JPS59206772A - 瞬時停電検知装置 - 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、シーケンスコントローラ等の停電処理を要す
る電子機器に好適な瞬時停電検知装置に関する。

〔従来技術〕

従来、一般にこの種の電子機器では、その内部電源が停
電によシある時間経過すると電気エネルギーを消失する
ので、その後は動作不能となる。

そこで、このような電子機器では停電発生時には、実行
中の内部処理を区切シのよいところまで実行した後に、
待機状態に入ったり、あるいは必要なデータを不揮発性
メモリへ待避したりするという、いわゆる停電処理が必
要となる。この停電処理は停電後において、上述の内部
電源の電気エネルギーが消失する迄の期間（停電保持時
間）に行なわなければならない。換言すれば、この種の
電子機器では、停電時のその内部電源の給電保持時間（
以下、停電保持時間と称する）が停電処理を必要とする
停電処理時間よりも長いことが望まれている。

さらに、この種の電子機器がシステム全体の中の７つの
装置として使用される場合においては、停電、瞬時停電
あるいは瞬時電源電圧降下等の電源環境に対してその機
器の状態動作が明確にされていることが望まれている。

例えば、これらの電源環境において電子機器が動作停止
、動作継続あるいは待機等の動作に至る停電検知レベル
が、つまシミ原電圧が何ボルト以下の状態が、何ミリ秒
以上継続した場合に所定の停電処理をする等のようにそ
の動作基準が定量的に把握されていないと、システム全
体の電源環境に対する動作の協調が計られないというこ
とになる。換言すると、この種の電子機器においては、
停電処理動作に至る電源の電圧レベルとその継続時間が
明確にされていることが望まれている。

このように、電子機器の内部構成面からは停電処理時間
の確保が望まれるとともに、システムに組み込まれた電
子機器においては停電処理動作をする時間および停電処
理に移る電源電圧の状態とが定量的かつ明確にされてい
ることが望まれる。

停電処理時間確保のだめには、内部電源装置の停電保持
時間を大きくすることが必要であるが、この停電保持時
間を延長することは電源装置のコスト高となり望ましく
ない。そこでこの停電保持時間を長くせずに停電処理時
間を確保するためには、実際の停電発生からこの停電発
生を知らせる旨の停電検知信号の発生までの遅れ時間を
できるだけ短縮することが有効となる。そのため、従来
からこの種の電子機器に対する停電を検知する瞬時停電
検知装置が提供されているが、従来装置では以下で詳述
するように電源周期の１／２周期（サイクル）以上の遅
れ時間があるので、瞬時停電検知装置としては充分に満
足できるものではなかった。

第１図は従来のこの種の瞬時停電検知装置の一例を示す
。図示のように、電源回路（以下、電源と称する）／に
よシ全波整流した交流電圧のレベル検出をレベル検知回
路ユで行い、レベル検知回路コで得られたレベル検知信
号に基づきタイマ３から停電検知信号Ｓを発生する。す
なわち、電源／からの給電が正常な状態のときには、電
源電圧のピーク値が所定の検知レベル以上になるタイミ
ングでレベル検知回路コからにベル検知信号が電源ｌの
各電源周期毎に発生するが、電源が停電または′電圧低
下した場合には、このレベル検知信号が正規のタイミン
グで発生しなくなるので、それに応じてタイマ３から停
電検知信号Ｓを出力する。

第２図は第１図の従来装置の詳細な回路構成の一例を示
す。交流電源グからの交流電圧をダイオードブリッジＳ
で全波整流して得られた全波整流電圧ＶＲ（第３図参照
）があらかじめ設定したツェナ・ダイオード乙のしきい
値ＶＴ以上の電圧を越えたときに、ツェナ・ダイオード
乙が降伏状態となシ導通ずるので、電流制限抵抗７によ
り定まる電流がホトカプラｇの発光ダイオードｇＡに流
れる、ホトカプラｇのホトトランジスタｇＢの出力はタ
イマ３のリセット信号ＲＥＳとな′シ、そのリセット信
号ＲＥＳの立下シでタイマ３が限時動作を開始し、次の
リセット信号ＲＥＳが入力されるまで限時動作を行い、
タイマ３の設定時間以上にリセット信号ＲＥＳの入力が
ない場合にはタイムアツプして、このタイムアツプ信号
を停電検知信号Ｓとして出力している。

