JPS603563A - 商用電源周波数判別装置 - 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】 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電
気装置、あるいは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々どに付加され、入力商用電
源の周波数を判断して当該装置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。ディジタル計数方式の時計や
タイマー装置における基準周波数は水晶発振子々ど比較
的安定度の高い発振子が利用されるが高価である。そこ
で商用電源が手軽に利用出来る場合は、商用電源の周波
数を基準周波数とする手段がとられる。しかしながら商
用周波数には５０　Ｈｚ　と６０Ｈｚが存在するだめ、
従来は５０Ｈ２３ベ−ブ あるいは６０　Ｈｚ専用機種とし、使用周波数を限定し
だり　／ｉ６０　ＨＺ切り換えスイッチを設けることで
対処していた。

このため前者の場合、同一製品に５０　Ｈｚ用。

６０Ｈｚ用の２種類を必要とし、製品を管理する上で不
便であったり、後者の場合、切替えスイッチの選択が適
当に外されていないだめのトラブルが多々発生した。そ
こで従来は下記の様な商用電源周波数自動判別装置が提
案されていた。

第１図は商用電源周波数自動判別装置を備えたディジタ
ル時計の回路図を示す。第１図にて１はマイクロコンピ
ュータであり、信号線ａから商用０Ｈｚ 電源周波数を取り込み　４゜Ｈ２を自動判別した後、計
数２桁上げ、表示のだめのデコードなどを行なう構成と
方っている。２は商用電源で３は電源トランス、４はブ
リッジダイオードで交流を全波整流し、コンデンサ６に
て平滑を行なって直流電源を得ている。６と７は抵抗で
信号線すの電位が母線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。

逆に信号線すの電位が母線Ｃに対して負極となる位相時
にはトランジスタ８ばＯＦＦする。この時トランジスタ
８のエミッタ、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はマイクロコンピュータ１
を駆動せしめ同時に電源周波数の　７／６０Ｈ２判定を
行なう際に基準と々る信号を発生する発振器である。１
２は時計用ＬＥＤで、マイクロコンピュータ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図に示すブロック図と第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のブロックにて、商用電源周波数の矩形波信号
（以下クロックと称す）である波形口に変換される。１
６はクロック発生器１４より出力されたクロック信号が
６“Ｌ　Ｉ＋から”””ｘの信号に変化したことを検出
する極性変化検出部で、必ずもクロック波形の立ち上り
信号を検出し５−−ジ 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、との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っており（第４図波
形へ）、極性変化検出部１５で検出された極性変化回数
を計数部１８に通過させる（第４図波形ト）。

計数部１９はゲート回路１８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６０Ｈ２もしくは６０Ｈ
２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“６５″より大きいと８０Ｈ２，小さいと６
０Ｈｚと商用電源周波数を判別するととができる。この
判別を行なうのが判定部２１である。判定部２１は　４
゜Ｈｚを判別すると５０Ｈ２処理部２２もしくは６０Ｈ
ｚ６ベり、゛ 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値判定である為
、例えば第１図でのトランジスタ８がオープン不良もし
くはショート不良であった場合計数部１９の値が「○」
となり５６　Ｈｚと判定することになる。この時５０Ｈ
ｚ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ュータ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
あった。

一方、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の精度が低下し、６０．＠
。Ｈｚの自動判別が正確に行なえなく々るという問題が
あった。

発明の目的 本発明は上記問題点に鑑みて々したもので、５０／６゜
砒の判定が正確に行々えない、あるいは７ベーシ゛ ５０／６ｏＨ２の判定結果に問題が出るよう々場合を異
常と判断し、異常信号を発生することで警報を発するか
もしくは、動作を停止させることを目的としている。

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
回数を計数するカウンタと、”／ｅ　ｏ秒より長く、ｎ
１５ｏ秒よりは短い範囲内で設定された時間を計時する
装置と、上記設定された時間内での上記商用電源の極性
転換回数があらかじめ設定された値より大きいか小さい
かを比較する第１の比較部と、第１の比較部で「犬」と
判断された場合、さらに第２の設定値に対して上記極性
転換回数が大きいか、小さいかを比較する第２の比較部
と、逆に第１の比較部で「小」と判断された場合、第３
の設定値に対して、上記極性転換回数が大きいか、小さ
いかを比較する第３の比較部と、上記第２の比較部で「
小」あるいは上記第３の比較部で「大」と判断された場
合のみ、　／ｅ　ｏ　Ｈｚの判定を行々う判定部と、第
２の比較部で「太」あるいは第３の比較部で１小」と判
断された場合は異常と判断する異常判定部を備えている
。これにより電源周波数の異常あるいは基準周波数の異
常を検出出来るようになる。

