JPWO2015140909A1 - 電力供給制御装置、及びプログラマブルロジックコントローラ - Google Patents

Abstract

電力供給制御装置は、電源入力端子と、電力を負荷に出力する出力回路と、電源入力端子と出力回路との間に並列に接続された複数の電力遮断回路と、複数の電力遮断回路を別々に制御する制御回路と、を備える。各電力遮断回路は、電源入力端子と出力回路との間に直列に接続された遮断回路及びスイッチ素子を有する。遮断回路は、制御回路から通過許可信号を受け取っている時に電力を通過させ、通過許可信号を受け取っていない時に電力の通過を遮断する。スイッチ素子は、制御回路によってＯＮ／ＯＦＦ制御される。制御回路は、複数の電力遮断回路のうちいずれかを診断対象回路に設定する際、診断対象回路の遮断回路への通過許可信号の供給を停止し、且つ、診断対象回路のスイッチ素子をＯＦＦする。

Description

本発明は、負荷への電力供給を制御する電力供給制御装置、及び電力供給制御装置を搭載したプログラマブルロジックコントローラに関する。

電気機器の異常を自動的に検知あるいは解除する技術として、次のものが知られている。

特許文献１は、プログラマブルコントローラのラッチアップ自動解除装置を開示している。プログラマブルコントローラがラッチアップした際、ラッチアップ自動解除装置は、当該ラッチアップを自動的に解除する。

特許文献２は、シーケンサからの１つの入力信号で複数のリレーを動作させて１つの負荷を制御するＩ／Ｏリレーターミナルを開示している。このＩ／Ｏリレーターミナルは、故障検知機能を搭載している。具体的には、複数のリレーのうち１つが故障した場合、その故障内容が表示部に表示され、また、その故障リレーが強制的にＯＦＦさせられる。

特許文献３は、複数の負荷ユニットを備える電気機器において、一つの負荷ユニットにおける突入電流や過電流を抑止する技術を開示している。具体的には、各負荷ユニット毎に、過電流トリップ機能付きブレーカ及び過電流防止回路が設けられる。

特開２０００−２３５４０５号公報 特開平３−１３５３２０号公報 特開平７−２４１０２６号公報

負荷への電力供給を制御する電力供給制御装置において、異常検出時に負荷への電力供給を停止させることが望まれる。そのために、電力供給を遮断する遮断回路を電力供給制御装置に搭載することが考えられる。電力供給制御装置の信頼性を確保するためには、その遮断回路が正常に動作するか否かを“診断”することが望ましい。しかしながら、上述の特許文献１，２，３では、対象回路が正常に動作するか否かを任意のタイミングで診断することはできない。

ここで、本願発明者は、遮断回路の診断に関して、次の点に着目した。それは、診断のために遮断回路を動作させる際、遮断回路が正常であれば、負荷への電力供給が遮断されてしまい、負荷の動作が停止してしまうということである。すなわち、診断の代償に、生産性が低下してしまう。

本発明の１つの目的は、負荷への電力供給を制御する電力供給制御装置において、電力供給を停止することなく、遮断回路が正常に動作するか否かを診断することができる技術を提供することにある。

本発明の１つの観点において、電力供給制御装置が提供される。その電力供給制御装置は、電源からの電力が入力される電源入力端子と、電力を負荷に出力する出力回路と、電源入力端子と出力回路との間に並列に接続された複数の電力遮断回路と、複数の電力遮断回路を別々に制御する制御回路と、を備える。複数の電力遮断回路の各々は、電源入力端子と出力回路との間に直列に接続された遮断回路及びスイッチ素子を有する。遮断回路は、制御回路から通過許可信号を受け取っている時に電力を通過させ、通過許可信号を受け取っていない時に電力の通過を遮断するように構成される。スイッチ素子は、制御回路によってＯＮ／ＯＦＦ制御される。制御回路は、複数の電力遮断回路のうちいずれかを診断対象回路に設定する際、診断対象回路の遮断回路への通過許可信号の供給を停止し、且つ、診断対象回路のスイッチ素子をＯＦＦする。

本発明の他の観点において、デバイスの駆動制御を行うプログラマブルロジックコントローラが提供される。そのプログラマブルロジックコントローラは、電源からの電力が入力される電源入力端子と、電力をデバイスに出力する出力回路と、電源入力端子と出力回路との間に並列に接続された複数の電力遮断回路と、複数の電力遮断回路を別々に制御する制御回路と、を備える。複数の電力遮断回路の各々は、電源入力端子と出力回路との間に直列に接続された遮断回路及びスイッチ素子を有する。遮断回路は、制御回路から通過許可信号を受け取っている時に電力を通過させ、通過許可信号を受け取っていない時に電力の通過を遮断するように構成される。スイッチ素子は、制御回路によってＯＮ／ＯＦＦ制御される。制御回路は、複数の電力遮断回路のうちいずれかを診断対象回路に設定する際、診断対象回路の遮断回路への通過許可信号の供給を停止し、且つ、診断対象回路のスイッチ素子をＯＦＦする。