第３図かられかるように、整流電圧ＶＲが検出レベルで
あるツェナ・ダイオード乙のり、Ｊい値ＶＴ以上の期間
のみタイマ３のリセット信号ＲＥＳは、ハイ０レベルと
なるパルス信号となる。このパルス信号ＲＥＳの発生周
期は、整流電圧ＶＲの尖頭値ＶＭと上述のしきい値ＶＴ
とがほぼ等しい電源状態が正常な場合には、電源周期、
すなわち交流電源グの電源周期の１／２周期となる。す
なわち、このような周期的なリセット信号ＲＥＳが得ら
れるのは、電源ダが正常に動作している場合であるから
この周期的なリセット信号ＲＥＳの／周期の間にタイマ
３がタイムアツプして停電検知信号Ｓを出力しないよう
に、タイマ３の時限（整定時間）を電源周期の１／２周
期以上に設定する必要がある。

従って、従来装置では電源周期の１／２周期以下の間に
生ずる停電については検知不能で対処することができな
い。

第り図は従来装置の他の構成例を示し、この装置では平
滑回路ワで平滑された電圧に対してレベル検知を行う。

第５図は第７図の従来装置の詳細な回路構成の一例を示
し、この回路では、交流電源弘をダイオードブリッジＳ
で全波整流したのち、コンデンサ１０によシ平滑してい
る。この平滑電圧■Ｓ（第６図参照）がツェナ・ダイオ
ードＬによシあらかじめ定まるしきい値ＶＴ以上の場合
には、ツェナ・ダイオード６が導通状態と々！ｌｌ電流
制限抵抗７を経てホトカプラどの発光ダイオードｌ＋Ａ
に電流が流れる。ところが、停電または電源′ε圧低下
時等の際には、上述の平滑電圧ＶＳが低下しこの電圧Ｖ
Ｓがしきい値ＶＴ以下まで低下したときには、ツェナー
ダイオード乙は非導通状態となってホトカプラどの発光
ダイオードｇｌに電流が流れないので、ホトカプラとの
ホトトランジスタｇＢから電源が異常である旨の停電検
知信号Ｓ（電圧値）が得られる。

しかし、この回路構成では、平滑回路９のコンデンサ１
０の時定数のために騎時停電に対する応答性が第一図の
回路構成例よりもさらに遅くなる。

さらにその平滑回路９は、通常、電源装置内の平滑コン
デンサの周辺に構成されているので、電源装置内の平滑
コンデンサ両端のレベル値を検知して誤動作することが
あるという問題があった。

〔目的〕

そこで、本発明の目的は、上述した欠点を除去し、電源
が異常である旨の信号の過渡応答時間を短縮するように
構成して、高速応答化を図った騎時停電検知装置を提供
することにある。

〔発明の要点〕

かかる目的を達成するために、本発明では、交流電源を
含む閉回路に５この交流電源の停電時の基準値を設定す
るとともにその交流電糎が基準値以上となったときに所
定時間導通する負性抵抗特性を有するトリガ素子を挿入
することにより、電源が異常である旨の停電検知信号の
応答時間を短縮するようにしだものである。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第７図は本発明瞬時停電検知装置の構成の一例を示し、
ここで第１図の従来装置と機能が同様の部分については
、同一符号を付してその詳細な説明は省略する。第７図
で、／／は通電検知回路であシ、電源／からの交流電圧
をレベル検知回路コでいったんレベル検知した後、その
交流電圧が零ボルトに下降するまでリセット信号ＲＥＳ
を継続する。

