JPS63238566A

JPS63238566A - 交流入力電圧検出方法

Info

Publication number: JPS63238566A
Application number: JP62071853A
Authority: JP
Inventors: Fumiaki Nakao; 文昭中尾; Noboru Kato; 昇加藤; Toshihiro Shimizu; 利廣清水
Original assignee: FDK Corp
Current assignee: FDK Corp
Priority date: 1987-03-27
Filing date: 1987-03-27
Publication date: 1988-10-04
Also published as: EP0286282A2; EP0286282A3; DE3853847T2; EP0286282B1; US4864163A; DE3853847D1

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）この発明は交流入力電圧検出方法に関し、より具体的に
は、入力電圧の波高値が所定電圧に達しているか否か検
出する方法に関する。

（従来の技術）一般に、交流１００Ｖ等の商用電源にて電気機器等の装
置を駆動させたり、交流電圧の商用電源を一定レベルの
直流電圧に変換し供給する直流安定化電線等を用いて電
気機器等を駆動さ１！ｊこりしている。そして、この場
合に入力電圧である商用電源が停電したり、或いは瞬間
的に波？３値が低下する吹降を生じると、駆動している
７ｉ気機器に種々の障害が発生するＪ３それがある。

また、かかる問題を解決するため、停電等しても一定時
間電圧を提供するための充電池等の非常用の電源を備え
た直流安定化′？ｔ５源もある。この場合には、ある一
定時間は所定の電圧を供給することはできるもものの、
上記した停電等の現やが続くとやはり供給電圧が低下し
、電気機器等が誤作動、故障等を生じる。

従って、上記した停電等の異常を逸早く検出し、後段の
電気機器等に伝えることが望まれている。

また、商用電源には交流１００Ｖと２００Ｖの２種類が
あるが、スイッチの切り昌えによりどららの電源ににも
使える装刀、安定化電源等があり、その切分を電圧の違
いを検出し自動的に行うものがある。そして、かかる場
合には、入力電圧のレベルを高速かつ正確に検知する必
殻がある。

そこで、従来は、第５図（ａ）に示すような回路を持つ
手段を用いて検出する方法をとっていた。

すなわち、入力電圧を全波整流を行った後ダイオードＤ
１を介して供給した電圧を入力電源の両端子間に接続し
たコンデンサーＣ１にて平滑化し、それをヒステリシス
を有する比較器１にて基準電源２から供給される基準電
圧Ｅ１と比較する。そして、第５図（ｂ＞に示すように
、コンデンサーＣ１の端子間電圧が基準電圧Ｅ１より低
くなった時に比較器１の出力が変わり異常事態であるこ
とを検出するようになっている。すなわＩう、停電した
場合には、コンデンサーＣ１に充電されていた電（ａｌ
が放電され、ある一定量放電してコンデンサーＣＩの端
子電圧が基ｔ￥雷電圧１より小さくなると比較器１の出
力が変わるのである。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上記した従来の方法によれば、］ンデン
１す−０１を用いているため、入力電圧から供給される
電流がコンデンサーＣ１に天吊に流れることになり、信
号源のインピーダンスにより波形が歪み、真の波高値は
検出できず異常検出の基準となる基準電圧Ｅ１の設定レ
ベルが異なると言う問題を生じる。

また、停′、ｆｉ等の異常発生時の直前の信号源の状態
すなわち、波高値の高低により、コンデンサー０１の充
電量が異なり、放電するまでに要する時間にバラツキを
生じる。すなわち、検出時間にバラツキを生じるという
問題がある。

さらに、停電した場合にはコンデンサー０１に蓄えられ
た電イ「ηは一気に放電するが、瞬時の場合には、規定
の電圧値に達していないため、コンデンサーＣ１に蓄え
られた電荷は放電されるものの、その放電途中で若干充
電され充放電がくりかえされるので比較器１の出力が変
わる電圧にまでコンデンサーＣ１の端子間電圧が低下す
るのに時間がかかる。つまり、停電時に比べ検出時間が
長くなり、換言すれば異常状態の種類によってし検出時
間がバラつくという問題がある。

この発明は、上記した問題点に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、人力信号の異常等の情報を高
速かつ正確に検出することのできる交流入力電圧検出方
法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）上記した目的を達成するため、本考案に係る交流人１ノ
電Ｉｔ’検出方法では、交流電圧を整流した後、平滑化
することなく直接基準電圧と比較し、該整流した電圧の
瞬時値が該基準電圧より高くなったときにパルスを発生
させ、該パルスの有無を判断ザることにより該交流電圧
が所定電圧値に達しているか否かを判断する（作　用）検査する交流電圧を整流した後、平滑化することなく基
準電圧と比較する。

