JPH0954122A - 停電検出装置 - Google Patents

停電検出装置

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JPH0954122A
JPH0954122A JP7227179A JP22717995A JPH0954122A JP H0954122 A JPH0954122 A JP H0954122A JP 7227179 A JP7227179 A JP 7227179A JP 22717995 A JP22717995 A JP 22717995A JP H0954122 A JPH0954122 A JP H0954122A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 停電時に速やかに停電状態を検出することが
できる装置を提供すること。 【構成】 電源電圧1の信号と、前記電源電圧に同期し
た基準波形2の信号とが加えられる波形比較回路3と、
前記波形比較回路からの信号が与えられ、入力される波
形相互の比較では、その差は正負両方に現われるので、
全波整流した波形に相当する出力をうる絶対値回路4
と、前記絶対値回路からの信号と、検出基準電圧6とが
与えられる比較回路5とを備え、前記比較回路から電源
電圧の停電検出信号をうる停電検出装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力変換装置に使
用される商用電源の停電検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】商用電源に接続して使用する電力変換装
置は、入力の商用電源の停電時には、これをセンシング
する停電検出装置によって異常動作を保護する機能を備
えている。電力変換装置にはUPS、インバータ、整流
器等の電源装置や、商用電源系統に流れる高調波電流を
補償するアクティブフィルタなどがある。ここでは、停
電時に高速での対応を必要とするアクティブフィルタを
例にとって説明する。
【0003】アクティブフィルタは、商用電源に存在す
る高調波電流を検出し、それとは逆位相の電流を電源系
統に注入して高調波電流をキャンセルする機能を持つ。
商用電源が停電した場合に、アクティブフィルタを動作
させていると、電源系統の異常電流を検出し、これを補
償する電流を流し続けるので、電源系統のインピーダン
ス及び停電時の位相によっては、アクティブフィルタの
最大出力電流を越え破壊に至ることもある。この為、電
源系統が停電した場合には、速やかにアクティブフィル
タの動作を停止させることが重要となる。ここで問題に
なるのは、商用電源の停電を検出する回路の動作遅れで
ある。
【0004】従来、電力変換装置等に使用されている単
相の電圧低下検出回路を図6及び図7によって説明す
る。電源電圧15aは整流回路16によって整流されて
16aとなり、平滑回路17によって平滑されて、17
aとなり、比較回路は平滑回路の出力と検出基準電圧
(直流電圧)19aとが比較される。平滑回路出力17
aが検出基準電圧19aを下回ると比較回路18より信
号20aが出力され電源電圧の低下と判定する。整流回
路の出力16aはリップルが多く含まれているので検出
基準電圧と精度よく比較するためには、十分に平滑しな
ければならない。この平滑回路の効果を高めると異常時
の電圧値の検出精度は高まるが、一方、検出に要する時
間(遅れ時間)は長くなる。という欠点があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の欠点
を改善するために提案されたもので、その目的は、検出
遅れの少ない、つまり、高速の停電検出装置を得る事に
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴とする点
は、電源電圧の信号と、前記電源電圧に同期した基準波
形の信号とが加えられる波形比較回路と、前記波形比較
回路からの信号が与えられ、入力される波形相互の比較
では、その差は正負両方に現われるので、全波整流した
波形に相当する出力をうる絶対値回路と、前記絶対値回
路からの信号と、検出基準電圧とが与えられる比較回路
とを備え、前記比較回路から電源電圧の停電検出信号を
うる停電検出装置にある。
【0007】さらに本発明は、正弦波波形が与えられる
矩形波作成回路と、前記矩形波作成回路からの信号が与
えられ、商用電源周波数の整数倍のパルスを発生するP
LL回路と、前記PLL回路からの出力が与えられるカ
ウンタ回路と、前記カウンタ回路からの出力が与えられ
る、かつ正弦波に関するデジタル情報を予め書き込んだ
メモリと、PLLの出力のパルスによってメモリから読
みだしたデジタル情報を正弦波のアナログ情報に変換す
るD/Aコンバータとを備える停電検出装置を特徴とす
る。
【0008】従来の停電検出装置の欠点である検出時間
の遅れは、装置の構成に平滑回路を必要としている事に
ある。本発明は平滑回路を使わずに検出装置を構成する
ものである。具体的には停電の判断の基準となる信号と
して商用電源に同期した正弦波電圧を使う。これによっ
て正弦波交流電圧の瞬時値を対象として電源電圧が正常
な範囲を逸脱しているか否かを瞬時に、つまり高速に判
断できる。本発明によれば、電源電圧が停電し、電源電
圧波形と電源電圧に同期した基準波形の差が検出基準電
圧を越えた場合、つまり、商用電源電圧が停電等で異常
になった場合、瞬時に検出できる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の特徴とする点は、電源電
