにとって分かり易い調整環境を提供することができる。 In addition, in the present invention, by providing the adjustment support circuit, it is possible to provide an adjustment environment that is easy for the user to understand when performing the adjustment before shipment of the frequency detection circuit.

図１は、本発明の実施例に係る周波数検出回路の構成を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of a frequency detection circuit according to an embodiment of the invention. 図２は、本発明の実施例に係る周波数検出回路の第１のパルス生成回路の動作を説明する波形図である。FIG. 2 is a waveform diagram explaining the operation of the first pulse generation circuit of the frequency detection circuit according to the embodiment of the present invention. 図３は、本発明の実施例に係る周波数検出回路の三角波生成回路の動作を説明する波形図である。FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the operation of the triangular wave generation circuit of the frequency detection circuit according to the embodiment of the present invention. 図４は、本発明の実施例に係る周波数検出回路の第２のパルス生成回路の動作を説明する波形図である。FIG. 4 is a waveform diagram explaining the operation of the second pulse generation circuit of the frequency detection circuit according to the embodiment of the present invention. 図５は、本発明の実施例に係る周波数検出回路の判別回路の動作を説明する波形図である。FIG. 5 is a waveform diagram for explaining the operation of the discrimination circuit of the frequency detection circuit according to the embodiment of the present invention. 図６は、本発明の実施例に係る周波数検出回路の第２のパルス生成回路の別の動作を説明する波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram explaining another operation of the second pulse generation circuit of the frequency detection circuit according to the embodiment of the present invention. 図７は、本発明の実施例に係る周波数検出回路の判別回路の別の動作を説明する波形図である。FIG. 7 is a waveform diagram explaining another operation of the discrimination circuit of the frequency detection circuit according to the embodiment of the present invention. 図８は、本発明の実施例に係る周波数検出回路の三角波調整回路と調整支援回路の動作を説明する波形図である。FIG. 8 is a waveform diagram for explaining the operation of the triangular wave adjustment circuit and adjustment support circuit of the frequency detection circuit according to the embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施例に係る周波数検出回路の構成を示す回路図である。周波数検出回路は、交流電圧の半周期毎のパルス電圧を生成するパルス生成回路１と、パルス生成回路１によって生成されたパルス電圧を、このパルス電圧と同じ周期の三角波電圧に変換する三角波生成回路２と、三角波電圧と第１の閾値電圧とを比較した結果の電圧を出力する比較回路３と、比較回路３から出力された電圧がパルス状か否かに基づいて、交流電圧の周波数が第１の周波数か第１の周波数よりも高い第２の周波数かを判別する判別回路４と、ユーザの操作に応じて三角波電圧の傾きを調整可能な三角波調整回路５と、ユーザによる三角波電圧の傾きの調整を支援可能な調整支援回路６とから構成される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of a frequency detection circuit according to an embodiment of the present invention. The frequency detection circuit includes a pulse generation circuit 1 that generates a pulse voltage for each half cycle of the AC voltage, and a triangular wave generation circuit that converts the pulse voltage generated by the pulse generation circuit 1 into a triangular wave voltage having the same cycle as the pulse voltage. 2, a comparison circuit 3 that outputs a voltage obtained by comparing the triangular wave voltage and the first threshold voltage, and whether the voltage output from the comparison circuit 3 is pulse-shaped or not, the frequency of the AC voltage is set to a first value. 1 frequency or a second frequency higher than the first frequency, a triangular wave adjusting circuit 5 capable of adjusting the slope of the triangular wave voltage according to the user's operation, and the slope of the triangular wave voltage by the user. and an adjustment support circuit 6 capable of supporting the adjustment of .

パルス生成回路１は、トランスＴ１と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、コンパレータＣＯＭＰ１，ＣＯＭＰ２と、否定論理和回路ＮＯＲと、抵抗Ｒ１～Ｒ８とから構成される。
三角波生成回路２は、オペアンプＡ１と、ダイオードＤ３と、抵抗Ｒ９と、コンデンサＣ１とから構成される。 The pulse generating circuit 1 comprises a transformer T1, diodes D1 and D2, comparators COMP1 and COMP2, a negative logical sum circuit NOR, and resistors R1 to R8.
The triangular wave generating circuit 2 is composed of an operational amplifier A1, a diode D3, a resistor R9, and a capacitor C1.

比較回路３は、オペアンプＡ２，Ａ３と、コンパレータＣＯＭＰ３と、ダイオードＤ４，Ｄ５と、抵抗Ｒ１０～Ｒ２０とから構成される。
判別回路４は、モノステーブル・マルチバイブレータＩＣ１と、抵抗Ｒ２１と、コンデンサＣ４とから構成される。 The comparison circuit 3 comprises operational amplifiers A2 and A3, a comparator COMP3, diodes D4 and D5, and resistors R10 to R20.
The discrimination circuit 4 comprises a monostable multivibrator IC1, a resistor R21, and a capacitor C4.

三角波調整回路５は、抵抗Ｒ２２～Ｒ２６と、可変抵抗ＶＲ１と、スイッチＳＷ１とから構成される。
調整支援回路６は、コンパレータＣＯＭＰ４，ＣＯＭＰ５と、トランジスタＱ１，Ｑ２と、発光ダイオードＤ６，Ｄ７と、抵抗Ｒ２７～Ｒ４０とから構成される。 The triangular wave adjusting circuit 5 is composed of resistors R22 to R26, a variable resistor VR1, and a switch SW1.
The adjustment support circuit 6 is composed of comparators COMP4 and COMP5, transistors Q1 and Q2, light emitting diodes D6 and D7, and resistors R27 to R40.

以下、本実施例の周波数検出回路の動作を詳細に説明する。まず、パルス生成回路１のトランスＴ１は、商用電源からの１００Ｖまたは２００Ｖなどの交流電源電圧を降圧する。第１の半波整流回路を構成するダイオードＤ１は、トランスＴ１によって降圧された交流電圧（図２のａ）の第１の極性（本実施例では正側）の成分を取り出す半波整流を行う。このダイオードＤ１の出力電圧は、図２のｂのようになる。第２の半波整流回路を構成するダイオードＤ２は、トランスＴ１によって降圧された交流電圧の第２の極性（本実施例では負側）の成分を取り出す半波整流を行う。このダイオードＤ２の出力電圧は、図２のｃのようになる。 The operation of the frequency detection circuit of this embodiment will be described in detail below. First, the transformer T1 of the pulse generation circuit 1 steps down an AC power supply voltage such as 100V or 200V from the commercial power supply. The diode D1 constituting the first half-wave rectifier circuit performs half-wave rectification to take out the first polarity (positive side in this embodiment) component of the AC voltage (a in FIG. 2) stepped down by the transformer T1. . The output voltage of this diode D1 is as shown in FIG. 2b. The diode D2, which constitutes the second half-wave rectifier circuit, performs half-wave rectification to take out the second polarity (negative side in this embodiment) component of the AC voltage stepped down by the transformer T1. The output voltage of this diode D2 is as shown in FIG. 2c.

