JPH06509907A - 作動エネルギーモニタ - Google Patents

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】 作動エネルギーモニタ 分なエネルギーが存在するがどうかを決定するために、回路遮断器内に用いられ るマイクロプロセッサに基づく作動装置のための、改良された作動エネルギーモ して回路の作動を行う電磁石を利用する。この電磁石は、回路遮断器を通って流 れる電流に応答して磁界を発生する。電流レベルが所定レベルすなわち作動点を 超えて増加すると、磁界はある機構を［作動１１組の回路遮断器接点を解放し、 それによってその回路経路を「開放」すなわち［４断ｊする。

しかし一般に、産業上、配電系の複雑性が増大するのに伴い、もっと精緻がっ精 巧な作動装置か必要とされるようになった。例えば、今日の多くの商業上および 産業上の装置において、制御されるへき装置に対して改善された精度および融通 性を与えるために、瞬間的な作動と、遅延した作動との双方（すなわち、時間− 電流遮断特性）を行う回路遮断器が所望されている。この理由て、従来技術にお いても、回路遮断器か用いられている配電系に対し、より正確て信頼性のある制 御動作を行う試みにおいて、多くのマイクロプロセッサに基づくソリッドステー ）・回路遮断器か発展せしめられた。この目的のために、電流経路と、該電流経 路を遮断するＢ！横を制御する作動ソレノイドど、の間に結合せしめられたマイ クロコンピュータか備えられる。このマイクロコンピュータは、電流経路内の電 流カヒ講屯を紹え！・時作動゛ルノイトを起動させる、該作動点を記憶している 。

そ１１にｔ、う・がわし＼ず、ニオレっのマイ′クロプロレＩす゛に７にづく作 動装置は、欠点か！よいわけてはない。ぞのわけは、それらは、ある条件ドては 不正確な、または信頼性かディい技術を用い、電力故障に応答して電流経路を遮 断しているからである。例えは、マイクロプロセッサに基づく作動装置か、回路 遮断器の電流経路を遮断するために作動ソレノイドに対する保合を試みるのは、 一般にもっばら電流経路内に電力故障か検出された後になってからのことである 。しかし、電力故障か発生した後においては、装置の電力は時々作動ソレノイ１ −に満足に係合するのに不１分となる。作動ソレノイｉのこの試みられた付勢は 、失敗するだけてはな；、そ第１はさらにマイクロプロセッサノにより使用され る電源電圧を引き下げ、そ第１によって誤った別画論理信号を生しうる。

従って、作動装置の信頼性を保証するためには、一般に、電源が作動ソレノイＩ ・コイルに灯し、電流の遮断を行うのに十分な量の電力を供給することにより、 ルノイトコイルへの速過ぎる係合試行による失敗と、さらにマイクロプロセッサ ノ゛の誤動作発生による失敗と、を回避しうるか否かを決定するための、ある踵 のモニタ回路か要求される。第１には、従来技術のモニタ回路か示されており、 この回路は、演算増幅器と、比較器機能を行うへくこれに接続されたいくつかの 関連する回路成分と、を含む。この従来技術のモニタ回路はその機能を満足に行 うか、そ第１は、その実現のために比較的多数の電気的成分を必要とし、多くの 製造経費を要し、かつ信頼性か低いという欠点を有する。

従−で、本発明は、最少数の回路成分によって形成され、高い信頼性および経済 ｒ１を打する、改良された作動エネルギーモニタに関する。従って、本発明は、 第１図の従来技術のモニタ回路の改良を行う。詳しくいうど、本発明の作動エネ ルギーモニタは、ツェナダイオ−１・と、限流抵抗と、反転バッファど、を含む 。

発明の要約 従って、本発明の一般的ｌ］的は、製造および組立てか比較的簡単で経済的では あるか、しかも？に来技術のモニタ回路の欠点を克服しうる、マイクロプロセッ サに基つく作動装置用の改良された作動エネルギーモニタを提供することである 。

本発明の目的は、最少数の成分から形成され、その動作において高い信頼性を有 する、マイクロプロセッサに基づく作動装置用の改良された作動エネルギーモニ タを提供することである。

