JPH0682577U - 瞬断検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複雑なソフトウェアを必要とせず遮断時間を
算出することにより、正確な遮断時間を算出することに
よって、正しく瞬断を判断で出来、また、リアルタイム
クロックを使用せず、補助電源の定期的なメインテナン
スの不要となる瞬断検出装置を提供することを目的とす
る。 【構成】 電源１の遮断、通電を検出しその状態に関す
る状態信号を出力する電源状態検出手段５と、状態信号
によって作動するスイッチング手段１３と、スイッチン
グ手段１３のオンオフに対応してコンデンサ１５が所定
の時定数を持って放電、充電する時定数回路１７と、基
準電圧を発生する基準電圧発生手段２０と、基準電圧と
時定数回路の出力電圧とを比較し、その結果に基づき、
電源遮断時間が所定の時間内であるかどうかを検出し、
瞬断を判定するハード回路の比較判断手段２１、２２と
を備えた瞬断検出装置である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、電源の瞬断検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】

従来、マイクロコンピュータ等のＣＰＵを用いた電子制御装置は、オペレータ による操作盤からの電源の遮断や、瞬断現象の後の電源再投入時には、誤動作を 防止するために、ＣＰＵのシステムリセット処理を行っている。さらに、瞬断の 場合は、オペレータによる操作盤からの電源の遮断と区別するため、また電源の 瞬断異常を警告するため、電子制御装置の電源回路には瞬断検出装置を備えてい る。

【０００３】 この瞬断検出装置は、乾電池やＮｉ−Ｃｄ電池等の補助電源と、その補助電源 によって常時作動するリアルタイムクロックを備え、リアルタイムクロックから の時間信号と、電源のオンオフ状態を監視している電源監視回路からの電源状態 信号とをＣＰＵに入力して、電源遮断時に遮断時刻を一旦メモリに記憶しておき 、電源再投入時においてシステムリセット処理後、現在時刻と前記遮断時刻との 時間差である遮断時間を算出するソフトウェア処理を行い、瞬断を判断していた 。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来の瞬断検出装置においては、リアルタイムクロックからの 時間信号に基づいて遮断時間を算出する瞬断判断用ソフトウェアを必要とすると いう課題があった。

【０００５】 また、前記リアルタイムクロックは電源遮断時も作動するように補助電源を必 要とし、電池寿命によって定期的に交換を行う必要があった。

【０００６】 本考案は、このような従来の瞬断検出装置の課題を考慮し、複雑なソフトウェ アを必要とせず遮断時間を算出することにより、遮断時間を算出することによっ て、正しく瞬断を判断出来、また、リアルタイムクロックを使用せず、補助電源 の定期的なメインテナンスの不要となる瞬断検出装置を提供することを目的とす る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、電源の遮断、通電を検出しその状態に関する状態信号を出力する電 源状態検出手段と、状態信号によって作動するスイッチング手段と、スイッチン グ手段のオンオフに対応してコンデンサが所定の時定数を持って放電、充電する 時定数回路と、基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、基準電圧と時定数回路 の出力電圧とを比較し、その結果に基づき、電源遮断時間が所定の時間内である かどうかを検出し、瞬断を判定する比較判断手段とを備えた瞬断検出装置である 。

【０００８】

【作用】

本考案では、電源状態検出手段が、電源の遮断、通電を検出しその状態に関す る状態信号を出力し、スイッチング手段がその状態信号によって作動し、時定数 回路では、スイッチング手段のオンオフに対応してコンデンサが所定の時定数を 持って放電、充電し、基準電圧発生手段が基準電圧を発生し、比較判断手段が、 基準電圧と時定数回路の出力電圧とを比較し、その結果に基づき、電源遮断時間 が所定の時間内であるかどうかを検出し、瞬断を判定する。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案をその実施例を示す図面を参照して説明する。

【００１０】 図１は本考案による瞬断検出装置の一実施例を示す回路図である。図１におい て、商用周波数電源１の一方の出力端に主スイッチ２を介して母線３を接続し、 且つ他方の出力端に母線４を接続し、母線３及び母線４間に電源状態検出手段で ある電源監視回路５を接続している。

【００１１】 定電圧化整流回路６は、母線３と補助母線７との間にダイオード８および抵抗 ９を直列に接続すると共に、補助母線７と母線４との間に定電圧ダイオード１０ を接続し、さらにダイオード８及び抵抗９の共通接続点と母線４との間に平滑用 コンデンサ１１を接続して構成されている。