本発明によれば、負荷への電力供給を制御する電力供給制御装置において、電力供給を停止することなく、遮断回路が正常に動作するか否かを診断することが可能となる。

図１は、本発明の実施の形態１に係る電力供給制御装置の構成例を示すブロック図である。 図２は、本発明の実施の形態１に係る電力供給制御装置の遮断回路に供給される通過許可信号の一例を示す概念図である。 図３は、本発明の実施の形態１に係る電力供給制御装置の遮断回路の動作の一例を示すタイミングチャートである。 図４は、本発明の実施の形態１に係る電力供給制御装置の動作の一例を示すタイミングチャートである。 図５は、本発明の実施の形態１に係る電力供給制御装置の動作の他の例を示すタイミングチャートである。 図６は、本発明の実施の形態１に係る診断方法を要約的に示すフローチャートである。 図７は、本発明の実施の形態１に係る電力供給制御装置の動作の更に他の例を示すタイミングチャートである。 図８は、本発明の実施の形態２に係るプログラマブルロジックコントローラの構成例を示すブロック図である。 図９は、本発明の実施の形態２に係るプログラマブルロジックコントローラへの電力供給制御装置の適用例を示すブロック図である。

添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

実施の形態１．
＜電力供給制御装置の構成例＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る電力供給制御装置１の構成例を示すブロック図である。電力供給制御装置１は、電源から負荷への電力供給を制御するための装置である。電力供給制御装置１の電源入力端子ＰＩＮは電源に接続されており、その出力端子ＰＯＵＴは負荷に接続されている。電源入力端子ＰＩＮには電源から電力が入力され、その電力は電力供給制御装置１を通して出力端子ＰＯＵＴから負荷へ出力される。

本実施の形態に係る電力供給制御装置１は、負荷への電力供給を必要に応じて遮断することができる機能を有している。より詳細には、電力供給制御装置１は、複数の電力遮断回路１０、出力回路２０、及び制御回路３０を備えている。

複数の電力遮断回路１０は、電源入力端子ＰＩＮと出力ノードＮＡとの間に並列に接続されている。図１では、例として、２つの電力遮断回路１０、すなわち第１電力遮断回路１０−１及び第２電力遮断回路１０−２が示されている。各々の電力遮断回路１０は、後述される制御回路３０からの制御信号に従って、電源入力端子ＰＩＮから出力ノードＮＡへの電力の通過を許可あるいは禁止（遮断）する。

より詳細には、各々の電力遮断回路１０は、電源入力端子ＰＩＮと出力ノードＮＡとの間に直列に接続された遮断回路１１及びスイッチ素子１２を備えている。例えば、第１電力遮断回路１０−１では、第１遮断回路１１−１が電源入力端子ＰＩＮと第１中間ノードＮ１との間に接続されており、第１スイッチ素子１２−１が第１中間ノードＮ１と出力ノードＮＡとの間に接続されている。

第１遮断回路１１−１は、制御回路３０から出力される第１制御信号ＣＢ１に従って、電力の通過を許可あるいは禁止（遮断）する。より詳細には、第１制御信号ＣＢ１が“通過許可信号”である場合、第１遮断回路１１−１は電力の通過を許可し、それ以外の場合、第１遮断回路１１−１は電力の通過を遮断する。すなわち、第１遮断回路１１−１は、制御回路３０から“通過許可信号”を受け取っている時に電力を通過させ、“通過許可信号”を受け取っていない時に電力の通過を遮断する。

例えば、通過許可信号は、図２に示されるようなクロック信号ＣＬＫである。この場合、クロック信号ＣＬＫに基づいて動作する素子が第１遮断回路１１−１に組み込まれる。クロック信号ＣＬＫが供給されている間は、当該素子が動作することにより、第１遮断回路１１−１は電力を通過させる。一方、クロック信号ＣＬＫの供給が停止すると、当該素子も動作を停止し、電力の通過が遮断される。

