JPS63205575A - 電源瞬断検出装置 - 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、電源瞬断検出装置に関する。

〈従来の技術〉 多くの電磁リレーを用いてシーケンス制御を行なう例え
ば継電連動装置等のシステム制御装置では電源の電圧変
動によりシステムが誤動作しないよう、一般には第８図
に示すような低電圧検出装置を使用している。

このものは交流電源１の交流出力をトランス２により変
圧し、整流回路３で整流し、抵抗Ｒ０とＲ２を通して直
流リレーＲｙのコイルに電圧を供給するようにしている
。

交流電源１の電圧が低下すると直流リレーＲｙが落下（
復帰・・・不動作）して電圧の低下を検出しシステム制
御装置へ警報を与えシステム制御装置の誤動作を防いで
いる。直流リレーＲｙが復帰すると（電圧低下検知）シ
ステム制御装置が反応し、この条件で抵抗Ｒ２を短絡し
交流電圧が上昇するのを待っている。抵抗Ｒｔが短絡さ
れているので、直流リレーＲｙは検出電圧に極めて近い
値で動作することができる。直流リレーＲｙが動作をす
るとシステム制御装置は正常な状態に復位するとともに
抵抗Ｒ１の短絡条件も解錠されまた電圧の監視をはじめ
る。

このように直流リレーＲｙは常時動作状態（励磁状態）
にあるので、直流リレーＲｙのコイルの発熱でコイル抵
抗値の変動を少なくするため、極めて消費電力の少ない
コイルを用いである。一般にリレーはコイル巻数とここ
に流れる電流の積で駆動されるので、消費電力を少なく
する為コイル電流を小さくしであるので必然的にコイル
巻数を多くしである。即ちコイル定数の大きな直流リレ
ーとなっている。このような検知装置には動作の安定性
が要求されるので、一般には直流リレーが用いられる。

このようにシステム制御装置の低電圧検出装置は従来こ
の装置内の直流リレーＲｙが設定レベル以下の電圧とな
って復帰し交流電圧の低下を検出しているものである。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところが、上述の低電圧検出装置は、ここに用いられ直
流リレーのコイル時定数が大きく、更に整流回路３のダ
イオード（整流器）がコイルに並列に接続されているの
でコイルに蓄えられた電磁エネルギーの放出に時間がか
かり、従って復帰時間（検出時間）の長いものであった
。

このため、交流電源１の一時的な瞬断時間が直列リレー
Ｒ）Ｉの復帰時間以上の比較的長い場合には検出できる
が、直流リレーＲｙの復帰時間以内の短時間＜ｗＸ４断
）の場合は検出できなかった。

そして、システム制御装置を構成しているリレーには、
交流リレーや、最近の小形化リレーなど復帰時間の早い
ものに対しては前述の短時間瞬断の場合には低電圧検出
装置が応答せず、システム制御装置内のこれら復帰時間
の早いものが応答し、システム制御がくずれ、システム
制御装置が誤動作する惧れがあった。

本発明は上記の実情に鑑みてなされたもので、システム
制御装置の駆動用電源の瞬断を確実に検出してシステム
制御装置のリレー動作の乱れによる誤動作を防止できる
電源瞬断検出装置を提供することを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 二のため本発明は、交流電流の交流出力を整流して該整
流出力が所定レベル以上のときのみ前記交流電源出力よ
り高周波の出力を発生する高周波出力発生手段と、該高
周波出力発生手段の高周波出力が停止したときに前記交
流電源の交流出力に基づくシステム制御装置駆動用の直
流出力の供給を遮断すべく瞬断検出信号を発生する瞬断
検出信号発生手段とを設けて構成した。

〈作用〉 上記の構成によれば、交流電源の瞬断と同時に高周波出
力発生手段の高周波出力が停止し、この高周波出力の停
止によって瞬断検出信号発生手段から瞬断検出信号が出
力され、システム制御装置へ供給されている直流出力を
遮断するので、システム制御装置への電源供給を瞬時に
切断することができシステム制御装置の誤動作を防止で
きるようになる。

