JPH05172858A - 単相交流定電圧電源監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 迅速にしかも漏れなく単相交流定電圧電源の
停止又は電圧降下を検出可能な単相交流定電圧電源監視
装置を得る。 【構成】 単相交流定電圧電源１のゼロクロス点検出手
段２、このゼロクロス点を起点として単相交流定電圧電
源１の位相を判定する位相判定手段３、単相交流定電圧
電源１の瞬間的な電圧の絶対値を基準電圧と比較してそ
の結果を得る瞬間電圧判定手段４及び位相判定手段３が
判定する所定の位相位置でのゼロクロス点発生の情報と
瞬間電圧判定手段４が得た瞬間電圧とから単相交流定電
圧電源１の状態を判定する電源状態判定手段５を備え
た。 【効果】 単相交流定電圧電源の停止及び電圧降下を瞬
時にしかも漏らさず検出が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、単相交流定電圧電源
の停止及び電圧降下を検出する単相交流定電圧電源監視
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に単相交流定電圧電源を監視する場
合、単相交流定電圧電源を直接監視することが困難なた
め、単相交流定電圧電源を交流−直流変換装置を用いて
直流電圧に変換し、この直流電圧を監視することによ
り、間接的に単相交流定電圧電源を監視していた。

【０００３】図６及び図７は従来の直流電圧を監視する
ことにより間接的に監視を行う単相交流定電圧電源監視
装置の一例を示すブロック図及び回路図である。各図に
おいて、１は監視対象の単相交流定電圧電源、３４は単
相交流定電圧電源１を直流電圧に変換する交流−直流変
換装置、３５は交流−直流変換装置３４の出力である直
流電圧を監視する電圧検出部である。

【０００４】図７の電圧検出部３５において、３６，３
７は上記直流電圧を分圧する抵抗、３９は分圧された直
流電圧で制御されるツェナーダイオード、４０はツェナ
ーダイオード３９で制御されるトランジスタ、４１はト
ランジスタ４０で制御される絶縁用のホトカプラ、４２
はホトカプラ４１の出力を反転するインバータ、４３は
インバータ４２からの監視結果を出力するための端子で
あり、この例においてはこの端子４３は交流−直流変換
装置３４の出力が所定の基準電圧、例えば正常時の３０
％以下となったときハイレベルとなる。３８はホトカプ
ラ４１の出力側のインバータ４２の入力側との間に電圧
を与える抵抗である。

【０００５】次に動作について説明する。交流−直流変
換装置３４から出力される直流電圧は抵抗３６，３７及
びツェナーダイオード３９による基準電圧と比較され、
基準電圧より下ったときに、トランジスタ４０、ホトカ
プラ４１が動作されて端子４３に異常低下を示す信号が
出力される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の単相交流定電圧
電源監視装置は以上のように構成されているので、単相
交流定電圧電源を直流電圧に変換しなければならず、こ
の変換する過程において時間遅れが発生するため、単相
交流定電圧電源の停止又は電圧降下の検出が迅速に行な
われないだけでなく、一般に瞬停と称される瞬間的な単
相交流定電圧電源の停止又は一般に瞬降と称される瞬間
的な単相交流定電圧電源の電圧低下を検出できないなど
の問題点があった。

【０００７】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、迅速にしかも漏れなく単相交流
定電圧電源の停止又は電圧降下を検出可能な単相交流定
電圧電源監視装置を得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る単相交流
定電圧電源監視装置は、単相交流定電圧電源の瞬間的な
電圧の値が±０Ｖ（ボルト）となる点であるゼロクロス
点を検出するゼロクロス点検出手段と、ゼロクロス点検
出手段により検出したゼロクロス点を起点として単相交
流定電圧電源の位相を判定する位相判定手段と、単相交
流定電圧電源の瞬間的な電圧の絶対値を基準電圧と比較
してその結果を得る瞬間電圧判定手段と、上記ゼロクロ
ス点と位相の瞬間電圧とを用いて単相交流定電圧電源の
状態を判定する電源状態判定手段とを設けたものであ
る。

【０００９】

【作用】この発明における単相交流定電圧電源監視装置
は、ゼロクロス点を起点として単相交流定電圧電源の位
相を判定し、この位相により単相交流定電圧電源の瞬間
的な電圧の絶対値を基準電圧と比較するタイミングを決
定し、このタイミングにおいて電源状態を判定して瞬間
的な電圧の絶対値が基準電圧より低かった場合に瞬降と
判定すると共に、次のゼロクロス点が発生したときの単
相交流定電圧電源の位相より瞬停を判定する。

