JPH04101658A - 電源監視回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は電源監視回路に関し、特に交流電圧の入力によ
り直流電圧を出力する直流電源の監視回路に関するもの
である。

従来技術 従来のこの種の回路を第６図に示している。交流電圧は
絶縁トランス６０を介して整流平滑回路６１に入力され
、直流電圧とされる。この直流出力は警報接点（ｂ、ｃ
）付ヒュース若しくはブレ力６２及びショート回路６３
を介して直流電源６４へ供給される。この直流電源６４
により所望の安定化された直流電圧が発生され、制御回
路６５はこの直流電圧により動作するようになっている
。

一方、交流電圧を整流平滑する別の整流平滑回路６６が
設けられており、この整流平滑出力の電圧を監視すべく
ＡＣ断検出回路が設けられている。

かかる構成において、直流電源６４において故障が検出
されると、ショート回路６３がこの故障検出に応答して
トリガされ、ヒユーズ若しくはブレーカ６２か溶断若し
くはトリップされる。その警報接点す、ｃによって機械
的にその状態をラッチさせることにより、直流電源自身
の故障による出力電圧低下を端子す、ｃから告知するよ
うになっている。

一方、交流入力電圧の断に関しては、別に設けられてい
る整流平滑回路６６の出力電圧をＡ　Ｃｔｔｌｉ検出回
路６７により監視することにより行われており、その異
常告知か端子ｄ、ｅによりなされるようになっている。

一般に、直流電源の故障としては、過電圧、過電源、不
足電圧等かあげられるか、これ等の状態か発生すると、
電源自身に内蔵されている保護回路によって直流出力電
圧をオフとするようになっている。しかしなから、第６
図に示した従来回路では、不足電圧の場合に、ンヨート
回路６３を動作させようとすると、電源投入時や瞬断ま
たはｆ′、゛電時も故障として検出されてしまうので、
過電圧、過電流状態のみを検出するよう構成されている
。

上述した従来の回路では、直流電源６４が過電圧又は過
電流により断となり、制御回路６５か働かない状態にお
いても、ＤＣ異常信号を送出し続けなければならす、そ
のためにヒュース又はブレーカによる機械的ラッチを利
用しているか、そのショート回路６３は、トランス６ｏ
の２次側に位置する出力電圧又は出力電流の異常により
送出される信号でトリガされることになるので、トラン
ス６０の２次側に設ける必要かある。従って、絶縁トラ
ンス６０が必要となり、物理的に大きくなる、重い、そ
して高価になるという欠点がある。

また、直流電源か過電圧、過電流以外の要因で出力電圧
の低下を招いた場合は、検出できないという欠点がある
。もちろん、電源投入時や瞬断、停電時の不足電圧検出
をインヒビットすれば、不足電圧故障という要因も検出
可能であるが、そのためのインヒビット回路が更に必要
になるという欠点が生じる。

発明の目的 そこで、本発明はこの様な従来のものの欠点を解決すべ
くなされたものであって、その目的とするところは、直
流電源の全ての故障（過電圧、過電流、不足電圧等）と
交流入力電圧断とを区別して検出できる小型、軽量の電
源監視回路を提供することにある。

発明の構成 本発明によれば、交流電圧の人力により直流電圧を出力
する直流電源の異常を監視する電源監視回路であって、
前記交流電圧を整流平滑化する整流平滑手段と、この整
流平滑出力の電圧か第１の基準値以下のときに交流電圧
異常信号を発生し、前記第１の基準値より大なるときに
交流電圧正常信号を発生する交流電圧断検出手段と、前
記直流電圧か第２の基準値以下になったときに直流電圧
断検出信号を発生する直流電圧断検出手段と、前記交流
電圧正常信号の発生期間中において、前記直流電圧断検
出信号の発生に応答して以降直流電圧異常信号を発生し
続ける直流電圧異常ラッチ手段とを含み、前記交流電圧
断検出手段は、前記整流平滑出力の電圧を動作電圧源と
しかつ前記電圧から前記第１の基準値を発生する基準電
圧源を有する差動回路と、前記第１の基準値をヘース入
力とする差動トランジスタのコレクタ出力から前記交流
電圧正常信号を、他方の差動トランジスタのコレクタ出
力から前記交流電圧異常信号を夫々導出する導出手段と
からなり、前記直流電圧断検出手段は、前記直流電圧を
動作電圧源としかつ前記直流電圧から前記第２の基準値
を発生する基準電圧源を有する差動回路と、前記第２の
基準値をへ一ス入力とする差動トランジスタのコレクタ
出力によりトリガされるサイリスタ素子と、このサイリ
スタ素子と前記直流電圧の間に直列接続された分圧回路
と、この分圧出力をヘース入力とする他方のトランジス
タのコレクタ出力から前記直流電圧断検出信号を導出す
る手段とからなることを特徴とする電源監視回路が得ら
れる。