第ｇ図は第７図の本発明装置の詳細な回路構成の一例を
示し、交流電源グと金波整流用のダイオードブリッジＳ
の後段に、電流制限抵抗７と、電圧の増加に対して電流
が減少するいわゆる負性抵抗特性を有するトリガ素子／
、２と、ホトカプラｇの発光ダイオードｇＡとを直列に
接続して閉回路を構成する。さらに、ホトカプラｇのホ
トトランジスタｇＢとタイマ３とを接続して、ホトカプ
ラｇの発光ダイオードｇＡに電流が流れている期間は、
ホトトランジスタｇＢからタイマ３に対してリセット信
号ＲＥＳが送出されるようにする。

上述のトリガ素子／、２としてはその両端の印加電圧が
あらかじめ設定されたしきい値■Ｔ以下では非導通状態
となや、しきい値ＶＴ以上すなわちブレークオーバ電圧
で導通状態となシ、いったん導通後はその印加電圧が零
ボルトになるまで導通を継続して、それ以後は再びブレ
ークオーバ電圧になるまで非導通状態となるものを用い
る。そのしきい値ＶＴは停電時の電圧として規定する基
準電圧にあらかじめ設定する。

さらに、第９図の信号波形図を参照して動作を詳述する
と、全波整流電圧ＶＲがしきい値ＶＴ以上になるとトリ
ガ素子／２は導通状態となってホトカプラどの発光ダイ
オードｇＡ、Ｉ／’Ｃ電流が流れて発光するので、ホト
トランジスタｇＢが導通状態となり、リセット信号ＲＥ
Ｓが発生する。その際、トリガ素子／２は、いったん導
通後は全波整流電圧ＶＲの電圧値が低下していき零ボル
ト付近に至るまでその導通状態を持続するので、リセッ
ト信号ＲＥＳもそれに応じて送出され続ける。その後、
全波整流電圧ＶＲが零ボルトを通過すると再びしきい値
ＶＴ以上に至るまでトリガ素子／２は非導通状態となっ
てホトカプラどの発光ダイオードＯ，には電流が流れず
発光しないのでホトトランジスタｇＢは非導通となるか
らそれに応じてリセット信号ＲＥＳも消失する。そこで
、この非導通期間のリセット信号ＲＥＳの立下シをトリ
ガ入力としてタイマ３の限時動作を開始させる。

ところが、タイマ３の限時動作開始後に電源電圧の低下
等によシ全波整流電圧ＶＲが所定時間しきい値ＶＴに達
しなくなると、トリガ素子／呵は導通状態となることが
できず非導通状態を継続することとなるから５タイマ３
にはホトカブラｇからリセット信号ＲＥＳが供給されな
くなり、タイムアツプするので、タイマ３から電源異常
である旨の停電検知信号Ｓを送出することかできる。さ
らに壕だ、全波整流電圧ＶＲがピーク値ＶＭに至りその
直後に停電する場合（第７図の破線参照）には、全波整
流電圧ＶＲが零ボルトに降下した直後に、トリガ素子／
Ωが非導通となりタイマ３にはリセット信号ＲＥＳが供
給されるので、その時点からタイマ３は限時動作を開始
し、タイマ３が夕゛イムアップした時点で停電検知信号
Ｓを送出することかできる。

このように、本例では、トリガ素子／２により電圧レベ
ル検知後に電源電圧が零ボルトになるマチタイマ３のリ
セット信号ＲＥＳの発生時間を延長するようにしたので
、タイマ３の限時動作の応答時間を著しく短縮できる利
点がある。

すなわち、従来装置では第３図に示すように電源周期の
１／２周期で停電状態を検知していだめく、本例では第
を図に示すように電源周期の１／４周期で停電状態を検
知することが可能となるので、停電検知の過渡応答時間
が１／２に短縮される。

上述のように、いったんトリガ素子／コが導通状態とな
った後は、その印加電圧が零ポルトになるまでホトカブ
ラｇのホトダイオードｇＡの駆動電流が継続するように
すればよいので、第１Ｏ図に示すような構成の装置でも
良い。

