JPH0472192B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、商用電源で用いられる電動機などを
有する石油温風暖房機、電気暖房機、その他の入
力電源周波数を基準として計時する時計もしくは
タイマー装置などに付加され、入力商用電源の周
波数を判断して当該機器をその周波数に適合する
ように設定される商用電源周波数判別装置の異常
判別に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来装置を例に説明する。

第１図は従来の商用電源周波数自動判別装置を
備えたデイジタル時計の回路図を示す。第１図に
て１はマイクロコンピユータであり、信号線ａか
ら商用電源周波数を取り込み50Hz／60Hzを自動判
別した後、計数、桁上げ、表示のためのデコード
などを行なう構成となつている。２は商用電源
で、３は電源トランス、４はブリツジダイオード
で、交流を全波整流し、コンデンサ５にて平滑を
行なつて直流電源を得ている。６と７は抵抗で、
信号線ｂの電位が母線ｃに対して正極となる位相
時に、抵抗６と抵抗７の接続点に結線されたトラ
ンジスタ８のベースに電流が流れ込みトランジス
タ８はONする。逆に信号線ｂの電位が母線ｃに
対して負極となる位相時にはトランジスタ８は
OFFする。この時トランジスタ８のエミツタ、
ベース間に逆電位が印加されるのを防止する目的
でダイオード９が接続されている。１０は抵抗
で、トランジスタ８のON、OFF信号を信号線ａ
に伝える為のものである。１１はマイクロコンピ
ユータ１を駆動せしめ同時に電源周波数の50／60
Hz判定を行なう際に基準となる信号を発生する発
振器である。１２は時計用LEDで、マイクロコ
ンピユータ１からの信号に応じて時計表示を行な
う。

上記回路構成の動作を第２図に示すブロツク図
と第３図に示す波形図にて説明すると、１３は商
用電源で、正弦波形イが１４のクロツク発生部に
て、商用電源周波数の矩形波信号（以下クロツク
と称す）である波形口に変換される。１５はクロ
ツク発生部１４より出力されたクロツク信号が
“Ｌ”から“Ｈ”の信号に変化したことを検出す
る極性変化検出部で、必ずしもクロツク波形の立
ち上り信号を検出しなくてもよく、また“Ｈ”か
ら“Ｌ”への極性変化の検出でもさしつかえな
い。一方１６は比較的安定した発振信号を出力す
る基準周波数信号発生器（以下OSCと称す）で、
このOSCの周波数を基準時間発生回路１７に入
力することで１秒を計時する。１８はゲート回路
で、基準時間発生回路１７が１秒を計時している
間開き、１秒を計時しおわると閉じる構成となつ
ており（第３図波形ヘ）、極性変化検出部１５で
検出された極性変化回数を計数部１９に通過させ
る（第３図波形ト）。計数部１９はゲート回路１
８を通過してくる極性変化回数を順次蓄積し、比
較部２０にてあらかじめ定められた値と比較す
る。商用電源周波数は50Hzもしくは60Hzであるか
ら、比較部２０にあらかじめ定めておく値を
“55”と設定しておくと、１秒間に蓄積された計
数部１９の値が“55”より大きいと60Hz、小さい
と50Hzと商用電源周波数を判別することができ
る。この判別を行なうのが判定部２１である。判
定部２１は50／60Hzを判別すると50Hz処理部２２
もしくは60Hz処理部２３のいづれか一方を選択し
必要に応じた処理を行なう。

しかしながら従来は１秒間に蓄積された計数部
１９の値が一定値より大きいか小さいかという２
値判定であるため、発振器１１に安価な特性の不
安定な物を使用すると基準周波数信号発生器１６
そのものの精度が低下してこの基準周波数信号発
生器１６で設定される時間で計数される値が60Hz
の場合であつても“55”より小さくなつて50Hzと
誤判定してしまう。

また、例えば第１図でのトランジスタ８がオー
プン不良もしくはシヨート不良であつた場合、計
数部１９の値が「０」となり55Hzと誤判定してし
まう。したがつてこのような状態において50Hz処
理部で電源周波数による正確な時間を計数しても
無意味となる。しかもマイクロコンピユータ１が
上記電源周波数による正確な時間で他のシーケン
ス等をコントロールしている場合、システム全体
に影響を与える恐れがある。