実施例 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の実施例のブロック図である。

図において、直流電源２は交流電圧の入力により動作し
て直流電圧Ｖｃｃを発生ず不ものであり、制御回路３は
この直流電圧ＶＣＣにより動作し、ＤＣ異常信号やＡＣ
異常信号等の供給を受けて各種異常処理制御を行う。

ＤＣ断検出回路５は直流電圧■ｃｃの電圧レベルを常時
監視しており、その電圧レベルが所定値以下になったと
きに直流電圧断検出信号ａを発生する。

整流平滑回路４は交流電圧を入力とじてこれを整流平滑
化するものであり、その整流平滑出力は分圧抵抗Ｒ１を
介してＡＣ断検出回路６へ入力される。

このＡＣ断検出回路６はその入力電圧レベルＶＸを常時
監視しており、その電圧レベルが所定値以下のときに交
流電圧異常信号を端子ｄ、ｅ間に発生し、所定値より大
なるときに交流電圧正常信号ｆを発生する。

ＤＣ異常ラッチ回路７はこの交流電圧正常信号ｆとＤＣ
断検出信信号とを入力とし、交流電圧正常信号ｆの存在
期間中にＤＣ断検出信信号が発生されたときのみ、これ
に応答して以降ＤＣ異常信号を端子す、ｃ間に発生する
。

第２図は第１図のＤＣ断検出回路５．ＡＣ断検出回路６
、ＤＣ異常ラッチ回路７の具体的回路例を示す図である
。

ＤＣ断検出回路５はＤＣ断検出部５１と、フォトサイリ
スタドライブ回路５２とからなる。

ＤＣ断検出部５］は直流電圧Ｖｃｃの電圧レベルを監視
するレベルコンパレータからなっている。

そのために、電圧Ｖｃｃを動作電圧源とする差動回路構
成であり、抵抗Ｒ４とツェナーダイオードＺ２とにより
差動ＰＮＰ　トランジスタＱ３のベース基準電圧か発生
される。抵抗Ｒ５は差動トランジスタＱ３．Ｑ４の共通
エミッタ抵抗である。

トランジスタＱ４のコレクタ出力には、フォトサイリス
タＰＳＣＲ１のフォトダイオードＰＤ２が接続されてお
り、トランジスタＱ３のコレクタ出力には、サイリスタ
ＳＣＲｌのゲートトリガ回路が接続されている。

フォトサイリスタドライブ回路５２はサイリスタＳＣＲ
１と、抵抗Ｒ７，Ｒ８の分圧回路とからなり、抵抗Ｒ６
によるゲートトリガ信号によってサイリスタＳＣＲｌか
オンとなり、抵抗分圧回路をアクティブ化して、フォト
サイリスタＰＳＣＲＩをオン制御するための差動トラン
ジスタＱ４のベースバイアスをアクティブとするように
なっている。

ＡＣ断検出回路６はエミッタ抵抗Ｒ３によりエミッタ共
通とされた差動ＰＮＰ　）ランジスタＱＩＱ２と、コレ
クタ負荷抵抗ＲＩＯと、トランジスタＱ２のバイアス抵
抗ＲＶＩ　と、トランジスタＱ１のバイアス回路でもあ
り、基準レヘル発生回路でもある抵抗Ｒ２，ツェナーダ
イオードＺ１とからなるレヘル比較回路を有する。この
レヘル比較回路は整流平滑回路４の出力を動作電圧源と
している。

そして、トランジスタＱ２のコレクタ出力がフォトカプ
ラＰＣＩにより、ＡＣ異常検出信号として端子ｄ、ｅ間
に導出される。

また、トランジスタＱ１による逆相信号ｆすなわちＡＣ
正常検出信号が抵抗ＲＩＯにより導出され、ＤＣ異常ラ
ンチ回路７へ入力される。

ＤＣ異常ラッチ回路７はＮＰＮ　トランジスタＱ５と、
そのコレクタに接続されたフォトサイリスタＰＳＣＲ１
のサイリスタと、フォトカプラＰＣ２と、抵抗Ｒ９とを
含む。フォトサイリスタＰＳＣＲＩによりＤＣ異常検出
信信号がラッチされ、そのラッチ出力がフォトカプラＰ
Ｃ２により端子す、ｃ間に導出される。

尚、抵抗ＲＩＯはトランジスタＱ５がトランジスタＱ１
の洩れ電流によって誤ってオンするのを防止するための
バイパス抵抗である。また、ＣｌＲ１１及びＣ２，Ｒ１
２はサイリスタＳＣＲｌ及びフォトサイリスタＰＳＣＲ
Ｉか誤点弧するのを防止するためのコンデンサ及び抵抗
である。