続いて、第１の方形波生成回路を構成するコンパレータＣＯＭＰ１は、正の直流電源電圧ＶＣＣ＿Ｐを分圧する抵抗Ｒ１，Ｒ２によって生成された閾値電圧ＴＨ１（本実施例では接地電圧（０Ｖ）付近の電圧）と、ダイオードＤ１によって半波整流された電圧ｂとを比較する。これにより、コンパレータＣＯＭＰ１からは図２のｄのような方形波のパルス電圧が出力される。 Subsequently, the comparator COMP1, which constitutes the first square wave generation circuit, generates a threshold voltage TH1 (a voltage near the ground voltage (0 V) in this embodiment) generated by resistors R1 and R2 that divide the positive DC power supply voltage VCC_P. ) with the voltage b half-wave rectified by the diode D1. As a result, the comparator COMP1 outputs a square-wave pulse voltage as shown in FIG.

同様に、第２の方形波生成回路を構成するコンパレータＣＯＭＰ２は、正の直流電源電圧ＶＣＣ＿Ｐを分圧する抵抗Ｒ５，Ｒ６によって生成された閾値電圧ＴＨ１（本実施例では接地電圧（０Ｖ）付近の電圧）と、ダイオードＤ２によって半波整流された電圧ｃとを比較する。これにより、コンパレータＣＯＭＰ２からは図２のｅのような方形波のパルス電圧が出力される。 Similarly, the comparator COMP2 that constitutes the second square wave generation circuit has a threshold voltage TH1 (a voltage near the ground voltage (0 V) in this embodiment) generated by resistors R5 and R6 that divide the positive DC power supply voltage VCC_P. ) with the voltage c half-wave rectified by the diode D2. As a result, the comparator COMP2 outputs a square-wave pulse voltage as shown in FIG.

パルス生成回路１の否定論理和回路ＮＯＲ（合成回路）は、コンパレータＣＯＭＰ１の出力電圧ｄとコンパレータＣＯＭＰ２の出力電圧ｅとの否定論理和の結果を出力することにより、コンパレータＣＯＭＰ１の出力電圧ｄとコンパレータＣＯＭＰ２の出力電圧ｅとを合成する。こうして、パルス生成回路１からは図２のｆのように交流電圧の半周期毎のパルス電圧が出力される。このパルス電圧ｆは、図２のａに示した交流電圧のゼロクロス点を検出したものである。 The NOR circuit NOR (synthesis circuit) of the pulse generation circuit 1 outputs the result of the NOR of the output voltage d of the comparator COMP1 and the output voltage e of the comparator COMP2, so that the output voltage d of the comparator COMP1 and the comparator It is synthesized with the output voltage e of COMP2. In this way, the pulse generating circuit 1 outputs a pulse voltage for each half cycle of the AC voltage, as indicated by f in FIG. This pulse voltage f is obtained by detecting the zero cross point of the AC voltage shown in FIG.

次に、オペアンプＡ１とダイオードＤ３と抵抗Ｒ９とコンデンサＣ１とからなる三角波生成回路２は、パルス生成回路１によって生成されたパルス電圧ｆを、このパルス電圧ｆと同じ周期の三角波電圧ｇに変換する。 Next, a triangular wave generating circuit 2 comprising an operational amplifier A1, a diode D3, a resistor R9, and a capacitor C1 converts the pulse voltage f generated by the pulse generating circuit 1 into a triangular wave voltage g having the same period as the pulse voltage f. .

この三角波生成回路２は、積分回路からなるものである。積分の時定数は、オペアンプＡ１の非反転入力端子に接続されている抵抗と、コンデンサＣ１によって決まり三角波電圧ｇが上昇する。パルス生成回路１によって生成されたパルス電圧ｆにより、三角波電圧ｇが下降するように設定されている。これにより、三角波生成回路２は、図３に示すように、パルス生成回路１によって生成されたパルス電圧ｆの立ち上がりで最大値（波高値）となり、パルス電圧ｆの立ち下がりで最小値となる三角波電圧ｇを生成する。 The triangular wave generating circuit 2 is composed of an integrating circuit. The integration time constant is determined by the resistor connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier A1 and the capacitor C1, and the triangular wave voltage g rises. The pulse voltage f generated by the pulse generation circuit 1 is set so that the triangular wave voltage g drops. As a result, as shown in FIG. 3, the triangular wave generation circuit 2 produces a triangular wave that reaches a maximum value (peak value) at the rise of the pulse voltage f generated by the pulse generation circuit 1 and reaches a minimum value at the fall of the pulse voltage f. Generate a voltage g.

生成された三角波電圧ｇは、傾きが同じ場合、交流電圧の周波数に応じて最大値が変化し、交流電圧の周波数が高いほど最大値が低くなり、交流電圧の周波数が低いほど最大値が高くなる。本実施例では、この三角波電圧ｇの傾きを調整可能であるが、この調整方法については後述する。 The maximum value of the generated triangular wave voltage g changes according to the frequency of the AC voltage when the slope is the same. The higher the frequency of the AC voltage, the lower the maximum value. Become. In this embodiment, the gradient of the triangular wave voltage g can be adjusted, and the adjustment method will be described later.

次に、比較回路３は、三角波生成回路２によって生成された三角波電圧ｇを閾値電圧と比較して、比較結果の電圧を出力する。
具体的には、比較回路３のオペアンプＡ２と抵抗Ｒ１０～Ｒ１３とは、三角波電圧ｇを負側に電圧シフトさせると共に反転増幅する。比較回路３のオペアンプＡ３と抵抗Ｒ１４，Ｒ１５とは、オペアンプＡ２から出力された三角波電圧をさらに反転増幅する。こうして、図４のｈに示すように、三角波電圧ｇを増幅した三角波電圧を得ることができる。 Next, the comparison circuit 3 compares the triangular wave voltage g generated by the triangular wave generation circuit 2 with the threshold voltage and outputs the voltage of the comparison result.
Specifically, the operational amplifier A2 and the resistors R10 to R13 of the comparison circuit 3 shift the triangular wave voltage g to the negative side and invert and amplify it. The operational amplifier A3 and resistors R14 and R15 of the comparator circuit 3 further invert and amplify the triangular wave voltage output from the operational amplifier A2. In this way, a triangular wave voltage obtained by amplifying the triangular wave voltage g can be obtained as shown in FIG. 4h.