図３は、通過許可信号がクロック信号ＣＬＫである場合の第１遮断回路１１−１の動作例を示している。期間Ｐ０において、電力供給制御装置１はパワーＯＦＦしている。

期間Ｐ１において、電力供給制御装置１はパワーＯＮし、制御回路３０が第１制御信号ＣＢ１としてクロック信号ＣＬＫ（通過許可信号）を出力する。第１制御信号ＣＢ１としてクロック信号ＣＬＫを受け取ると、第１遮断回路１１−１は、電力の通過を許可する、すなわち、電源入力端子ＰＩＮと第１中間ノードＮ１とを電気的に導通させる。その結果、第１中間ノードＮ１の電圧である第１中間ノード電圧ＶＮ１は、Ｈｉｇｈレベルとなる。

期間Ｐ２において、制御回路３０は、第１遮断回路１１−１へのクロック信号ＣＬＫ（通過許可信号）の供給を停止する。例えば、制御回路３０は、第１遮断回路１１−１に対する第１制御信号ＣＢ１をＬｏｗレベルに固定する。この場合、第１遮断回路１１−１は、電力通過を禁止する、すなわち、電源入力端子ＰＩＮと第１中間ノードＮ１との間の電気的接続を切断する。その結果、第１中間ノード電圧ＶＮ１は、グランドレベルとなる。尚、第１制御信号ＣＢ１がＨｉｇｈレベルに固定される場合も同様である。

再度図１を参照して、第１スイッチ素子１２−１は、制御回路３０によってＯＮ／ＯＦＦ制御される。より詳細には、第１スイッチ素子１２−１は、制御回路３０から出力される第１スイッチ信号Ｇ１によってＯＮ／ＯＦＦ制御される。

例えば、第１スイッチ信号Ｇ１がＨｉｇｈレベルの場合、第１スイッチ素子１２−１はＯＮし、第１中間ノードＮ１と出力ノードＮＡとは電気的に接続される。一方、第１スイッチ信号Ｇ１がＬｏｗレベルの場合、第１スイッチ素子１２−１はＯＦＦし、第１中間ノードＮ１と出力ノードＮＡとの間の電気的接続が切断される。第１スイッチ素子１２−１は、例えば、第１スイッチ信号Ｇ１がゲートに入力されるＭＯＳトランジスタである。

第２電力遮断回路１０−２の構成は、第１電力遮断回路１０−１の構成と同様である。すなわち、第２電力遮断回路１０−２では、第２遮断回路１１−２が電源入力端子ＰＩＮと第２中間ノードＮ２との間に接続されており、第２スイッチ素子１２−２が第２中間ノードＮ２と出力ノードＮＡとの間に接続されている。

第２遮断回路１１−２は、制御回路３０から出力される第２制御信号ＣＢ２に従って、電力の通過を許可あるいは禁止（遮断）する。より詳細には、第２制御信号ＣＢ２が“通過許可信号”である場合、第２遮断回路１１−２は電力の通過を許可し、それ以外の場合、第２遮断回路１１−２は電力の通過を遮断する。すなわち、第２遮断回路１１−２は、制御回路３０から“通過許可信号”を受け取っている時に電力を通過させ、“通過許可信号”を受け取っていない時に電力の通過を遮断する。通過許可信号は、例えば、図２に示されるようなクロック信号ＣＬＫである。

第２スイッチ素子１２−２は、制御回路３０によってＯＮ／ＯＦＦ制御される。より詳細には、第２スイッチ素子１２−２は、制御回路３０から出力される第２スイッチ信号Ｇ２によってＯＮ／ＯＦＦ制御される。第２スイッチ素子１２−２は、例えば、第２スイッチ信号Ｇ２がゲートに入力されるＭＯＳトランジスタである。

尚、各電力遮断回路１０において、遮断回路１１とスイッチ素子１２の順番が入れ替わっていてもよい。

出力回路２０は、出力ノードＮＡと出力端子ＰＯＵＴとの間に接続されており、出力端子ＰＯＵＴを通して電力を負荷に出力する。この出力回路２０も、制御回路３０によってＯＮ／ＯＦＦ制御される。より詳細には、出力回路２０は、制御回路３０から出力される出力制御信号ＥＮによってＯＮ／ＯＦＦ制御される。例えば、出力制御信号ＥＮがＨｉｇｈレベルの場合、出力回路２０はＯＮし、電力を負荷に出力する。一方、出力制御信号ＥＮがＬｏｗレベルの場合、出力回路２０はＯＦＦし、負荷への電力出力を停止する。