このとき整流した波形の瞬時値が基準電圧より大ぎくな
ればパルスが発生するため正常であることがわかる。

また、整流する交流電圧の波高値が基ｔｖ−電圧に満た
ない瞬時、あるいは停電した場合は、常に基準電圧の方
が高いためにパルスが発生されない。

従って、異常等であることが検出される。

（実　施　例）以下、本発明の好適な実施例について添付図面を参照に
して説明する。

第１図は、本発明の方法を実施する好適な検出回路を示
ず回路図である。

同図に示すように、検出する交流の入力端子■ｉｎが４
つのダイオードＤ２がら構成されるブリッジ整流回路１
２の入力端子間に接続され、このブリッジ整流回路１２
の出力端子間に第１の抵抗Ｒ１が接続されているととも
にその一方（ト側）が第１の比較器１６の反転側入力端
子１６ａに接続されており、使方（−側）が直接出力側
のアース側端子に接続されている。さらに、比較器１６
の非反転側入力端子１６ｂにはＷ　ｌ（’ｕ電源２０が
人力されている。

さらにまた、本実施例では比較器１６はヒステリシスを
右するものを用いており、一旦１Ｊ準電源２０により決
定される第１の基準電圧Ｅ１以」Ｌが入力され比較器１
６の出力がｔｌｉｇｂ　（Ｉｔ　）からＬｏｗ（Ｌ）に
変わると、その入力端子が第１のり雷電圧Ｅ１以下にな
っても直ぐには１」に戻ることなく、入力端子が第２の
基準電圧Ｅ２　　（Ｅ２　＜Ｅｌ　）にまで降下するま
でＬ状態を維持し、その後１」に変わるようになってい
る。すなわち、瞬間的に入力端ｒ「が基準電ｆｆＥ１に
達し、直ぐに降下した８！合であっても、あるパルス幅
を持ったパルスが出力されるようになっている。尚、こ
こでいうパルスとはト１側を基へ１・とじ比較器１６の
出力がＬｌ、：なったとぎにパルスが発生したとする。

ここで上記構成の検出回路を用いて入力信号の異常を検
出する方法について説明すると、ブリッジ整流回路１２
にて仝波整流された入力信号がそのまま直接比較器１６
の反転側入力端子１６ａに入力され、比較器１６の非反
転側入力端子１６ｂに入力される第１の基準電圧Ｅ１と
比較される。

そして、第１の基準電圧Ｅ１より高い場合には比較器の
出力がＬとなり、低い場合にはＨとなる。

すなわち、人力信号が正常に作動しており、その波高値
も一定であれば、比較器１６の出力信号は一定の周期並
びにパルス幅を右する連続パルスが出力されることにな
る。

一方、入力電圧が吹降、停電などによりその波高値が第
１の基準電圧Ｅ１まで達しない場合には、非反転側入力
端子の電圧が常に高いため比較器１６の出力はＬになら
ずＨ状態が維持される。すなわら、パルスが出力されな
いことになり、停電など異常であることが検出される。

また、入力電圧の波高値が高い場合には、仝波整流され
た入力端子の瞬時値が第１の基準電圧Ｅ１に到達する時
間が短く、かつ、−口到達した後ピーク値を過ぎて第２
の基準電ＪＩ−，Ｅ　２まで降下するのに１１５間を要
することになり、パルス幅が長くなる。ツなわら、パル
スが発生している場合に（よそのパルス幅をみることに
より波高値の高低が検出できる。

次に、上記検出回路の各部所にお（〕る波形をタイムチ
ｔ？−トにして示した第２図に基づいてその動作を説明
する。ここでまず、第２図の説明をすると、検出回路に
より検出したい入力電圧の波形、すなわち、ブリッジ整
流回路１２の入力端子間の波形を第２図中入に示し、比
較器１６の反転側入力端子１６ａに入力される波形を第
２図中８に示し、さらに、比較器１６の出力波形を第２
図中Ｃにそれぞれ示している。

そして、入力電圧が第２図Ａに示す正常な領域■にある
時は、比較器１６に入力される波形ＣＢ）も一定の波高
値並びに周期を持つ波形が入力されることになり、比較
器１６の出力（Ｃ）も所定のパルス幅（Ｗ）を持つパル
スが所定の周期で出力されることになる。

次に入力電圧の波高値が高くなった領域■では、■記し
た如くパルス幅の長いパルスが発生する。

一方、入力電圧が降下しその波高値が第１の基準電圧［
１に満たない瞬時のｆｔＩ域■では、比較器１６への入
力電圧（Ｂ）も第１のＪ！準電圧Ｅ１以上になることは
ないので、その比較器１６の出力は１」状態を維持し、
パルスは発生しない。そして、再び入力電圧が正常に戻
ると（領域■）比較器１６の出力ら正常なパルスを出力
することになる。