なお、このような電圧シフトと増幅とは、三角波電圧を検出し易くするための処理なので、本発明において必須の構成要件ではない。 It should be noted that such voltage shift and amplification are processes for facilitating detection of the triangular wave voltage, and therefore are not essential components in the present invention.

比較回路３のコンパレータＣＯＭＰ３は、正の直流電源電圧ＶＣＣ＿Ｐを分圧する抵抗Ｒ１６，Ｒ１７によって生成された閾値電圧ＴＨ２（第１の閾値電圧）と、前段のオペアンプＡ２、Ａ３によって増幅された三角波電圧ｈとを比較することにより、図４のｉに示すように比較結果の電圧を出力する。 A comparator COMP3 of the comparison circuit 3 outputs a threshold voltage TH2 (first threshold voltage) generated by resistors R16 and R17 that divide the positive DC power supply voltage VCC_P, and a triangular wave voltage h amplified by operational amplifiers A2 and A3 in the previous stage. By comparing with , a voltage resulting from the comparison is output as indicated by i in FIG. 4 .

次に、判別回路４を構成するモノステーブル・マルチバイブレータＩＣ１は、比較回路３から出力された電圧ｉがパルス状か否かに基づいて、商用電源からの交流電圧が第１の周波数Ｆ１（本実施例では５０Ｈｚ）か第２の周波数Ｆ２（本実施例では６０Ｈｚ）かを判別する。 Next, the monostable multivibrator IC1 constituting the discriminating circuit 4 determines whether the AC voltage from the commercial power source has a first frequency F1 (this 50 Hz in this embodiment) or the second frequency F2 (60 Hz in this embodiment).

具体的には、モノステーブル・マルチバイブレータＩＣ１は、電圧ｉの立ち上がりがトリガ入力端子Ｂに入力される度に、所定の時間幅Ｔだけ一定値（本実施例ではロー（０）レベル）のパルス電圧ＯＵＴを出力端子バーＱから出力する。時間幅Ｔは、抵抗Ｒ２１とコンデンサＣ４とによって設定される。本実施例では、時間幅Ｔを第１の周波数Ｆ１の半周期（１０ｍｓｅｃ）よりも長い時間幅（例えば２００ｍｓｅｃ）とする。すなわち、モノステーブル・マルチバイブレータＩＣ１は、比較回路３から出力された電圧ｉを、この電圧ｉの立ち上がりから時間幅Ｔだけ一定値でマスク処理することになる。 Specifically, the monostable multivibrator IC1 generates a pulse of a constant value (low (0) level in this embodiment) for a predetermined time width T each time the rise of the voltage i is input to the trigger input terminal B. A voltage OUT is output from the output terminal bar-Q. The time width T is set by resistor R21 and capacitor C4. In this embodiment, the time width T is set to a time width (for example, 200 msec) longer than the half cycle (10 msec) of the first frequency F1. That is, the monostable multivibrator IC1 masks the voltage i output from the comparison circuit 3 with a constant value for the time width T from the rise of this voltage i.

本実施例では、商用電源からの交流電圧の周波数が第１の周波数Ｆ１（本実施例では５０Ｈｚ）の場合、図４に示したように、三角波電圧ｈの最大値が閾値電圧ＴＨ２を超えるように回路の定数が調整されている。したがって、図４のｉで示したように、比較回路３から交流電圧の半周期毎にパルス電圧が出力される。回路定数の調整については後述する。 In this embodiment, when the frequency of the AC voltage from the commercial power supply is the first frequency F1 (50 Hz in this embodiment), the maximum value of the triangular wave voltage h exceeds the threshold voltage TH2 as shown in FIG. The circuit constants are adjusted to Therefore, as indicated by i in FIG. 4, the comparator circuit 3 outputs a pulse voltage every half cycle of the AC voltage. Adjustment of circuit constants will be described later.

交流電圧の周波数が第１の周波数Ｆ１（本実施例では５０Ｈｚ）の場合には、時間幅Ｔが経過する前に常に電圧ｉの立ち上がりがモノステーブル・マルチバイブレータＩＣ１のトリガ入力端子Ｂに入力されるので、モノステーブル・マルチバイブレータＩＣ２は、図５に示すように常にローレベルの電圧ＯＵＴを出力する。 When the frequency of the AC voltage is the first frequency F1 (50 Hz in this embodiment), the rising edge of the voltage i is always input to the trigger input terminal B of the monostable multivibrator IC1 before the time width T elapses. Therefore, the monostable multivibrator IC2 always outputs a low level voltage OUT as shown in FIG.

一方、商用電源からの交流電圧の周波数が第２の周波数Ｆ２（本実施例では６０Ｈｚ）の場合、三角波電圧ｈの最大値が閾値電圧ＴＨ２を下回るように回路の定数が調整されている。したがって、図６に示すように、比較回路３の出力電圧ｉは常にローレベルとなる。モノステーブル・マルチバイブレータＩＣ１のトリガ入力端子Ｂには常にローレベルの電圧ｉが入力されるので、モノステーブル・マルチバイブレータＩＣ１は、図７に示すように常にハイレベルの電圧ＯＵＴを出力する。 On the other hand, when the frequency of the AC voltage from the commercial power supply is the second frequency F2 (60 Hz in this embodiment), the circuit constants are adjusted so that the maximum value of the triangular wave voltage h is below the threshold voltage TH2. Therefore, as shown in FIG. 6, the output voltage i of the comparison circuit 3 is always low level. Since a low level voltage i is always input to the trigger input terminal B of the monostable multivibrator IC1, the monostable multivibrator IC1 always outputs a high level voltage OUT as shown in FIG.

こうして、本実施例では、交流電圧が第１の周波数Ｆ１か第２の周波数Ｆ２かを判別することができる。 Thus, in this embodiment, it is possible to determine whether the AC voltage has the first frequency F1 or the second frequency F2.

次に、回路定数の調整による三角波電圧の傾きの調整について説明する。三角波調整回路５は、オペアンプＡ１の非反転入力端子に接続されている抵抗を切り替え て、コンデンサＣ１との積分の時定数を設定し、三角波生成回路２によって生成される三角波電圧ｇの傾きを調整する。 Next, the adjustment of the gradient of the triangular wave voltage by adjusting the circuit constant will be described. The triangular wave adjustment circuit 5 switches the resistor connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier A1, sets the time constant of integration with the capacitor C1, and adjusts the slope of the triangular wave voltage g generated by the triangular wave generation circuit 2. do.