【００１０】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１において、１は監視対象である単相交流定電
圧電源、２は単相交流定電圧電源１の瞬間的な電圧の値
が±０Ｖ（ボルト）となる点であるゼロクロス点を検出
するゼロクロス点検出手段、３はゼロクロス点検出手段
２により検出したゼロクロス点を起点として単相交流定
電圧電源１の位相を判定する位相判定手段、４は単相交
流定電圧電源１の瞬間的な電圧の絶対値を基準電圧と比
較して、その結果を得る瞬間電圧判定手段、５は上記ゼ
ロクロス点と位相と瞬間電圧とを用いて単相交流定電圧
電源１の状態を判定する電源状態判定手段である。

【００１１】図２は図１の各部の回路構成を示す構成図
である。電源状態判定手段５としては、この実施例では
マイクロコンピュータ５を用いている。このマイクロコ
ンピュータ５はＣＰＵ７、メモリ８、入力装置９、出力
装置１０を有している。１１は時間計測のためのタイマ
であり、図１における位相判定手段３として用いる。１
２は整流器であり、ゼロクロス点検出手段２と瞬間電圧
判定手段４とに共通の構成要素であり、単相交流定電圧
電源１を全波整流する働きをする。ゼロクロス点検出手
段２は整流器１２の他に抵抗１３、１４、制御用のトラ
ンジスタ１５、ホトカプラ１６を有する。瞬間電圧判定
手段４は整流器１２の他に抵抗１７、１８、１９、ツェ
ナーダイオード２０、制御用のトランジスタ２１、ホト
カプラ２２を有する。６は出力装置１０から出力される
判定結果の出力端子である。

【００１２】図３はマイクロコンピュータ５のメモリ８
に記憶された単相交流定電圧電源監視プログラムを示す
フローチャート、図４（ａ）は監視対象である単相交流
定電圧電源１の波形、図４（ｂ）は監視対象である単相
交流定電圧電源１を整流器１２によって全波整流した波
形を示す。また、図５において、実線は監視対象である
単相交流定電圧電源１が停止または電圧降下を起こした
場合の整流器１２によって全波整流した波形の例であ
り、点線は正常な単相交流定電圧電源１の電圧波形であ
る。

【００１３】次に動作について説明する。図２のゼロク
ロス点検出手段２においては、整流器１２から得られる
図４（ｂ）の全波整流波形の電圧がゼロになると、トラ
ンジスタ１５及びホトカプラ１６がＯＦＦとなり、この
ホトカプラ１６の出力がゼロクロス検出信号としてマイ
クロコンピュータ５の入力装置９に入力される。

【００１４】また、図２の瞬間電圧判定手段４において
は、上記全波整流波形の電圧が抵抗１７，１８及びツェ
ナーダイオード２０で決まる基準電圧より下ったとき、
トランジスタ２１及びホトカプラ２２がＯＦＦとなり、
このホトカプラ２２の出力が入力装置９に入力される。

【００１５】判定動作が開始される、初期設定として図
３のステップＳＴ１により最初のゼロクロス点を持ち、
次いでステップＳＴ２で位相初期化を行う。この位相初
期化はＣＰＵ７に接続したタイマ１１を初期化した後に
起動するステップである。タイマ１１は初期化の後に起
動されると、再度初期化されない限りＣＰＵ７の動作と
は係わりなく一定時間間隔で内部のカウンタのカウント
値を増加もしくは減少させる。ＣＰＵ７はタイマ１１の
内部のカウンタの値を読むことで単相交流定電圧電源１
の位相を知ることができる。

【００１６】ここで例えばタイマ１１が１０００分の１
秒間隔で値を増加する場合で、初期化時のタイマ１１の
値“０”、単相交流定電圧電源１の周波数を５０Ｈｚ
（波長＝１０００分の２０秒）とすると、位相９０度、
すなわち図４及び図５に示す単相交流定電圧波形の点弧
位置Ｐ１に相当するタイマ１１の値は“５”となり、同
様に位相１８０度、すなわち図４及び図５に示す単相交
流定電圧波形の点弧位置Ｐ２に相当するタイマの値“１
０”となる。従って、例えば図３のステップＳＴ３の位
相が１８０度を越えたかどうかの判定は、タイマ１１の
カウンタ“１０”であるかどうかを判定することと同等
である。

