WO2013047251A1 - Ａｃ入力電圧遮断検出方法及び回路 - Google Patents

Ａｃ入力電圧遮断検出方法及び回路 Download PDF

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    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection

Definitions

  • the present invention relates to an AC input voltage interruption detection method and circuit for detecting that an AC input voltage is interrupted and stopping a power supply or discharging a high-capacity capacitor.
  • the AC input voltage cut-off detection circuit detects that the AC input voltage is cut off, and is used to stop the power supply to which the AC input voltage is connected or to discharge a high-voltage capacitor. -This circuit is essential for safe operation of DC converters.
  • FIG. 1 and FIG. 2 are diagrams for explaining a conventional first AC input voltage cutoff detection circuit and its operation shown in Patent Document 1 below.
  • FIG. 1 when an AC input voltage is connected through a plug connected to an AC power source, the voltage of the filter capacitor C0 follows the AC voltage. However, when the AC input voltage is interrupted for some reason, the AC voltage at that time is held at C0, but thereafter, it is slowly discharged through the resistors (R1 and R2 and R3 or R4). The AC input voltage is monitored by a detection circuit (detailed circuit is shown on the right side of FIG. 1) via the divided voltage Vin of the resistors R1 and R2, and as shown on the right end of FIG. When the state where Vin does not drop below the reference voltage Vref1 continues for a predetermined time longer than the AC cycle, it is determined that AC is cut off.
  • the detailed circuit shown in the right part of FIG. 1 includes a first comparator CMP1 having a hysteresis characteristic in which the input voltage Vin is applied to the inverting input terminal, and a gate terminal connected to the output terminal of the comparator CMP1.
  • the constant current source I1 charges the capacitor C1 with a constant current while Q1 is off. As a result, the potential V1 of the node N1 gradually rises, and when Q1 is turned on, the charge of the capacitor C1 is discharged and the potential V1 is rapidly lowered to generate a sawtooth signal.
  • a second comparator CMP2 having hysteresis characteristics in which the potential V1 is applied to the non-inverting input terminal, an open drain output MOSFET Q2 having a gate terminal connected to the output terminal of the comparator CMP2, and a non-inverting input of the first comparator CMP1 It has a constant current source I2 that generates a reference voltage Vref1 applied to the terminal and a reference voltage Vref2 applied to the inverting input terminal of the second comparator CMP2, a diode D3, voltage dividing resistors R5 and R6, and a drain terminal of Q2 Connected to output terminal OUT.
  • the first comparator CMP1 compares the input voltage Vin with the reference voltage Vref1, and when the input voltage Vin becomes higher than Vref1, the output falls to a low level to turn off the MOSFET Q1, and when Vin becomes lower than Vref1, the output becomes high. Operate to rise to level and turn on Q1.
  • Q1 When Q1 is turned on, the charge of the capacitor C1 connected to the coupling node N1 between Q1 and I1 is extracted, so that the potential V1 of the node N1 changes to the ground potential.
  • the second comparator CMP2 compares the potential V1 of the node N1 with the reference voltage Vref2, and operates so that the output falls to a low level when V1 becomes higher than Vref2.
  • the first comparator CMP1 continues to output the pulse by detecting the AC waveform even if the AC voltage slightly decreases.
  • the charge is periodically reset, so that the potential V1 of the node N1 does not become higher than Vref2, and the output Vout remains at the high level.
  • the first comparator CMP1 does not output a pulse and the charge of the capacitor C1 is not reset. Therefore, V1 becomes higher than Vref2, and the output Vout changes to a low level, so that it is possible to notify the outside of AC power supply cutoff (AC input voltage cutoff).
  • FIG. 3 and 4 are diagrams for explaining the conventional second AC input voltage cutoff detection circuit and its operation shown in Patent Document 2 below.
  • the ripple component of the detection voltage is extracted by an AC detection unit (high-pass filter) and rectified and smoothed.
  • the reference voltage Vr3 is exceeded, it is determined that the AC input voltage is connected.
  • the differential amplifier 22 in the circuit of FIG. 3 obtains the difference value between the ground voltage detection signals of the output power supply lines PL1 and PL2 by the output voltage detection unit 11, and the AC detection unit 23 generates the ripple component.
  • the output signal level of the rectifying / smoothing unit 24 becomes zero or a value close thereto, and the low-level capacitor short-circuit failure alarm signal is output from the comparison unit 25.
  • FIG. 4 is a waveform diagram showing how the capacitor short-circuit fault is detected in FIG. 3.
  • the output power supply lines PL1 and PL2 have ripple components of the switching frequency due to the switching elements Q1 to Q4.
  • the detection signal from the output voltage detector 11 is a DC voltage including a ripple component, but when the capacitor C3 is short-circuited, it becomes almost 0V.
  • the AC detection unit 23 detects a voltage including a ripple component as shown in (B), and when the capacitor C3 is short-circuited, the detection signal becomes 0V.
  • the rectified and smoothed output signal of the rectifying and smoothing unit 24 becomes 0 V when the capacitor C3 is short-circuited, as shown in (C) and (D).
  • the output signal of the comparison unit 25 that compares the rectified and smoothed output signal with the reference voltage Vr3 is high when the capacitor C3 is normal, as shown in (E), but a short-circuit fault occurs in the capacitor C3.
  • the low level becomes 0V. This low level signal is taken out as an alarm signal for occurrence of a capacitor short-circuit fault.
  • the above-described first conventional AC input voltage cutoff detection circuit has a capacitance component that exists on the detection circuit side from the diodes D1 and D2 even when the AC input voltage is connected (in addition to parasitic capacitance, measures against surges) If the time constant due to the resistors (R1, R2) that discharge this is large, the input voltage Vin may not drop to the reference voltage Vref1, in which case the AC input There is a problem of misjudging that the voltage is cut off. At this time, when using a fixed AC voltage, it is possible to avoid this problem by selecting the reference voltage Vref1 corresponding to a voltage slightly lower than the peak value of the AC input voltage. When the AC input voltage range is widened with the power supply specification compatible with wide, it is difficult to select the reference voltage Vref1.
  • the above-described conventional second AC input voltage cutoff detection circuit does not cause a problem of erroneous determination like the conventional first AC input voltage cutoff detection circuit, but filters low frequency components of about 50 Hz to 60 Hz. Since a large resistance and / or capacitance is required for rectification, there is a problem that the AC input voltage cutoff detection circuit is not suitable for being configured as an integrated circuit.
  • JP 2009-165305 A (FIGS. 1 to 3)
  • JP 2009-89490 A FIGS. 2 and 4
  • the object of the present invention is suitable for a configuration using an integrated circuit, and even if the ripple of the detection voltage is small (the detection voltage does not sufficiently decrease), the AC input voltage is reduced.
  • An AC input voltage interruption detection method and circuit capable of determining interruption / connection are provided.