制御回路３０は、例えばマイクロコンピュータにより実現される。この制御回路３０は、複数の電力遮断回路１０及び出力回路２０のそれぞれを別々に制御する。具体的には、制御回路３０は、上述の第１制御信号ＣＢ１及び第１スイッチ信号Ｇ１を用いて、第１電力遮断回路１０−１の動作を制御する。また、制御回路３０は、上述の第２制御信号ＣＢ２及び第２スイッチ信号Ｇ２を用いて、第２電力遮断回路１０−２の動作を制御する。また、制御回路３０は、上述の出力制御信号ＥＮを用いて、出力回路２０の動作を制御する。

また、制御回路３０には、第１中間ノードＮ１の電圧である第１中間ノード電圧ＶＮ１、第２中間ノードＮ２の電圧である第２中間ノード電圧ＶＮ２、及び出力端子ＰＯＵＴの電圧である出力電圧ＶＯＵＴが入力される。後述されるように、制御回路３０は、これら第１中間ノード電圧ＶＮ１、第２中間ノード電圧ＶＮ２、及び出力電圧ＶＯＵＴを監視することにより、回路の異常を検出することができる。

このように、制御回路３０は、複数の電力遮断回路１０及び出力回路２０のそれぞれを別々に制御する機能、及び異常を検出する機能を備えている。これら機能を用いることにより、制御回路３０は、電力供給制御装置１の各構成要素が正常に動作するか否かの“診断”を任意のタイミングで実施することができる。以下、各構成要素の診断について詳しく説明する。

＜電力遮断回路１０の診断＞
通常動作時、制御回路３０は、全ての電力遮断回路１０に電力を通過させる。非常時等、負荷への電力供給を停止させたい場合、制御回路３０は、全ての電力遮断回路１０において電力の通過を遮断させる。この時、いずれかの電力遮断回路１０が故障していると、負荷への電力供給が停止せず、継続してしまう。信頼性を確保するためには、各電力遮断回路１０が正常に動作するか否かを任意のタイミングで診断することが好ましい。

図４を参照して、図１で示された第１電力遮断回路１０−１及び第２電力遮断回路１０−２の診断について説明する。

期間Ｐ０において、電力供給制御装置１はパワーＯＦＦしており、各回路は動作停止している。その後、電力供給制御装置１はパワーＯＮする。

期間Ｐ１は、通常動作期間である。制御回路３０は、第１制御信号ＣＢ１及び第２制御信号ＣＢ２としてクロック信号ＣＬＫ（通過許可信号）を出力する。その結果、第１遮断回路１１−１及び第２遮断回路１１−２は共に電力の通過を許可し、第１中間ノード電圧ＶＮ１及び第２中間ノード電圧ＶＮ２は共に電源電圧レベルとなる。また、制御回路３０は、第１スイッチ信号Ｇ１及び第２スイッチ信号Ｇ２をＨｉｇｈレベルに設定し、第１スイッチ素子１２−１及び第２スイッチ素子１２−２をＯＮする。また、制御回路３０は、出力制御信号ＥＮをＨｉｇｈレベルに設定し、出力回路２０をＯＮする。その結果、負荷に電力が供給され（出力電圧ＶＯＵＴ＝Ｈｉｇｈレベル）、負荷が動作する。

続く期間Ｐ２は、第１電力遮断回路１０−１を診断するための期間である。制御回路３０は、第１電力遮断回路１０−１を“診断対象回路”として設定する。具体的には、制御回路３０は、第１制御信号ＣＢ１をＬｏｗレベルに固定し、第１遮断回路１１−１へのクロック信号ＣＬＫ（通過許可信号）の供給を停止する。また、制御回路３０は、第１スイッチ信号Ｇ１をＬｏｗレベルに設定し、第１スイッチ素子１２−１をＯＦＦする。

第１電力遮断回路１０−１（第１遮断回路１１−１及び第１スイッチ素子１２−１）が正常に動作すれば、第１中間ノードＮ１と電源との間の電気的接続は切断され、図４に示されるように、第１中間ノード電圧ＶＮ１はＬｏｗレベルとなることが期待される。従って、制御回路３０は、期間Ｐ２において第１中間ノード電圧ＶＮ１を監視することによって、第１電力遮断回路１０−１が正常に動作するか否かを診断することができる。

ここで、期間Ｐ２における第２電力遮断回路１０−２の状態は、通常動作期間での状態のままであることに留意されたい。すなわち、第２電力遮断回路１０−２を通して、電源から負荷への電力供給は継続している（出力電圧ＶＯＵＴ＝Ｈｉｇｈレベル）。これは、負荷への電力供給を停止することなく、第１電力遮断回路１０−１の診断が可能であることを意味する。第１スイッチ素子１２−１をＯＦＦするのは、出力ノードＮＡから第１中間ノードＮ１に電力が回り込み、診断に影響を与えることを防ぐためである。

