JPS62115376A - 電気負荷の電流消費ないし電力消費を表示する回路装置 - 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、電気負荷の電流消費ないし電力消費を連続的
に表示する回路装置に関する。

従来技術 電流め大きさをアンペア単位であるいは電力をワット単
位で測定する測定装置は種々のものが公知であり、これ
らの装置によって電気装置の電流消費または電力消費を
連続的に表示することができる。しかし、単に流れる電
流の大小を知ればいいような簡単な表示装置に用いる場
合、上述の測定装置はコストが高すぎる。

自動車の付属品に使用される可動鉄片計器はコスト的に
有利であり、これらの装置の電流または電力消費を表示
するために用いられる。しかし可動鉄片計器は、機械的
な可動部分を有しているので、それほど安価でもまた長
寿命でもない。また可動鉄片計器は指針の可動角度が９
０゜〜１０００と小さく、さらに指針の動きも被測定電
力ないし電流に対して直線的でない。そのため、表示範
囲ないし測定範囲が非常に狭く、高い表示精度は望むべ
くもない。

例えば洗濯機、冷蔵庫、空調装置、自動クツキングプレ
ート、電気毛布などの家電製品では、観察時点における
電流消費ないし電力消費を知る必要が生じる。このよう
な場合、電流の絶対的な値を知る必要はなく、流れてい
る電流の比較的な大小が示されればよい。このような用
途に対しては、従来の電流ないし電力測定装置では、そ
れが比較的安価な可動鉄片計器であっても、コストがか
かりすぎる。また従来の装置はあまり小形にはできない
ので、例えば差込プラグのケーシング内に収容すること
は不可能である。

発明の解決すべき問題点 これらとは別に、発光ダイオードを使用し、家電製品の
電流消費に応じてその輝度を変化させることが提案され
ている。しかしこの場合、流れる電流の大小を識別する
ために発光ダイオードの輝度を識別可能な程度に段階づ
けすることはできない。人間の目の輝度に対する感度は
直線的ではなく対数的な特性を一有しており、また発光
ダイオードの光はすぐに飽和してしまうからである。こ
の難点を解決するために、パルス幅制御によって発光ダ
イオードの発光範囲を拡張することも考えられたが、表
示性能がわずかに改善されたに過ぎない。また、アナロ
グ／デジタル変換器と縦続接続された発光ダイオード表
示体を多数使用して表示範囲を拡張することも不可能で
ある。そのような電力表示器は、多数の発光ダイオード
やＬＣＤ表示体を用いる場合と同じく、極めて高コスト
になるからである。

本発明の課題は、特に家電製品の電流消費または電力消
費を連続的に表示する回路装置を提消費電力の異なる家
電製品の電流ないし電力を簡単かつ低いコストで定性的
に表示できなければならない。また、この回路装置およ
びそれと接続される表示装置は、小形に構成され、従っ
て差込プラグ等の極めて小さなケーシングに収容できな
ければならない。

問題点を解決するための手段 本発明によれば、この課題は次のようにして解決される
。すなわち、電流ないし電力消費を表示する発光ダイオ
ードを電圧パルスによって制御し、該電圧パルスの周波
数は消費電流量に対応しており、また電圧パルスの周波
数が人間の目で解像可能な点滅周波数（臨界フリッカ周
波数）を下回っているようにするのである。

本発明の回路装置によれば、表示装置として非常に安価
な発光ダイオ−ｒを使用しているにもかかわらず、観察
時点において流れている電流を十分な解像力で定性的に
表示することができる。人間の目は、輝度の相違よりも
点滅周波数の相違の方をより良（識別することができる
。

従って、本発明の回路装置が設けられた表示装置は、非
常に低コストであるにもかかわらず、電流消費の表示に
適している。

本発明の回路装置では、例えば点滅周波数ＩＨｚは電力
５０Ｗに対応し、電力消費がｌ　ｋＷまで増大すると点
滅周波数もほぼ２０迅まで直線的に上昇する。点滅周波
数が２０Ｈｚを上回ると人間の目は個々の点滅を識別で
きなくなり、発光ダイオードが連続的に発光しているよ
うに見える。もちろん、人間の目で個々の点滅光を識別
可能な２０　ｕｓという点滅周波数の範囲を、もつと広
い電力範囲、例えば３　ｋＷの電力範囲に対応させても
よい。

本発明の有利な実施例によれば、第１の表示範囲におけ
る点滅周波数が人間の目で解像可能な点滅周波数を下回
っており、第２の表示範囲における点滅周波数は人間の
目で解像可能な点滅周波数を上回っている。電力消費の
小さな範囲では正確な表示が必要であるが、電力消費の
大きな範囲になると不正確な表示でも十分な場合が多い
。上述の実施例は、この事実を利用している。この場合
、第１の表示範囲では　０〜１０００Ｗまでの電力範囲
を１〜２０　ＨＥの点滅周波数で表示し、第２の表示範
囲では電力消費が１〜３ｋＷに増大するのに伴って発光
ダイオードの輝度を大きくする。