本発明のもう１つの目的は、比較的低コストの成分から形成された、マイクロプ ロセッサに基つく作動装置用の改良された作動エネルギーモニタを提供すること である。

本発明のさらにもう１つの目的は、ツェナダイオ−１・と、限流抵抗と、反転バ ッファと、を含む、マイクロプロセッサに基づく作動装置用の改良された作動エ ネルギーモニタを提供することである。

これらの目的の達成のために、本発明は、ツェナダイオ−１・と、限流抵抗と、 反転バッファと、を含む、マイクロプロセッサに基づく作動装置用の改良された 作動エネルギーモニタの提供に関する。前記ツェナダイオードの陰極は電力信号 を受けるように接続される。前記抵抗のＩ端部はツェナダイオードの陽極に接続 され、他端部は接地電位に接続される。前記反転バッファの入力は、前記抵抗と 前記ツェナダイオードの陽極との接続点に接続される。前記反転バッファの出力 は、基準論理信号を発生する。この基準論理信号は、マイクロプロセッサにより 読取られ、それによって回路遮断器内の電流経路を遮断するためのソレノイドコ イルを付勢する作動信号か発生せしめられるへきか否かが決定される。

図面の簡単な説明 本発明のこれらの、およびその他の、目的および利点は、添付図面を参照しつつ 行われる以下の詳細な説明によりさらに明らかにされる。添付図面において、同 し参照番号は一貫して対応する部品を指示する。添付図面において、第１図は、 従来技術のモニタ回路の概略的回路図であり、第２図は、本発明の原理に従って 構成された作動エネルギーモニタの概略的回路図である。

実施例の説明 図面を参照すると、第２図には、ソリソ１−ステート回路遮断器内に用いられる マイクロプロセッサに基つく電子作動装置に関イして使用される、改良された作 動エネルギーモニタ回路ＩＯの概略的回路図か示されている。公知のように、作 動装置（図示されていない）は、マイクロプロセッサから発生する作動信号に応 答して回路遮断器内の電流経路を遮断するための作動ソレノイドコイルを含む。

作動エフ、ルギーモニタ回路１０は、ソレノイドコイルに接続された電源電圧を モニタし、基準論理信号をマイクロプロセッサに対して発生して、作動ソレノイ ドを起動させるのに十分なエネルギーの利用可能性を指示する。換言すれば、作 動ソレノイドコイルの付勢を試みる前に、マイクロプロセッサは、基準電圧の論 理レベルを検査し、電源電圧かその時ソレノイドコイルへ電流経路の遮断を行う のに十分な量の電力を供給し、それによってソレノイドコイルの付勢の失敗試行 、および／または、マイクロプロセッサの誤動作発生をな（しうるか否かを決定 する。もし電力レベルか、作動ソレノイドコイルを付勢するのに十分てあれば、 マイクロプロセッサは、電流経路を遮断するために作動信号を発生する。

作動エネルギーモニタ回路１０は、ツェナダイオードＣＲＩと、限流抵抗Ｒ１ど 、シコソトキー反転バッファＩＮＶＩと、を含む。ツェナダイオ−１”ＣＲＩの 陰極は電力信号〜ｒ、を受けるように入力端子１２に接続される。電力信号Ｖ１ は、電源（図示されていない）から発生し、作動ソレノイドコイルを動作させる ために用いら第１る。ダイオー１’ｃＲ１の陽極は、抵抗Ｒ１の１端部と、反転 バッファＩＮＶ＋の人力とに、内部節＋９．１４において接続されている。抵抗 Ｒ１の他端部は接地電位ＧＮＤに接続される。反転バッファＩＮＶＩの出力は、 基準論理信号Ｖ１．．を発生ずるための出力端子１６に接続される。この基準信 号は、作動信号か発生せしめら第１るへき時点を決定するために、マイクロプロ セッサによりモニタさ第１る。