第１中間ノード電圧ＶＮ１が期待値であるＬｏｗレベルに変化すれば、制御回路３０は、第１電力遮断回路１０−１は正常であると判定する。一方、第１中間ノード電圧ＶＮ１がＨｉｇｈレベルのままであれば、制御回路３０は、第１電力遮断回路１０−１に異常が発生していると判定する。第１電力遮断回路１０−１に異常が発生している状態とは、第１遮断回路１１−１と第１スイッチ素子１２−１の少なくとも一方が故障している状態である。

図４に示される例では、第１電力遮断回路１０−１は正常である。この場合、制御回路３０は、第１電力遮断回路１０−１を通常動作に戻し、電力供給を再開させる。

期間Ｐ３は、通常動作期間であり、上述の期間Ｐ１と同じである。

続く期間Ｐ４は、第２電力遮断回路１０−２を診断するための期間である。制御回路３０は、第２電力遮断回路１０−２を“診断対象回路”として設定する。具体的には、制御回路３０は、第２制御信号ＣＢ２をＬｏｗレベルに固定し、第２遮断回路１１−２へのクロック信号ＣＬＫ（通過許可信号）の供給を停止する。また、制御回路３０は、第２スイッチ信号Ｇ２をＬｏｗレベルに設定し、第２スイッチ素子１２−２をＯＦＦする。

第２電力遮断回路１０−２（第２遮断回路１１−２及び第２スイッチ素子１２−２）が正常に動作すれば、第２中間ノードＮ２と電源との間の電気的接続は切断され、図４に示されるように、第２中間ノード電圧ＶＮ２はＬｏｗレベルとなることが期待される。従って、制御回路３０は、期間Ｐ４において第２中間ノード電圧ＶＮ２を監視することによって、第２電力遮断回路１０−２が正常に動作するか否かを診断することができる。

ここで、期間Ｐ４における第１電力遮断回路１０−１の状態は、通常動作期間での状態のままであることに留意されたい。すなわち、第１電力遮断回路１０−１を通して、電源から負荷への電力供給は継続している（出力電圧ＶＯＵＴ＝Ｈｉｇｈレベル）。これは、負荷への電力供給を停止することなく、第２電力遮断回路１０−２の診断が可能であることを意味する。第２スイッチ素子１２−２をＯＦＦするのは、出力ノードＮＡから第２中間ノードＮ２に電力が回り込み、診断に影響を与えることを防ぐためである。

第２中間ノード電圧ＶＮ２が期待値であるＬｏｗレベルに変化すれば、制御回路３０は、第２電力遮断回路１０−２は正常であると判定する。一方、第２中間ノード電圧ＶＮ２がＨｉｇｈレベルのままであれば、制御回路３０は、第２電力遮断回路１０−２に異常が発生していると判定する。第２電力遮断回路１０−２に異常が発生している状態とは、第２遮断回路１１−２と第２スイッチ素子１２−２の少なくとも一方が故障している状態である。

図４に示される例では、第２電力遮断回路１０−２は正常である。この場合、制御回路３０は、第２電力遮断回路１０−２を通常動作に戻し、電力通過を再開させる。

期間Ｐ５は、通常動作期間であり、上述の期間Ｐ１と同じである。

次に、診断対象回路に異常が発生している場合を説明する。図５は、一例として、第２電力遮断回路１０−２に異常が発生している場合を示している。上述の期間Ｐ４において、第２中間ノード電圧ＶＮ２はＨｉｇｈレベルのままである。従って、制御回路３０は、第２電力遮断回路１０−２（診断対象回路）に異常が発生していると判定する。

診断対象回路に異常が発生している場合の処理として、例えば安全確保の観点から、負荷への電力供給を強制的に停止させることが考えられる。そのために、制御回路３０は、図５に示されるように、出力制御信号ＥＮをＬｏｗレベルに変化させ、出力回路２０をＯＦＦする。その結果、出力回路２０から負荷への電力出力が停止し（出力電圧ＶＯＵＴ＝Ｌｏｗレベル）、負荷が動作を停止する。この時、制御回路３０は、診断対象回路以外の全ての電力遮断回路１０において電力の通過を遮断させてもよい。

診断対象回路に異常が発生している場合、制御回路３０は、アラートを出力し、オペレータに異常検出を通知してもよい。

以上に説明されたように、本実施の形態によれば、複数の電力遮断回路１０をそれぞれ個別に診断することが可能である。いずれかの電力遮断回路１０が診断対象回路に設定されている間、その他の電力遮断回路１０は通常動作している。従って、負荷への電力供給を停止することなく、診断対象回路の診断を実施することが可能である。