  • the AC input voltage cutoff detection method determines which class of three or more classes each having a predetermined upper limit voltage and a lower limit voltage the detection voltage corresponding to the AC input voltage belongs to. It is characterized in that it is determined at a cycle shorter than the cycle of the AC input voltage or at all times, and the AC input voltage is cut off when the class to which the determination belongs does not change within a predetermined time.
  • the detected voltage exceeds the upper limit voltage, it is determined that it belongs to the next higher class, and when the detected voltage falls below the lower limit voltage, it is one lower. It is characterized by determining that it belongs to a class.
  • the AC input voltage interruption detection method of the present invention it is possible to determine whether the AC input voltage is interrupted or connected even when the ripple of the input AC detection voltage is small (the detection voltage does not sufficiently decrease). It becomes.
  • the AC input voltage cutoff detection circuit of the present invention determines to which class of three or more classes each having a predetermined upper limit voltage and a lower limit voltage the detection voltage corresponding to the AC input voltage belongs, and belongs to the determination.
  • An upper limit voltage comparison circuit for determining, a lower limit voltage comparison circuit for determining that the detected voltage is smaller than the lower limit voltage, and a count-up operation according to an output result of the upper limit voltage comparison circuit,
  • An up / down counter that performs a count-down operation according to an output result, and the upper limit voltage according to a digital value output by the up / down counter.
  • a digital-to-analog converter for outputting a serial lower limit voltage, characterized in that it and a timer circuit which is reset by the count-up operation or the count-down operation of the up-down counter.
  • the upper limit voltage comparison circuit and the lower limit voltage comparison circuit may be configured as one comparator by alternately using a comparator in a time division manner. desirable.
  • the circuit elements constituting the AC input voltage cutoff detection circuit can be realized by an element that can be easily integrated, it can be easily realized by an integrated circuit.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an AC input voltage cutoff detection circuit according to the embodiment of the present invention.
  • the AC input voltage cutoff detection circuit shown in FIG. 5 selects either the class upper limit voltage Vuref (151) or the class lower limit voltage Vdref (152) as the reference voltage of the comparator 110 and outputs it as the selection circuit output (131).
  • the control logic 120 that controls the selection circuit 130 and generates the count-up signal 121 or the count-down signal 122 according to the output of the comparator 110, and the count-up signal 121 from the control logic 120
  • Up / down counter 140 that counts up and receives countdown signal 122 to count down, and digital analog that outputs class upper limit voltage Vuref (151) and class lower limit voltage Vdref (152) according to the digital value output by up / down counter 140
  • the converter 150 and the timer circuit 160 that is reset by the count up signal 121 from the control logic 120 to the up / down counter 140. Constructed.
  • 5 shows an example in which the timer circuit 160 is reset by the count-up signal 121 from the control logic 120.
  • the present invention is not limited to this, and the timer circuit 160 is reset by the count-down signal 122 from the control logic 120. There may be. Alternatively, the count up signal 121 and the count down signal 122 may be reset with a logical sum. 5 does not specifically describe the detection method of the detection signal Vin, but the detection signal Vin is a voltage obtained by dividing the AC input voltage by full-wave rectification or half-wave rectification. In the same way as the circuit shown in Fig.
  • the timer circuit 160 determines that the AC input voltage is cut off when the time measurement is completed without being reset.
  • the control logic 120 repeats the following operations (1) to (4) with a period sufficiently short with respect to the period of the AC input voltage (provided that there is no problem with the response speed of the comparator 110).
  • Vuref (151) is selected by the control signal 123 as the reference voltage of the comparator 110 and applied to the inverting input terminal of the comparator 110.
  • Vdref (152) is selected by the control signal 123 as the reference voltage of the comparator 110 and applied to the inverting input terminal of the comparator 110.
  • FIG. 6 is a diagram showing operation waveforms of the AC input voltage cutoff detection circuit shown in FIG.
  • the broken line parallel to the horizontal axis (time axis) of FIG. 6 is a scale line of the graph.
  • FIG. 6 shows how the class upper limit voltage Vuref (151) and the class lower limit voltage Vdref (152) change (middle stage in the illustrated example) with respect to the detection signal Vin (100) illustrated in the upper stage in the illustrated example.
  • Vuref (151) and Vdref (152) The value of rises stepwise.
  • the detection signal Vin (100) shows a change with a certain level in a predetermined cycle, so that the count up signal 121 and the count down signal 122 are output from the control logic 120.
  • the reset signal 121 is shown in the lower part of FIG. 6, the timer circuit 160 is configured to be reset by the count-up signal 121 (or the count-down signal 122), so that while the AC input voltage is connected, There is no timeout.
  • the detection signal Vin (100) only decreases gently, and the timer circuit 160 does not generate the count up signal 121 and the count down signal 122 from the control logic 120.
  • the timer circuit 160 times out and the AC cutoff detection signal 161 is output from the timer circuit 160.
  • the upper limit voltage Vuref (151) and the lower limit voltage Vdref (152) each have three classes (digital values), and the upper limit voltage corresponding to a certain class (digital value).
  • the value of Vuref (151) is set to a value slightly higher than the value of the lower limit voltage Vdref (152) corresponding to the upper class (digital value). That is, a difference (hysteresis width) is generated between the level at which the count-up signal 121 is generated when the detection signal Vin (100) is increased and the level at which the count-down signal 122 is generated when the detection signal Vin (100) is decreased. This is to prevent the count value from fluctuating in the vicinity of class switching.
  • the upper limit voltage comparison circuit and the lower limit voltage comparison circuit are described using the control logic 120 and the selection circuit 130, a configuration example in which one comparator 110 is used in a time division manner is described. It is also possible to configure the lower limit voltage comparison circuit with different comparators. In this case, it is always determined (not discretely as described above) to which class of three or more classes each having a predetermined upper limit voltage and lower limit voltage the detection voltage corresponding to the AC input voltage belongs. However, it is desirable to increase the hysteresis width in consideration of the influence of offset variation of each comparator.
  • the AC input voltage cutoff detection method and circuit according to the present invention can be applied not only to Japan, which has a narrow power supply specification in the AC input voltage range, but also to a power supply specification compatible with a wider world.