ツェナダイオードＣＲＩは好ましくは、部品番号ｌＮ５２３９Ｂのもののように 、＋９１ボルトの電旧こおいて降伏するものとする。抵抗は好ましくは、１０キ ロオームの抵抗値を有するものとする。反転バッファは好ましくは、イリノイ州 ノヤウムハ−７’（Ｓｃｈａｕｍｂｕｒｇ）のモトローラ社（Ｍｏｌｏｒｏｌａ 、Ｉｎｃ、’）により製造され、発売されている、ＭＣ５４／７４ＨＣＩ４Ａと 同様の形式の１６進法ツユミノＩ・ｌ〜リガインハータから構成されるしのとす る。

マイクロプロセッサか作動ソレノイドコイルのイ：Ｊ勢の試みにおいて作動信号 を発生する前に、基準信号Ｖ７８．か、高論理レベルとして読取られるか、また は低論理レベルとして読取られるかを決定するための検査を受ける。もし基準信 号Ｖ＋ｅｌか低論理レベルとして読取られれば、マイクロプロセッサは、ソレノ イドコイルを起動させるのに十分な電力か存在するものと決定し、それを行うこ とを試みる。もし基準信号Ｖ、、、が高論理レベルとして読取られれば、マイク ロプロセッサは、ソレノイドコイルを起動させるのに十分な電力か存在しないも のと決定して待機するか、しかし基準信号Ｖ、、、の論理レベルを周期的に検査 する。いったん基準信号Ｖ、１か低論理レベルヘスイッチされれば、マイクロプ ロセッサは、もう一度ソレノイトコイルの起動を試みる。

従って、ツェナダイオードＣＲＩは、電力信号Ｖアか十分な電圧に達するまで非 導電状態にあり、それは反転バッファＩＮＶＩの出力を高論理レベルに保持する 。電力信号Ｖ、か十分な電圧（すなわち、約＋１１．４ボルト）に達した時には 、前記ダイオードは導電的にされ、反転バッファの入力は高論理レベルになる。

従って、その出力は低論理レベルにスイッチされる。これは、マイクロプロセッ サに対し、ソレノイドコイルを引きはずすのに十分なエネルギーか得られること を指示する。

その結果、最大利用可能エネルギーとのより良い同期により増大せしめられた作 動エネルギーを供給する周期的波形である、作動信号かマイクロプロセッサによ り発生せしめられる。ツユミツトトリガインバータは、雑音に対する高度の非影 響性を生しるように、ヒステリシス電圧を有する。さらに、このヒステリシス電 圧は、マイクロプロセッサからの作動信号か、作動ソレノイドコイルに対して繰 返されうる長さを有することを保証する。

第２図の作動エネルギーモニタ回路を、第１図の従来技術のモニタ回路と比較す ると、本発明の回路は、実質的に削減された数の電気的成分によって形成される ことかわかる。従って、信頼性の向上と、製造および組立てコストの削減とが実 現される。

このようにして、以上の詳細な説明から、本発明か、ツェナダイオードと、限流 抵抗と、反転バッファと、を含む、マイクロプロセッサに基づく作動装置用の改 良された作動エネルギーモニタを提供していることかオ）かる。この作動エネル ギーモニタは基準論理信号を発生し、この基準論理信号はマイクロプロセッサに より読取られ、それによって回路遮断器内の電流経路を遮断するためのソレノイ ドコイルを付勢する作動信号か発生せしめられるべきか否がか決定される。本発 明の作動エネルギーモニタは、従来可能であったよりも低コストで、より信頼性 のある動作およびパフォーマンスを実現しつる。

以上においては、本発明の、現在好ましい実施例であると考えられるものを図示 し説明してきたか、本技術分野に習熟した者ならば、本発明の真の範囲から逸脱 することなく、さまざまな変更および改変か行われ、またその諸素子に対しては 同等物か代用されうることを理解しうるはずである。さらに、本発明の中心的範 囲から逸脱することなく、本発明の教示に対し、特定の状況または材料に適応す るための多くの改変か行われうる。従って、本発明は、本発明の実施のために考 えられた最良の態様として開示された、特定の実施例へ制限されるものではなく 、本発明は、添付の請求の範囲に属する全ての実施例を含むように考慮されてい る。