電力供給制御装置１の信頼性を確保するためには、診断を定期的に実施することが好適である。すなわち、制御回路３０は、複数の電力遮断回路１０のそれぞれを、定期的に、診断対象回路に設定することが好適である。

また、図４及び図５の例で示されたように、制御回路３０は、複数の電力遮断回路１０を、順番に、診断対象回路に設定することが好適である。これにより、複数の電力遮断回路１０を均等に診断することが可能となる。

図６は、本実施の形態に係る診断方法を要約的に示すフローチャートである。制御回路３０は、診断タイミングまで通常動作を継続する（ステップＳ１；Ｎｏ）。診断タイミングになると（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、制御回路３０は、複数の電力遮断回路１０の中から診断対象回路を選択する（ステップＳ２）。例えば、制御回路３０は、複数の電力遮断回路１０を、順番に、診断対象回路として選択する。

続いて、制御回路３０は、診断対象回路における電力通過を停止させる。具体的には、制御回路３０は、診断対象回路の遮断回路１１へのクロック信号ＣＬＫの供給を停止し、且つ、診断対象回路のスイッチ素子１２をＯＦＦする（ステップＳ３）。そして、制御回路３０は、診断対象回路の中間ノードの電圧に基づいて、診断対象回路に異常が発生しているか否か判定する（ステップＳ４）。

診断対象回路における異常を検出しない場合（ステップＳ４；Ｎｏ）、制御回路３０は、診断対象回路を通常動作に戻し、電力通過を再開させる（ステップＳ５）。一方、診断対象回路における異常を検出した場合（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、制御回路３０は、出力回路２０をＯＦＦし、負荷への電力供給を停止させる（ステップＳ６）。

＜出力回路２０の診断＞
電力遮断回路１０の診断とは別に、制御回路３０は、出力回路２０が正常に動作するか否かを診断することもできる。上述の通り、制御回路３０は、出力制御信号ＥＮを用いて出力回路２０をＯＮ／ＯＦＦ制御することが可能である。また、制御回路３０は、出力回路２０から負荷へ出力される出力電圧ＶＯＵＴを監視している。従って、制御回路３０は、出力回路２０のＯＮ／ＯＦＦ制御状態と出力電圧ＶＯＵＴを対比することによって、出力回路２０に異常が発生しているか否かを判定することができる。出力回路２０のＯＮ／ＯＦＦ制御状態と出力電圧ＶＯＵＴが整合しない場合、制御回路３０は、出力回路２０に異常が発生していると判定する。

図７を参照して、出力回路２０の診断の一例について説明する。期間Ｐ１０において、電力供給制御装置１はパワーＯＦＦしており、各回路は動作停止している。その後、電力供給制御装置１はパワーＯＮする。期間Ｐ１１は、通常動作期間であり、既出の図４で示された期間Ｐ１と同じである。

期間Ｐ１２は、出力回路２０を診断するための期間である。制御回路３０は、出力制御信号ＥＮをＬｏｗレベルに変化させる。出力回路２０が正常に動作すれば、出力回路２０はＯＦＦし、出力電圧ＶＯＵＴはＬｏｗレベルとなることが期待される。しかし、図７に示される例では、出力電圧ＶＯＵＴはＨｉｇｈレベルのままである。従って、制御回路３０は、出力回路２０に異常が発生していると判定する。

出力回路２０に異常が発生している場合の処理として、例えば安全確保の観点から、負荷への電力供給を強制的に停止させることが考えられる。例えば、制御回路３０は、全ての電力遮断回路１０において電力の通過を遮断させる。つまり、制御回路３０は、全ての電力遮断回路１０に関して、遮断回路１１へのクロック信号ＣＬＫの供給を停止し、且つ、スイッチ素子１２をＯＦＦする。その結果、図７の期間Ｐ１３に示されるように、負荷への電力供給が停止し（出力電圧ＶＯＵＴ＝Ｌｏｗレベル）、負荷が動作を停止する。

＜制御回路３０が故障した場合＞
制御回路３０が故障した場合、制御回路３０からクロック信号ＣＬＫが出力されなくなる。つまり、第１制御信号ＣＢ１や第２制御信号ＣＢ２は、ＨｉｇｈレベルあるいはＬｏｗレベルに固定される。従って、全ての電力遮断回路１０の遮断回路１１が自動的に電力の通過を遮断する。結果として、負荷への電力供給が自動的に停止し、負荷が動作を停止する。

すなわち、通過許可信号としてクロック信号ＣＬＫを用いることによって、制御回路３０が故障した場合でも、負荷への電力供給を強制的に停止させることが可能となる。これは、安全確保の観点から好適である。