【００１２】 瞬断検出回路１２は、ＣＰＵ２２によって開閉制御されるスイッチング手段で あるスイッチ１３と、前記スイッチ１３を介して補助母線７に接続された第２補 助母線１４と母線４との間にコンデンサ１５および抵抗１６をそれぞれ接続して 構成された時定数回路１７と、補助母線７と母線４との間に、抵抗１８，１９の 直列回路が接続されてなる基準電圧発生手段である基準電圧発生回路２０と、補 助母線７および母線４から電源を受ける比較手段である比較回路２１とを備えて いる。この比較回路２１はその非反転入力端子（＋）が時定数回路１７の出力端 たる図示ａ点（出力電圧Ｖａ）に接続され、且つ反転入力端子（−）が前記基準 電圧発生回路２０の出力端たる図示ｂ点（出力電圧Ｖｂ）に接続されている。す なわち、比較回路２１は、基準電圧Ｖｂと時定数回路１７の出力端電圧Ｖａとを 入力比較し、時定数回路１７の出力端電圧Ｖａが基準電圧Ｖｂ以下のとき（Ｖａ ≦Ｖｂ）出力端から「Ｌ（LOW）」レベル信号を出力し、前記時定数回路１７の 出力端電圧Ｖａが基準電圧Ｖｂを越えたとき（Ｖａ＞Ｖｂ）出力端から「Ｈ（HI GH）」レベル信号を出力するようになっている。

【００１３】 また、ＣＰＵ２２は 補助母線７と母線４との間に接続され、比較回路２１か らの出力端および電源監視回路５と接続されている。比較回路２１とＣＰＵ２２ とで比較判断手段が構成されている。

【００１４】 次に、上記実施例の作用について説明する。 まず、主スイッチ２が遮断されている場合は、各素子、回路は全く作動しない 。また、電圧Ｖａ、Ｖｂは零である（図４のスタート部分参照）。

【００１５】 次に、主スイッチ２が投入されると（図４（ａ）参照）、母線３，４間に商用 周波数電源１からの交流電圧が印加され、電源監視回路５が作動して電源電圧を 監視し、商用周波数電源１より正常電圧が出力されているとき、ＣＰＵ２２へそ れを正常状態信号として通知する。他方、定電圧化整流回路６は前記交流電圧を 整流して、補助母線７と母線４との間に直流電圧Ｖｃ（５ボルト）印加する。従 って、補助母線７と母線４とから、基準電圧発生回路２０、比較回路２１、およ びＣＰＵ２２に直流電圧Ｖｃが印加される。基準電圧発生回路２０は、前記直流 電圧Ｖｃを抵抗１８，１９によって分圧して得られた基準電圧Ｖｂを図示ｂ点に 出力する。また、正常状態信号を通知されたＣＰＵ２２は、まずリセット処理を おこなう。そのリセット処理が完了するまでＣＰＵ２２は、スイッチ１３への閉 指令信号を出力しないので、そのリセット処理中では第２補助母線１４と母線４ との間には直流電圧Ｖｃが印加されず、時定数回路１７の出力端電圧Ｖａは零で ある。比較回路２１は、その電圧Ｖａと基準電圧Ｖｂとを比較し、電圧Ｖａは基 準電圧Ｖｂよりも低いので「Ｌ」レベルの信号を出力する。

【００１６】 所定時間が経過し、リセット処理が完了すると（図４（ｂ））、ＣＰＵ２２は スイッチ１３へ閉指令信号を出力する。その結果、スイッチ１３が閉路すると第 ２補助母線１４と母線４間に直流電圧Ｖｃが印加され、第２補助母線１４と母線 ４間に接続されたコンデンサ１５は充電され、電圧Ｖａは、Ｖｃに到達する（５ ボルト）。従って、比較回路２１は、その電圧Ｖａと基準電圧Ｖｂとを比較し、 電圧Ｖａは基準電圧Ｖｂよりも大きいので「Ｈ（HIGH）」レベルの信号を出力す る。ＣＰＵ２２は、それを認識することが出来る。