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Abstract

　選択回路は、比較器の基準電圧として階級上限電圧又は階級下限電圧のどちらかを選択するようにし、制御ロジックは、上記選択回路を制御するとともに上記比較器の出力に応じてcount-up信号またはcount-down信号を生成する。アップダウンカウンタは、上記制御ロジックからの上記count-up信号を受けてカウントアップし、上記count-down信号を受けてカウントダウンする。そしてデジタルアナログ変換器は、上記アップダウンカウンタの出力するデジタル値に応じて階級上限電圧及び階級下限電圧を出力する。タイマ回路は、上記アップダウンカウンタへの上記制御ロジックからのcount-up信号によってリセットされるよう構成する。

Description

ＡＣ入力電圧遮断検出方法及び回路
　本発明は、ＡＣ入力電圧が遮断されたことを検出し、電源の停止や高電圧となっている容量の放電などを行うＡＣ入力電圧遮断検出方法及び回路に関する。
　ＡＣ入力電圧遮断検出回路は、ＡＣ入力電圧が遮断されたことを検出し、ＡＣ入力電圧が接続されていた電源の停止や高電圧となっている容量の放電などを行うために用いられ、ＡＣ-ＤＣコンバータ等の安全な動作に必須な回路となっている。
　図１および図２は、下記特許文献１に示されている従来の第１のＡＣ入力電圧遮断検出回路とその動作を説明するための図である。図１において、ＡＣ電源に接続されるプラグを経てＡＣ入力電圧が接続されている時は、フィルタコンデンサC0の電圧はＡＣ電圧に追従する。しかし何らかの事情でＡＣ入力電圧が遮断されると、その時点のＡＣ電圧がC0に保持されるものの、その後は、抵抗（R1及びR2並びにR3またはR4）を介して緩やかに放電される。ＡＣ入力電圧は、抵抗R1及びR2の分圧電圧Vinを介して検出回路（図１の右部に詳細回路が示されている）で監視しており、図２の右端に示されるように、Vinが基準電圧Vref1以下に低下しない状態が、ＡＣ周期より長い所定時間継続した場合に、ＡＣが遮断されているものと判定する。
　具体的に説明すれば、図１の右部に示される詳細回路は、入力電圧Vinが反転入力端子に印加されたヒステリシス特性を有する第１コンパレータCMP1と、コンパレータCMP1の出力端子にゲート端子が接続されたスイッチMOSFET Q1と、MOSFET Q1と電源電圧端子VDDとの間に接続された定電流源I1と、Q1とI1との結合ノードN1と接地点との間に接続された容量C1を有する。定電流源I1は、Q1がオフの期間に容量C1を定電流で充電する。これにより、ノードN1の電位V1が徐々に上昇し、Q1がオンされると容量C1の電荷を放電して電位V1を急速に立ち下げることで、鋸歯状信号を生成する。
　また電位V1が非反転入力端子に印加されたヒステリシス特性を有する第２コンパレータCMP2と、コンパレータCMP2の出力端子にゲート端子が接続されたオープンドレインの出力MOSFET Q2と、第１コンパレータCMP1の非反転入力端子に印加される参照電圧Vref1および第２コンパレータCMP2の反転入力端子に印加される参照電圧Vref2を生成する定電流源I2、ダイオードD3、分圧抵抗R5，R6を有し、Q2のドレイン端子が出力端子OUTに接続されている。
　第１コンパレータCMP1は、入力電圧Vinと参照電圧Vref1とを比較し、入力電圧VinがVref1よりも高くなると出力がロウレベルに立ち下がってMOSFET Q1をオフさせ、VinがVref1よりも低くなると出力がハイレベルに立ち上がってQ1をオンさせるように動作する。Q1がオンすると、Q1とI1との結合ノードN1に接続されている容量C1の電荷を引き抜くため、ノードN1の電位V1が接地電位に変化する。第２コンパレータCMP2は、ノードN1の電位V1と参照電圧Vref2とを比較し、V1がVref2よりも高くなると出力がロウレベルに立ち下がるように動作する。
　この回路構成の動作をさらに説明すれば、図２に示す期間T1のように、多少ＡＣ電圧が低下しても第１コンパレータCMP1がＡＣ波形を検出してパルスを出力し続けるので、容量C1の電荷が周期的にリセットされてノードN1の電位V1がVref2よりも高くならず、出力Voutはハイレベルのままである。一方、図２に示す期間T2のようにＡＣ波形がなくなると、第１コンパレータCMP1がパルスを出力しなくなり、容量C1の電荷がリセットされなくなる。そのため、V1がVref2よりも高くなり、出力Voutがロウレベルに変化して、ＡＣ電源の遮断（ＡＣ入力電圧の遮断）を外部に知らせることができる。