Ｂ 電力信号

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. １．電力信号（ＶＴ）を受けるように接続された陰極を有するツェナダイオード （ＣＲ１）と、 １端部を前記ツェナダイオードの陽極に接続され、他端部を接地電位（ＧＮＤ） に接続された限流抵抗（Ｒ１）と、 該低抗と前記ツェナダイオードとの接続点に接続された入力を有する反転バッフ ァ（ＩＮＶ１）と、を含み、 該反転バッファが基準論理信号を発生するための出力を有する、マイクロプロセ ッサに基づく作動装置用の作動エネルギーモニタ。
2. ２．前記基準論理信号がマイクロプロセッサにより読取られ、それによって回路 遮断器内の電流経路を遮断するためのソレノイドコイルを付勢する作動信号が発 生せしめられるべきか否かが決定される、請求項第１項記載の作動エネルギーモ ニタ。
3. ３．前記基準論理信号が、前記ソレノイドコイルを起動させるのに十分な電力が 存在しないことを示す高論理レベルにある時は、前記作動信号が発生せしめられ ない、請求項第２項記載の作動エネルギーモニタ。
4. ４．前記基準論理信号が、前記ソレノイドコイルを起動させるのに十分な電力が 存在することを示す低論理レベルにある時は、前記作動信号が発生せしめられる 、請求項第２項記載の作動エネルギーモニタ。
5. ５．前記ツェナダイオードが＋９．１ボルトの降伏電圧を有する、請求項第１項 記載の作動エネルギーモニタ。
6. ６．前記反転バッファがシュミットトリガインバータから構成される、請求項第 １項記載の作動エネルギーモニタ。
7. ７．電力信号（ＶＴ）を受けるように接続されたダイオード手段（ＣＲ１）と、 該ダイオード手段と接地電位（ＧＮＤ）との間に接続された限流手段（Ｒ１）と 、 該限流手段と前記ダイオード手段とに接続された入力を有する反転バッファ手段 （ＩＮＶ１）と、を含み、 該反転バッファ手段が基準論理信号を発生するための出力を有する、マイクロプ ロセッサに基づく作動装置用の作動エネルギーモニタ。
8. ８．前記基準論理信号がマイクロプロセッサにより読取られ、それによって回路 遮断器内の電流経路を遮断するためのソレノイドコイルを付勢する作動信号が発 生せしめられるべきか否かが決定される、請求項第７項記載の作動エネルギーモ ニタ。
9. ９．前記基準論理信号が、前記ソレノイドコイルを起動させるのに十分な電力が 存在しないことを示す高論理しベルにある時は、前記作動信号が発生せしめられ ない、請求項第８項記載の作動エネルギーモニタ。
10. １０．前記基準論理信号が、前記ソレノイドコイルを起動させるのに十分な電力 が存在することを示す低論理レベルにある時は、前記作動信号が発生せしめられ る、請求項第８項記載の作動エネルギーモニタ。
11. １１．前記ダイオード手段が＋９．１ボルトの降伏電圧を有するツェナダイオー ドを含む、請求項第８項記載の作動エネルギーモニタ。
12. １２．前記反転バッファ手段がシュミットトリガインバータから構成される、請 求項第８項記載の作動エネルギーモニタ。
13. １３．電力信号に応答し、該電力信号が所定電圧を超えた時に入力信号を発生す る手段と、 該入力信号に応答して基準論理信号を発生する反転手段と、を含む、マイクロプ ロセッサに基づく作動装置用の作動エネルギーモニタ。
14. １４．前記基準論理信号がマイクロプロセッサにより読取られ、それによって回 路遮断器内の電流経路を遮断するためのソレノイドコイルを付勢する作動信号が 発生せしめられるべきか否かが決定される、請求項第１３項記載の作動エネルギ ーモニタ。
15. １５．前記基準論理信号が、前記ソレノイドコイルを起動させるのに十分な電力 が存在しないことを示す高論理レベルにある時は、前記作動信号が発生せしめら れない、請求項第１４項記載の作動エネルギーモニタ。
16. １６．前記基準論理信号が、前記ソレノイドコイルを起動させるのに十分な電力 が存在することを示す低論理レベルにある時は、前記作動信号が発生せしめられ る、請求項第１４項記載の作動エネルギーモニタ。
17. １７．前記反転バッファ手段がシュミットトリガインバータから構成される、請 求項第１３項記載の作動エネルギーモニタ。