【００１７】次に、ステップＳＴ３〜ＳＴ８からなる判
定動作が開始される。この判定動作ではまず、ステップ
ＳＴ３で位相が１８０度を越えていると判定された場
合、図５（ａ）に示すように単相交流定電圧電源１の停
止により電圧不定の状態であると判断し、ステップＳＴ
９で出力装置端子６からの瞬停出力を行う。位相が１８
０°を越えていない場合は、ステップＳＴ４で位相が９
０度かどうかの判定を行い、位相が９０度の場合は、ス
テップＳＴ５で瞬間電圧判定手段４の結果を入力し、こ
の結果の判定をステップＳＴ６で行う。ここで、電圧が
所定の基準電圧、例えば正常時の３０％以下と判定され
れば、図５（ｂ）に示すような瞬降と判定し、ステップ
ＳＴ１０で出力装置端子６からの瞬降出力を行う。また
瞬降ではない場合と位相が９０度以外の場合とはステッ
プＳＴ７で次のゼロクロス点の発生を調べ、ゼロクロス
点が発生していなければステップＳＴ３にもどる。ゼロ
クロス点が発生していればステップＳＴ８で位相を調
べ、位相が１８０度であれば電源正常と判定し、ステッ
プＳＴ１１で正常の結果を出力し、ステップＳＴ２にも
どる。位相が１８０度未満の場合は図５（ｃ）に示す瞬
停と判断して、ステップＳＴ９で瞬停出力を行い、ステ
ップＳＴ１にもどる。

【００１８】実施例２．なお、上記実施例１では位相判
定手段３としてタイマ１１を用いたが、ＣＰＵ７の実行
時間が一定であることを利用したソフトウエアタイマを
用いても同様の効果を得る。

【００１９】実施例３．また、上記実施例１では処理動
作を全てポーリング（ＣＰＵ７が常に入力を監視する処
理方式）により行っているが、位相判定をタイマによる
割り込み、また、ゼロクロス点検出も割り込みで処理す
ることも可能である。

【００２０】実施例４．また、上記実施例１では各々の
異常を一回の発生で判定しているが、目的に応じて複数
回の発生で瞬停または瞬降と判定しても良い。これは判
定条件が０回である場合を含む。

【００２１】実施例５．また、上記実施例１では、この
発明により判定した単相交流定電圧電源１の状態をＣＰ
Ｕ７が出力装置１０により出力端子６を介して外部に出
力しているが、ＣＰＵ７は出力装置１０より結果を外部
に出力しているかどうかに係わらずＣＰＵ７自身がこの
結果を他の処理に使用することも可能である。

【００２２】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、単相交
流定電圧電源のゼロクロス点、位相及び基準電圧との比
較結果等を用いて電源の状態を判定するように構成した
ので、単相交流定電圧電源の停止及び電圧降下を瞬時に
しかも漏らさず検出することができる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による単相交流定電圧電源
監視装置を示すブロック図である。

【図２】この発明の一実施例による単相交流定電圧電源
監視装置の回路構成を示す構成図である。

【図３】この発明の一実施例による単相交流定電圧電源
監視装置の動作を示すフローチャートである。

【図４】単相交流定電圧電源の波形図である。

【図５】単相交流定電圧電源の停止又は電圧降下を示す
波形図である。

【図６】従来の単相交流定電圧電源監視装置を示すブロ
ック図である。

【図７】従来の単相交流定電圧電源監視装置の回路図で
ある。

【符号の説明】

１ 単相交流定電圧電源 ２ ゼロクロス点検出手段 ３ 位相判定手段 ４ 瞬間電圧判定手段 ５ 電源状態判定手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単相交流定電圧電源のゼロクロス点を検
   出するゼロクロス点検出手段と、検出されたゼロクロス
   点を起点として上記単相交流定電圧電源の位相を判定す
   る位相判定手段と、上記単相交流定電圧電源の瞬間的な
   電圧の絶対値を基準電圧と比較してその結果を得る瞬間
   電圧判定手段と、上記位相判定手段が判定した所定の位
   相位置で上記ゼロクロス点検出手段が得たゼロクロス点
   発生の情報及び上記瞬間電圧判定手段が得た瞬間電圧か
   ら上記単相交流定電圧電源の状態を判定する電源状態判
   定手段とを備えた単相交流定電圧電源監視装置。