〈実施例〉 以下、本考案の実施例を説明する。

第１実施例を示す第１図において、１１はトランス１２
及び整流回路１３を介してシステム制御装置１５の駆動
用安定化直流電源１４を得るための交流電源である。１
６は交流電源１１のトランス１２を介して変圧された交
流出力を整流する整流回路で、この整流出力は平滑用コ
ンデンサＣＩで平滑された後、電源電圧Ｅよりも高い所
定レベルの閾値を越える入力信号によって高周波発振す
る高周波発振回路１７に入力する。

前記高周波発振回路１７の具体的構成の一例を第２図に
示す。

これは２つのＮＰＮ　）ランジスタＴｒ、、Ｔｒ。

と１つのＰＮＰはトランジスタＴｒ、及び８つの抵抗Ｒ
２〜Ｒ８から構成され、入力端子ＩＩに電源電圧Ｅより
も高い闇値以上の入力信号が入力したとき発振し、故障
時には出力しないフェイルセーフな特性を有する。

その動作は、入力端子！、に信号が入力しないときはト
ランジスタＴｒ＋がＯＦＦ、）ランジスタＴ　ｒ　、、
　Ｔ　ｒ　、がＯＮになっている。この状態で、入力端
子１１に所定レベル以上の入力信号が入力すると、各ト
ランジスタＴｒｔ〜Ｔｒ＝は次のようにＯＮ・ＯＦＦを
繰り返し発振出力■。を発生する。

即ち、Ｔ　ｒ　ｚ　ＯＦ　Ｆ　→Ｔ　ｒ　２０　Ｆ　Ｆ
　−＋Ｔ　ｒ　＋ＯＮ→Ｔｒ２ＯＮ−＋Ｔｒ、ＯＮ→Ｔ
ｒ１　ｏＦＦ→ＴｒｔＯＦＦ・・・のように動作して発
振する。

そして、発振出力が発生する入力信号の条件は、入力信
号をＶｉとすると、 （Ｒ＋　＋Ｒｚ　＋Ｒｓ　）　Ｅ／Ｒｓ　＜Ｖ　ｉ＜　
（Ｒ＆＋Ｒ，Ｆ　）Ｅ／Ｒ？ を満足する範囲のときである。

そして、前記整流回路１６．コンデンサＣ８及び高周波
発振回路１７によって高周波出力発生手段が構成される
。

この高周波出力発生手段の出力、即ち高周波発振回路１
７の出力はトランジスタＴｒ、のベースに入力し、これ
により整流回路１３からトランス８に入力する入力信号
を高周波に変換する。トランス１８の二次側高周波出力
は整流平滑回路１９を介して電磁リレー２０に供給され
、安定化直流電源１４とシステム制御装置１５との間に
接続されるその接点２０ａが開閉制御される。ここで前
記電磁リレー２０が瞬断検出信号発生手段を構成する。

次に第３図の出力波形タイムチャートを参照しながら作
用を説明する。

図中（ａ）に示す交流電源１１の交流出力は、トランス
１２．整流回路１３を介して安定化直流電源１４により
直流出力に変換されシステム制御装置１５に供給される
。これと同時に、整流回路１６によって整流され、その
整流出力は高周波発振回路１７の電源電圧Ｅ以上にクラ
ンプされ（図中（ｂ））、これをコンデンサＣ１により
平滑している（図中（Ｃ））。　この平滑出力が高周波
発振回路１７に入力し、その入力が閾値■い以上のとき
に高周波発振出力を発生する（図中（ｄ））。尚、ここ
で例えば高周波発振回路１７の閾値Ｖいを整流出力ピー
ク値の５０％に設定したとすると、交流電源１１の周波
数が５０Ｈシであれば、その整流出力が閾値Ｖｔｈ以下
になる領域が発生するがその時間ｔは５ｍｓ程度であり
、コンデンサＣＩの容量はこれを補えればよく小さなも
のでよい。

そして、高周波発振回路１７が出力しているときは、交
流電源１１は正常であり、トランジスタＴ１．４がＯＮ
・ＯＦＦ動作してトランス１８．整流回路１９を介して
リレー２０が励磁され（図中（ｅ））、その接点２０ａ
は閉状態に保持されシステム制御装置１５へ駆動電源が
供給される。

