JPH01176948A - Detector for power failure in no power failure system - Google Patents
Detector for power failure in no power failure systemInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明は無停電電源システム(以下UPSと呼称)の交
流電源の停電娑禄足電圧を検出する停電検出装置に関す
る6
(従来の技術)
従来の常時商用のUPSのブロック図を第4図に示す。[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a power outage detection device for detecting a power outage voltage of an AC power source in an uninterruptible power supply system (hereinafter referred to as UPS). Prior Art) A block diagram of a conventional always-on commercial UPS is shown in FIG.
常時は商用電源1からスイッチ5を介して負荷6へ電力
を供給しているが、商用電源1の電圧が低下または停電
すると電圧検出器9がそれを検出し、切換回路10によ
りインバータ4を起動すると同時に、スイッチ5をAか
らBに切換え1サイクル以内にインバータ電源へ切換え
る。この方式は、OA機器やパソコンクラスの計算機電
源に多く用いられるUPSの方式である。Power is normally supplied from the commercial power source 1 to the load 6 via the switch 5, but when the voltage of the commercial power source 1 drops or there is a power outage, the voltage detector 9 detects this and the switching circuit 10 starts the inverter 4. At the same time, the switch 5 is switched from A to B and the power source is switched to the inverter power supply within one cycle. This method is a UPS method often used for office automation equipment and computer class computer power supplies.
充電器2は商用電源が正常時にバッテリ3を充電し、停
電時にインバータ4に電力を供給して交流電力を供給す
るよう構成されている。The charger 2 is configured to charge the battery 3 when the commercial power supply is normal, and to supply power to the inverter 4 to supply AC power during a power outage.
この場合、電源1の電圧低下や瞬停を検出するため従来
は、整流器7で商用電源を整流し、コン ゛ダンサ
8で平滑化した後電圧検出器9で、その値が、一定レベ
ル以下になったら切換回路1oを働かせるように構成さ
れている。In this case, in order to detect a voltage drop or instantaneous power outage in the power supply 1, conventionally, the commercial power supply is rectified by a rectifier 7, smoothed by a capacitor 8, and then a voltage detector 9 detects the value of the commercial power supply when it falls below a certain level. It is configured so that the switching circuit 1o is activated when this happens.
(発明が解決しようとする問題点)
しかし、上゛記従来構成では電源電圧の検出回路中のコ
ンデンサ8としては一般に電解コンデンサを使用するの
で容量に±50%程度のバラツキが発生し、放電時定数
がバラツキ、電圧低下を検出する時間が製品によりバラ
ツキがある。また、電解コンデンサの容量は経年変化が
大きいので最短時間で検出するように選定することが困
難である。(Problem to be Solved by the Invention) However, in the conventional configuration described above, since an electrolytic capacitor is generally used as the capacitor 8 in the power supply voltage detection circuit, a variation of about ±50% in capacitance occurs, and when discharging The constants vary, and the time it takes to detect a voltage drop varies depending on the product. Furthermore, since the capacitance of an electrolytic capacitor changes significantly over time, it is difficult to select a capacitor for detection in the shortest possible time.
また、UPSの負荷の許容瞬断時間と電圧検出回路の時
定数が一致又は電圧検出回路の検出時間が短かければよ
いことになるが、一般にUPSの負荷の許容瞬断時間は
半サイクル程度とされているので、この間に電源電圧の
低下又は瞬停を検出する必要がある。しかし、従来の回
路では、上記した時定数によって検出が遅れ不都合があ
った。In addition, it is sufficient that the allowable instantaneous interruption time of the UPS load matches the time constant of the voltage detection circuit or that the detection time of the voltage detection circuit is short, but generally the allowable instantaneous interruption time of the UPS load is about half a cycle. Therefore, it is necessary to detect a drop or momentary power outage in the power supply voltage during this period. However, in the conventional circuit, the detection is delayed due to the above-mentioned time constant, which is disadvantageous.
また、検出時間を短縮しようとして時定数を短かくする
と常時電圧検出器が誤動作し易くなり、時定数を50〜
60m5以下にすることが困難で急激な電圧低下では切
換時間が遅れる欠点があった。In addition, if the time constant is shortened in an attempt to shorten the detection time, the constant voltage detector is likely to malfunction, so the time constant should be set to 50~
It is difficult to reduce the voltage to 60 m5 or less, and there is a drawback that a sudden voltage drop causes a delay in switching time.