実施例の説明 本発明による一実施例のブロック図を第４図に示す。回
路構成は第１図に示した従来のディ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６５以上が否かを比
較する比較部で５６以上の場合比較部２５が選択され、
そうで々い場合は比較部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−にか否かを比較
する。比較部２６及び２６の出力はそ九ぞれ判定部２１
と異常判定部２７に接続されており、異常判定部２７が
選択さｆ’−’ｌ　ｈ　′！’＊ｌａｌ”ｌ　＃　２８
　ｙ）：（ｔ１＝動“４°判６部′″が　１選択さレル
と、５’ＡｏＨ２を判定し５０　Ｈｚ、６０Ｈｚに応じ
て５０Ｈｚ　処理部２２もしくはｅｏＨｚ処９ページ 環部２３が選択される。

第６図は電源周波数が５０Ｈ７、ｅｏＨｚのときに計数
部１９で計数される回数と、判定部２１で５０／６０Ｈ
２の判定が行々える可能々範囲を示す図である。第６図
にてたて軸は回数、横軸に時間を目盛してあり、ａは電
源周波数が６０Ｈ２の時すば６０Ｈ２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５ｏＨｚの時は５０回、６０Ｈｚの時は６０回
と々る。そこで、比較部２４にて、６５回以上か否かを
比較することで、５０Ｈｚ、ｅＯＨｚの区別が可能であ
る。

しかしながら今、基準周波数発生器１６０周波数が高め
にずれると、基準時間発生回路が計数される時間は１秒
より短くなり（１−Δ１＋）秒になったとする。どの（
１−Δ１＋）が、第６図にて電源周波数がｅｏＨｚの場
合に計数部１９が６６回計数するのに必要な時間（入点
の時間）以下にな１０、、。

った場合、す々わちチの領域にある場合は、電源周波数
が６０Ｈ２であっても５０Ｈｚと判断することになる。

逆に基準周波数発生器１６の周波数が低めにずれ、基準
時間発生回路が計数する時間が（１＋Δｔ２）秒になっ
た場合、この（１＋Δｔ２）秒が電源周波数が５０Ｈｚ
の場合に計数部１９が６５回計数するのに必要な時間（
Ｂ点の時間）以上になると電源周波数が５０Ｈ２であっ
ても６０Ｈ２と判断してし甘う。

ここで電源周波数がＡ点の時間で計数できる回数は４５
．８回で、電源周波数がＢ点の時間で計数できる回数は
６６回であるので比較部２５にて計数部１９の値が６０
回以上か否かを、比較部２６にて計数部１９の値が４６
回以」二か否かを判断し、計数部１９の値が４６回以上
６６回以下である場合は、基準周波数発生器１６の周波
数が正常であると判断し判定部２１にて、５０／６ｏＨ
２の判定を行ない、６０Ｈ２の場合け５ｏＨ２処理部２
２を６０Ｈ２；の場合は６０Ｈｚの処理部２３を駆動す
ることＫなる。一方、計数部１９の値が４６回以１１ペ
ー：− 下あるいは６６回以上の場合は異常判定部２７にて５０
／Ｈ２の判定が不可能と判断し、警報回路０ ２８を駆動する。

また、上記実施例では基準周波数発生器１６の周波数が
変動した例を示しだが、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
され々い場合も、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、基準周波数発生器１６の
周波数及び商用電源の周波数の異常を、比較器２５及び
２６を設け、計数部１９に蓄積された値が比較器２５．
２６に定められた値以内にあるか否かで判定することが
可能に々る。

【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ック図、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ック図、第６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
節回を示す図である。 １・・・・・・マイクロコンピュータ、２・・・・・・
商用電源、１１・・・・・・基準信号を発生する発振器
、１４・・・・・・クロック発生器、１５・・・・・・
極性変化検出部、１７・・・・・・基準時間発生回路、
２４・・・・・・比較器、２５・・・・・・比較器、２
６・・・・・・比較器、２７・・・・・・異常判定部、
２８・・・・・・警報回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力された商用電源の極性転換時点を検出する装置と、
   上記商用電源の極性転換回数を計数するカウンタと、。 ／６゜秒よりは長く、ｎ４ｏ秒（但しｎは５５の整数倍
   ）よりは短い範囲内で設定された時間を計時する装置と
   、この設定された時間を経過した時点において上記カウ
   ンタに蓄積された値を商用電源の周波数がｅｏＨｚであ
   るのか５０Ｈｚであるのかを判定する第１の設定値と比
   較する第１の比較器と、上記カウンタに蓄積された値が
   上記第１の設定値より大きな値に設定された第２の設定
   値に対して太きいか、小さいかを比較する第２の比較器
   と、さらに上記第１の設定値より小さ々値に設定された
   第３の設定値に対して大きいか小さいかを比較する第３
   の比較器と、上記カウンタに蓄積された値が異常の場合
   に作動する異常判定部と、この異常判定部により上記当
   該２ページ 商用電源によって駆動される装置を安全側に停止もしく
   は警報を発する安全回路を備えた商用電源周波数判別装
   置。