JPH0779861A - 電気調理器の電源監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各種の電気調理器に使用される電源監視装置
において、交流電源の低下を速やかに検知する電気調理
器の電源監視装置を得ることを目的とする。 【構成】 入力電圧が第１のしきい値と第２のしきい値
との間にあるとき信号を出力する電圧比較器１４の入力
を、第１の抵抗１と第２の抵抗２による直流電源４の分
圧点に接続し、さらに前記分圧点に定電圧素子と第３の
抵抗３との直列回路を介して交流電源１０の一端を接続
し、前記交流電源１０の他端を前記直流電源１０の正端
子に接続した構成とすることにより、交流電源の電圧の
低下を速やかに検知できる電気調理器の電源監視装置を
実現することができるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般の家庭で使用する電
気調理器の電源監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、一般の家庭で使用する電気調理器
にマイクロコンピューター（以下マイコンと称する）が
搭載されるようになり高機能化しているが、このような
電気調理器では交流電源の停電や電圧低下時にはマイコ
ンや記憶手段であるメモリーの電源をバックアップし電
源復帰後の動作を保証するために、停電および電源低下
を速やかに検知する必要がある。

【０００３】従来、電気調理器の電源監視装置は図１０
に示すように構成していた。以下、その構成と動作につ
いて説明する。図１０に示すように、第１の抵抗１、第
２の抵抗２、第３の抵抗３からなる直列回路を直流電源
４に接続し、第１の抵抗１と第２の抵抗２の接続点に第
１の比較器５の非反転入力ａを接続し、第２の抵抗２と
第３の抵抗３の接続点に第２の比較器６の反転入力ｂを
接続し、抵抗７と抵抗８とで直流電源４を分圧して、こ
の分圧点ｃに第１の比較器５の反転入力ｄと第２の比較
器６の非反転入力ｅを接続し、さらに分圧点ｃに抵抗９
を介して交流電源１０の一端を接続し、交流電源１０の
他端を直流電源４の正端子に接続し、アンドゲート１１
により第１の比較器５の出力ｆと第２の比較器６の出力
ｇとの論理積出力ｈを得ている。ダイオード１２、ダイ
オード１３は入力保護用のクランプダイオードである。

【０００４】次にこのように構成した電気調理器の電源
監視装置の動作を説明する。分圧点ｃの電位をＶｃ、交
流電源１０の電圧をＶ、直流電源４の電圧をＥ、抵抗
７、抵抗８、抵抗９の抵抗値をそれぞれＲ７、Ｒ８、Ｒ
９とすると第１の比較器５および第２の比較器６の入力
インピーダンスは充分に大きいので分圧点ｃの電位につ
いて（数１）が成り立つ。πは円周率、ｆは交流電源１
０の周波数である。

【０００５】

【数１】

【０００６】ここで第１の抵抗１、第２の抵抗２および
第３の抵抗３を例えば１５ｋΩ、２０ｋΩ、１５ｋΩと
し直流電源４を５Ｖとするとａ点は３．５Ｖ、ｂ点は
１．５Ｖとなり、図１１に示すように分圧点ｃの電位が
１．５Ｖ以下の時は第１の比較器５の出力ｆはハイ
（Ｈ）、第２の比較器６の出力ｇはロウ（Ｌ）となりア
ンドゲート１１の出力ｈはロウ（Ｌ）となる。分圧点ｃ
の電位が１．５Ｖ以上で３．５Ｖ以下の時は第１の比較
器５の出力ｆと第２の比較器６の出力ｇは共にハイ
（Ｈ）となりアンドゲート１１の出力ｈが（Ｈ）とな
る。そして分圧点ｃの電位が３．５Ｖ以上の時は第１の
比較器５の出力ｆがロウ（Ｌ）、第２の比較器６の出力
ｇがハイ（Ｈ）となりアンドゲート１１の出力ｈは再び
ロウ（Ｌ）となる。