以上の説明の如く、常時商用のUPS方式では瞬時停電
をいかに早く検出し、いかに早くインバータ側に切換え
るかが重要であり、本発明では、電圧低下に対しても半
サイクルで検出し、完全停電に対しては2〜3ms程度
で検出できる無停電システムの停電検出装置を提供する
ことを目的とする。As explained above, in a continuous commercial UPS system, it is important to detect instantaneous power outages as quickly as possible and switch to the inverter side as quickly as possible.In the present invention, even voltage drops can be detected in half a cycle, resulting in complete power outages. It is an object of the present invention to provide a power failure detection device for an uninterruptible system that can detect power failures in about 2 to 3 ms.
(問題点を解決するための手段)
上記目的を達成するため、本発明の停電検出装置は、交
流電源の第1および第2の電圧レベルを検出する第1お
よび第2のレベル検出器と、前記第1および第2のレベ
ル検出器で検出される信号が第1および第2の設定時限
を超えて検出された時、停電検出信号を出力する第1お
よび第2のタイマーを設けて構成する。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the power failure detection device of the present invention includes first and second level detectors that detect first and second voltage levels of an AC power supply; First and second timers are provided for outputting a power outage detection signal when the signals detected by the first and second level detectors exceed first and second set time limits. .
(作 用)
第1のレベル検出器は低い電圧レベルの検出を行い、交
流電源のゼロ電圧附近で常に検出するので、2〜3ms
程度の時限を持つ第1のタイマーによりこれをさけ、停
電の時に短時間に検出する。(Function) The first level detector detects a low voltage level and always detects it near the zero voltage of the AC power supply, so it takes 2 to 3 ms.
This can be avoided by using a first timer with a certain time limit, and a power outage can be detected in a short time.
第2のレベル検出器は高い電圧レベルの検出を行い、半
サイクルに1回は検出できるので、第2のタイマーによ
り、交流電源の電圧低下を半サイクルで検出する。Since the second level detector detects a high voltage level and can detect it once every half cycle, the second timer detects the voltage drop of the AC power supply every half cycle.
これら、2つの検出回路のいづれかを検出すると交流(
商用)電源からインバータ電源へ切換える。When either of these two detection circuits is detected, the alternating current (
Switch from commercial) power supply to inverter power supply.
(実施例)
本発明の実施例を第1図に示す、従来(第4図)と同一
部分は第1図では省略してあり、瞬停検出回路について
示しである。(Embodiment) An embodiment of the present invention is shown in FIG. 1. The same parts as those of the conventional system (FIG. 4) are omitted in FIG. 1, and only the instantaneous power failure detection circuit is shown.
商用電源1を整流器7により全波整流し、第1のレベル
検出器12により電圧の低レベルを検出し第1のタイマ
ー14を介して、OR回路16に入力する。A commercial power supply 1 is full-wave rectified by a rectifier 7, a low level of voltage is detected by a first level detector 12, and is inputted to an OR circuit 16 via a first timer 14.
一方、第2のレベル検、出器13により、電圧の高レベ
ルを検出し、第2のタイマー15を介してOR回路16
に入力し、OR回路16の出力により切換回路IOを制
御してインバータを起動すると同時にスイッチ5を商用
電源側からインバータ側に切換える。On the other hand, the second level detector 13 detects the high level of the voltage, and the OR circuit 16 detects the high level of the voltage via the second timer 15.
is input, and the output of the OR circuit 16 controls the switching circuit IO to start the inverter, and at the same time switches the switch 5 from the commercial power supply side to the inverter side.
本発明の主要部の具体的回路例を第2図に示す。A specific circuit example of the main part of the present invention is shown in FIG.
商用電源1を整流器7で余波整流し、抵抗20.21の
分圧電圧でトランジスタ22をオンさせて第1の低電圧
のレベル検出を行う。The commercial power supply 1 is rectified by the rectifier 7, and the transistor 22 is turned on with the divided voltage of the resistors 20 and 21 to detect the first low voltage level.
ダイオード25によりコンデンサ35に充電された電圧
から抵抗24、フォトカプラのフォトダイオード23を
介してトランジスタ22のコレクタに接続し、トランジ
スタ22がオンした場合フォトカプラのフォトトランジ
スタ26がオンしてV、は零となる。The voltage charged in the capacitor 35 by the diode 25 is connected to the collector of the transistor 22 via the resistor 24 and the photodiode 23 of the photocoupler, and when the transistor 22 is turned on, the phototransistor 26 of the photocoupler is turned on and V is It becomes zero.
