JPS62210895A - 電圧低下検知装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、インバータ制御システムに対する電源ダウ
ン時の電圧低下検知装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、空気調和機、冷蔵庫等の機器制御に用いられるイ
ンバータシステムの電源ダウン時の電圧検知回路には、
第７図に示す回路方式のものがある。これは三菱電機株
式会社製ルームエアコンＭＳＨ２−２２３ＯＲのサービ
スハンドブックにおいて知られている。

第７図において、ｌは商用電源、２は商用電源１を直流
に変換するダイオードコンバータ、３はコンバータ２の
直流出力端に接続された平滑用コンデンサ、４はコンバ
ータ２の直流出力ｉにシャント抵抗６を介して接続され
、直流を任意・周波数の三相交流に変換するインバータ
で、その交流出力端には、空気調和機あるいは冷蔵庫等
の圧縮機４が接続されている。７．８は上記コンバータ
２の直流出力端に直列に接続した電圧取出し用の抵抗で
、抵抗８の両端にはホトカプラ９の発光ダイオード９ａ
が定電圧ダイオード１０を介して並列に接続され、そし
てホトカプラ９のホトトランジスタ９ｂは直流電源＋Ｖ
とアース間に接続されている。１１はコンパレータで、
その反転入力端は上記ホトトランジスタ９ｂのコレクタ
に接続され、また、非反転入力端は、直流電源＋■とア
ース間に直列に接続した抵抗１２と１３との接続点に接
続され、そしてコンパレータ１１の出力信号はマイクロ
コンピュータ１４に供給される。マイクロコンピュータ
１４は上記インバータ４を制御するものである。

上記のように構成されたインバータ制御システムの電圧
検知回路において、商用電源１はインバータ２により直
流に変換され、平滑コンデンサ３により平滑化される。

この直流電圧（以下、これを母線電圧と云う）はインバ
ータ４により、マイクロコンピュータ１４からの制御信
号に応じた周波数の三相交流に変換され、圧縮機５に供
給することで圧縮機５を駆動する。

上記のような圧縮機５のインバータ制御システムにおい
て、電源が正常な場合は、コンバータ２の直流出力端に
発生する母線電圧は抵抗７．８で分割され、抵抗８の両
端に発生する電圧が定電圧ダイオード１０に印加される
ことにより、ホトカプラ９の発光ダイオード９ａに電流
が流れ、発光ダイオード９ａを発光動作することでホト
トランジスタ９ｂをオンする。すると、コンパレータ１
１の反転入力端の電位がアース電位となり、抵抗１２゜
１３で分割された非反転入力端の電位より低くなるので
、コンパレータ１１の出力はＬ″になり、これがマイク
ロコンピュータ１４に入力される。

一方、商用電源１がダウンすると、母線電圧が低下し、
抵抗８の両端電圧は定電圧ダイオード１０のブレークダ
ウン電圧以下となるため、ホトカプラ９はオフする。従
って、コンパレータ１１の反転入力端の電位が非反転入
力端の電位よりも高くなり、これによりコンパレータ１
１の出力はＨ”に反転し、これがマイクロコンピュータ
１４に入力される。マイクロコンピュータ１４はコンパ
レータ１１の出力“Ｈ”の状態を検知してインバータ制
御システムに対し運転停止などの安全処理を実行する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来の電圧低下検知回路では、コンバータ
２からの高電圧を直接検知する回路方式となっているた
め、抵抗７，８等の回路部品には高耐圧のものが必要と
なり、回路部品点数が多くなるほか、電源ダウン検知の
ための諸調整も必要となって信頼性にも欠けるなどの問
題があった。

この発明は上記のような従来の問題点を解消するために
なされたもので、回路部品数を削減し、検知精度の高い
高信頼性の電圧低下検知装置を提供することを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る電圧低下検知装置は、インバータ制御手
段の動作と共にカウント動作して電源の正常及びダウン
時の検知情報を生成するタイマ手段と、電源と同期する
パルスを発生すると共に該パルスが割込み指令として加
えられる毎にタイマ手段のカウント内容を初期設定する
電源同期パルス発生手段と、電源ダウン時の電圧降下率
から比較用時間値を設定する手段と、上記カウント内容
が上記比較用時間値以上のとき電源ダウンと判定する手
段とから構成したものである。

