| 【発明の名称】 |
電圧低下検出装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】大山 義樹
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| 【要約】 |
【課題】比較的簡単な方法で、電源周波数の半周期以上の期間に亙る電圧低下を、電源周波数の半周期程度の遅れ時間で検出することが可能な商用交流電源用の電圧低下検出装置の実現を課題とする。
【解決手段】電源電圧１を全波整流する全波整流素子２と、整流波形の電圧を所定の閾値電圧と比較し、比較結果を示すパルス信号を出力するパルス信号発生装置３と、このパルス信号相互の時間間隔を検出するパルス間隔検出装置４と、このパルス間隔検出手段４が検出したパルス信号相互間の時間間隔を所定時間間隔と比較するパルス間隔比較とを設ける。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 商用交流電源の電源電圧の低下を検出する電圧低下検出装置において、前記電源電圧を整流する整流手段と、この整流手段が整流した整流波形の電圧を所定の閾値電圧と比較し、比較結果を示すパルス信号を出力する電圧比較手段と、このパルス信号相互の時間間隔を検出するパルス信号間隔検出手段と、このパルス信号間隔検出手段が検出したパルス信号相互間の時間間隔を所定時間間隔と比較するパルス間隔比較手段とを具備することを特徴とする電圧低下検出装置。
【請求項２】 前記パルス信号間隔検出手段がパルス電圧平滑手段と、このパルス電圧平滑手段の出力電圧を検出する平滑電圧検出手段を具備することを特徴とする請求項１に記載の電圧低下検出装置。
【請求項３】 前記整流手段が整流した整流波形の電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と、このＡ／Ｄ変換手段のディジタル出力を入力するマイクロプロセッサを具備し、前記電圧比較手段、前記パルス信号間隔検出手段および前記パルス間隔比較手段をこのマイクロプロセッサのソフトウェア処理で実現することを特徴とする請求項１に記載の電圧低下検出装置。
【請求項４】 前記整流手段が全波整流を行う全波整流手段であり、前記パルス間隔比較手段がパルス信号相互間の時間間隔と比較する前記所定時間間隔が前記商用交流電源の半周期以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電圧低下検出装置。
【請求項５】 前記整流手段が半波整流を行う半波整流手段であり、前記パルス間隔比較手段がパルス信号相互間の時間間隔と比較する前記所定時間間隔が前記商用交流電源の１周期以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電圧低下検出装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電圧低下検出装置に関し、特に商用交流電源の電源電圧の低下を検出する電圧低下検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図７は、従来の、商用電圧源を電源入力とする機器に用いられる電圧低下検出装置のブロック図である。図７において、３１は商用電圧源、３２は整流素子、３３はコンデンサ、３４は抵抗器、３５は電圧検出装置を示す。また図８に図７に示した電圧低下検出装置の各部の波形を示す。商用電圧源３１から入力される交流電圧は、整流素子３２およびコンデンサ３３によって整流・平滑され、さらに抵抗３４によってコンデンサ３３に蓄えられた電荷が放電されるため、図７の点ａでは図８（ａ）のような波形の電圧が発生する。この電圧を電圧検出装置３５により、あらかじめ機器の最低入力電圧によって定められた所定の電圧Ｖｔｈ以下になるのを検出することで、商用電圧源の電圧低下を検出することが出来る。電圧検出装置３５はその入力電圧がＶｔｈ以下になると図８（ｂ）のように検出電圧をハイにしてそのことを通知する。
【０００３】しかしこの装置では、商用電圧源の電圧が低下しても、点ａの電圧は即座に低下せず、電圧検出装置３５の入力電圧はコンデンサ３３に蓄えられた電荷の抵抗器３４による放電によって、緩やかに低下するため、電圧低下を検出するまでに図８でＴｌとして示した期間のタイムラグが発生する。このタイムラグＴｌは正常時の入力電圧と電圧Ｖｔｈとの差が大きいほど大きくなるため、正常時の入力電圧が高く、また機器の最低入力電圧が低いほど、このタイムラグＴｌは大きくなってしまう。
【０００４】入力電圧の低下によって、異常動作・故障を起こす可能性のある機器については、それを防止するため、入力電圧の低下を検出して保護動作を行う必要があるが、この場合、入力電圧の低下と、それを検出するまでのタイムラグＴｌは、この保護動作を遅らせる結果となり、これが異常動作・故障を起こす要因となる虞がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、従来の商用交流電源の電圧低下検出装置においては、電圧低下を検出するまで必要なタイムラグが比較的長く、このために保護動作をとる措置が遅れてしまって、これが異常動作・故障を起こす要因となる虞があった。