三角波調整回路５は、一端が負の直流電源電圧ＶＣＣ＿Ｎに接続された抵抗Ｒ２２と、一端が抵抗Ｒ２２の他端に接続された抵抗Ｒ２３～Ｒ２５と、３つの接点端子Ｓ１～Ｓ３がそれぞれ抵抗Ｒ２３～Ｒ２５の他端に１つずつ接続され、共通端子ＣＯＭが接地電圧に接続されたスイッチＳＷ１と、抵抗Ｒ２２と抵抗Ｒ２３～Ｒ２５との接続点と、オペアンプＡ１の非反転入力端子との間に直列に挿入された抵抗Ｒ２６および可変抵抗ＶＲ１とから構成される。抵抗Ｒ２２～Ｒ２６と可変抵抗ＶＲ１とは、傾き調整回路５０を構成している。 The triangular wave adjustment circuit 5 includes a resistor R22 having one end connected to a negative DC power supply voltage VCC_N, resistors R23 to R25 having one end connected to the other end of the resistor R22, and three contact terminals S1 to S3 each having a resistor R23. . It consists of a resistor R26 and a variable resistor VR1 inserted in series. The resistors R22 to R26 and the variable resistor VR1 constitute a slope adjustment circuit 50. FIG.

スイッチＳＷ１の接点端子Ｓ１は、交流電圧の周波数が第１の周波数Ｆ１（本実施例では５０Ｈｚ）の環境下で行われる第１の調整モードのための端子、接点端子Ｓ２は、調整完了後の通常モードのための端子、接点端子Ｓ３は、交流電圧の周波数が第２の周波数Ｆ２（本実施例では６０Ｈｚ）の環境下で行われる第２の調整モードのための端子である。 The contact terminal S1 of the switch SW1 is a terminal for the first adjustment mode performed in an environment where the AC voltage has a first frequency F1 (50 Hz in this embodiment). A terminal for the normal mode, the contact terminal S3, is a terminal for the second adjustment mode performed in an environment where the frequency of the AC voltage is the second frequency F2 (60 Hz in this embodiment).

例えば周波数検出回路の出荷調整において、調整作業を行うユーザは、スイッチＳＷ１を第１の調整モードまたは第２の調整モードに切り替え、可変抵抗ＶＲ１の抵抗値を変えることで調整を行う。このような調整を支援するため、本実施例では、調整支援回路６を設けている。 For example, in the shipping adjustment of the frequency detection circuit, the user performing the adjustment operation switches the switch SW1 to the first adjustment mode or the second adjustment mode, and performs adjustment by changing the resistance value of the variable resistor VR1. In order to assist such adjustment, an adjustment support circuit 6 is provided in this embodiment.

調整支援回路６の第１のコンパレータＣＯＭＰ４とトランジスタＱ１と発光ダイオードＤ６と抵抗Ｒ２７～Ｒ３３とは、第１の通知回路６０を構成している。また、調整支援回路６の第２のコンパレータＣＯＭＰ５とトランジスタＱ２と発光ダイオードＤ７と抵抗Ｒ３４～Ｒ４０とは、第２の通知回路６１を構成している。 The first comparator COMP4, the transistor Q1, the light emitting diode D6 and the resistors R27 to R33 of the adjustment support circuit 6 constitute a first notification circuit 60. FIG. Further, the second comparator COMP5, the transistor Q2, the light emitting diode D7 and the resistors R34 to R40 of the adjustment support circuit 6 constitute a second notification circuit 61. FIG.

調整支援回路６の第１のコンパレータＣＯＭＰ４は、正の直流電源電圧ＶＣＣ＿Ｐを分圧する抵抗Ｒ２７，Ｒ２８によって生成された閾値電圧ＴＨ３（第２の閾値電圧）と、三角波生成回路２によって生成された三角波電圧ｇとを比較する。このため、三角波電圧ｇの最大値が閾値電圧ＴＨ３を超えると、トランジスタＱ１がオンして、発光ダイオードＤ６（第１の発光素子）が点灯する。 A first comparator COMP4 of the adjustment support circuit 6 outputs a threshold voltage TH3 (second threshold voltage) generated by resistors R27 and R28 that divide the positive DC power supply voltage VCC_P, and a triangular wave generated by the triangular wave generation circuit 2. Compare with voltage g. Therefore, when the maximum value of the triangular wave voltage g exceeds the threshold voltage TH3, the transistor Q1 is turned on and the light emitting diode D6 (first light emitting element) is lit.

同様に、調整支援回路６の第２のコンパレータＣＯＭＰ５は、正の直流電源電圧ＶＣＣ＿Ｐを分圧する抵抗Ｒ３４，Ｒ３５によって生成された閾値電圧ＴＨ４（第３の閾値電圧、ＴＨ４＜ＴＨ３）と、三角波電圧ｇとを比較する。このため、三角波電圧ｇの最大値が閾値電圧ＴＨ４を超えると、トランジスタＱ２がオンして、発光ダイオードＤ７（第２の発光素子）が点灯する。 Similarly, the second comparator COMP5 of the adjustment support circuit 6 has a threshold voltage TH4 (third threshold voltage, TH4<TH3) generated by resistors R34 and R35 that divide the positive DC power supply voltage VCC_P, and a triangular wave voltage Compare with g. Therefore, when the maximum value of the triangular wave voltage g exceeds the threshold voltage TH4, the transistor Q2 is turned on and the light emitting diode D7 (second light emitting element) is lit.

ここで、本実施例では、第１の周波数Ｆ１（本実施例では５０Ｈｚ）と第２の周波数Ｆ２（本実施例では６０Ｈｚ）の中間の周波数を第３の周波数Ｆ３（本実施例では５５Ｈｚ）とする。 Here, in this embodiment, an intermediate frequency between the first frequency F1 (50 Hz in this embodiment) and the second frequency F2 (60 Hz in this embodiment) is set to the third frequency F3 (55 Hz in this embodiment). and

コンパレータＣＯＭＰ４の閾値電圧ＴＨ３は、商用電源からの交流電圧の周波数が第１の周波数Ｆ１（本実施例では５０Ｈｚ）よりも高く第３の周波数Ｆ３（Ｆ１＜Ｆ３＜Ｆ２、本実施例では５５Ｈｚ）よりも低い第４の周波数Ｆ４（Ｆ１＜Ｆ４＜Ｆ３＜Ｆ２、本実施例では５４Ｈｚ）のときに、コンパレータＣＯＭＰ４に入力される三角波電圧ｇの最大値が閾値電圧ＴＨ３と略一致するように予め設定されている。 The threshold voltage TH3 of the comparator COMP4 is the third frequency F3 (F1<F3<F2, 55 Hz in this embodiment) higher than the first frequency F1 (50 Hz in this embodiment) of the AC voltage from the commercial power supply. When the fourth frequency F4 (F1<F4<F3<F2, in this embodiment 54 Hz) lower than is set.