圧の信号と、前記電源電圧に同期した基準波形の信号と
が加えられる波形比較回路と、前記波形比較回路からの
信号が与えられ、入力される波形相互の比較では、その
差は正負両方に現われるので、全波整流した波形に相当
する出力をうる絶対値回路と、前記絶対値回路からの信
号と、検出基準電圧とが与えられる比較回路とを備え、
前記比較回路から電源電圧の停電検出信号をうる停電検
出装置にある。
【0010】
【実施例】図1は本発明の停電検出装置を単相回路に適
用した実施例を示す。図2は各部の波形を示す。図1に
おいて1は電源電圧(商用電源)を示し、2は基準波形
作成回路で基準波形作成回路は、電源電圧1に同期した
基準正弦波電圧を生成する回路である。波形比較回路
は、電源電圧波形1aと基準波形作成回路2の出力であ
る基準正弦波とを比較し、その差を出力する。4は絶対
値回路で、任意の波形同士の比較では、その差は正負両
方に現れるので、絶対値回路で変換し、全波整流した波
形に相当する出力を作る。比較回路5で絶対値回路から
の信号と検出基準電圧6(直流電圧)が比較される。絶
対値回路4の出力が検出基準電圧6を越えると比較回路
が停電検出信号を出力し系統電圧の低下を知ることがで
きる。
【0011】図2において1aは電源電圧1の波形を示
す。2aは基準波形作成回路の電圧波形を示す。3aは
波形比較回路からの出力波形を示す。4aは絶対値回路
からの出力波形を示す。6aは検出基準電圧波形を示
す。5aは比較回路5からの出力波形を示す。
【0012】次に動作について説明する。定常状態で
は、電源電圧波形1aと基準電圧波形2aは一致してお
り差が生じないので、波形比較回路の出力はゼロレベル
にある。1aと2aに差があっても正常なレベルの範囲
であればその差は小さい。従って絶対値回路の出力4a
もない。よって検出基準電圧6aに達しないため、比較
回路の停電検出信号の出力はゼロレベルにある。停電後
は、電源電圧波形が0になるので波形比較をすると基準
電圧波形との差3aが大きくでる。絶対値に変換された
信号4aは比較回路5で検出基準電圧6と比較され停電
検出信号5aが生じる。比較回路での比較は、従来方式
と異なり平滑の必要がないので検出基準電圧を越えた場
合には、直ちに停電検出信号が出力される。
【0013】次に本発明の停電検出装置に用いられる基
準波形作成回路の詳細図について、図3及び図4を用い
て説明する。図3において、7は電源電圧で周波数60
Hzとしている。8は矩形波作成回路、9はPLL回路
である。11はリセットパルス作成回路、12はカウン
タ、13はROM(メモリ)、14はD/A変換器であ
る。次に各部について説明する。 (イ) 矩形波作成回路8について 電源電圧波形(正弦波)を、これに同期した周波数の等
しい矩形波に変換する。 (ロ) PLL回路9について 入力の矩形波8aのハイレベルのパルス幅の1/102
4の幅のパルスを作成する。入力の矩形波8aの周波数
の変化及び位相の変化が追従可能範囲内であれば、入力
の矩形波8aの1周期の間に1024パルス出力するよ
うに制御する。周波数や位相がずれた場合にも、パルス
同士の間隔を調節して1周期の間に1024パルス出力
するように制御し、入力の変化に追従する。即ち、商用
電源の電圧波形の変化に応じて、1周期の間に1024
パルス出力するように制御する。 (ハ) リセットパルス作成回路11について 周波数が極端に変わってしまった場合、位相の変化が激
しくPLL回路で追従できない場合、ノイズその他で1
周期の間が1024パルスにならなかった場合などに、
1周期ごとにカウンタをリセット出来るように矩形波の
立ち上がりに同期させてリセットパルスを作成する。 (ニ) カウンタ12について リセットパルスが入力されるごとに自己の値をクリア
し、PLL回路から送られてくるパルスをカウントし
て、その総パルス数を0から1023までの2進数に変
換して出力する。リセットパルスが入力されない場合で
も1024パルス数えると自動的に自己の値をクリアし
て、再び0からカウントを開始する。この値によってR
OMのアドレスを決定する。 (ホ) ROM13について ROM(メモリ)には正弦波のy軸の値が格納されてい
る。カウンタから2進数が出力される度に、その2進数
のアドレスに格納されている正弦波のデータを出力す
る。 (ヘ) D/A変換器14について ROMから送られてくる正弦波のデータをD/A変換し
アナログの正弦波を出力する。
【0014】図4に各部の波形を示す。7aは電源電圧
の波形、8aは矩形波作成回路からの出力波形、11a
はリセットパルス、9aはPLL回路からの出力波形、
14aはD/Aからの出力波形を示す。次に信号の流れ
について説明する。定常状態では、電源電圧7aは正弦
波であり矩形波作成回路は、これに同期した周波数と位
相の等しい矩形波を出力する。リセットパルス作成回路
11は、カウンタをクリアするために、矩形波1周期毎
に8aの立ち上がりに同期したごく短い幅のパルスを作
成して出力する。PLL回路9は、矩形波のハイレベル
のパルス幅の1/1024の幅のパルスを作成し、入力
矩形波8aの周波数及び位相に変化があった場合でも、
追従可能範囲内では、1周期の間に1024パルス出力
するように制御する。カウンタ12は、リセットパルス
で自己の保持している値をクリアした後、PLL回路か
ら送られてくるパルスをカウントし、0から1023ま
で値の2進数に変換する。ROM13では、2進数に対
応して順次に正弦波のデータが読み出され、D/A変換
されて電源電圧に同期した基準正弦波が作成される。
【0015】停電が発生すると正弦波7aはゼロレベル
