JPH0345795B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、シーケンスコントローラ等の停電処
理を要する電子機器に好適な瞬時停電検知装置に
関する。

〔従来技術〕

従来、一般にこの種の電子機器では、その内部
電源が停電によりある時間経過すると電気エネル
ギーを消失するので、その後は動作不能となる。
そこで、このような電子機器では停電発生時に
は、実行中の内部処理を区切りのよいところまで
実行した後に、待機状態に入つたり、あるいは必
要なデータを不揮発性メモリへ待避したりすると
いう、いわゆる停電処理が必要となる。この停電
処理は停電後において、上述の内部電源の電気エ
ネルギーが消失する迄の期間（停電保持時間）に
行なわれなければならない。換言すれば、この種
の電子機器では、停電時のその内部電源の給電保
持持間（以下、停電保持時間と称する）が停電処
理を必要とする停電処理時間よりも長いことが望
まれている。

さらに、この種の電子機器がシステム全体の中
の１つの装置として使用される場合においては、
停電、瞬時停電あるいは瞬時電源電圧降下等の電
源環境に対してその機器の状態動作が明確にされ
ていることが望まれている。例えば、これらの電
源環境において電子機器が動作停止、動作継続あ
るいは待機等の動作に至る停電検知レベルが、つ
まり電源電圧が何ボルト以下の状態が、何ミリ秒
以上継続した場合に所定の停電処理をする等のよ
うにその動作基準が定量的に把握されていない
と、システム全体の電源環境に対する動作の協調
が計られないということになる。換言すると、こ
の種の電子機器においては、停電処理動作に至る
電源の電圧レベルとその継続時間が明確にされて
いることが望まれている。

このように、電子機器の内部構成面からは停電
処理時間の確保が望まれるとともに、システムに
組み込まれた電子機器においては停電処理動作を
する時間および停電処理に移る電源電圧の状態と
が定量的かつ明確にされていることが望まれる。

停電処理時間確保のためには、内部電源装置の
停電保持時間を大きくすることが必要であるが、
この停電保持時間を延長することは電源装置のコ
スト高となり望ましくない、そこでこの停電保持
時間を長くせずに停電処理時間を確保するために
は、実際の停電発生からこの停電発生を知らせる
旨の停電検知信号の発生までの遅れ時間をできる
だけ短縮することが有効となる。そのため、従来
からこの種の電子機器に対する停電を検知する瞬
時停電検知装置が提供されているが、従来装置で
は以下で詳述するように電源周期の1/2周期（サ
イクル）以上の遅れ時間があるので、瞬時停電検
知装置としては充分に満足できるものではなかつ
た。

第１図は従来のこの種の瞬時停電検知装置の一
例を示す。図示のように、電源回路（以下、電源
と称する）１により全波整流した交流電圧のレベ
ル検出をレベル検知回路２で行い、レベル検知回
路２で得られたレベル検知信号に基づきタイマ３
から停電検知信号Ｓを発生する。すなわち、電源
１からの給電が正常な状態のときには、電源電圧
のピーク値が所定の検知レベル以上になるタイミ
ングでレベル検知回路２からレベル検知信号が電
源１の各電源周期毎に発生するが、電源が停電ま
たは電圧低下した場合には、このレベル検知信号
が正規のタイミングで発生しなくなるので、それ
に応じてタイマ３から停電検知信号Ｓを出力す
る。

第２図は第１図の従来装置の詳細な回路構成の
一例を示す。交流電源４からの交流電圧をダイオ
ードブリツジ５で全波整流して得られた全波整流
電圧VR（第３図参照）があらかじめ設定したツ
エナ・ダイオード６のしきい値VT以上の電圧を
越えたときに、ツエナ・ダイオード６が降状状態
となり導通するので、電流制御抵抗７により定ま
る電流がホトカプラ８の発光ダイオード８Ａに流
れる。ホトカプラ８のホトトラランジスタ８Ｂの
出力はタイマ３のリセツト信号RESとなり、そ
のリセツト信号RESの立下りでタイマ３が限時
動作を開始し、次のリセツト信号RESが入力さ
れるまで限時動作を行い、タイマ３の設定時間以
上にリセツト信号RESの入力がない場合にはタ
イムアツプして、このタイムアツプ信号を停電検
知信号Ｓとして出力している。

第３図からわかるように、整流電圧VRが検出
レベルであるツエナ・ダイオード６のしきい値
VT以上の期間のみタイマ３のリセツト信号RES
は、ハイＨレベルとなるパルス信号となる。この
パルス信号RESの発生周期は、整流電圧VRの尖
頭値VMと上述のしきい値VTとがほぼ等しい電
源状態が正常な場合には、電源周期、すなわち交
流電源４の電源周期の1/2周期となる。すなわち、
このような周期的なリセツト信号RESが得られ
るのは、電源４が正常に動作している場合である
からこの周期的なリセツト信号RESの１周期の
間にタイマ３がタイマアツプして停電検知信号Ｓ
を出力しないように、タイマ３の時限（整定時
間）を電源周期の1/2周期以上に設定する必要が
ある。従つて、従来装置では電源周期の1/2周期
以下の間に生ずる停電については検知不能で対処
することができない。