一方、コンパレータＣＯＭＰ５の閾値電圧ＴＨ４は、商用電源からの交流電圧の周波数が第３の周波数Ｆ３（本実施例では５５Ｈｚ）よりも高く第２の周波数Ｆ２（本実施例では６０Ｈｚ）よりも低い第５の周波数Ｆ５（Ｆ１＜Ｆ４＜Ｆ３＜Ｆ５＜Ｆ２、本実施例では５６Ｈｚ）のときに、コンパレータＣＯＭＰ５に入力される三角波電圧ｇの最大値が閾値電圧ＴＨ４と略一致するように予め設定されている。 On the other hand, the threshold voltage TH4 of the comparator COMP5 is the frequency of the AC voltage from the commercial power supply which is higher than the third frequency F3 (55 Hz in this embodiment) and lower than the second frequency F2 (60 Hz in this embodiment). 5 (F1<F4<F3<F5<F2, 56 Hz in this embodiment), the maximum value of the triangular wave voltage g input to the comparator COMP5 is set in advance so as to substantially match the threshold voltage TH4. ing.

そして、比較回路３のコンパレータＣＯＭＰ３の閾値電圧ＴＨ２は、商用電源からの交流電圧の周波数が第３の周波数Ｆ３（本実施例では５５Ｈｚ）のときに、コンパレータＣＯＭＰ３に入力される三角波電圧ｈの最大値が閾値電圧ＴＨ２と略一致するように予め設定されている。 The threshold voltage TH2 of the comparator COMP3 of the comparison circuit 3 is the maximum of the triangular wave voltage h input to the comparator COMP3 when the frequency of the AC voltage from the commercial power supply is the third frequency F3 (55 Hz in this embodiment). The value is set in advance so as to substantially match the threshold voltage TH2.

例えば商用電源からの交流電圧の周波数が第１の周波数Ｆ１（本実施例では５０Ｈｚ）の環境下で、周波数検出回路の調整を行う場合、ユーザは、スイッチＳＷ１を接点端子Ｓ１側にして第１の調整モードにする。この第１の調整モードにおいて、ユーザは、発光ダイオードＤ６が点灯し、発光ダイオードＤ７が点灯しないように、可変抵抗ＶＲ１を操作すればよい。 For example, when adjusting the frequency detection circuit in an environment where the frequency of the AC voltage from the commercial power supply is the first frequency F1 (50 Hz in this embodiment), the user sets the switch SW1 to the contact terminal S1 side to the first adjustment mode. In this first adjustment mode, the user can operate the variable resistor VR1 so that the light emitting diode D6 lights up and the light emitting diode D7 does not light up.

発光ダイオードＤ６が点灯し、発光ダイオードＤ７が点灯しない状態では、コンパレータＣＯＭＰ４，ＣＯＭ５に入力される三角波電圧ｇと閾値電圧ＴＨ３，ＴＨ４との関係は、図８のようになり、三角波電圧ｇの最大値は、概ね第３の周波数Ｆ３（本実施例では５５Ｈｚ）に対応する電圧レベルになる。このとき、コンパレータＣＯＭＰ３に入力される三角波電圧ｈの最大値は、閾値電圧ＴＨ２と略一致する電圧レベルになっている。 FIG. 8 shows the relationship between the triangular wave voltage g input to the comparators COMP4 and COM5 and the threshold voltages TH3 and TH4 when the light emitting diode D6 is lit and the light emitting diode D7 is not lit. The value will be approximately the voltage level corresponding to the third frequency F3 (55 Hz in this example). At this time, the maximum value of the triangular wave voltage h input to the comparator COMP3 is at a voltage level substantially matching the threshold voltage TH2.

発光ダイオードＤ６が点灯し、発光ダイオードＤ７が点灯しないように調整した後、ユーザは、スイッチＳＷ１を接点端子Ｓ２側にして通常モードにする。この通常モードでは、上記のとおり、三角波生成回路２によって生成される三角波電圧ｇの上昇時の傾きが第１の調整モードにおける三角波電圧ｇの上昇時の傾きよりも急になる。 After adjusting so that the light-emitting diode D6 lights up and the light-emitting diode D7 does not light up, the user turns the switch SW1 to the contact terminal S2 side to enter the normal mode. In this normal mode, as described above, the rising slope of the triangular wave voltage g generated by the triangular wave generating circuit 2 is steeper than the rising slope of the triangular wave voltage g in the first adjustment mode.

そして、第１の調整モードにおいて商用電源からの交流電圧の周波数が第１の周波数Ｆ１（本実施例では５０Ｈｚ）のときの三角波電圧ｇの最大値と、通常モードにおいて商用電源からの交流電圧の周波数が第３の周波数Ｆ３（本実施例では５５Ｈｚ）のときの三角波電圧ｇの最大値とが略一致するように、第１の調整モードと通常モードで三角波電圧ｇの傾きが変わるように予め設定されている。上記のとおり、通常モードにおいては、第１の調整モードの場合よりも三角波電圧ｇの上昇時の傾きが急になる。このような設定は、抵抗Ｒ２３と抵抗Ｒ２４の抵抗値の関係を予め調整しておくことで実現できる。 Then, the maximum value of the triangular wave voltage g when the frequency of the AC voltage from the commercial power supply is the first frequency F1 (50 Hz in this embodiment) in the first adjustment mode, and the maximum value of the AC voltage from the commercial power supply in the normal mode. The slope of the triangular wave voltage g differs between the first adjustment mode and the normal mode so that the maximum value of the triangular wave voltage g when the frequency is the third frequency F3 (55 Hz in this embodiment) substantially matches. is set. As described above, in the normal mode, the rising slope of the triangular wave voltage g is steeper than in the first adjustment mode. Such setting can be realized by adjusting the relationship between the resistance values of the resistors R23 and R24 in advance.

以上の調整と回路定数の設定により、通常モードにおいて、商用電源からの交流電圧の周波数が第１の周波数Ｆ１（本実施例では５０Ｈｚ）の場合、コンパレータＣＯＭＰ３に入力される三角波電圧ｈの最大値が閾値電圧ＴＨ２を超え、交流電圧の周波数が第２の周波数Ｆ２（本実施例では６０Ｈｚ）の場合、三角波電圧ｈの最大値が閾値電圧ＴＨ２を下回るので、上記のとおり交流電圧が第１の周波数Ｆ１か第２の周波数Ｆ２かを判別することができる。 With the above adjustment and setting of circuit constants, in the normal mode, when the frequency of the AC voltage from the commercial power supply is the first frequency F1 (50 Hz in this embodiment), the maximum value of the triangular wave voltage h input to the comparator COMP3 is exceeds the threshold voltage TH2 and the frequency of the AC voltage is the second frequency F2 (60 Hz in this embodiment), the maximum value of the triangular wave voltage h is below the threshold voltage TH2. It can be determined whether it is the frequency F1 or the second frequency F2.