尚、図１で示されたように、各電力遮断回路１０において、遮断回路１１はスイッチ素子１２よりも前段に配置されることが好ましい。これにより、制御回路３０が故障した場合に電力が印可される構成要素を最小限に抑えることが可能となる。

＜効果＞
以上に説明されたように、本実施の形態によれば、複数の電力遮断回路１０が並列に設けられる。また、それら複数の電力遮断回路１０を個別に診断することが可能である。いずれかの電力遮断回路１０が診断対象回路に設定されている間、その他の電力遮断回路１０は通常動作している。従って、負荷への電力供給を停止することなく、診断対象回路の診断を実施することが可能である。すなわち、負荷に対して電力を安定的に供給しつつ、電力供給制御装置１の信頼性を確保することが可能となる。

また、本実施の形態によれば、診断対象回路において異常が検出された場合、出力回路２０をＯＦＦすることによって、負荷への電力供給を強制的に停止させることが可能である。このことは、安全確保の観点から好適である。

更に、本実施の形態によれば、出力回路２０の診断も可能である。出力回路２０において異常が検出された場合、全ての電力遮断回路１０において電力通過を遮断することによって、負荷への電力供給を強制的に停止させることも可能である。このことは、安全確保の観点から好適である。

また、本実施の形態によれば、遮断回路１１に供給される通過許可信号としてクロック信号ＣＬＫが用いられる。これにより、制御回路３０が故障した場合でも、負荷への電力供給を強制的に停止させることが可能となる。このことも、安全確保の観点から好適である。

実施の形態２．
実施の形態２では、上述の電力供給制御装置１をプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）に搭載する場合を説明する。ＰＬＣは、工場等において産業機器（デバイス）の駆動制御を行うコントローラである。

図８は、本実施の形態に係るＰＬＣ１００の構成例を示すブロック図である。ＰＬＣ１００は、ベース１１０、電源ユニット１２０、ＣＰＵユニット１３０、入力ユニット１４０、及び出力ユニット１５０を備えている。

本例において、ＰＬＣ１００による制御の対象は、プレス機４００である。より詳細には、センサ２００が、プレス機４００の動作状態を検出し、検出した動作状態を示すセンサ信号をＰＬＣ１００に出力する。入力ユニット１４０は、センサ２００からセンサ信号を受け取り、プレス機４００の動作状態に関する情報をＣＰＵユニット１３０に送る。ＣＰＵユニット１３０は、受け取った情報に基づいて、プレス機４００をＯＮ／ＯＦＦ制御するための制御情報を出力ユニット１５０に送る。

出力ユニット１５０は、受け取った制御情報に基づいて、プレス機４００をＯＮ／ＯＦＦ制御する。このとき、プレス機４００には、外部電源３００から電力が供給される。すなわち、出力ユニット１５０は、制御情報に基づいて、外部電源３００からプレス機４００への電力供給を制御する。この出力ユニット１５０に、上述の電力供給制御装置１が適用される。

図９に示されるように、出力ユニット１５０は、電力供給制御装置１と制御用電源１５１を備えている。制御用電源１５１は、ベース１１０を介して電源ユニット１２０に接続されており、電力供給制御装置１は、その制御用電源１５１から供給される電力に基づいて動作する。また、電力供給制御装置１（制御回路３０）は、ベース１１０を介してＣＰＵユニット１３０から制御情報を受け取る。電力供給制御装置１は、その制御情報に基づいて、外部電源３００からプレス機４００への電力供給を制御する。すなわち、本例では、プレス機４００が負荷に相当する。

実施の形態１で説明したように、電力供給制御装置１の構成要素に異常が発生した場合、プレス機４００への電力供給を確実に停止させることが可能である。従って、プレス機４００の安全性が向上する。

以上、本発明の実施の形態が添付の図面を参照することにより説明された。但し、本発明は、上述の実施の形態に限定されず、要旨を逸脱しない範囲で当業者により適宜変更され得る。