第４図は従来装置の他の構成例を示し、この装
置では平滑回路９で平滑された電圧に対してレベ
ル検知を行う。

第５図は第４図の従来装置の詳細な回路構成の
一例を示し、この回路では、交流電源４をダイオ
ードブリツジ５で全波整硫したのち、コンデンサ
１０により平滑している。この平滑電圧VS（第６
図参照）がツエナ・ダイオード６によりあらかじ
め定まるしきい値VT以上の場合には、ツエナ・
ダイオード６が導通状態となり電流制限抵抗７を
経てホトカプラ８の発光ダイオード８Ａに電流が
流れる。ところが、停電または電源電圧低下時等
の際には、上述の平滑電圧VSが低下しこの電圧
VSがしきい値VT以上まで低下したときには、
ツエナ・ダイオード６は非導通状態となつてホト
カプラ８の発光ダイオード８Ａに電流が流れない
ので、ホトカプラ８のホトトランジスタ８Ｂから
電源が異常である旨の停電検知信号Ｓ（電圧値）
が得られる。

しかし、この回路構成では、平滑回路９のコン
デンサ１０の時定数のために瞬時停電に対する応
答性が第２図の回路構成例よりもさらに遅くな
る。さらにその平滑回路９は、通常、電源装置内
の平滑コンデンサの周辺に構成されているので、
電源装置内の平滑コンデンサ両端のレベル値を検
知して誤動作することがあるという問題があつ
た。

〔目的〕

そこで、本発明の目的は、上述した欠点を除去
し、電源が異常である旨の信号の過渡応答時間を
短縮するように構成して、高速応答化を図つた瞬
時停電検知装置を提供することにある。

〔発明の要点〕

かかる目的を達成するために、本発明では、交
流電源を含む閉回路に、この交流電源の停電時の
基準値を設定するとともにその交流電源が基準値
以上となつたときに所定時間導通する負性抵抗特
性を有するトリガ素子を挿入することにより、電
源が異常である旨の停電検知信号の応答時間を短
縮するようにしたものである。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。第７図は本発明瞬時停電検知装置の構成の一
例を示し、ここで第１図の従来装置と機能が同様
の部分については、同一符号を付してその詳細な
説明は省略する。第７図で、１１は通電検知回路
であり、電源１からの交流電圧をレベル検知回路
２でいつたんレベル検知した後、その交流電圧が
零ボルトに下降するまでリセツト信号RESを継
続する。

第８図は第７図の本発明装置の詳細な回路構成
の一例を示し、交流電源４と全波整流用のダイオ
ードブリツジ５の後段に、電流制御抵抗７と、電
圧の増加に対して電流が減少するいわゆる負性抵
抗特性を有するトリガ素子１２と、ホトカプラ８
の発光ダイオード８Ａとを直列に接続して閉回路
を構成する。さらに、ホトカプラ８のホトトラン
ジスタ８Ｂとタイマ３とを接続して、ホトカプラ
８の発光ダイオード８Ａに電流が流れている期間
は、ホトトランジスタ８Ｂからタイマ３に対して
リセツト信号RESが送出されるようにする。

上述のトリガ素子１２としてはその両端の印加
電圧があらかじめ設定されたしきい値VT以上で
は非導通状態となり、しきい値VT以上すなわち
ブレークオーバ電圧で導通状態となり、いつたん
導通後はその印加電圧が零ボルトになるまで導通
を継続して、それ以後は再びブレークオーバ電圧
になるまで非導通状態となるものを用いる。その
しきい値VTは停電時の電圧として規定する基準
電圧にあらかじめ設定する。

さらに、第９図の信号波形図を参照して動作を
詳述すると、全波整流電圧VRがしきい値VT以
上になるとトリガ素子１２は導通状態となつてホ
トカプラ８の発光ダイオード８Ａに電流が流れて
発光するので、ホトトランジスタ８Ｂが導通状態
となり、リセツト信号RESが発生する。その際、
トリガ素子１２は、いつたん導通後は全波整流電
圧VRの電圧値が低下していき零ボルト付近に至
るまでその導通状態を持続するので、リセツト信
号RESもそれに応じて送出され続ける。その後、
全波整流電圧VRが零ボルトを通過すると再びし
きい値VT以上に至るまでトリガ素子１２は非導
通状態となつてホトカプラ８の発光ダイオード８
Ａには電流が流れず発光しないのでホトトランジ
スタ８Ｂは非導通となるからそれに応じてリセツ
ト信号RESも消失する。そこで、この非導通期
間のリセツト信号RESの立下りをトリガ入力と
してタイマ３の限時動作を開始させる。