　図３および図４は、下記特許文献２に示されている従来の第２のＡＣ入力電圧遮断検出回路とその動作を説明するための図である。図３の回路では、図１に示した従来の第１のＡＣ入力電圧遮断検出回路と異なり、検出電圧のリップル成分をＡＣ検出部（高域通過フィルタ）で取り出し、これを整流平滑したものが基準電圧Vr3を上回っている場合にはＡＣ入力電圧が接続されていると判定するものである。
　より具体的に説明すれば、図３の回路の差動増幅器22は、出力電圧検出部11による出力電源線PL1，PL2の対地電圧検出信号の差分値を求め、ＡＣ検出部23によりリップル成分を検出し、整流平滑部24により整流して平滑化し、比較部25において基準電圧Vr3と比較する。しかしてコンデンサC3の短絡障害が発生すると、出力電源線PL1，PL2の線間電圧はほぼゼロとなり、線間に発生するリップル成分も殆どゼロとなる。それによって、整流平滑部24の出力信号レベルはゼロ又はそれに近い値となり、比較部25からロウレベルのコンデンサ短絡障害発生のアラーム信号が出力される。
　図４は上記した図３におけるコンデンサ短絡障害検出の様子を示す波形図であり、コンデンサＣ１～Ｃ３が正常な場合、出力電源線PL1，PL2には、スイッチング素子Q1～Q4によるスイッチング周波数のリップル成分を含む直流電圧が印加されており、出力電圧検出部11による検出信号は、（Ａ）に示すようにリップル成分を含む直流電圧となっているが、コンデンサC3が短絡すると、殆ど０Ｖとなる。ＡＣ検出部23は、（Ｂ）に示すようにリップル成分を含む電圧を検出し、コンデンサC3が短絡すると、検出信号は０Ｖとなる。それにより、整流平滑部24の整流平滑出力信号は、（Ｃ），（Ｄ）に示すように、コンデンサC3が短絡すると、０Ｖとなる。そして、整流平滑出力信号と基準電圧Vr3とを比較する比較部25の出力信号は、（Ｅ）に示すように、コンデンサC3が正常な場合は、ハイレベルであるが、コンデンサC3の短絡障害発生により、ロウレベルの０Ｖとなる。このロウレベルの信号を、コンデンサ短絡障害発生のアラーム信号として取り出すようにする。
　上記した従来の第２のＡＣ検出回路方式であれば、リップル成分のみを取り出してコンデンサ短絡障害の発生を検出しているため、検出電圧を固定のレベルと比較する図１に示した従来の第１のＡＣ入力電圧遮断検出回路のような後述する問題は生じない。
　上記した従来の第１のＡＣ入力電圧遮断検出回路は、ＡＣ入力電圧が接続されている場合であっても、ダイオードD1、D2より検出回路側に存在する容量成分（寄生容量の他、サージ対策で意図的に容量が付加されることもある）と、これを放電する抵抗（R1、R2）による時定数が大きいと入力電圧Vinが参照電圧Vref1まで低下しないことがあり、その場合はＡＣ入力電圧が遮断されていると誤判定するという問題を有している。その際、固定のＡＣ電圧で使用する場合であれば、ＡＣ入力電圧のピーク値よりも少し低い電圧に対応する参照電圧Vref1を選ぶことにより、この問題を回避することも可能ではあるが、ワールドワイド対応の電源仕様でＡＣ入力電圧範囲が広くなると、参照電圧Vref1の選び方が難しくなるという問題を有している。
　また上述した従来の第２のＡＣ入力電圧遮断検出回路は、従来の第１のＡＣ入力電圧遮断検出回路のような誤判定するという問題は生じないものの、50Hz～60Hz程度の低周波成分をフィルタリング・整流するには、大きな抵抗および／または容量が必要となるため、ＡＣ入力電圧遮断検出回路を集積回路で構成するのには向かないという問題がある。
特開２００９－１６５３０５号公報（図１～図３） 特開２００９－８９４９０号公報（図２，図４）
　上記のような課題を解決するために本発明の目的は、集積回路による構成に適しており、検出電圧のリップルが小さい（検出電圧が十分に低下しない）場合であっても、ＡＣ入力電圧の遮断／接続の判定が可能なＡＣ入力電圧遮断検出方法及び回路を提供することである。
　上記の目的を達成するため、本発明のＡＣ入力電圧遮断検出方法は、ＡＣ入力電圧に対応する検出電圧が所定の上限電圧と下限電圧をそれぞれ有する３以上の階級のどの階級に属するかを前記ＡＣ入力電圧の周期よりも短い周期で、もしくは常時判定し、該判定により属するとされた階級が所定時間内に変化しない場合には前記ＡＣ入力電圧が遮断されたと判定することを特徴とする。