１ 電力供給制御装置、１０ 電力遮断回路、１０−１ 第１電力遮断回路、１０−２ 第２電力遮断回路、１１ 遮断回路、１１−１ 第１遮断回路、１１−２ 第２遮断回路、１２ スイッチ素子、１２−１ 第１スイッチ素子、１２−２ 第２スイッチ素子、２０ 出力回路、３０ 制御回路、１００ ＰＬＣ、１１０ ベース、１２０ 電源ユニット、１３０ ＣＰＵユニット、１４０ 入力ユニット、１５０ 出力ユニット、１５１ 制御用電源、２００ センサ、３００ 外部電源、４００ プレス機、ＣＢ１ 第１制御信号、ＣＢ２ 第２制御信号、ＣＬＫ クロック信号（通過許可信号）、Ｇ１ 第１スイッチ信号、Ｇ２ 第２スイッチ信号、ＥＮ 出力制御信号、Ｎ１ 第１中間ノード、Ｎ２ 第２中間ノード、ＮＡ 出力ノード、ＰＩＮ 電源入力端子、ＰＯＵＴ 出力端子、ＶＮ１ 第１中間ノード電圧、ＶＮ２ 第２中間ノード電圧、ＶＯＵＴ 出力電圧。

Claims (10)

1. 電源からの電力が入力される電源入力端子と、
   前記電力を負荷に出力する出力回路と、
   前記電源入力端子と前記出力回路との間に並列に接続された複数の電力遮断回路と、
   前記複数の電力遮断回路を別々に制御する制御回路と
   を備え、
   前記複数の電力遮断回路の各々は、前記電源入力端子と前記出力回路との間に直列に接続された遮断回路及びスイッチ素子を有しており、
   前記遮断回路は、前記制御回路から通過許可信号を受け取っている時に前記電力を通過させ、前記通過許可信号を受け取っていない時に前記電力の通過を遮断するように構成され、
   前記スイッチ素子は、前記制御回路によってＯＮ／ＯＦＦ制御され、
   前記制御回路は、前記複数の電力遮断回路のうちいずれかを診断対象回路に設定する際、前記診断対象回路の前記遮断回路への前記通過許可信号の供給を停止し、且つ、前記診断対象回路の前記スイッチ素子をＯＦＦする
   電力供給制御装置。
2. 前記制御回路は、前記診断対象回路における前記遮断回路と前記スイッチ素子との間の中間ノードの電圧に基づいて、前記診断対象回路に異常が発生しているか否か判定する
   請求項１に記載の電力供給制御装置。
3. 前記診断対象回路に異常が発生していると判定した場合、前記制御回路は、前記出力回路をＯＦＦする
   請求項２に記載の電力供給制御装置。
4. 前記制御回路は、前記複数の電力遮断回路のそれぞれを、定期的に、前記診断対象回路に設定する
   請求項１から３のいずれか一項に記載の電力供給制御装置。
5. 前記制御回路は、前記複数の電力遮断回路を、順番に、前記診断対象回路に設定する
   請求項１から４のいずれか一項に記載の電力供給制御装置。
6. 前記通過許可信号は、クロック信号である
   請求項１から５のいずれか一項に記載の電力供給制御装置。
7. 前記制御回路は、前記出力回路をＯＮ／ＯＦＦ制御し、また、前記出力回路から前記負荷への出力を監視し、
   前記出力回路のＯＮ／ＯＦＦ制御状態と前記監視された出力が整合しない場合、前記制御回路は、前記出力回路に異常が発生していると判定する
   請求項１から６のいずれか一項に記載の電力供給制御装置。
8. 前記出力回路に異常が発生していると判定した場合、前記制御回路は、前記複数の電力遮断回路の全てについて、前記遮断回路への前記通過許可信号の供給を停止し、且つ、前記スイッチ素子をＯＦＦする
   請求項７に記載の電力供給制御装置。
9. 前記電力供給制御装置は、デバイスの駆動制御を行うプログラマブルロジックコントローラに搭載され、
   前記負荷は、前記デバイスである
   請求項１から８のいずれか一項に記載の電力供給制御装置。
10. デバイスの駆動制御を行うプログラマブルロジックコントローラであって、
    電源からの電力が入力される電源入力端子と、
    前記電力を前記デバイスに出力する出力回路と、
    前記電源入力端子と前記出力回路との間に並列に接続された複数の電力遮断回路と、
    前記複数の電力遮断回路を別々に制御する制御回路と
    を備え、
    前記複数の電力遮断回路の各々は、前記電源入力端子と前記出力回路との間に直列に接続された遮断回路及びスイッチ素子を有しており、
    前記遮断回路は、前記制御回路から通過許可信号を受け取っている時に前記電力を通過させ、前記通過許可信号を受け取っていない時に前記電力の通過を遮断するように構成され、
    前記スイッチ素子は、前記制御回路によってＯＮ／ＯＦＦ制御され、
    前記制御回路は、前記複数の電力遮断回路のうちいずれかを診断対象回路に設定する際、前記診断対象回路の前記遮断回路への前記通過許可信号の供給を停止し、且つ、前記診断対象回路の前記スイッチ素子をＯＦＦする
    プログラマブルロジックコントローラ。

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