一方、ゼナーダイオード29、抵抗30.抵抗31とト
ランジスタ32により第°2の高電圧のレベル検出を行
い、トランジスタ32がオンすると抵抗34からフォト
カプラのフォトダイオード33に電流が流れ、フォトト
ランジスタ37がオンして出力V3?が零になる。On the other hand, Zener diode 29, resistor 30. The level of the second high voltage is detected by the resistor 31 and the transistor 32, and when the transistor 32 is turned on, a current flows from the resistor 34 to the photodiode 33 of the photocoupler, and the phototransistor 37 is turned on, and the output V3? becomes zero.
以下、第3図の動作波形を用いて作用を説明する。The operation will be explained below using the operating waveforms shown in FIG.
フォトトランジスタ26の出力電圧VZSは整流器7の
出力電圧(全波整流波形)v7の第1のレベルE、以下
を検出するので、正弦波電圧のゼロクロス近辺でのみ短
時間“1″の信号を出力する。この信号V、は2〜b
るタイマー14を通ることにより無視され信号V14は
出力されない。The output voltage VZS of the phototransistor 26 detects the first level E of the output voltage (full-wave rectified waveform) v7 of the rectifier 7, and therefore outputs a signal of "1" for a short time only near the zero cross of the sine wave voltage. do. This signal V is ignored by passing through the timer 14, and the signal V14 is not output.
一方、 フォトトランジスタ37の出力V3?は全波整
流波形v7の第2のレベルE2以下を検出する。従って
、信号Vatが“1”になっている期間は電源が正常な
場合(図では最初の2波片はT□のように電源の半サイ
クルT、より短かい。しかし、電源電圧が、第2のレベ
ルE2以下に低下した場合(図では最後の1波)はタイ
マー15により設定した時間T2が過ぎてもV3?が“
0′″にならないので信号Vigは“1″となり、時刻
t□で電圧低下を検出する。On the other hand, the output V3 of phototransistor 37? detects the second level E2 or lower of the full-wave rectified waveform v7. Therefore, during the period when the signal Vat is "1", if the power supply is normal (in the figure, the first two wave pieces are shorter than the half cycle T of the power supply, as shown by T□. However, when the power supply voltage is 2 (the last wave in the diagram), V3? remains “even if the time T2 set by the timer 15 has passed”.
Since it does not become 0'', the signal Vig becomes "1", and a voltage drop is detected at time t□.
更に停電が発生し、電圧v7が時刻t2で第1のレベル
E1以下になると、信号V2&は“1”のままとなり、
タイムデイレイT1後の時刻t、において信号L4は“
1”となる。Furthermore, when a power outage occurs and the voltage v7 becomes lower than the first level E1 at time t2, the signal V2& remains at "1",
At time t after time delay T1, signal L4 becomes “
1”.
信号VL4とvl、はOR回路16を介して切換回路1
0に入力され、交流(商用)電源からインバータ電源へ
切換える。The signals VL4 and vl are sent to the switching circuit 1 via the OR circuit 16.
0 and switches from AC (commercial) power supply to inverter power supply.
電源電圧が急に低下した場合は、時刻t□より以前にお
いても信号V14は出力可能であり、 タイムデイレイ
T1後に検出可能である。If the power supply voltage suddenly drops, the signal V14 can be output even before time t□ and can be detected after time delay T1.
本実施例によれば、フォトカプラにより交流電源側と制
御回路側を容易に絶縁することができる。According to this embodiment, the AC power supply side and the control circuit side can be easily insulated by the photocoupler.
なお、電源周波数が50七と60七の場合では第2のレ
ベルE2以下を検出する信号v3□の“1″の期間T1
が変るのでタイマー15の設定時間T2を周波数に応じ
て変えることが望ましい。このため電源電圧の周波数を
検出する回路を設け、この出力でタイマー15の時間を
切換えることを実施している。In addition, when the power supply frequency is 507 and 607, the period T1 of "1" of the signal v3□ which detects the second level E2 or lower
It is desirable to change the set time T2 of the timer 15 depending on the frequency. For this reason, a circuit is provided to detect the frequency of the power supply voltage, and the time of the timer 15 is switched using this output.