　また本発明のＡＣ入力電圧遮断検出方法は、上記において、前記検出電圧が前記上限電圧を上回ると１つ上の階級に属すると判定し、前記検出電圧が前記下限電圧を下回ると１つ下の階級に属すると判定することを特徴とする。
　本発明のＡＣ入力電圧遮断検出方法によれば、入力されたＡＣの検出電圧のリップルが小さい（検出電圧が十分に低下しない）場合であっても、ＡＣ入力電圧の遮断／接続の判定が可能となる。
　また本発明のＡＣ入力電圧遮断検出回路は、ＡＣ入力電圧に対応する検出電圧が所定の上限電圧と下限電圧をそれぞれ有する３以上の階級のどの階級に属するかを判定し、該判定により属するとされた階級が所定時間内に変化しない場合には前記ＡＣ入力電圧が遮断されたと判定するＡＣ入力電圧遮断検出方法を実現するための回路であって、前記検出電圧が前記上限電圧より大きいことを判定する上限電圧比較回路と、前記検出電圧が前記下限電圧より小さいことを判定する下限電圧比較回路と、前記上限電圧比較回路の出力結果に応じてカウントアップ動作を行い、前記下限電圧比較回路の出力結果に応じてカウントダウン動作を行うアップダウンカウンタと、前記アップダウンカウンタの出力するデジタル値に応じて前記上限電圧と前記下限電圧を出力するデジタルアナログ変換器と、前記アップダウンカウンタの前記カウントアップ動作または前記カウントダウン動作によってリセットされるタイマ回路と、を備えていることを特徴とする。
　また本発明のＡＣ入力電圧遮断検出回路は、上記において、前記上限電圧比較回路と前記下限電圧比較回路は、比較器を時分割で交互に使用することにより、１つの比較器で構成することが望ましい。
　また本発明のＡＣ入力電圧遮断検出回路は、上記において、ある階級の上限電圧と、当該階級の１つ上の階級の下限電圧との間には、十分なヒステリシス幅を持たせることが望ましい。
　本発明のＡＣ入力電圧遮断検出回路によれば、ＡＣ入力電圧遮断検出回路を構成する回路要素が集積回路化の容易な要素で実現可能であるため、集積回路で容易に実現することができる。
従来の第１のＡＣ入力電圧遮断検出回路の構成を示す図である。 図１に示した従来の第１のＡＣ入力電圧遮断検出回路の動作波形を示す図である。 従来の第２のＡＣ入力電圧遮断検出回路の構成を示す図である。 図３に示した従来の第２のＡＣ入力電圧遮断検出回路の動作波形を示す図である。 本発明の実施形態に係るＡＣ入力電圧遮断検出回路の構成を示す図である。 図５に示したＡＣ入力電圧遮断検出回路の動作波形を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
　図５は、本発明の実施形態に係るＡＣ入力電圧遮断検出回路の構成を示す図である。図５に示すＡＣ入力電圧遮断検出回路は、比較器110の基準電圧として階級上限電圧Vuref(151)または階級下限電圧Vdref(152)のどちらかを選択して選択回路出力(131)として出力する選択回路130と、選択回路130を制御し、かつ、比較器110の出力に応じてカウントアップ信号121またはカウントダウン信号122を生成する制御ロジック120と、制御ロジック120からのカウントアップ信号121を受けてカウントアップし、カウントダウン信号122を受けてカウントダウンするアップダウンカウンタ140と、アップダウンカウンタ140の出力するデジタル値に応じて階級上限電圧Vuref(151)および階級下限電圧Vdref(152)を出力するデジタルアナログ変換器150と、アップダウンカウンタ140への制御ロジック120からのカウントアップ信号121によってリセットされるタイマ回路160とにより構成される。
　なお、図５では、タイマ回路160は、制御ロジック120からのカウントアップ信号121によってリセットされる例を示したが、これに限定されず、制御ロジック120からのカウントダウン信号122によってリセットされる構成であっても良い。または、カウントアップ信号121とカウントダウン信号122の論理和をとったものでリセットされる構成であってもよい。また図５では、検出信号Vinの検出方法について具体的に説明していないが、この検出信号Vinは、ＡＣ入力電圧を全波整流もしくは半波整流したものを分圧した電圧であり、例えば図１に示した回路と同様にして全波整流したものの分圧電圧を検出することができ、ダイオードD1と抵抗R3のセットもしくはダイオードD2と抵抗R4のセットのうちのいずれかを省略すれば半波整流したものの分圧電圧を検出することができる。そしてタイマ回路160は、リセットが掛からず計時を完了すると、ＡＣ入力電圧が遮断されたと判断する。