【０００６】本発明はこの点を解決して、比較的簡単な方法で、電源周波数の半周期以上の期間に亙る電圧低下を、電源周波数の半周期程度の遅れ時間で検出することが可能な商用交流電源用の電圧低下検出装置の実現を課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため、本発明は、商用交流電源の電源電圧の低下を検出する電圧低下検出装置において、前記電源電圧を整流する整流手段と、この整流手段が整流した整流波形の電圧を所定の閾値電圧と比較し、比較結果を示すパルス信号を出力する電圧比較手段と、このパルス信号相互の時間間隔を検出するパルス信号間隔検出手段と、このパルス信号間隔検出手段が検出したパルス信号相互間の時間間隔を所定時間間隔と比較するパルス間隔比較手段とを具備することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる電圧低下検出装置を添付図面を参照にして詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態の電圧低下検出装置のブロック図である。図１において、１は交流電圧源、２は整流素子、３はパルス信号発生装置、４はパルス間隔検出装置を示す。また図２は図１の回路の各点ａ、ｂ、ｃでの電圧波形である。
【０００９】交流電圧源１から入力される交流電圧は、整流素子２によって整流され、図２（ａ）のような全波整流波形となり、パルス信号発生装置３へ入力される。パルス信号発生装置３は、入力された電圧があらかじめ機器の最低入力電圧によって定められた閾値電圧Ｖｔｈ１よりも高いときはオン期間であってハイの電圧を、低いときはオフ期間でローの電圧を出力する機能があり、この装置によって、図２（ａ）の波形は図２（ｂ）のようなパルス波形に変換される。パルス間隔検出装置４は、入力される図２（ｂ）のパルス波形のオフの期間を検出し、図２（ｃ）に示したように、この期間が商用電圧源の周波数の半周期Ｔｈよりも短いときにはロー、長いときはハイを出力する。
【００１０】入力電圧が正常な状態であり電圧変動が許容範囲内の変動である場合には、パルスは図２（ａ）の全波整流波形の各ピークごとに発生するので、パルス信号発生装置３の出力パルスのオフ期間は周波数の半周期Ｔｈよりも長くなることはなく、パルス間隔検出装置４の出力はローである。しかし、図２（ａ）の全波整流波形のピークが閾値電圧Ｖｔｈ１よりも低くなると、パルスが発生しなくなるため、パルスのオフ期間は周波数の半周期Ｔｈよりも長くなり、パルス間隔検出装置４の出力である図２（ｃ）がハイになる。つまり、この装置を使うことによって、商用電圧源の正常時の電圧の如何に関わらず、商用電圧源における電源周波数の半周期Ｔｈ以上の期間に亙る一定範囲以上の電圧低下を、電源周波数の半周期Ｔｈ程度の遅れ時間で検出することが出来る。
【００１１】図３は、パルス間隔検出装置にコンデンサによるパルス平滑回路を用いた本発明の電圧低下検出装置の他の実施の形態のブロック図である。図３において、１１は交流電圧源、１２は整流素子、１３はパルス信号発生装置、１４は逆流を防止する整流素子、１５はコンデンサ、１６は抵抗器、１７は電圧検出回路を示す。また図４に、図３の回路の各点ａ、ｂでの電圧波形である。この回路では、コンデンサ１５によってパルス信号発生装置１３の出力パルス信号を平滑し、抵抗器１６によりコンデンサ１５に充電された電荷を放電することにより、パルス波形は図４（ａ）のような波形に変換される。
【００１２】コンデンサ１５の放電による電圧低下は、パルス信号発生装置１３の出力パルスのオフ期間に抵抗器１６によって一定の割合で行われるので、この電圧は、オフ期間の長さに対応した電圧となる。従ってオフ期間が商用周波数の半周期Ｔｈ続いた場合のパルス電圧の減衰値から閾値電圧Ｖｔｈ２をあらかじめ調べておき、電圧検出回路１７は点ｂの電圧がこのＶｔｈ２以下になるのを検出した場合に図４（ｂ）のようなハイレベル信号を出力することで、商用交流電圧源１１の電圧の低下を検出し、それに応じた信号を出力することができる。
【００１３】この実施の形態でのコンデンサ１５、抵抗器１６および電圧検出回路１７の回路は基本的に図７で示したコンデンサ３３、抵抗器３４および電圧検出回路３５の回路と相似であり、その限りでは検出精度や検出に要する時間は同等と考えられるが、パルス信号発生装置１３で用いられるパルス用の直流電源電圧が安定しているため、生の商用電圧源を全波整流した電圧に比べてドリフトや変動がはるかに少ないため、検出精度を向上することができ、検出に必要な時間を短縮することができる。
【００１４】図５は、本発明の電圧低下検出装置のさらに他の実施の形態のブロック図で、パルス信号発生・パルス間隔検出をマイコンで擬似的に行った場合の例である。図５で、２１は交流電圧源、２２は整流素子、２３はＡ／Ｄ変換器、２４はマイコンを示す。整流素子２２で交流電圧源２１からの入力電圧を整流した電圧をＡ／Ｄ変換器２３によってデジタル信号に変換し、これをマイコン２４内で処理する。マイコン２４内の処理については、図６に、その処理フロチャートの一例を示す。