一方、商用電源からの交流電圧の周波数が第２の周波数Ｆ２（本実施例では６０Ｈｚ）の環境下で、周波数検出回路の調整を行う場合、ユーザは、スイッチＳＷ１を接点端子Ｓ３側にして第２の調整モードにする。第１の調整モードと同様に、ユーザは、発光ダイオードＤ６が点灯し、発光ダイオードＤ７が点灯しないように、可変抵抗ＶＲ１を操作すればよい。 On the other hand, when adjusting the frequency detection circuit in an environment where the frequency of the AC voltage from the commercial power supply is the second frequency F2 (60 Hz in this embodiment), the user sets the switch SW1 to the contact terminal S3 side. 2 adjustment mode. As in the first adjustment mode, the user can operate the variable resistor VR1 so that the light emitting diode D6 lights up and the light emitting diode D7 does not light up.

発光ダイオードＤ６が点灯し、発光ダイオードＤ７が点灯しない状態では、コンパレータＣＯＭＰ４，ＣＯＭ５に入力される三角波電圧ｇと閾値電圧ＴＨ３，ＴＨ４との関係は、図８と同じになり、コンパレータＣＯＭＰ３に入力される三角波電圧ｈの最大値は、閾値電圧ＴＨ２と略一致する電圧レベルになっている。 When the light-emitting diode D6 is lit and the light-emitting diode D7 is not lit, the relationship between the triangular wave voltage g input to the comparators COMP4 and COM5 and the threshold voltages TH3 and TH4 is the same as in FIG. The maximum value of the triangular wave voltage h is at a voltage level substantially matching the threshold voltage TH2.

発光ダイオードＤ６が点灯し、発光ダイオードＤ７が点灯しないように調整した後、ユーザは、スイッチＳＷ１を接点端子Ｓ２側にして通常モードにする。この通常モードでは、上記のとおり、三角波生成回路２によって生成される三角波電圧ｇの上昇時の傾きが第２の調整モードにおける三角波電圧ｇの上昇時の傾きよりも緩やかになる。 After adjusting so that the light-emitting diode D6 lights up and the light-emitting diode D7 does not light up, the user turns the switch SW1 to the contact terminal S2 side to enter the normal mode. In this normal mode, as described above, the rising slope of the triangular wave voltage g generated by the triangular wave generating circuit 2 is gentler than the rising slope of the triangular wave voltage g in the second adjustment mode.

そして、第２の調整モードにおいて商用電源からの交流電圧の周波数が第２の周波数Ｆ２（本実施例では６０Ｈｚ）のときの三角波電圧ｇの最大値と、通常モードにおいて商用電源からの交流電圧の周波数が第３の周波数Ｆ３（本実施例では５５Ｈｚ）のときの三角波電圧ｇの最大値とが略一致するように、第２の調整モードと通常モードで三角波電圧ｇの傾きが変わるように予め設定されている。上記のとおり、通常モードにおいては、第２の調整モードの場合よりも三角波電圧ｇの上昇時の傾きが緩やかになる。このような設定は、抵抗Ｒ２４と抵抗Ｒ２５の抵抗値の関係（直流電位Ｖ２とＶ３の関係）を予め調整しておくことで実現できる。 Then, the maximum value of the triangular wave voltage g when the frequency of the AC voltage from the commercial power supply is the second frequency F2 (60 Hz in this embodiment) in the second adjustment mode, and the maximum value of the AC voltage from the commercial power supply in the normal mode. The slope of the triangular wave voltage g is changed in the second adjustment mode and the normal mode so that the maximum value of the triangular wave voltage g when the frequency is the third frequency F3 (55 Hz in this embodiment) substantially matches. is set. As described above, in the normal mode, the rising slope of the triangular wave voltage g is gentler than in the second adjustment mode. Such a setting can be realized by previously adjusting the relationship between the resistance values of the resistors R24 and R25 (the relationship between the DC potentials V2 and V3).

以上の調整と回路定数の設定により、通常モードにおいて、商用電源からの交流電圧の周波数が第１の周波数Ｆ１（本実施例では５０Ｈｚ）の場合、コンパレータＣＯＭＰ３に入力される三角波電圧ｈの最大値が閾値電圧ＴＨ２を超え、交流電圧の周波数が第２の周波数Ｆ２（本実施例では６０Ｈｚ）の場合、三角波電圧ｈの最大値が閾値電圧ＴＨ２を下回るので、上記のとおり交流電圧が第１の周波数Ｆ１か第２の周波数Ｆ２かを判別することができる。 With the above adjustment and setting of circuit constants, in the normal mode, when the frequency of the AC voltage from the commercial power supply is the first frequency F1 (50 Hz in this embodiment), the maximum value of the triangular wave voltage h input to the comparator COMP3 is exceeds the threshold voltage TH2 and the frequency of the AC voltage is the second frequency F2 (60 Hz in this embodiment), the maximum value of the triangular wave voltage h is below the threshold voltage TH2. It can be determined whether it is the frequency F1 or the second frequency F2.

こうして、本実施例では、三角波調整回路５を設けることにより、部品の個体差による周波数判別の誤差を無くすことができる。また、本実施例では、調整支援回路６を設けることにより、周波数検出回路の出荷調整時に、調整を行うユーザにとって分かり易い調整環境を提供することができる。 In this way, in this embodiment, by providing the triangular wave adjusting circuit 5, it is possible to eliminate errors in frequency determination due to individual differences in components. In addition, in this embodiment, by providing the adjustment support circuit 6, it is possible to provide an adjustment environment that is easy for the user to understand when adjusting the frequency detection circuit before shipment.

なお、モノステーブル・マルチバイブレータＩＣ１は、比較回路３から電圧ｉの立ち上がりが入力される度に、時間幅Ｔだけ一定値の電圧ＯＵＴを出力するが、比較回路３から電圧ｉの立ち下がりが入力される度に、時間幅Ｔだけ一定値の電圧ＯＵＴを出力するようにしてもよい。 The monostable multivibrator IC1 outputs a voltage OUT having a constant value for the time width T each time the rising edge of the voltage i is input from the comparator circuit 3, but the falling edge of the voltage i is input from the comparator circuit 3. A voltage OUT having a constant value may be output for the time width T each time the voltage is applied.