かかる構成において、先ず第３図に示す様に、時刻ｔＯ
で交流電圧が投入されると、第１図に示す整流平滑回路
４は充電を開始し、従って第２図に示すＡＣ断検出回路
の入力電圧ＶＸも第３図に示すように上昇を始める。そ
して、ＶｘがフォトカプラＰＣＩのフォトダイオードの
順電圧ＶＰＤＩとトランジスタＱ２のコレクタ・エミッ
タ間電圧ＶＣＥ２との和（Ｖ　ＰＤＬ＋Ｖ　ＣＦ２　）
と、ツェナーダイオードＺ１のツェナー電圧ＶＺＩとト
ランジスタＱ１のベース・エミッタ間電圧ＶＢＥＩ　と
の和（Ｖ　Ｚｌ十ＶＢＥＩ）との間にある時刻ｔ１から
１２の間は、第２図に示すＡＣ断検出回路６のトランジ
スタＱ２がオンし、従って、フォトカプラＰｃｔ　もオ
シしてＡＣ異常信号が端子ｄ、ｅから送出される。

しかし、ＶＣＣがツェナーダイオードＺ２のツェナー電
圧Ｖｚ２とトランジスタＱ３のベース・エミッタ間電圧
Ｖ　ＢＦ２との和（ＶＺ２＋　ＶＢＥ３　）まて立上か
った後、更に一定時間（通常５０ｍ５位）後に解除され
るパワーオンリセット信号によって、制御回路３は動作
を開始するので、このＡＣ異常信号は無視される。従っ
て、交流電圧投入時におけるＡＣ異常信号送出のインヒ
ビットは不要である。

次に、時刻ｔ２てＶｘが規定値（ｖｚｔ＋　ＶＢＩ：ｌ
　）を越えると、トランジスタＱ２はオフ、トランジス
タＱ１はオンし、従ってトランジスタＱ５がオンするが
、この時点ては、フォトサイリスタｐｓｃｒ７１はオフ
しているために、ＤＣ異常信号は送出されない。

その後、ｖＣＣカ時刻ｔ３て規定値（Ｖ　Ｚ２＋　Ｖ　
Ｂ＋７３）に達すると、ＤＣ断検出回路５のトランジス
タＱ３は、そのベース電流が抵抗Ｒ５、ツェナダイオー
ドＺ２を通して流れるためにオンとなる。

トランジスタＱ３がオンすると、フォトサイリスタドラ
イブ回路５２のサイリスタＳＣＲｌは、そのゲト電流か
抵抗Ｒ６を通して流れ、ターンオン電流が抵抗Ｒ７，Ｒ
８を通して流れるためにオンする。

この時、抵抗Ｒ７とＲ８とにより分圧されたトランジス
タＱ４のベース電圧ＶＢ４をトランジスタＱ３のベース
電圧Ｖ　ＢＦ２　　（−Ｖ　Ｚ２）より低くてきるので
、トランジスタＱ４はオフである。そのために、ＤＣ異
常ラッチ回路７のフォトサイリスタＰＳＣＲＩがドライ
ブされてＤＣ異常信号が送出されるということはない。

次に第４図に示すように、直流電源の故障でＶＣＣが断
となり、時刻ｔ４て規定値（ＶＺ２＋ＶＢＥ３）を下ま
わると、ＤＣ断検出回路５のトランジスタＱ３がオフす
る。この時、サイリスタ５ＣＲＩはオンしているので、
トランジスタＱ４にベース電流が流れてトランジスタＱ
４はオンする。トランジスタＱ４がオンすると、フォト
サイリスタＰＳＣＲＩのフォトダイオードＰＤ２に電流
が流れて、フォトサイリスタＰＳＣＲｌがドライブされ
る。

この時、Ｖｘは規定値（ＶＺｌ＋　ＶＢＣＩ　）以上あ
り、従ってトランジスタＱ５かオンしているので、フォ
トサイリスタＰＳＣＲｌのオンにより、フォトカプラＰ
Ｃ２かオンしてＤＣ異常信号か端−ｒ−ｂ、ｃから送出
される。

その後、直流電源の故障か回復して時刻ｔ６で規定値（
ＶＺ２＋　ＶＢＥ３　）を上回っても、ＶＸか規定値（
ＶＺｌ＋　ＶＢＥＩ　）以上ある限り、ＤＣ異常ラッチ
回路７か働き、ＤＣ異常信号は送出され続ける。従って
、この場合も含め、故障した直流電源を特定化できる。