周波数検出やタイマーなどの切換はマイクロコンピュー
タを採用することにより容易に実施できる。Frequency detection, timer switching, etc. can be easily performed by using a microcomputer.
以上説明したように、本発明によれば、電源の停電を第
1のレベル検出器で2〜ams以内に検出し、電圧の不
足電圧を第2の検出レベル以下になっている時間を測定
することにより1サイクル以÷
内に検出する2つの検出回路を設けることにより電源が
低下した時は、サイクル以内に検出し、停電時は更に早
く検出することができる無停電シスムの停電検出装置を
提供することができる。As explained above, according to the present invention, a power outage is detected within 2 to ams by the first level detector, and the time during which the undervoltage is below the second detection level is measured. Therefore, by providing two detection circuits that detect within one cycle ÷ , we provide a power failure detection device for an uninterruptible system that can detect a power drop within a cycle and detect a power failure even earlier. can do.
第1図は本発明の実施例を示すブロック図、第2図は第
1図の詳細回路図、第3図は第2図の作用を説明する波
形図、第4図は従来の無停電電源装置の構成図である。
1・・・交流(商用)電源、 2・・・充電器3・・・
バッテリ、 4・・・インバータ5・・・ス
イッチ、 6・・・負荷7・・・整流器、
8・・・コンデンサ9・・・電圧検出器、
10・・・切換回路12・・・第1のレベル検出器
、13・・・第2のレベル検出器14・・・第1のタイ
マー、 15・・・第2のタイマー16・・・OR回
路、 23.26・・・フォトカプラ22、
32・・・トランジスタ、29・・・ゼナーダイオード
33、37・・・フォトカプラ
代理人 弁理士 則 近 憲 缶
周 第子丸 健
第1図
第2図
第3図Fig. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a detailed circuit diagram of Fig. 1, Fig. 3 is a waveform diagram explaining the action of Fig. 2, and Fig. 4 is a conventional uninterruptible power supply. It is a block diagram of a device. 1... AC (commercial) power supply, 2... Charger 3...
Battery, 4... Inverter 5... Switch, 6... Load 7... Rectifier,
8... Capacitor 9... Voltage detector,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Switching circuit 12... First level detector, 13... Second level detector 14... First timer, 15... Second timer 16... OR circuit , 23.26...Photocoupler 22,
32... Transistor, 29... Zener diode 33, 37... Photocoupler agent Patent attorney Nori Chika Ken Shu Ken Daikomaru Figure 1 Figure 2 Figure 3
Claims (1)
および第2のレベル検出器と、前記第1および第2のレ
ベル検出器で検出される信号が第1および第2の設定時
限を超えて検出された時、停電検出信号を出力する第1
および第2のタイマーから成り、停電の時は半サイクル
より早く、不足電圧の時は半サイクル程度で検出するこ
とを特徴とした無停電システムの停電検出装置。a first detecting first and second voltage levels of the alternating current power supply;
and a second level detector, and a first level detector that outputs a power outage detection signal when the signals detected by the first and second level detectors exceed the first and second set time limits.
and a second timer, and is characterized in that it detects a power outage earlier than half a cycle and detects an undervoltage in about a half cycle.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29188A JPH01176948A (en) | 1988-01-06 | 1988-01-06 | Detector for power failure in no power failure system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29188A JPH01176948A (en) | 1988-01-06 | 1988-01-06 | Detector for power failure in no power failure system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01176948A true JPH01176948A (en) | 1989-07-13 |
Family
ID=11469805
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29188A Pending JPH01176948A (en) | 1988-01-06 | 1988-01-06 | Detector for power failure in no power failure system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01176948A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006340515A (en) * | 2005-06-02 | 2006-12-14 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | Uninterruptible power supply unit |
JP2007121176A (en) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Sharp Corp | Service interruption detector |
JP2009136052A (en) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Panasonic Corp | Motor control device and air conditioner with the same |
-
1988
- 1988-01-06 JP JP29188A patent/JPH01176948A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006340515A (en) * | 2005-06-02 | 2006-12-14 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | Uninterruptible power supply unit |
JP4530919B2 (en) * | 2005-06-02 | 2010-08-25 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Uninterruptible power system |
JP2007121176A (en) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Sharp Corp | Service interruption detector |
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