また、本実施例では、商用電源からの入力を想定しているため、第１の周波数Ｆ１を５０Ｈｚ、第２の周波数Ｆ２を６０Ｈｚとしているが、これに限るものではなく、他の周波数に適用できることは言うまでもない。 In addition, in this embodiment, since the input from the commercial power source is assumed, the first frequency F1 is 50 Hz and the second frequency F2 is 60 Hz. It goes without saying that we can.

本発明は、交流電圧の周波数を判別する技術に適用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to techniques for determining the frequency of AC voltage.

１…パルス生成回路、２…三角波生成回路、３…比較回路、４…判別回路、５…三角波調整回路、６…調整支援回路、５０…傾き調整回路、６０，６１…通知回路、ＩＣ１…モノステーブル・マルチバイブレータ、ＣＯＭＰ１～ＣＯＭＰ５…コンパレータ、Ａ１～Ａ３～オペアンプ、ＮＯＲ…否定論理和回路、Ｑ１，Ｑ２…トランジスタ、Ｄ１～Ｄ５…ダイオード、Ｄ６，Ｄ７…発光ダイオード、Ｒ１～Ｒ４０…抵抗、ＶＲ１…可変抵抗、Ｃ１～Ｃ４…コンデンサ、ＳＷ１…スイッチ、Ｔ１…トランス。 REFERENCE SIGNS LIST 1 pulse generation circuit 2 triangular wave generation circuit 3 comparison circuit 4 determination circuit 5 triangular wave adjustment circuit 6 adjustment support circuit 50 slope adjustment circuit 60, 61 notification circuit IC1 monos Table multivibrator COMP1 to COMP5 Comparator A1 to A3 Operational amplifier NOR NOR circuit Q1, Q2 Transistor D1 to D5 Diode D6, D7 Light emitting diode R1 to R40 Resistor VR1 ... variable resistor, C1 to C4 ... capacitor, SW1 ... switch, T1 ... transformer.

Claims (10)