〔作用〕

この発明においては、電源同期パルス発生手段からのパ
ルスが加えられる毎にクリアされるタイマ手段のカウン
ト内容と設定手段で設定された比較用時間値とを判定手
段で比較し、カウント内容が比較用時間値以下の時、電
源が正常であると判断してインバータ制御システムの運
転を継続させ、そして比較用時間値以上であると判定さ
れた時、電源ダウンもであるとして運転停止を行わせる
ものであり、これにより電圧低下検知の処理をソフトフ
ェア化する。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面について説明する。

第１図はこの発明にかかる電圧低下検知装置を備えたイ
ンバータ制御システムの回路図を示すものである。同図
において、第７図と同一符号で示ｔ　コアバー　タ２．
　平滑コンデンサ３．インバータ４及び圧縮機５．シャ
ント抵抗６は第７図と同一のものである。また、１５は
商用電源１と同期するパルス信号を生成するためのホト
カプラで、商用電源１の両端制限抵抗１６を介して逆並
列に接続した１対のホトダイオード１５ａ、１５’ｂと
、この発光ダイオード１５ａ、１５ｂの光を受けて導通
ずるホトトランジスタ１５ｃとから構成され、ホトトラ
ンジンスフ１５Ｃのコレクタは直流電源＋■に、エミッ
タはアースにそれぞれ接続されている。

１７はインパーク４の制御機能及び電圧低下検知機能を
備えたマイクロコンピュータで、中央処理装置（以下Ｃ
ＰＵと云う）１７ａと、インバータ制御及び電圧低下検
知のための処理プログラム等を記憶したメモリ１７ｂと
、上記ホトカプラ１５からの同期パルス信号及び上記シ
ャント抵抗６の両端電圧を取込む入力回路１７Ｃと、Ｃ
ＰｔＪ１’７ａでの演算結果をインバータ４に出力する
出力回路１７ｄと、ＣＰＵＩ　７　ａからの指令により
カウント動作する内部タイマ１７ｅとを備え、上記内部
タイマ１７ｅの計数内容はメモリ１７ｂ内力ウンタ部に
格納されるようになっている。

次に、上記のように構成された本実施例の動作について
説明する。

第２図は、商用電源１が正常に供給された場合（ｔ＝０
〜’ｒｏ）とダウンした場合（ｔ　＞　Ｔ　ｏ）におけ
るホトカプラ１５が生成する電源同期パルスと母線電圧
波形、及びメモリ１７　、ｂ内のタイマカウンタのカウ
ント状態を示している。

マイクロコンピュータ１７が動作すると、内部タイマ１
７Ｇがスタートしてカウント動作すると共に、その計数
内容はメモリ１７ｂにタイマカウンタ部に記録されてゆ
く。そしてタイマカウンタの内容は、ホトカプラ１５か
らの同期パルス信号による割込みがかかる毎に第２図（
ｃｌ）の鋸歯状波形の如くクリアされ初期化される。ま
た、電源がダウンすると、パルス信号がなくなるため、
タイマカウンタの値は第２図（ｄ）の右側に示すように
順次増加して行く。この時、母線電圧も第２図（ｃ）の
ように低下していくが、その降下率は、母線電流の値に
よって変化する。この様子を第３図に示す。

第３図において、Ｔｏの時点で電源がダウンした時、母
線電流値１１＋　Ｉ！＋　１．がＩＩ＞１２＞１３であ
るとすると、運転停止させるための電圧Ｖつに達するま
での時間Ｔ　＋　、Ｔ　ｚ　、Ｔ　３は’ｒ、＜Ｔ、＜
’ｒ３となる。

次に、本実施例の電圧低下検知動作を第４図乃至第６図
のフローチャートに基いて述べる。

まず、マイクロコンピュータ−７のイニシャライズされ
、第４図に示すメインルーチンがスタートすると、ステ
ップ１０１で内部タイマ１７Ｃをスタートさせる。この
時マイクロコンピュータ１７内でタイマ割込みがかかる
と、第５図に示すルーチンに移行し、ステップ１０７で
一定時間毎にメモリ１７ｂ内のタイマカウンタ内容を＋
１、即ちインクリメントし、次のステップ１０８でメイ
ンルーチンへリターンされる。

また、電源１が正常ならば、ホトカプラ１５から発生す
る電源同期パルス信号がマイクロコンピュータ１７に供
給されるため、マイクロコンピュータ１７に対しタイマ
カウンタクリアのための割込み指令がかかり、第６図に
示すサブルーチンが実行される。即ち、電源同期パルス
による割込みがかかると、ステップ１０９でメモリ１７
ｂ内のタイマカウンタがクリアされ、そして次のステッ
プ１１０でメインルーチンへリターンされる。