【００１７】 次に、色々な種類の遮断が起こると（図４（ｃ）参照）、電源監視回路５は商 用周波数電源１の電圧低下を検知し、ＣＰＵ２２への正常状態信号の出力を停止 し（すなわち、異常状態信号が出力されるともいえる）、ＣＰＵ２２はスイッチ １３を開路する。なお、電源１が遮断されても、定電圧化整流回路６のコンデン サ２２がその容量によって、しばらくのあいだ５Ｖを維持する。後述する図４の タイミングチャートでは、５Ｖを維持しつづけている状態の図を描いている。ま た、スイッチ１３が開路されると、時定数回路１７のコンデンサ１５に蓄えられ た電荷は、スイッチ１３によって定電圧化整流回路６にリークすることなく、ま た比較器２１の入力端子へリークすることなく、コンデンサ１５に対して並列に 接続された抵抗１６によって時定数を持って放電されることになる。この時定数 はコンデンサ１５の静電容量と抵抗１６の抵抗値とで決定される。

【００１８】 図２は、時定数回路１７の出力端子電圧Ｖａと時間Ｔとの関係を示す放電のカ ーブ２５を示すものである。そのまま放電が継続されると、最終的にはＶａは零 になる。従って、曲線２５に基づき、時定数回路１７の出力端電圧によって電源 遮断時からの経過時間を知ることが出来る。また、途中で電源が再投入されると 、上述したように、リセット処理完了後、コンデンサ１５に電圧が印加され、充 電が始まり、Ｖａは上昇する。

【００１９】 そこで、瞬断と判断すべき短い時間間隔として、Ｔｓを考え（正確には本実施 例の場合リセット処理の時間を本来の時間間隔に付加したもの）、上記基準電圧 Ｖｂを、時間間隔Ｔｓと放電カーブ２５により決定される電圧とすることによっ て、ＶａがＶｂを下回ることなく、上昇した場合は、瞬断と判断することが出来 る。

【００２０】 従って、遮断が瞬断の場合は、電源監視回路５は商用周波数電源１の電圧低下 を検知し、ＣＰＵ２２への正常状態信号の出力を停止し、スイッチ１３を直ちに 開路する。スイッチ１３が開路されると、上述したように時定数回路１７の時定 数を持って放電され、時定数回路１７の出力端電圧Ｖａは時間とともに低下する 。しかし、瞬断であるので、時間Ｔｓになるまでに、すなわち、Ｖａは基準電圧 Ｖｂまで低下するまでに、電源がオンされ（図４（ｄ）参照）、Ｖａが上昇する （図４（ｅ）参照）。その結果、比較回路２１からは、瞬断の場合は、「Ｈ」レ ベル信号が正常の場合と同様に出力されつづける。従って、ＣＰＵ２２は、前記 電源監視回路５からの正常状態信号が停止されている（又は異常状態信号が入力 されているにもかかわらず、「Ｈ」レベル信号を受けつづけ、電源正常状態信号 を再度受けた場合は（図４（ｄ）参照）、それまでの遮断は、瞬断であると判断 でき、警告を出す。あるいは、その正常状態信号を受け、リセット処理を行い始 めること自体によって、瞬断と判断することが出来る。

【００２１】 これに対して、遮断が瞬断でない場合は、遮断時間が十分長いため、時間Ｔｓ を経過して、ＶａがＶｂよりも下回るので（図４（ｆ）から（ｇ）参照）、比較 回路２１からは「Ｌ」レベル信号が出力される（図４（ｇ）から（ｉ）参照）。 そして、電源再投入（図４（ｈ）参照）後、リセット処理時間を経て、「Ｈ」レ ベル信号が出力される（図４（ｉ））。従って、ＣＰＵ２２は警告を出す必要が 無い通常遮断であると判断する。

【００２２】 図３は本考案の第２の実施例を示すものであり、以下これについて前記第１実 施例と異なる部分のみ説明する。

【００２３】 図３において、即ち、第１実施例におけるスイッチ１３に代えてダイオード２ ３と抵抗２４を直列に補助母線７と第２補助母線間１４に接続している。これに よって、ＣＰＵ２２からの閉指令信号は不要となる。

【００２４】 上記構成において、主スイッチ２が閉路されると定電圧化整流回路６により直 流電圧Ｖｃがダイオード２３および抵抗２４を介して第２補助母線７と母線４間 に印加され、コンデンサ１５が充電される。