このような状態において、交流電源１１が瞬断すると、
コンデンサＣ３からの平滑出力が低下する。

そして、高周波発振回路１７の閾値ｖｔｈより低下する
と高周波出力が停止するため、トランス１８からの交流
出力がなくなり、リレー２０が非励磁となる。

これにより、交流電源１１に瞬断があったことが検出さ
れその接点２０ａが落下してシステム制？ｆＯ衾Ｗ１５
への電源供給を瞬時に停止する。従って、安定化直流電
源１４の出力がほとんど低下しないうちに、システム制
御装置°１５への電源供給を停止することができるので
、システム制御装置１５内のリレーによるシーケンスの
乱れを防止することができる。

交流電源１１が復帰すれば、再び高周波発振回路１７が
発振出力を発生するので、システム制御装置１５への電
源供給が自動的に再開される。

そして、各回路は故障時に出力を発生しないフェイルセ
ーフな構成としているので、安全性が高い。

次に第４図に第２実施例を示す。尚、第１図の第１実施
例と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

本実施例では、高周波出力発生手段を次のように構成し
である。

即ち、第１実施例の整流回路１６．コンデンサＣＩ及び
高周波発振回路１７に加えて、高周波発振回路１７の出
力を整流する整流回路３１と、ＰＵＴ発振回路３２及び
クランプ回路３３からなるオン・ディレー回路３４と、
前記整流回路３１とオン・ディレー回路３４の再出力の
論理積をとるＡＮＤゲート回路３５とを設けて構成され
る。

前記ＰＵＴ発振回路３２は、発振周波数設定のための時
定数を定める抵抗Ｒ１１及びコンデンサＣ１１と、ＰＵ
Ｔ３２Ａがターン・オンするアノード電圧を決定するた
めのゲート電圧を与える抵抗Ｒｌ　！　ｒＲＩ３と、カ
ソード負荷抵抗Ｒ１４とを有している。

また、クランプ回路３３はダイオードＤ＋、Ｄｚ及びコ
ンデンサＣＩ２で構成されている。そして、前記ＰＵＴ
発振回路３２とクランプ回路３３との間を抵抗ＲＩ５と
トランジスタＴｒｓと抵抗ＲＩ６とからなるスイッチ回
路を介して接続している。

一方、ＡＮＤゲート回路３５は、第２図に示す高周波発
振回路において、抵抗Ｒ４を入力端子Ｉｔと切離し、入
力端子■、と別に図中破線で示すようにもう１つ入力端
子■２を設けることによって構成される。ＡＮＤゲート
回路３５の高周波発振出力は、トランジスタＴ　ｒ　４
のベースに入力される一方、整流回路３６及びダイオー
ドＤ、を介してオン・ディレー回路３４の出力が入力す
る側の入力端子に帰還され自己保持用に用いられる。

尚、本実施例において、前記クランプ回路３３を倍電圧
整流回路に置換えてもよい。この場合、整流回路３６と
ダイオードＤからなる自己保持回路を不要にしてもよい
が、ディレ一時間を考慮するとコンデンサ容量がかなり
大きくなることから自己保持回路は設けた方が好ましい
。

次に、第５図の出力波形タイムチャートを参照しながら
作用を説明する。

交流電源１１の交流出力に基づいて高周波発振回路１７
より第５図（ａ）のような高周波の発振出力が得られる
ことは第１実施例と同様である。

本実施例では、得られた高周波発振出力を整流回路３１
で整流し、その整流出力（図中（ｂ））をＡＮＤゲート
回路３５の一方の入力端子ｌ、に入力すると共にオン・
ディレー回路３４のＰＵＴ発振回路３２に入力する。Ｐ
ＵＴ発振回路３２では、整流出力の入力によりコンデン
サＣ１１が充電され、この充電レベルがゲート電圧以上
になるとＰＵＴ３２Ａがターン・オンしてパルスを発生
しコンデンサＣ１１が放電される。この繰返しにより、
図中（Ｃ）に示すように所定時間Ｔ（例えば２秒程度）
にパルスが発生する。