一方、第４図に示すメインルーチンでは、次のステップ
１０２において、シャント抵抗６の両端に発生する電圧
をマイクロコンピータ１７に取込むことにより母線電流
を検出する。そして、次のステップ１０３で、母線電流
値が第３図に示す電−鎧、 ：ミ？ ２乙 流■１〜■３のいずれであるかを判別し、メモリ１７ｂ
内に記録されたタイマカウンタとの比較時間値であるＴ
１〜Ｔ３のうちから１１〜■３に対応する比較値を選択
設定する。次のステップ１０４では、選択された比較値
とタイマカウンタの内容とを比較し、カウンタ値がＴ、
〜Ｔ３以下のときはステップ１０５に移行して運転を継
続する処理を実行し、またＴ、〜Ｔ３以上であると判定
された時は、ステップ１０６に進み、運転停止の処理を
行う。

上記のような本実施例にあっては、マイクロコンピュー
タ１７が動作すると、これに内蔵のタイマ１７ｅをカン
ウド動作させて電源の正常及びダウン時の検知情報を生
成すると共に、ホトカプラ１５により電源電圧に同期す
るパルスを生成し、これがマイクロコンピュータ１７に
割込み指令として入力される毎に上記タイマによるカウ
ント内容をクリアすると共に、コンバータ３の出力側に
接続したシャント抵抗６の両端電圧（母線電圧）をマイ
クロコンピュータ１７に取込むことにより、負荷電流に
応じた電源ダウン時の電圧降下率から比較時間値を設定
し、この設定値と上記タイマのカウント内容とを比較し
、そのカウント内容が設定値以上のとき電源ダウンと判
定して電圧低下の検知を行うようにしたものであり、し
かもこれらの判定はマイクロコンピュータ１７でソフト
処理するものであるから、従来のように高耐圧の回路部
品（抵抗７．８等）及び電圧検知のためのホトカプラに
付随するコンパレータ及び抵抗等の回路部品が不要にな
って、回路部品数を削減できるほか、マイクロコンピー
タにより処理されるため、検知精度が高（信頼性を向上
する。

なお、上記実施例では、シャント抵抗により母線電流を
検出する方式を採用したが、これに限らず、商用電源１
側の交流を検出するようにしても良い。また、電流に対
応する比較時間値としては、第３図に示すような３つの
パターンに限らず、これ以下及び以上であっても良いが
、比較値のパターン数が多い方が検知精度を高くできる
。また、倍電圧整流回路を用いる場合には、高耐圧部品
が不要となる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、電圧低下検知のため
の処理手段をマイクロコンピュータで構成したので、電
圧低下検知のための回路部品数を削減でき、回路構成を
低コスト化できると共に、検知精度が向上し、信頼性の
高い検知回路を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる電圧低下検知装置の一例を示
す回路図、第２図はこの発明における各部の説明用波形
図、第３図はこの発明における母線電流をパラメータと
した母線電圧降下率の例を示す図、第４図乃至第６図は
この発明における動作説明用のフローチャート、第７図
は従来における電圧低下検知装置の回路図である。 １は商用電源、２はコンバータ、４はインバータ、５は
圧縮機、６はシャント抵抗、１５はホトカプラ（電源同
期パルス発生手段）、１７はマイクロコンピュータ、１
７ａはＣＰＵ、１７ｂはメモリ、１７ｅはタイマ。 １ｇ、 第３図 ＯＴｏ　　　　Ｔ＋　　　Ｔｚ　　　Ｔｓ　　暇（ｔ）
電 源 ダ ウ ン 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）商用電源を直流に変換するコンバータと、この直
   流を交流に変換するインバータと、このインバータから
   の交流出力により駆動される負荷を有するインバータ制
   御システムにおいて、上記インバータを制御する制御手
   段、この制御手段の動作と共にカウント動作して上記電
   源の正常及びダウン時の検知情報を生成するタイマ手段
   、上記商用電源と同期するパルスを発生し該パルスが割
   込み指令として加えられる毎に上記タイマ手段のカウン
   ト内容を初期設定する電源同期パルス発生手段、上記イ
   ンバータ制御システムの負荷電流に応じた電源ダウン時
   の電圧降下率から上記タイマ手段のカウント値に対応す
   る比較時間値を設定する手段、上記カウント内容が上記
   設定手段の比較時間値以上のとき電源ダウンと判定する
   手段とを備えてなる電圧低下検知装置。
2. （２）制御手段、タイマ手段、設定手段及び判定手段が
   マイクロコンピュータで構成されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の電圧低下検知装置。