　制御ロジック120は、ＡＣ入力電圧の周期に対して十分に短い周期（但し、比較器110の応答速度に問題ないことが前提）で、以下の(１)～(４)の動作を繰り返す。
(１)比較器110の基準電圧として制御信号123によりVuref(151)を選択して比較器110の反転入力端子に加える。
(２)上限電圧比較：比較器110の出力結果がVin(100)＞Vuref(151)を示していれば、カウントアップ信号121を出力する（アップダウンカウンタ140の出力結果によりVuref, Vdrefが変化する）。
(３)比較器110の基準電圧として制御信号123によりVdref(152)を選択して比較器110の反転入力端子に加える。
(４)下限電圧比較：比較器110の出力結果がVin(100)＜Vdref(152)を示していれば、カウントダウン信号122を出力する（アップダウンカウンタ140の出力結果によりVuref, Vdrefが変化する）。
　図６は、図５に示したＡＣ入力電圧遮断検出回路の動作波形を示す図である。なお、図６の横軸（時間軸）に平行な破線は、グラフの目盛り線である。図６では、図示例の上段に示す検出信号Vin(100)に対する階級上限電圧Vuref(151)と階級下限電圧Vdref(152)の変化（図示例の中段）の様子を示すものである。検出信号Vin(100)が上昇する時には、Vin(100)＞Vuref(151)になるとカウントアップ動作が行われ、それに伴いアップダウンカウンタ140の出力が変化してVuref(151)とVdref(152)の値が階段状に上昇する。再び、Vin(100)＞Vuref(151)になった場合には、同様に再度カウントアップ動作が行われる。一方、検出信号Vin(100)が低下する時には、Vin(100)＜Vdref(152)になるとカウントダウン動作が行われ、それに伴いアップダウンカウンタ140の出力が変化してVuref(151)とVdref(152)の値が階段状に低下する。
　ＡＣ入力電圧が接続されている場合には、検出信号Vin(100)が所定の周期である程度の大きさをもった変化を示すので、カウントアップ信号121およびカウントダウン信号122が制御ロジック120から出力される。図６の下段にリセット信号121を示すが、タイマ回路160は、カウントアップ信号121（もしくはカウントダウン信号122）によってリセットされるように構成されているので、ＡＣ入力電圧が接続されている間は、タイムアウトが生じない。
　一方、ＡＣ入力電圧が遮断された場合には、検出信号Vin(100)は緩やかに低下するのみとなり、制御ロジック120からカウントアップ信号121およびカウントダウン信号122が発生せずに、タイマ回路160が例えば50ms～100ms計時したらタイムアウトし、タイマ回路160からＡＣ遮断検出信号161が出力される。
　図６の中段に示す例では、上限電圧Vuref(151)と下限電圧Vdref(152)がそれぞれ３つの階級（デジタル値）を有する例を示しており、ある階級（デジタル値）に対応する上限電圧Vuref(151)の値は、１つ上の階級（デジタル値）に対応する下限電圧Vdref(152)の値よりも若干高い値に設定されている。すなわち、検出信号Vin(100)の上昇時にカウントアップ信号121が発生するレベルと、低下時にカウントダウン信号122が発生するレベルに差（ヒステリシス幅）が生じるようにしている。これは、階級の切り替わり付近でカウント値がばたつくのを防止するためである。
　なお、上限電圧比較回路と下限電圧比較回路を、制御ロジック120と選択回路130を使用することにより、１つの比較器110を時分割で使用する構成例について説明しているが、上限電圧比較回路と下限電圧比較回路を異なる比較器で構成することも可能である。この場合には、ＡＣ入力電圧に対応する検出電圧が所定の上限電圧と下限電圧をそれぞれ有する３以上の階級のどの階級に属するかを（上記のように離散的にではなく）常時判定することができるが、それぞれの比較器のオフセットばらつきの影響を考慮して、前述のヒステリシス幅を大きめにしておくことが望ましい。
　本発明のＡＣ入力電圧遮断検出方法及び回路は、ＡＣ入力電圧範囲の電源仕様が狭い日本対応に限らずより広いワールドワイド対応の電源仕様にも適用することが可能である。