そして、パルスが発生していなかった期間が瞬時してい
たｌｌｌｌＪ間である。

さらに、停電した領域■では、上記瞬時の場合と同様に
比較器１６の出力はＨ状態となりパルスが発生しない。

また、瞬間的に停電した瞬停の場合には上記した瞬時の
場合と同様の０３作（出力）となる（一定期間パルスが
発生しず正常に戻ると再び連続パルスが発生しだす）。

次に、上記第１の比較器１６の出力状態をより容易かつ
正確に判断する回路並びにその方法について説明すると
、第３図に示すように上記した第１の比較器１６の出力
を第２の抵抗Ｒ２を介して第２の比較器２１の非反転側
入力端子２１ａに接続する。そして、この非反転側入力
端子２２はコンデン＋７−０２を介してアースに接続さ
れ、また、上記第２の抵抗Ｒ２の両端子間には第２の比
較器２１から比較器１６側へ流れるようにダイオードＤ
３が接続されている。また、第２の抵抗Ｒ２の抵抗より
十分小さな第３の抵抗Ｒ３の一端が第２の抵抗Ｒ２の第
１の比較器１６側部に接続され、第３の抵抗Ｒ３の他端
が充電用電源Ｖｃに接続されている。すなわち、直列に
接続された第３．第２の抵抗Ｒ３，Ｒ２を介して充電用
電源ＶＣがコンデンサＣ２ひいては非反転側入力端子２
１ａに入力されることになる。

一方、第２の比較器２１の反転側入力端子２１ｂには第
２の基準電源２５が接続されている。

この回路を用いて行う判定方法を説明すると、まず、第
１の比較器１６の出力がＨのとぎは第１の比較器１６の
出力端子とアース間が開放状態になっているので、充′
、ｆｉ電圧ＶＣにより第３．第２の抵抗Ｒ３，Ｒ２を介
してコンデンサー０２が充電され、そのコンデンサーｃ
２の端子電圧が第２の比較器２１の反転側入力端子２１
ａに入力される。しかし、入力電圧が正常の場合には、
第１の比較器１６の出力が一定期間を紅過後ＨがらＬに
変化するので、第１の比較器１６の出力端子とアース間
が短絡状態となりコンデンサー０２に充電された電荷は
ダイオードＤ３を介してほぼ瞬時に１１ｉ電される。そ
して、１−１とＬの切り替わる周期（間隔）は一定であ
るので、コンデンサー０２に充電される最大量も一定と
なる。また、吹降或いは停電等の異常ｌ、冒こは上記の
とおり第１の比較器１６の出力がｌ」状態が維持される
ので、コンデンサー０２が充電され続け、イの端子電圧
が上界しつづける。（第４図参照）従って、第２の基準電源２５によって決定される第３の
基準電圧Ｅ３を正常状態におけるコンデンサーＣ２の最
大に充電された時の端子電圧より大きく設定しておけば
、第２の比較器２１の出ツノは常にＬとなる。そして、
吹降或いはＰ；１電等の異常時にはコンデン４Ｊ−０２
の端子電圧が上品し続け、第３の基準電圧Ｅ３を越える
と、第２の比較器２１の出力が１１となり入力電圧が異
常であることがわかる。また、入力電圧が再び正常に戻
ると第１の比較器１６の出力がＬになる時期があるので
、その間にコンデンサーＣ２に充電された電荷が放電さ
れ、第２の比較器２１の出力は再びＬどなる。（第２図
中り参照）そして、第３の基準電圧Ｅ３の値は、異常をできるだけ
速く検出するためには低く抑える必要があり、かつ、誤
作動を生じさせないためには正常時におけるコンデンサ
が充電される最大電圧より許容誤差を考慮して大きく設
定しなれればならず、両名の調和点にする必要がある。

尚、上記実施例では入力電圧を検出回路の第１の比較器
１６の反転側入力端子に入力するようにしたが、これは
侵段に接続する判定する回路の出力が異常時に旧９ｈと
なるようにするためであり、後段の回路、装置により逆
に配線しても良いことはもらろ／υである。

また、上記した作動を行うものであればその回路構成【
、１種々のものを用いることができ、上記した回路に限
定されるムのでもない。

（発明の効果）以上のように本発明に係る交流入力電圧検出方法て・は
、コンデンサーを用いることなく入力端子の異常等を検
出することができるので、インピータンスの高い入力電
圧の信号に対しても波形が歪むことがなく正確に検出す
ることが可能となる。

また、従来のようにコンデンサーの放電をよって検出す
るのではなく整流した電圧の瞬時値を直接比較して判断
するので、直前の波高（＋１’ｆの高低にかかわらず高
速かっ、はぼ一定時間で異常等の情報をｔ９ることがで
きる。また、同様のことがら停電、ｒ１４降の異常の種
類にかがねらずほぼ同一時間で検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の交流入力電圧検出方法を実施する好適
な検出回路を示す回路図、第２図は動作原理を示すタイ
ムブヤート図、第３図は検出回路の出力電圧を判別する
判別回路を示す回路図、第４図は第２の比較器に入力さ
れるコンデンサーの端子間電圧を示すグラフ、第５図（
ａ）は従来の検出回路を承り回路図、同図（ｂ）はコン
デンＶ一端子間電圧を示すグラフである。１２・・・ブリッジ整流回路１６・・・第１の比較器２０・・・第１の基ｔｖ−電源２１・・・第２の比較器２５・・・第２の基準電源

Claims

【特許請求の範囲】

（１）交流電圧を整流した後、平滑化することなく直接
基準電圧と比較し、該整流した電圧の瞬時値が該基準電
圧より高くなったときにパルスを発生させ、該パルスの
有無を判断することにより該交流電圧が所定電圧値に達
しているか否かを判断することを特徴とする交流入力電
圧検出方法。