【００１５】図５および図６にそって、その動作を説明すると、マイコン２４は、ステップ１０１でＡ／Ｄ変換器２３の出力から整流素子２２の全波整流波形の電圧Ｖｉｎをサンプルして検出する。次にステップ１０２で、このサンプルされた電圧Ｖｉｎが閾値電圧Ｖｔｈ３よりも大きいかどうかを調べる。この閾値電圧Ｖｔｈ３は図１でのＶｔｈ１とほぼ同じ値である。
【００１６】Ｖｉｎ＞Ｖｔｈ３の場合はステップ１０３に進み、最後に入力電圧Ｖｉｎが閾値電圧Ｖｔｈ３を超えていた時刻Ｔｂとして現在の時刻Ｔｎを設定し、ステップ１０１に戻る。またＶｉｎ＜Ｖｔｈ３の場合はステップ１０４に進み、現在の時刻Ｔｎから最後に入力電圧Ｖｉｎが閾値電圧Ｖｔｈ３を超えていた時刻Ｔｂを減算しその差が商用周波数の半周器Ｔｈよりも小さいかどうかを調べる。すなわちＴｎ−Ｔｂ＜Ｔｈを調べる。
【００１７】ステップ１０４でＴｎ−Ｔｂ＜Ｔｈの場合はそのままステップ１０１に戻る。Ｔｎ−Ｔｂ＜Ｔｈでなかった場合は、ステップ１０５に進み、入力電圧の低下を検出したとして、マイコン２４は対応する信号を出力し、その後、ステップ１０１に戻る。
【００１８】以上に述べた本発明の実施の形態を用いることによって、比較的簡単な方法で、電源周波数の半周期Ｔｈ以上の期間に亙る電圧低下を、半周期Ｔｈ程度の遅れ時間で検出することができる。なおここではあげた例では、整流素子としてブリッジ整流法による全波整流方式を採用しているが、半端整流方式を採用しても同様の動作は可能である。ただし、この場合は、検出できる電圧低下はその周波数の１周期以上の期間のものとなる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１の発明は、商用交流電源の電源電圧の低下を検出する電圧低下検出装置において、この電源電圧を整流する整流手段と、この整流手段が整流した整流波形の電圧を所定の閾値電圧と比較し、比較結果を示すパルス信号を出力する電圧比較手段と、このパルス信号相互の時間間隔を検出するパルス信号間隔検出手段と、このパルス信号間隔検出手段が検出したパルス信号相互間の時間間隔を所定時間間隔と比較するパルス間隔比較手段とを具備することを特徴とする。このように、整流波形の電圧を比較的処理しやすいパルス電圧に置き換え、パルス信号間隔検出することにより、比較的簡単な方法で、一定時間以上に亙る電圧低下を、一定の遅れ時間で検出することができる。したがって、これを用いることによって、機器が入力電圧の低下を原因とする異常動作及び故障を起こす前に、保護手段を取ることができるようになり、異常動作及び故障を未然に防止することができる。
【００２０】本発明の請求項２の発明は、パルス信号間隔検出手段をパルス電圧平滑手段と、このパルス電圧平滑手段の出力電圧を検出する平滑電圧検出手段を用いて構成したことを特徴とする。これにより、比較的簡単、廉価な方法で、パルス信号間隔を検出することができる。
【００２１】本発明の請求項３の発明は整流手段が整流した整流波形の電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と、このＡ／Ｄ変換手段のディジタル出力を入力するマイクロプロセッサを具備し、電圧比較手段、パルス信号間隔検出手段およびパルス間隔比較手段をこのマイクロプロセッサのソフトウェア処理で実現することを特徴とする。これにより、電源電圧の電圧低下検出をソフト的に行うことができ、整流波形電圧のサンプル頻度を高くすることができるので、検出精度を上げ、遅れ時間を短くすることができる。
【００２２】本発明の請求項４の発明は、整流手段が全波整流を行う全波整流手段であり、パルス間隔比較手段がパルス信号相互間の時間間隔と比較する所定時間間隔が商用交流電源の半周期以上であることを特徴とする。これにより、電源周波数の半周期以上の期間に亙る電圧低下を、半周期程度の遅れ時間で検出することができる。
【００２３】本発明の請求項５の発明は、整流手段が半波整流を行う半波整流手段であり、パルス間隔比較手段がパルス信号相互間の時間間隔と比較する所定時間間隔が商用交流電源の１周期以上であることを特徴とする。これにより、電源周波数の１周期以上の期間に亙る電圧低下を、１周期程度の遅れ時間で検出することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２１８５
【氏名又は名称】ソニー株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）３月１９日 |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２７１３６６ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１０月８日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−７０７４０ |
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