になり、これに応じて矩形波作成回路の出力8aもゼロ
レベルになる。リセットパルス11aは矩形波8aの立
ち上がりに応じて作成されるので停電後は出力されなく
なる。PLL回路は追従可能範囲内でパルスの間隔を調
節し追従しようとするが、停電の電圧変化に比べると変
化速度が非常に遅いので、停電後でもしばらくの間は
(停電を検出するような短い間は)基準正弦波として使
用できる。
【0016】図5に絶対値回路の実施例を示す。主とし
て反転増幅器IC1,IC2と抵抗とから構成されてい
る。ここに、INは入力側、OUTは出力側、R1〜R
8は抵抗で、 vccはIC1,2を動作させるための正の電源電圧 veeはIC1,2を動作させるための負の電源電圧 comはこの回路におけるO(v) ofstはIC1のオフセットを補正できるように設け
た入力を示す。次に動作について説明する。信号はIN
に入力する。もし、入力が正の場合a点は負になるので
ダイオードD1が導通しIC1は反転増幅器、IC2も
反転増幅器として動作しOUTには正の出力が得られ
る。また、入力が負の時にはa点は正になるのでダイオ
ードD2が導通しIC1は非反転増幅器、1C2は非反
転増幅器として動作しOUTには正の出力が得られる。
以上により、入力が正、負どちらの場合でも出力OUT
は正の出力になり入力の絶対値が得られる。
【0017】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば電源電圧
が停電し、電源電圧波形と電源電圧に同期した基準波形
の差が検出基準電圧を越えると、直ちに停電検出信号が
出力される。すなわち、電源電圧波形の乱れから直ちに
電源異常を判定することができるので、過電流等による
装置の破壊から保護することができる。三相回路に適用
する場合は、各相ごとに停電検出装置を設置して使う。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の停電検出装置の実施例を示す。
【図2】波形を示し、1a〜5aは各部の波形を示す。
【図3】本発明に用いられる基準波形作成回路を示す。
【図4】波形を示し、7a〜14aは各部の波形を示
す。
【図5】絶対値回路を示す。
【図6】従来の停電検出装置を示す。
【図7】波形を示し、15a〜20aは各部の波形を示
す。
【符号の説明】
1 電源電圧 1a 電源電圧の波形 2 基準波形作成回路 2a 基準波形作成回路の出力波形 3 波形比較回路 3a 波形比較回路の出力波形 4 絶対値回路 4a 絶対値回路の出力波形 5 比較回路 5a 比較回路からの出力波形 6 検出基準電圧 6a 検出基準電圧の波形 7 電源電圧 7a 電源電圧の波形 8 矩形波作成回路 8a 矩形波作成回路の出力波形 9 PLL回路 9a PLL回路からの出力波形 11 リセットパルス作成回路 11a リセットパルス 12 カウンタ 13 ROM 14 D/A回路 14a D/A回路からの出力波形 15 電源電圧 15a 電源電圧の波形 16 整流回路 16a 整流回路からの波形 17 平滑回路 17a 平滑回路からの波形 18 比較回路 19 検出基準電圧 19a 検出基準電圧の波形 20 停止信号 20a 停止信号の波形

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源電圧の信号と、前記電源電圧に同期
    した基準波形の信号とが加えられる波形比較回路と、前
    記波形比較回路からの信号が与えられ、入力される波形
    相互の比較では、その差は正負両方に現われるので、全
    波整流した波形に相当する出力をうる絶対値回路と、前
    記絶対値回路からの信号と、検出基準電圧とが与えられ
    る比較回路とを備え、前記比較回路から電源電圧の停電
    検出信号をうることを特徴とする停電検出装置。
  2. 【請求項2】 正弦波波形が与えられる矩形波作成回路
    と、前記矩形波作成回路からの信号が与えられ、商用電
    源周波数の整数倍のパルスを発生するPLL回路と、前
    記PLL回路からの出力が与えられるカウンタ回路と、
    前記カウンタ回路からの出力が与えられ、かつ正弦波に
    関するデジタル情報を予め書き込んだメモリと、PLL
    回路の出力のパルスによってメモリから読みだしたデジ
    タル情報を正弦波のアナログ情報に変換するD/Aコン
    バータとを備えることを特徴とする請求項1記載の停電
    検出装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004282585A (ja) * 2003-03-18 2004-10-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子機器
JP2008061356A (ja) * 2006-08-30 2008-03-13 Omron Corp 単独運転検出装置およびその単独運転検出方法、単独運転検出装置を内蔵したパワーコンディショナー
US8509633B2 (en) 2009-11-26 2013-08-13 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Heating device and image forming apparatus
KR20220134398A (ko) * 2021-03-26 2022-10-05 이지콘주식회사 화재 진압용 에너지 공급 시스템

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