交流電圧の半周期毎のパルス電圧を生成するように構成されたパルス生成回路と、
前記パルス電圧を、このパルス電圧と同じ周期の三角波電圧に変換するように構成された三角波生成回路と、
前記三角波電圧と第１の閾値電圧とを比較した結果の電圧を出力するように構成された比較回路と、
この比較回路から出力された電圧がパルス状か否かに基づいて、前記交流電圧の周波数が第１の周波数か前記第１の周波数よりも高い第２の周波数かを判別するように構成された判別回路とを備え、
前記第１の閾値電圧は、前記交流電圧の周波数が前記第１の周波数と前記第２の周波数の中間の第３の周波数のときに、前記三角波電圧の最大値が前記第１の閾値電圧と一致するように予め設定されていることを特徴とする周波数検出回路。 a pulse generation circuit configured to generate a pulse voltage for each half cycle of an AC voltage;
a triangular wave generation circuit configured to convert the pulse voltage into a triangular wave voltage having the same period as the pulse voltage;
a comparing circuit configured to output a voltage resulting from comparing the triangular wave voltage and a first threshold voltage;
It is configured to determine whether the frequency of the AC voltage is a first frequency or a second frequency higher than the first frequency, based on whether the voltage output from the comparison circuit is pulse-like or not. and a discrimination circuit,
The first threshold voltage is such that the maximum value of the triangular wave voltage is the first threshold voltage when the frequency of the AC voltage is a third frequency intermediate between the first frequency and the second frequency. A frequency detection circuit, characterized in that it is preset to match. 請求項１記載の周波数検出回路において、
前記交流電圧の周波数が前記第３の周波数のときに、前記三角波電圧の最大値が前記第１の閾値電圧と一致するように、ユーザの操作に応じて前記三角波電圧の傾きを調整可能なように構成された三角波調整回路をさらに備えることを特徴とする周波数検出回路。 2. The frequency detection circuit of claim 1, wherein
When the frequency of the AC voltage is the third frequency, the slope of the triangular wave voltage can be adjusted according to a user's operation so that the maximum value of the triangular wave voltage matches the first threshold voltage. A frequency detection circuit, further comprising a triangular wave adjustment circuit configured as follows. 請求項２記載の周波数検出回路において、
前記三角波調整回路は、
ユーザの操作に応じて、前記交流電圧の周波数が前記第１の周波数の場合の調整モードと、調整完了後の通常モードとを切り替え可能なように構成されたスイッチと、
前記交流電圧の周波数が前記第１の周波数の環境下で前記調整モードに切り替えられたときに、ユーザの操作に応じて前記三角波電圧の最大値が前記第１の閾値電圧と略一致するように前記三角波電圧の傾きを調整可能なように構成された傾き調整回路とを含み、
前記傾き調整回路は、前記調整モードにおいて前記交流電圧の周波数が前記第１の周波数のときの前記三角波電圧の最大値と、調整完了後の前記通常モードにおいて前記交流電圧の周波数が前記第３の周波数のときの前記三角波電圧の最大値とが略一致するように、前記調整モードと前記通常モードで前記三角波電圧の傾きが変わるように設定されていることを特徴とする周波数検出回路。 3. The frequency detection circuit according to claim 2,
The triangular wave adjustment circuit is
a switch configured to switch between an adjustment mode when the frequency of the AC voltage is the first frequency and a normal mode after adjustment is completed, according to a user's operation;
When the frequency of the AC voltage is switched to the adjustment mode under the environment of the first frequency, the maximum value of the triangular wave voltage substantially matches the first threshold voltage according to user's operation. a slope adjustment circuit configured to adjust the slope of the triangular wave voltage,
The slope adjustment circuit adjusts the maximum value of the triangular wave voltage when the frequency of the AC voltage is the first frequency in the adjustment mode and the frequency of the AC voltage when the frequency of the AC voltage is the third frequency in the normal mode after completion of adjustment. A frequency detection circuit, wherein the slope of the triangular wave voltage is set to change between the adjustment mode and the normal mode so that the maximum value of the triangular wave voltage at the frequency substantially matches. 請求項２記載の周波数検出回路において、
前記三角波調整回路は、
ユーザの操作に応じて、前記交流電圧の周波数が前記第２の周波数の場合の調整モードと、調整完了後の通常モードとを切り替え可能なように構成されたスイッチと、
前記交流電圧の周波数が前記第２の周波数の環境下で前記調整モードに切り替えられたときに、ユーザの操作に応じて前記三角波電圧の最大値が前記第１の閾値電圧と略一致するように前記三角波電圧の傾きを調整可能なように構成された傾き調整回路とを含み、
前記傾き調整回路は、前記調整モードにおいて前記交流電圧の周波数が前記第２の周波数のときの前記三角波電圧の最大値と、調整完了後の前記通常モードにおいて前記交流電圧の周波数が前記第３の周波数のときの前記三角波電圧の最大値とが略一致するように、前記調整モードと前記通常モードで前記三角波電圧の傾きが変わるように設定されていることを特徴とする周波数検出回路。 3. The frequency detection circuit according to claim 2,
The triangular wave adjustment circuit is
a switch configured to switch between an adjustment mode when the frequency of the AC voltage is the second frequency and a normal mode after adjustment is completed, according to a user's operation;
When the frequency of the AC voltage is switched to the adjustment mode under the environment of the second frequency, the maximum value of the triangular wave voltage substantially matches the first threshold voltage according to user's operation. a slope adjustment circuit configured to adjust the slope of the triangular wave voltage,
The slope adjustment circuit adjusts the maximum value of the triangular wave voltage when the frequency of the AC voltage is the second frequency in the adjustment mode and the frequency of the AC voltage when the frequency of the AC voltage is the third frequency in the normal mode after completion of adjustment. A frequency detection circuit, wherein the slope of the triangular wave voltage is set to change between the adjustment mode and the normal mode so that the maximum value of the triangular wave voltage at the frequency substantially matches. 請求項３または４記載の周波数検出回路において、
前記傾き調整回路は、積分時定数を変更することで前記パルス生成回路から出力されたパルス電圧の発生で生成される前記三角波電圧の傾きを調整することを特徴とする周波数検出回路。 5. The frequency detection circuit according to claim 3 or 4,
The frequency detection circuit, wherein the slope adjustment circuit adjusts the slope of the triangular wave voltage generated by generating the pulse voltage output from the pulse generation circuit by changing an integration time constant. 請求項３乃至５のいずれか１項に記載の周波数検出回路において、
ユーザによる前記三角波電圧の傾きの調整を支援可能なように構成された調整支援回路をさらに備え、
前記調整支援回路は、
前記交流電圧の周波数が、前記第１の周波数よりも高く前記第３の周波数よりも低い第４の周波数よりも低いときに、ユーザに対して通知を行うように構成された第１の通知回路と、
前記交流電圧の周波数が、前記第３の周波数よりも高く前記第２の周波数よりも低い第５の周波数よりも低いときに、ユーザに対して通知を行うように構成された第２の通知回路とを含むことを特徴とする周波数検出回路。 In the frequency detection circuit according to any one of claims 3 to 5,
further comprising an adjustment support circuit configured to support adjustment of the slope of the triangular wave voltage by a user;
The adjustment support circuit is
A first notification circuit configured to notify a user when the frequency of the alternating voltage is lower than a fourth frequency that is higher than the first frequency and lower than the third frequency. When,
A second notification circuit configured to notify a user when the frequency of the alternating voltage is lower than a fifth frequency that is higher than the third frequency and lower than the second frequency. and a frequency detection circuit. 請求項６記載の周波数検出回路において、
前記第１の通知回路は、
前記第４の周波数に対応する第２の閾値電圧と前記三角波電圧とを比較するように構成された第１のコンパレータと、
前記三角波電圧の最大値が前記第２の閾値電圧を超えたときに点灯するように構成された第１の発光素子とを含み、
前記第２の通知回路は、
前記第５の周波数に対応し、前記第２の閾値電圧よりも低い第３の閾値電圧と、前記三角波電圧とを比較するように構成された第２のコンパレータと、
前記三角波電圧の最大値が前記第３の閾値電圧を超えたときに点灯するように構成された第２の発光素子とを含むことを特徴とする周波数検出回路。 7. The frequency detection circuit according to claim 6,
The first notification circuit includes:
a first comparator configured to compare the triangular wave voltage with a second threshold voltage corresponding to the fourth frequency;
a first light emitting element configured to light when the maximum value of the triangular wave voltage exceeds the second threshold voltage;
The second notification circuit,
a second comparator configured to compare the triangular wave voltage with a third threshold voltage corresponding to the fifth frequency and lower than the second threshold voltage;
and a second light emitting element configured to be lit when the maximum value of the triangular wave voltage exceeds the third threshold voltage. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の周波数検出回路において、
前記パルス生成回路は、
前記交流電圧の第１の極性の成分を取り出す半波整流を行うように構成された第１の半波整流回路と、
前記交流電圧の第２の極性の成分を取り出す半波整流を行うように構成された第２の半波整流回路と、
前記第１の半波整流回路の出力電圧を方形波に加工するように構成された第１の方形波生成回路と、
前記第２の半波整流回路の出力電圧を方形波に加工するように構成された第２の方形波生成回路と、
前記第１の方形波生成回路の出力電圧と前記第２の方形波生成回路の出力電圧とを合成して前記パルス電圧を出力する合成回路とを含むことを特徴とする周波数検出回路。 The frequency detection circuit according to any one of claims 1 to 7,
The pulse generation circuit is
a first half-wave rectifier circuit configured to perform half-wave rectification to extract a first polarity component of the AC voltage;
a second half-wave rectifier circuit configured to perform half-wave rectification to extract a second polarity component of the AC voltage;
a first square wave generation circuit configured to process the output voltage of the first half-wave rectification circuit into a square wave;
a second square wave generation circuit configured to process the output voltage of the second half-wave rectification circuit into a square wave;
A frequency detection circuit, comprising: a synthesis circuit for synthesizing the output voltage of the first square wave generation circuit and the output voltage of the second square wave generation circuit and outputting the pulse voltage. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の周波数検出回路において、
前記三角波生成回路は、積分回路からなることを特徴とする周波数検出回路。 The frequency detection circuit according to any one of claims 1 to 8,
The frequency detection circuit, wherein the triangular wave generation circuit comprises an integration circuit. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の周波数検出回路において、
前記判別回路は、前記比較回路から出力された電圧の立ち上がり及び立ち下がりのいずれか一方が入力される度に、所定の時間幅だけ一定値の電圧を出力するように構成されたモノステーブル・マルチバイブレータを含み、
前記時間幅は、前記第１の周波数の半周期よりも長い時間であることを特徴とする周波数検出回路。 In the frequency detection circuit according to any one of claims 1 to 9,
The discrimination circuit is a monostable multi-function device configured to output a voltage of a constant value for a predetermined time width each time one of the rise and fall of the voltage output from the comparison circuit is input. including a vibrator,
The frequency detection circuit, wherein the time width is longer than a half cycle of the first frequency.
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