ＰＵＴ発振回路３２がパルスを出力すると、トランジス
タＴｒｓが一時的にＯＮＬコンデンサＣｔＺが電源電圧
已に充電され、トランジスタＴｒｓのＯＦＦ動作により
クランプ回路３２から電源電圧已にクランプされた所定
レベル以上の出力が発生し、オン・ディレー回路３４の
出力としてＡＮＤゲート回路３５の他方の入力端子Ｉ２
に入力される。Ａ′ＮＤゲート回路３５は、整流回路３
１とオン・ディレー回路３４の出力が共に入力したとき
、図中（ｅ）のように高周波発振出力を発生しトランジ
スタＴｒａのベースに入力する。また、整流回路３６及
びダイオードＤ３により入力端子■２に帰還しオン・デ
ィレー回路３４から次のパルスが発生するまでの間、自
己保持している（図中（ｄ））。

即ち、本実施例では、第５図に示すように交流電源１１
が瞬断し、その後復帰した場合、オン・ディレー回路３
４の出力がＰＵＴ発振回路３２のコンデンサＣ０と抵抗
Ｒ８との時定数によって設定される所定時間Ｔ整流回路
３１の出力より遅れてＡＮＤゲート回路３５に入力する
ため、ＡＮＤゲート回路３５の出力も前記所定時間Ｔ遅
れて出力され、リレー２０が励磁されシステム制御装置
５へ電源が供給されることになる。

このような第２実施例によれば、交流電源１１が瞬断し
たときには、システム制御装置１５への電源供給を一度
確実に停止させてから、システム制御装置１５への電源
供給を再開することができるので、より一層確実にシス
テム制御装置１５の誤動作を防止できるようになる。

次に第６図に第３実施例を示す。

このものは、交流電源１１の波形が乱れたときも瞬断時
と同様にこれを検出してシステム制御装置１５の電源供
給の遮断信号を出力するようにしたものである。

交流電源波形が乱れると、その実効値としてはレベルが
低下することになる。従って、この状態が継続すると停
電状態に近い状態となり、やはりシステム制御装置１５
の誤動作を誘発する要因となるので、このような場合も
電源を遮断した方が好ましい。

このため、本実施例の高周波発生手段を次のように構成
している。

第２実施例の整流回路１６．３１、コンデンサＣ２、高
周波発振回路１７及びＡＮＤゲート回路３５に加えて、
トランス１２の交流出力のレベル検定を行なう公知のシ
ュミット回路等で構成される波形整形回路４１と、該波
形整形回路４１のパルス出力が所定のパルス巾以上ある
ときに出力を発生するパルス巾検定回路４２とを設けて
構成され、整流回路３１とパルス巾検定回路４２の両出
力をＡＮＤゲート回路３５の入力端子１．．１．にそれ
ぞれ入力している。尚、波形整形回路４１の入力は、別
巻線でなく整流回路１６の入力と共通してもよい。

前記パルス巾検定回路４２は、ＰＵＴ発振回路４３と倍
電圧整流回路４４で構成されている。ＰＵＴ発振回路４
３は、第２実施例と同様にして４つの抵抗Ｒｔｔ〜Ｒ１
４とコンデンサＣ！Ｉ及びＰＵＴ４３Ａとで構成され、
倍電圧整流回路４４は、２つのダイオードＤ□、Ｄ０及
び２つのコンデンサＣ！！＋　　Ｃ１０とで構成されて
いる。

次に第７図の出力波形タイムチャートを参照しながら作
用を説明する。

整流回路３１から第２実施例と同様の出力がＡＮＤゲー
ト回路３５の一方の入力端子■、に入力している。

一方、波形整形回路４１では、トランス１２からの交流
出力（図中（ａ））を設定閾値Ｖｔに基づいて波形整形
し図（ｂ）のようなパルス出力を得る。このパルス出力
はパルス巾検定回路４２のＰＵＴ発振回路４３に入力し
コンデンサＣ２Ｉを充電する。このとき、パルス出力が
所定時間Ｔ（所定パルス巾）以上のときは、コンデンサ
Ｃ！Ｉの充電レベルがゲート電圧以上になりＰＵＴ４３
Ａが導通して発振出力を発生するが、パルス出力が所定
時間Ｔよりも短いときはＰＵＴ４３Ａが導通せず発振出
力を発生しない（図中（Ｃ）参照）。