第７０図において、２λは順方向および逆方向の両方向
電圧に対して対称的な負性抵抗特性を有する例えばＳＳ
Ｓ　（５ｉｌｉｃｏｎ　ｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌ　５ｗ
１ｔｃｈ　）のようなトリガ素子２ツであり、このトリ
ガ素子２Ωと交流電源グと、電流制限抵抗７と、発光ダ
イオード／ｇＡおよび＃Ａ’を逆接続したホトカブラ／
ｇの発光側端子とを直列に接続して閉回路を構成する。

さらにそのホトカブラ／ｇのホトトランジスタ／ｇｆ３
とタイマ３とを接続して、発光ダイオード／ｇＡあるい
は／ｇ八へのいずれかに電流が流れて発光する期間で、
ホトトランジスタ／ＡＢからタイマ３に対してリセット
信号ＲＥＳが送出されるようにする。

このように本例においては、トリガ素子２．２が交流電
圧の正負のいずれの方向に対しても同じ値のしきい値に
対して動作し、つまり同じ値の降伏電圧を有する。従っ
てトリガ素子二が交流電圧の正と負との両サイクルにお
いて第５図に示しだ回路と同様に動作するので、本例で
は交流電圧を全波整流するダイオードブリッジ５を省略
することができるので装置の小型化や軽量化ができる利
点がある。

なお、本発明の各実施例においては検出手段として発光
素子と受光素子とからなるホトカブラ３および７ｇを用
いたが、ホトカブラに限らずこれらの発光素子と受光素
子とを独立に構成してもよい。

さらに、タイマ３はハードウェアによるタイマであって
も、ソフトウェアによるタイマのいずれであってもよい
こと勿論である。

〔効果〕

以上説明したように、本発明によれば、トリガ素子を用
いて電源が異常である旨の信号の過渡応答時間を短縮す
るようにしたので、高速応答によシ短時間の停電を検出
できる１瞬時停電検知装置が　　・得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の概略構成例を示すブロック線図、第
Ω図は第１図の装置の回路構成例を示す回路図、第３図
は吃しそれ第２図の各部の信号波形例を示す信号波形図
、第７図は従来装置の他の概略構成例を示すブロック線
図５第５図は第を図の装置の回路構成例を示す回路図、
第４図はｔａツレ第５図の各部の信号波形例を示す信号
波形図、第７図は本発明瞬時停電検知装置の概略構成例
を示すブロック線図５第ｇ図は第７図の装置の回路構成
例を示す回路図、第９図は七れそれ第５図の各部の信号
波形例を示す信号波形図、第１θ図は本発明装置の他の
回路構成例を示す回路図である。 ／・・・電源回路、 コ・・・レベル検知回路、 ３・・・タイマ、 グー・・交流電源、 Ｓ・・・ダイオードブリッジ、 乙・−ツェナ・ダイオード、 ７・・・電流制限抵抗、 ｇ、１ｇ・・・ホトカプラ、 ｇｐ、　、　ｉｇｐ、　、　ｉｇｐ、’　　・・発光ダ
イオード、ｇＢ　、　ｉｇＢ　　ホトトランジスタ、り
・・・平滑回路、 １０・・・コンデンサ、 ／／・・・通流検知回路、 ／、２．２２・・・トリガ素子、 ＶＲ・・・全波整流電圧、 ＶＴ・・・しきい値５ ＶＳ・・・平滑電圧、 ＲＥＳ・・・リセット信号、 Ｓ・・・停電検知信号。 第１図 第５図 第７図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）交流電源があらかじめ設定した基準値に達した時点
   から零レベルに達するまで導通ずるスイッチング手段と
   、該スイッチング手段の導通に応じてその導通時間リセ
   ット信号を発生するリセット信号発生手段と、前記リセ
   ット信号の立ち下シに応じて限時動作を開始して停電検
   知信号を発生するタイマ手段とを具備したことを特徴と
   する瞬時停電検知装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の瞬時停電検知装置にお
   いて、前記スイッチング手段は負性抵抗特性を有するト
   リガ素子であることを特徴とする瞬時停電検知装置。