本発明の別の有利な実施例では、負荷電流路に設けられ
た抵抗から電圧が取出され、該電圧は整流器によって整
流され、かつ電圧／パルス列変換器に導かれ、該電圧／
パルス列変換器の出力信号によって発光ダイオードが制
御される。

また、電圧を取出すために設けられた抵抗が実質的に負
荷電流路に対して負荷とならない小さな抵抗値を有して
おり、取出された電流を増幅するために増幅器が設けら
れていれば有利である。電力表示装置を接続することに
よって負荷電流路に影響が生じるのはできるだけ避けな
ければならない。つまり、電圧を取出すために設けられ
た抵抗における電圧降下は、できるだけ小さく抑える必
要がある。上述の実施例は、この要求を充たすために構
成されている。また、本発明による回路装置は小さなケ
ーシング内に収容されるので、回路装置の過熱を防ぐた
めにも、抵抗による電力損失は小さく抑えなげればなら
ない。上述の実施例はこの要求をも充たしている。

発光ダイオードを含む回路の全体を、小形のの装置とし
て差込プラグケーシングに収容すれば有利である。差込
プラグケーシングは常にコンセントと組合わされて使用
されるので、本発明による電流ないし電力消費表示装置
は、安価な大量生産品として製造でき、またコンセント
に差込まれるタイムスイッチと同じように使用すること
ができる。

実施例 次に、図面を参照しながら実施例について本発明の詳細
な説明する。

第１図は本発明による回路装置の実施例を示すブロック
図である。この実施例では、回路装置の第１の入力側（
図面上方）に２２０Ｖの商用交流電圧が印加される。第
１の入力端子は第１の出力端子と直接に接続されても・
る。これとは別の第２の入力端子と出力端子との間に抵
抗Ｒ１が接続されている。抵抗Ｒ１の抵抗値は低い方が
望ましく、例えば０．０２Ωであり、そこにおける電圧
降下は負荷電流路に対して実質的に影響を与えない。

抵抗Ｒ１から取出された電圧降下は増幅器牛に加わる。

電源部３から給電される増幅器牛の出力電圧は、整流器
５で整流される。整流器の出力側に生じた直流電圧は回
路段６でパルス列に変換される。この・？ルス列の周波
数は入力電圧に比例している。発光ダイオード１はこの
パルス列によって制御される。発光ダイオードのカソー
ドは電源電圧の第２の入力側と接続されている。抵抗Ｒ
１で取出される電圧は、負荷（例えば家電製品）で消費
される電流に比例してし・る。

この電圧は、増幅、整流された後で電圧／パルス列変換
器６によって・ぐルス列に変換される。

このパルス列の周波数は、抵抗Ｒ１で取出された電圧に
、従って家電製品で消費される電流ないし電力に比例し
ている。従って、発光ダイオ−Ｐは家電製品の消費電流
ないし消費電力に対応した周波数で点滅する。

第２図は第１図のブロック図をより詳細に示す図である
。ここでは、第１図に対応する回路部分および回路素子
は同一の参照番号で示しである。

電源部３は、増幅器７に給電電圧として直流電圧を供給
する。この電源部はコンデンサＣ１（０，２２μＦ）を
有している。コンデンサＣ１は、り’ｆ　、ｔ　−）’
Ｄ、　（２１２）、Ｄ２（４１４８）から成り電圧安定
化整流器として働く回路に対して、容量性前置抵抗とし
て作用する。コンデンサＣ１に並列接続された抵抗Ｒ９
（ＬＭΩ）は、衝撃電流を防止する。この衝撃電流は、
家電製品ヲコンセントから抜き、プラグが誤って接触し
た時に、コンデンサＣ１の残留電荷によって生じるもの
である。ダイオードＤ２のカソードは平滑コンデンサＣ
２（１ｏｏＯμＦ）と接続されている。ダイオードＤ２
およびコンデンサＣ２から成る回路は整流器として働く
ので、電源部３は１２Ｖの直流動作電圧を出力する。以
上の説明から分るように、電源部３は通常の構造をして
おり、本発明の対象ではない〇 負荷電流路に、つまり第２の電源入力端子と第２の出力
端子との間に、抵抗Ｒ１が接続されている。抵抗Ｒ１は
、家電製品が通常の電流を消費している時にミリセルト
単位の電圧降下を生じるような抵抗値を有していること
が望ましい。

この実施例では、Ｒ１の抵抗値はｏ、０２Ωである。

抵抗Ｒ１で取出された電圧は、回路部分生、５（第１図
の増幅器４および整流器５）で増幅、整流される。抵抗
Ｒ１の図平面で見て上側の端子、ないしは第２の出力端
子に、抵抗Ｒ２（６，８にΩ）およびＲｓ（１８０にΩ
）が直列に接続されている。抵抗Ｒ２，Ｒ３の接続点は
増幅器７の一方の入力側と接続され、他方の入力側は第
２の電源入力端子と接続されている。既に説明したよう
に、増幅器７には電源部３から動作電圧が供給される。