Claims (6)

  1. 　ＡＣ入力電圧に対応する検出電圧が所定の上限電圧と下限電圧をそれぞれ有する３以上の階級のどの階級に属するかを前記ＡＣ入力電圧の周期より短い周期で、もしくは常時判定し、該判定により属するとされた階級が所定時間内に変化しない場合には前記ＡＣ入力電圧が遮断されたと判定することを特徴とするＡＣ入力電圧遮断検出方法。
  2. 　前記検出電圧が前記上限電圧を上回ると１つ上の階級に属すると判定し、前記検出電圧が前記下限電圧を下回ると１つ下の階級に属すると判定することを特徴とする請求項１に記載のＡＣ入力電圧遮断検出方法。
  3. 　ある階級に対応する前記上限電圧は、その１つ上の階級の前記下限電圧よりも高いことを特徴とする請求項１または２に記載のＡＣ入力電圧遮断検出方法。
  4. 　ＡＣ入力電圧に対応する検出電圧が所定の上限電圧と下限電圧をそれぞれ有する３以上の階級のどの階級に属するかを判定し、該判定により属するとされた階級が所定時間内に変化しない場合には前記ＡＣ入力電圧が遮断されたと判定するＡＣ入力電圧遮断検出方法を実現するための回路であって、前記検出電圧が前記上限電圧より大きいことを判定する上限電圧比較回路と、前記検出電圧が前記下限電圧より小さいことを判定する下限電圧比較回路と、前記上限電圧比較回路の出力結果に応じてカウントアップ動作を行い、前記下限電圧比較回路の出力結果に応じてカウントダウン動作を行うアップダウンカウンタと、前記アップダウンカウンタの出力するデジタル値に応じて前記上限電圧と前記下限電圧を出力するデジタルアナログ変換器と、前記アップダウンカウンタの前記カウントアップ動作または前記カウントダウン動作によってリセットされるタイマ回路と、を備えていることを特徴とするＡＣ入力電圧遮断検出回路。
  5. 　前記上限電圧比較回路と前記下限電圧比較回路を、１つの比較器を時分割で交互に使用して構成したことを特徴とする請求項４に記載のＡＣ入力電圧遮断検出回路。
  6. 　ある階級に対応する前記上限電圧は、その１つ上の階級の前記下限電圧よりも高いことを特徴とする請求項４または５に記載のＡＣ入力電圧遮断検出回路。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019047621A (ja) * 2017-09-01 2019-03-22 ミツミ電機株式会社 電源制御用半導体装置および電源装置並びにｘコンデンサの放電方法
US10938315B2 (en) 2017-03-16 2021-03-02 Fuji Electric Co., Ltd. Control circuit for AC/DC converter