ところでこのような周波数判別装置の基準周波
数信号発生器としても使用される発振器におい
て、この発振器からの基準周波数をモニタリング
して基準電圧と比較することによりこの基準周波
数が正常か否かを検出し、異常であれば負荷を停
止することが実開昭55−51081号に開示され、入
力された周波数が基準値内かどうかを判断しやす
くするためにその周波数があらかじめ定められて
いる上下限値であればランプ等を点灯して表示す
ることが特開昭56−120960号公報に開示されてい
る。これらは基準周波数の異常あるいは周波数が
基準値内か否かを上下限値と比較して判定するこ
とを示しているが、前者のものは基準周波数の正
常・異常を判定するためのさらに専用の基準回路
が必要となり、構成が複雑化すると同時に、この
専用の基準回路が異常状態になつた場合には前記
基準周波数の正常・異常が正確に判定できなくな
るという課題がある。また後者のものも入力周波
数が上下限の基準値内か否かを判定するための上
下限値を設定する基準回路を必要として構成が複
雑化するとともにこの基準回路が異常状態になつ
た時には上記と同様正確な判定ができなくなる。

本発明はこのような点に鑑みてなしたもので、
基準となる回路、すなわち基準周波数信号発生器
等が異常となることを前提として、この基準周波
数信号発生器等が異常であればこれを検出して報
知あるいは動作を停止させ、正常な場合のみ50／
60Hzの判別を行なうようにすることを目的とした
ものである。

発明の構成 上記目的を達成するため本発明は、商用電源の
極性転換回数を計数する計数部と、基準周波数信
号発生器からの周波数があらかじめ定めた回数に
なることによつて基準時間を設定する基準時間発
生回路と、この基準時間発生回路で設定された時
間を経過した時点において上記計数部に蓄積され
た値を商用電源の周波数である60Hzと50Hzとの間
に設定したある特定の値以上か否かを判定する第
１の比較部と、上記計数部に蓄積された値が上記
第１の比較部の値より大きな値に設定された第２
の設定値に対して大きいかを比較する第２の比較
部と、さらに上記第１の比較部の値より小さな値
に設定された第３の設定値に対して小さいかを比
較する第３の比較部と、上記第２、第３の比較部
からの出力に基づいて50Hzあるいは60Hzの判定を
行なう判定部ならびに異常を判定する異常判定部
と、上記異常判定部により当該商用電源によつて
駆動される警報回路を備えている。これにより基
準時間発生回路等の基準そのものが異常になると
これを検出して報知あるいは動作を停止させ、正
常な場合のみ50／60Hzの判別を行なうので正確な
50／60Hz判別ができる。

実施例の説明 本発明による一実施例のブロツク図を第４図に
示す。回路構成は第１図に示した従来のデイジタ
ル時計の回路図と同じであり、同一符号は同一内
容もしくは同一部品を示すものとする。

２４は計数部１９に蓄積された値が55以上か否
かを比較する比較部で、55以上の場合比較部２５
が選択され、そうでない場合は比較部２６が選択
される。比較部２５は計数部１９の値が66以上か
否かを比較するもので、比較部２６は計数部１９
の値が46以上か否かを比較する。比較部２５及び
２６の出力はそれぞれ判定部２１と異常判定部２
７に接続されており、異常判定部２７が選択され
ると、警報回路２８が作動する。判定部２１が選
択されると、50／60Hzを判定し50Hz、60Hzに応じ
て50Hz処理部２２もしくは60Hz処理部２３が選択
される。

第５図は電源周波数が50Hz、60Hzのときに計数
部１９で計数される回数と、判定部２１で50／60
Hzの判定が行なえる可能な範囲を示す図である。
第５図にて縦軸は回数、横軸に時間を目盛してあ
り、ａは電源周波数が50Hzの時、ｂは60Hzの時の
回数の増加の様子を示している。今、基準時間発
生回路１７にて正確に１秒が発生したとすると、
１秒間にゲート回路１８を経由して計数部１９に
蓄積される電源周波数の極性変化回数は50Hzの時
は50回、60Hzの時は60回となる。そこで、比較部
２４にて、55回以上か否かを比較することで、50
Hz、60Hzの区別が可能である。