【００２５】 これに対して、商用周波数電源１が瞬断され、電源が遮断されている間コンデ ンサ１５に蓄えられた電荷はダイオード２３によって定電圧化整流回路６にリー クすることはない。瞬断後、通電されるとＣＰＵ２２のシステムリセット処理が 完了しない間にダイオード２３および抵抗２４を介してコンデンサに充電される ことになるが、抵抗２４によって時定数を持たせてコンデンサの充電を最小限と するようにして、基準電圧にリセット処理時間における前記充電による誤差量を 加味することで正しく判断することができる。従って、本実施例においても第１ 実施例を同様の効果が得られる。

【００２６】 また、上述の実施例においては、通電手段としてスイッチの場合について述べ たが、ＣＰＵ２２又は電源監視回路よりＯＮ，ＯＦＦできるものであれば、どの ように構成してもよい。例えば、リレーに替えてトランジスタやサイリスタ等を 用いても構わない。

【００２７】 なお、上述の実施例ではＣＰＵによってスイッチを作動したが、電源監視回路 からの信号出力によって作動させてもよい。

【００２８】 また、本考案の適用対象はコンピュータによる電子制御回路に限らないことは 勿論である。

【００２９】 また、電源のオン・オフとスイッチのオン・オフとの関係は上記実施例どうり である必要はない。また、スイッチのオン・オフと時定数回路の放電・充電との 関係も、上記実施例どうりでなくてもよい。放電のカーブを利用したが、充電の カーブを利用するようにしてもよいからである。

【００３０】 また、ＣＰＵ２２の代わりに、その機能を有する論理回路等のハード回路を用 いてもよい。その場合には、リセット処理のための時間を省略することが出来る ので、より正確な遮断の判断ができる。

【００３１】 また、比較回路はコンピュータを利用してソフトウェア処理によって実現して もよい。

【００３２】 また、基準電圧を発生する回路、時定数回路、比較判断手段等の回路は、上記 実施例に限られない。

【００３３】

【考案の効果】

以上述べたところから明らかなように、本考案、リアルタイムクロックを使用 しないので補助電源を使用せず定期的なメインテナンスが不要となる長所を有す る。また、リアルタイムクロックを用いて遮断時間を判断するソフトウェア処理 が省略することもできる。

【００３４】 また、比較判断手段を専用のハード回路を用いる場合は、リセット処理のソフ トウェア処理時間を要しないので、いっそう正確な瞬断を容易に判断できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による瞬断検出装置の一実施例における
回路図である。

【図２】上記実施例における時定数回路の時間対出力端
電圧の説明図である。

【図３】本考案による瞬断検出装置の他の実施例におけ
る回路図である。

【図４】上記実施例における各部分の信号のタイミング
チャートである。

【符号の説明】

１ 電源 ２ 主スイッチ ３、４、７、１４母線 ５ 電源監視回路 ６ 定電圧回路 １２ 瞬断検出回路 １３ スイッチ １５ コンデンサ １６、１８、１９抵抗 １７ 時定数回路 ２０ 基準電圧発生回路（分圧回路） ２１ 比較回路 ２２ ＣＰＵ ２３ ダイオード ２４ 抵抗

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｊ 9/06 ５０５ Ｃ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源の遮断、通電を検出しその状態に関
   する状態信号を出力する電源状態検出手段と、前記状態
   信号によって、直接、又は間接的に作動するスイッチン
   グ手段と、前記スイッチング手段のオンオフに対応して
   コンデンサが所定の時定数を持って放電、充電する時定
   数回路と、基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、前
   記基準電圧と前記時定数回路の出力電圧とを比較し、そ
   の結果に基づき、電源遮断時間が所定の時間内であるか
   どうかを検出し、瞬断を判定する比較判断手段とを備え
   たことを特徴とする瞬断検出装置。
2. 【請求項２】 電源の遮断、通電を検出しその状態に関
   する状態信号を出力する電源状態検出手段と、前記電源
   に直列的に接続されている片方向性素子及び抵抗と、そ
   の片方向性素子の非通電状態、通電状態に対応してコン
   デンサが所定の時定数を持って放電、充電する時定数回
   路と、基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、前記基
   準電圧と前記時定数回路の出力電圧とを比較し、その結
   果に基づき、電源遮断時間が所定の時間内であるかどう
   かを検出し、瞬断を判定する比較判断手段とを備えたこ
   とを特徴とする瞬断検出装置。
3. 【請求項３】 比較判断手段は、前記電源状態検出手段
   からの状態信号あるいは、その状態信号によって開始す
   るリセット処理の実行情報をも利用して、瞬断を判断す
   ることを特徴とする請求項１又は２記載の瞬断検出装
   置。