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104422806B (zh) * 2013-08-21 2018-08-07 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 电源侦测电路
US10345348B2 (en) 2014-11-04 2019-07-09 Stmicroelectronics S.R.L. Detection circuit for an active discharge circuit of an X-capacitor, related active discharge circuit, integrated circuit and method
CN105720807B (zh) * 2014-12-03 2018-05-29 万国半导体(开曼)股份有限公司 用于检测输入电压和泄放滞留电压的方法及装置
US11018573B2 (en) 2017-12-12 2021-05-25 Johnson Controls Fire Protection LP Power supply ripple detector
CN114930699A (zh) * 2020-01-23 2022-08-19 艾锐势有限责任公司 用于改进由ac电源供应给装置的电力的中断的检测的系统和方法
US20240039563A1 (en) * 2022-07-26 2024-02-01 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Method for rapid baseline recovery for irregular frequency content large dynamic range unipolar data signals

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6067864A (ja) * 1983-09-22 1985-04-18 Toshiba Corp 交流電圧検出回路
JPS63315963A (ja) * 1987-06-19 1988-12-23 Omron Tateisi Electronics Co 停電検出回路
JPS6473259A (en) * 1987-09-14 1989-03-17 Nec Corp Instantaneous interruption detection for ac power supply

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3725795A (en) * 1971-12-22 1973-04-03 Lorain Prod Corp A-c voltage detector
JPS5097369A (ja) * 1973-12-25 1975-08-02
US4031463A (en) * 1976-03-01 1977-06-21 Control Data Corporation Power brown-out detector
US4788619A (en) * 1987-04-24 1988-11-29 Basler Electric Company Protective relays and methods
US4814934A (en) * 1987-12-24 1989-03-21 Sundstrand Corp. Voltage fault detector
JPH03239159A (ja) * 1990-02-15 1991-10-24 Mitsubishi Electric Corp 直流電源装置
JPH05307422A (ja) * 1992-04-30 1993-11-19 Mitsubishi Electric Corp クロック切り換え回路
JPH0667864A (ja) * 1992-08-19 1994-03-11 Fujitsu Ltd マニュアル類の自動作成，更新方法
JPH10108451A (ja) 1996-09-26 1998-04-24 Sony Corp スイッチング電源の入力交流電圧検出方法及び装置
DE19814696C1 (de) * 1998-04-01 1999-07-08 Siemens Ag Spannungs-Überwachungseinrichtung für zwei unterschiedliche Versorgungsspannungen eines elektronischen Geräts
US6473280B1 (en) * 2000-10-12 2002-10-29 Analog Devices, Inc. Switching voltage regulator failure detection circuit and method
JP4133166B2 (ja) * 2002-09-25 2008-08-13 株式会社ルネサステクノロジ 不揮発性半導体記憶装置
US7630695B2 (en) * 2007-04-12 2009-12-08 Applied Micro Circuits Corporation Receiver signal strength indicator
JP4890405B2 (ja) 2007-09-28 2012-03-07 富士通テレコムネットワークス株式会社 電源異常検出回路
US7698077B2 (en) * 2007-11-09 2010-04-13 Applied Micro Circuits Corporation System and method for signal level detection
JP5176551B2 (ja) 2008-01-09 2013-04-03 ミツミ電機株式会社 Ａｃ検出回路および直流電源装置
JP2009268184A (ja) * 2008-04-23 2009-11-12 Mitsumi Electric Co Ltd Ａｃ検出回路および直流電源装置
JP5422922B2 (ja) * 2008-05-29 2014-02-19 富士電機株式会社 同期整流型ｄｃ−ｄｃコンバータの逆流防止回路
JP2010261862A (ja) * 2009-05-08 2010-11-18 Sony Corp Ａｃライン信号検出装置およびその方法、並びに電源装置
CN101881793B (zh) * 2009-05-08 2013-05-01 深圳市金威源科技股份有限公司 一种交流电掉电检测方法及报警电路
CN201440150U (zh) * 2009-08-04 2010-04-21 深圳和而泰智能控制股份有限公司 一种用于生产线的电压检测装置
US9281824B2 (en) * 2013-03-15 2016-03-08 Intel Corporation Clock amplitude detection

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6067864A (ja) * 1983-09-22 1985-04-18 Toshiba Corp 交流電圧検出回路
JPS63315963A (ja) * 1987-06-19 1988-12-23 Omron Tateisi Electronics Co 停電検出回路
JPS6473259A (en) * 1987-09-14 1989-03-17 Nec Corp Instantaneous interruption detection for ac power supply

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2762903A4 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10938315B2 (en) 2017-03-16 2021-03-02 Fuji Electric Co., Ltd. Control circuit for AC/DC converter
JP2019047621A (ja) * 2017-09-01 2019-03-22 ミツミ電機株式会社 電源制御用半導体装置および電源装置並びにｘコンデンサの放電方法

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