次に第５図に示すように、直流電源は正常であるか、交
流電圧か瞬断又は停電により時刻ｔ７において断となる
と、第１図に示す整流平滑回路４は放電を開始し、ＶＸ
も下降を始める。そして、ＶｘがＶ　ｚｌ、＋　Ｖ　Ｂ
ＥＩとＶ　ＰＤ１＋Ｖ　ＣＦ２の間にある時刻ｔ８から
ｔ９の間は、第２図に示すＡＣ断検出回路６のトランジ
スタＱ２かオンし、従ってフォトカプラＰＣＩ　もオン
してＡＣ異常信号か端子ｄｅから送出される。

一般に、直流電源は一定時間（通常］、Ｏｍｓ以上）の
瞬断耐力があるために、制御部３はその間も動作可能で
あり、このＡＣ異常信号を認識し、上位装置へ通知した
り、あるいはラッチングリレーを動作させて保持するこ
とも可能である。

その後、直流電源の瞬断耐力かなくなって出力電圧ＶＣ
Ｃが下降し、時刻ｔｌ−０において規定値（ＶＺ２＋　
ＶＢＥ３　）を下回ると、再びＤＣ断検出回路５のトラ
ンジスタＱ３かオフし、トランジスタＱ４かオンして、
フォトサイリスタＰＳＣＲｉをドライブすることになる
か、この時には既に、ＶＸは規定値（ＶＺＩ＋　ＶＢＥ
Ｉ　）を下回っており、トランジスタＱｌ、Ｑ５がオフ
しているため、フォトカブラＰＣ２はオフしたままとな
り、ＤＣｉ常信号が送出されることはない。

発明の詳細 な説明したように本発明によれば、電源投入時において
は、直流電源か立上がった後一定時間ＤＣ異常信号送出
をインヒビソトし、瞬断又は停電時においては、ＡＣ断
検出回路によりＤＣ異當信号送出をインヒビソトすると
共にＡＣ異猟信号を送出する構成としたので、直流電源
出力電圧の直接監視により、その直流電源の故障を検出
できるようになり、従って直流電源の全ての故障（過電
圧、過電流、不足電圧等）と、交流入力電圧断（瞬断、
停電等）とを区別して検出できるという効果かある。

更に、本発明は電子部品のみて構成することかでき、小
型、軽量そして安価に構成できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のシステムブロック図、第２図
は第１図の各ブロックの具体的実施例を示す回路図、第
３図は交流電圧投入時の動作タイムチャー１・、第４図
はＤＣ異常信号検出時の動作タイムチャート、第５図は
ＡＣ異常信号検出時の動作タイムチャート、第６図は従
来の電源監視回路のシステム構成図である。 主要部分の符号の説明 ２　・・・・ ４　・ ５　・・・　・ ６　・・・・・ ７　・−・・・ 直流電源 整流平滑回路 ＤＣ断検出回路 ＡＣ断検出回路 ＤＣ異常ラッチ回路 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）交流電圧の入力により直流電圧を出力する直流電
   源の異常を監視する電源監視回路であって、前記交流電
   圧を整流平滑化する整流平滑手段と、この整流平滑出力
   の電圧が第１の基準値以下のときに交流電圧異常信号を
   発生し、前記第１の基準値より大なるときに交流電圧正
   常信号を発生する交流電圧断検出手段と、前記直流電圧
   が第２の基準値以下になったときに直流電圧断検出信号
   を発生する直流電圧断検出手段と、前記交流電圧正常信
   号の発生期間中において、前記直流電圧断検出信号の発
   生に応答して以降直流電圧異常信号を発生し続ける直流
   電圧異常ラッチ手段とを含み、前記交流電圧断検出手段
   は、前記整流平滑出力の電圧を動作電圧源としかつ前記
   電圧から前記第１の基準値を発生する基準電圧源を有す
   る差動回路と、前記第１の基準値をベース入力とする差
   動トランジスタのコレクタ出力から前記交流電圧正常信
   号を、他方の差動トランジスタのコレクタ出力から前記
   交流電圧異常信号を夫々導出する導出手段とからなり、
   前記直流電圧断検出手段は、前記直流電圧を動作電圧源
   としかつ前記直流電圧から前記第２の基準値を発生する
   基準電圧源を有する差動回路と、前記第２の基準値をベ
   ース入力とする差動トランジスタのコレクタ出力により
   トリガされるサイリスタ素子と、このサイリスタ素子と
   前記直流電圧の間に直列接続された分圧回路と、この分
   圧出力をベース入力とする他方のトランジスタのコレク
   タ出力から前記直流電圧断検出信号を導出する手段とか
   らなることを特徴とする電源監視回路。