ところが、タイマ３の限時動作開始後に電源電
圧の低下等により全波整流電圧VRが所定時間し
きい値VTに達しなくなると、トリガ素子１２は
導通状態となることができず非導通状態を継続す
ることとなるから、タイマ３にはホトカプラ８か
らリセツト信号RESが供給されなくなり、タイ
ムアツプするので、タイマ３から電源異常である
旨の停電検知信号Ｓを送出することができる。さ
らにまた、全波整流電圧VRがピーク値VMに至
りその直後に停電する場合（第９図の破線参照）
には、全波整流電圧VRが零ボルトに降下した直
後に、トリガ素子１２が非導通となりタイマ３に
はリセツト信号RESが供給されるので、その時
点からタイマ３は限時動作を開始し、タイマ３が
タイムアツプした時点で停電検知信号Ｓを送出す
ることができる。

このように、本例では、トリガ素子１２により
電圧レベル検知後に電源電圧が零ボルトになるま
でタイマ３のリセツト信号RESの発生時間を延
長するようにしたので、タイマ３の限時動作の応
答時間を著しく短縮できる利点がある。

すなわち、従来装置では第３図に示すように電
源周期の1/2周期で停電状態を検知していたが、
本例では第９図に示すように電源周1/4周期で停
電状態を検知することが可能となるので、停電検
知の過渡応答時間が1/2に短縮される。

上述のように、いつたんトリガ素子１２が導通
状態となつた後は、その印加電圧が零ボルトにな
るまでホトカプラ８のホトダイオード８Ａの駆動
電流が継続するようにすればよいので、第１０図
に示すような構成の装置でも良い。

第１０図において、２２は順方向および逆方向
の両方向電圧に対して対称的な負性抵抗特性を有
する例えばSSS（silicon symmetrical switch）
のようなトリガ素子２２であり、このトリガ素子
２２と交流電源源４と、電流制限抵抗７と、発光
ダイオード１８Ａおよび１８A′を逆接続したホ
トカプラ１８の発光側端子とを直列に接続して閉
回路を構成する。さらにそのホトカプラ１８のホ
トトランジスタ１８Ｂとタイマ３とを接続して、
発光ダイオード１８Ａあるいは１８A′のいずれ
かに電流が流れて発光する期間で、ホトトランジ
スタ１８Ｂからタイマ３に対してリセツト信号
RESが送出されるようにする。

このように本例においては、トリガ素子２２が
交流電圧の正負のいずれの方向に対しても同じ値
のしきい値に対して動作し、つまり同じ値の降状
電圧を有する。従つてトリガ素子２２が交流電圧
の正と負との両サイクルにおいて第８図に示した
回路と同様に動作するので、本例では交流電圧を
全波整流するダイオードブリツジ５を省略するこ
とができるので装置の小型化や軽量化ができる利
点がある。

なお、本発明の各実施例においては検出手段と
して発光素子と受光素子とからなるホトカプラ８
および１８を用いたが、ホトカプラに限らずこれ
らの発光素子と受光素子とを独立に構成してもよ
い。さらに、タイマ３はハードウエアによるタイ
マであつても、ソフトウエアによるタイマのいず
れであつてもよいこと勿論である。

〔効果〕

以上説明したように、本発明によれば、トリガ
素子を用いて電源が異常である旨の信号の過渡応
答時間を短縮するようにしたので、高速応答によ
り短時間の停電を検出できる瞬時停電検知装置が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の概略構成例を示すブロツク
線図、第２図は第１図の装置の回路構成例を示す
回路図、第３図は第２図の各部の信号波形例を示
す信号波形図、第４図は従来装置の他の概略構成
例を示すブロツク線図、第５図は第４図の装置の
回路構成例を示す回路図、第６図は第５図の各部
の信号波形例を示す信号波形図、第７図は本発明
瞬時停電検知装置の概略構成例を示すブロツク
図、第８図は第７図の装置の回路構成例を示す回
路図、第９図は第８図の各部の信号波形例を示す
信号波形図、第１０図は本発明装置の他の回路構
成例を示す回路図である。 １…電源回路、２…レベル検知回路、３…タイ
マ、４…交流電源、５…ダイオードブリツジ、６
…ツエナ・ダイオード、７…電流制御抵抗、８，
１８…ホトカプラ、８Ａ，１８Ａ，１８A′…発
光ダイオード、８Ｂ，１８Ｂ…ホトトランジス
タ、９…平滑回路、１０…コンデンサ、１１…通
流検知回路、１２，２２…トリガ素子、VR…全
波整流電圧、VT…しきい値、VS…平滑電圧、
RES…リセツト信号、Ｓ…停電検知信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 交流電源電圧があらかじめ設定した基準値に
   達した時点から零レベルに達するまで導通するス
   イツチング手段と、該スイツチング手段の導通に
   応じてその導通時間リセツト信号を発生するリセ
   ツト信号発生手段と、前記リセツト信号の立ち下
   りに応じて交流電源の1/4周期の時間に略一致す
   る限時時間の限時動作を開始して停電検知信号を
   発生するタイマ手段とを具備したことを特徴とす
   る瞬時停電検知装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の瞬時停電検知装
   置において、前記スイツチング手段は負性抵抗特
   性を有するトリガ素子であることを特徴とする瞬
   時停電検知装置。