そして、ＰＵＴ発振回路４３が発振出力を発生したとき
、トランジスタＴｒｓのコレクタ出力が図中（ｄ）のよ
うになり、トランジスタＴｒｓがオフしたときに倍電圧
整流回路４４からＡＮＤゲート回路３５の電源電圧Ｅ以
上の出力が発生し、パルス巾検定回路４２の出力として
ＡＮＤゲート回路３５の他方の入力端子■意に入力する
。

従って、交流電源１１が正常であれば、整流回路３１と
パルス巾検定回路４２の両端子がＡＮＤゲート回路３５
に入力し、ＡＮＤゲート回路３５から高周波発振出力が
出力され、リレー２０を励磁してシステム制御装置１５
に電源が供給される。

一方、交流電源１１が瞬断したときは、ＡＮＤゲート回
路３５の再入力レベルがその閾値より小さくなりＡＮＤ
ゲート回路３５は出力を発生しない。また、交流電源１
１の波形が乱れてその実効値が低下しているような場合
には、パルス巾検定回路４２からの出力が停止し、やは
りＡＮＤゲート回路３５は出力を発生しない。従って、
リレー２０が非励磁となって、システム制御装置１５へ
の電源供給を停止し誤動作を防止する。

尚、第３実施例のパルス巾検定回路を第２実施例のもの
に組み込み、電源遮断後は、必ず所定時間経過しなけれ
ばシステム制御回路１５の電源が復帰しないようにする
ことも可能である。

〈発明の効果〉 以上述べたように本発明によれば、システム制御装置へ
供給する直流電源を得るための交流電源に極めて短時間
の瞬断が発生しても、これを検出することができ、シス
テム制御装置への電源供給を瞬時に停止することができ
る。従って、システム制御装置における誤動作を防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の回路構成図、第２図は同
上第１実施例の高周波発振回路の具体例を示す回路図、
第３図は同上第１実施例の要部回路の出力波形タイムチ
ャート、第４図は本発明の第２実施例の回路構成図、第
５図は同上第２実施例の要部回路の出力波形タイムチャ
ート、第６図は本発明の第３実施例の回路構成図、第７
図は同上第３実施例の要部回路の出力波形タイムチャー
ト、第８図は従来のシステム制御装置の電源回路構成を
示す図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）交流電源の交流出力を整流して該整流出力が所定
   レベル以上のときのみ前記交流電源出力より高周波の出
   力を発生する高周波出力発生手段と、該高周波出力発生
   手段の高周波出力が停止したときに前記交流電源の交流
   出力に基づくシステム制御装置駆動用の直流出力の供給
   を遮断すべく瞬断検出信号を発生する瞬断検出信号発生
   手段とを設けて構成したことを特徴とする電源瞬断検出
   装置。
2. （２）前記高周波出力発生手段は、交流電源の交流出力
   を整流する第１整流回路と、該第１整流回路の整流出力
   レベルが所定値以上のとき高周波信号を出力する高周波
   発振回路と、該高周波発振回路の発振出力を整流する第
   ２整流回路と、第２整流回路の出力の入力後所定時間遅
   れて出力するオン・ディレー回路と、第２整流回路の出
   力とオン・ディレー回路の出力とが共に入力したとき高
   周波出力を発生するＡＮＤゲート回路とで構成してなる
   特許請求の範囲第１項に記載の電源瞬断検出装置。
3. （３）前記高周波出力発生手段は、前記交流電源の交流
   出力を整流する第１整流回路と、該第１整流回路の整流
   出力レベルが所定値以上のとき高周波信号を出力する高
   周波発振回路と、該高周波発振回路の発振出力を整流す
   る第２整流回路と、前記交流電源の交流出力を波形整形
   する波形整形回路と、該波形整形回路から出力されるパ
   ルス信号のパルス巾が所定巾以上あるとき出力を発生す
   るパルス巾検定回路と、前記第２整流回路の整流出力と
   パルス巾検定回路の出力とが共に入力したとき高周波出
   力を発生するＡＮＤゲート回路とで構成されてなる特許
   請求の範囲第１項に記載の電源瞬断検出装置。