しかしながら今、基準周波数信号発生器１６の
周波数が高めにずれると、基準時間発生回路１７
が計数する時間は１秒より短くなり、例えば第５
図に示す（１−△t₁）秒になつたとする。この
時、電源周波数が60Hzの場合に計数部１９が50／
60Hzを判定する55回を計数するのに必要な時間
（t_a点の時間）よりも前記（１−△t₁）が短かい
とその間に計数部１９が計数する回数は線０−Ａ
の線上の回数となつて当然55回よりも少なくな
り、電源周波数が60Hzであつても50Hzと誤判断す
ることになる。逆に基準周波数信号発生器１６の
周波数が低めにずれ、基準時間発生回路１７が計
数する時間が長くなり、例えば（１＋△t₂）秒に
なつたとして、この（１＋△t₂）秒が、電源周波
数が50Hzの場合に計数部１９が55回を計数するの
に必要な時間（t_b点の時間）よりも長くなるとそ
の間に計数部１９が計数する回数は線Ｂ−Ｃの線
上の回数となつて当然55回よりも多くなり、電源
周波数が50Hzであつても60Hzと誤判断してしま
う。ここで時間taは本実施例の場合60Hzで55回計
数できる最少時間、すなわち55/60秒t_bは50Hzで
55回計数できる最大時間、すなわち55/50秒とな
る。したがつて、時間t_aでの50Hzにおける計数回
数は50×t_a≒45.8回となり（Ｅ点）、時間t_bでの60
Hzにおける計数回路は60×t_b＝66回となる（Ｆ
点）。

したがつて比較部２５にて計数部１９の値が前
述した66回以上か否かを、比較部２６にて計数部
１９の値が同46回未満か否かを判断し、計数部１
９の値が46回以上66回未満である場合は、基準周
波数信号発生器１６の周波数が正常であると判断
し判定部２１にて、50／60Hzの判定を行ない、50
Hzの場合は50Hz処理部２２を60Hzの場合は60Hzの
処理部２３を駆動することになる。一方、計数部
１９の値が46回未満あるいは66回以上の場合は異
常判定部２７にて基準周波数信号発生器１６等が
異常であつて50／60Hzの判定が不可能と判断し、
警報回路２８を駆動する。

なお、上記実施例では基準周波数信号発生器１
６の周波数が変動した例を示したが、商用電源に
何らかの異常、例えば回路上の断線、短絡等によ
り、電源、極性変化が検出されない場合も、比較
部２６にて異常判定が出来る。

発明の効果 以上のように本発明によれば、基準周波数信号
発生器等の基準そのものが異常になるとこれを二
つの比較部で検出して報知あるいは動作を停止さ
せ、正常な場合のみ50／60Hzの判別を行なうの
で、正確な50／60Hzの判別ができる。特に本発明
では基準そのものの正常、異常検出に当つて計数
部で計数された値そのもので比較するため、これ
を電圧等に変換する場合に必要となる基準電圧発
生部等の基準が正確か否かの基準部を別途必要と
せず、構成の簡素化が図れるとともにこのような
基準部の異常の心配もなく、より正確な50／60Hz
判別ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、商用電源周波数の自動判別装置を備
えたデジタル時計の回路図、第２図は従来の自動
判別装置の判別方法を説明するブロツク図、第３
図は同波形図、第４図は本発明の一実施例である
商用電源周波数自動判別装置の異常を検出する方
法を説明するブロツク図、第５図は同基準時間と
極性変化回数の関係にて自動判別が可能な範囲を
示す図である。 １……マイクロコンピユータ、２……商用電
源、１１……基準信号を発生する発振器、１４…
…クロツク発生器、１５……極性変化検出部、１
７……基準時間発生回路、２４……比較器、２５
……比較器、２６……比較器、２７……異常判定
部、２８……警報回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 入力された商用電源の極性転換回数を計数す
   る計数部と、基準周波数信号発生器からの周波数
   があらかじめ定めた回数になることによつて基準
   時間を設定する基準時間発生回路と、この基準時
   間発生回路で設定された時間を経過した時点にお
   いて上記計数部に蓄積された値を商用電源の周波
   数である60Hzと50Hzとの間に設定してある特定の
   値以上か否かを判定する第１の比較部と、上記計
   数部に蓄積された値が上記第１の比較部の値より
   大きな値に設定された第２の設定値に対して大き
   いかを比較する第２の比較部と、さらに上記第１
   の比較部の値より小さな値に設定された第３の設
   定値に対して小さいかを比較する第３の比較部
   と、上記第２、第３の比較部からの出力に基づい
   て50Hzあるいは60Hzの判定を行なう判定部ならび
   に異常を判定する異常判定部と、上記異常判定部
   により当該商用電源によつて駆動される警報回路
   を備えた商用電源周波数判別装置。