増幅器７の出力側はダイオードＤ３のアノードと接続さ
れ、そのカソードは、抵抗Ｒ３の前記接続点とは反対側
の端子およびコンデンサＣ３（２，２／！Ｆ）の一方の
端子と接続されている。コンデンサＣ３の他方の端子は
、第２の電源入力端子と接続されている。

整流器として働くダイオ−）′Ｄ３は、それ自体として
は０．６　■にならないと整流を開始しない。

しかしこの実施例では、前置された増幅器７で電圧が増
幅されるのでミリセルト範囲で整流を行なうことができ
る。従って抵抗Ｒ１で取出された電圧を整流し、それに
比例した直流電圧をコンデンサＣ５に供給できる。抵抗
Ｒ２，Ｒ，は、増幅器７の増幅度を調整するために用い
られる。

Ｒ２，Ｒ３の抵抗値、従って増幅器７の増幅度を変化さ
せれば、抵抗Ｒ１で取出される所定の電圧変化、従って
家電装置の所定の消費電力に対する発光ダイオード１の
点滅周波数を変化させることができる。この実施例では
、ＩＯＷがほぼ１秒に相当するよう精度が設定されてい
る。もちろん、別の精度を設定してもよい。

抵抗Ｒ４で取出された電圧に比例する直流電圧は、抵抗
Ｒ４（３９にΩ）を介して、直流電圧をパルス列に変換
する回路段６に印加される。この回路段の入力信号は、
・ぞルス発生器として働く差動増幅器８の一方の入力側
に導かれる。その他方の入力側は、コンデンサＣ４（０
，１μＦ）を介して第２の電源入力端子と接続されてい
る。

差動増幅器８の出力側は、一方で抵抗Ｒ５（１２ＱｋΩ
）を介して増幅器自体の１つの入力側と、他方でダイオ
ードＤ４（４１４８）および抵抗Ｒ７（１２０にΩ）か
ら成る直列回路を介して増幅器のもう１つの入力側と接
続されている。ダイオードＤ４と抵抗Ｒ７との直列回路
に、抵抗Ｒ６（１１ＭΩ）が並列接続されている。電圧
／パルス列変換器６ないし差動増幅器８の出力信号は、
抵抗Ｒａ　（１，５ｋΩ）を介して発光ダイオード１の
アノードに印加される。この出力信号の周波数は、電圧
／パルス列変換器６０入力側に加わる電圧、従って抵抗
Ｒ１で取出された電圧に比例している。言い換えれば、
発光ダイオード１の点滅周波数は、観察時点における家
電製品の消費電流ないし消費電力に比例している。従つ
て、家電製品の消費電力が増大するほど発光ダイオード
の点滅周波数も高くなる。

以上説明した実施例は、本発明による回路装置の特別に
有利な実施例である。ただし当業者にとっては、本発明
の範囲を逸脱することなく、種々の変形、構成が可能で
ある。

発明の効果 本発明の回路装置によれば、いろいろな家電製品の電流
ないし電力消費を簡単にかつ定性的に表示することがで
きる。またこの回路装置および表示装置は極めて小形に
構成できるので、差込プラグ等の極めて小さなケーシン
グに収容できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による回路装置の実施例のブロック図、
第２図は第１図のブロック図をより詳細に示す回路図で
ある。 １・・・発光ダイオード、３・・・電源部、牛、７・・
・増幅器、５・・・整流器、６・・・電圧／パルス列変
換器、８・・・差動増幅器。 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電気負荷の電流消費ないし電力消費を連続的に表示
   する回路装置において、 電流ないし電力消費を表示する発光ダイオ ード（１）が電圧パルスによつて制御され、該電圧パル
   スの周波数は消費電流の強さに対応しており、また電圧
   パルスの周波数が人間の目で解像可能な点滅周波数（臨
   界フリツカ周波数）を下回つている、ことを特徴とする
   電気負荷の電流消費ないし電力消費を表示する回路装置
   。 ２、第１の表示範囲における点滅周波数が人間の目で解
   像可能な点滅周波数を下回つており、第２の表示範囲に
   おける点滅周波数は人間の目で解像可能な点滅周波数を
   上回つている特許請求の範囲第１項記載の電気負荷の電
   流消費ないし電力消費を表示する回路装置。 ３、負荷電流路に設けられた抵抗（Ｒ＿１）から電圧が
   取出され、該電圧は整流器（５）によつて整流され、か
   つ電圧／パルス列変換器（６）に導かれ、該電圧／パル
   ス列変換器の出力信号によつて発光ダイオード（１）が
   制御される特許請求の範囲第１項または第２項記載の電
   気負荷の電流消費ないし電力消費を表示する回路装置。 ４、電圧を取出すために設けられた抵抗（Ｒ＿１）が、
   実質的に負荷電流路に対して負荷とならない小さな抵抗
   値を有し、また取出された電流を増幅するために増幅器
   （４）が設けられている特許請求の範囲第３項記載の電
   気負荷の電流消費ないし電力消費を表示する回路装置。 ５、差込プラグのケーシング内に収容されている特許請
   求の範囲第１項から第４項のいずれか１項記載の電気負
   荷の電流消費ないし電力消費を表示する回路装置。