【０００７】つまり、１４は入力電圧が第１のしきい値
と前記第１のしきい値よりも低い第２のしきい値との間
にあるときハイ（Ｈ）を出力し、それ以外はロウ（Ｌ）
を出力する電圧比較器（いわゆるウィンドウコンパレー
ター）である。そこで先の（数１）を時間ｔについて解
くと（数２）が得られる。

【０００８】

【数２】

【０００９】さらに、抵抗７、抵抗８、抵抗９をそれぞ
れ３３０ｋΩ、２２０ｋΩ、５６０ｋΩとして交流電源
１０の電源電圧に対する出力ｈの位相およびパルス幅を
求めると（表１）に示すようになり、交流電源１０の電
圧が１００ボルトの時は約２００マイクロ秒のパルスで
あり、停電時にはハイ（Ｈ）のままになる。

【００１０】

【表１】

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の電気
調理器の電源監視装置ではパルス出力の有無で電源の監
視を行っているが、（表１）から分かるように交流電源
１０の電圧が０ボルトになったときには出力はハイ
（Ｈ）となりパルスの発生はなくなるものの、交流電源
１０の電圧がわずか１０ボルトのときでも約４ミリ秒の
パルス出力が発生する。

【００１２】したがって例えば高圧架線への落雷などに
よって交流電源１０が２０ないし３０ボルトまで低下し
てもこれを検知することができず負荷を駆動し続けるの
で直流電源４の供給能力を越え、その結果交流電源１０
の電圧低下が短時間であってもマイコンや記憶手段であ
るメモリーの電源のバックアップができないという課題
があった。

【００１３】本発明は上記課題を解決するもので、交流
電源の電圧の低下を速やかに検知できる優れた電気調理
器の電源監視装置を提供することを第１の目的としてい
る。

【００１４】また、電圧比較器の信号出力期間を測定す
るカウンタを設けることにより交流電源の電圧低下を速
やかに検知することを第２の目的としている。

【００１５】また、電圧比較器出力の信号出力期間の変
化から交流電源の電圧低下を速やかに検知することを第
３の目的としている。

【００１６】さらに、電圧比較器の出力の周期を測定し
てこの連続する周期を比較することにより交流電源の電
圧低下を検知することを第４の目的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るための本発明の第１の手段は、入力電圧が第１のしき
い値と前記第１のしきい値よりも低い第２のしきい値と
の間にあるとき信号を出力する電圧比較器を有し、第１
の抵抗と第２の抵抗とで直流電源を分圧してこの分圧点
に前記電圧比較器の入力を接続し、さらに前記分圧点に
定電圧素子と第３の抵抗との直列回路を介して交流電源
の一端を接続し、前記交流電源の他端を前記直流電源の
正端子に接続した構成とし、前記電圧比較器は前記交流
電源の電圧が所定値の場合には前記交流電源のゼロ点付
近のみで信号を出力し、前記交流電源の電圧が所定電圧
以下の場合には連続して信号を出力する電気調理器の電
源監視装置としたものである。

【００１８】また、上記第２の目的を達成するための本
発明の第２の手段は、電圧比較器の信号出力期間を測定
するカウンタを有し、電圧比較器の信号出力期間が所定
時間以上であるとき交流電源の電圧低下を検知する構成
としたものである。

【００１９】また、上記第３の目的を達成するための本
発明の第３の手段は、電圧比較器の信号出力期間を測定
するカウンタと、前記カウンタの測定値を逐次記憶する
記憶手段と、前記記憶手段に記憶してある値と前記カウ
ンタの測定値を比較する時間比較手段とを有し、前記カ
ウンタの測定値が前記記憶手段に記憶している値よりも
所定分大きくなったとき交流電源の電圧低下を検知する
構成としたものである。

【００２０】また、上記第４の目的を達成するための本
発明の第４の手段は、電圧比較器の出力の周期を測定す
る周期測定手段と、前記周期測定手段の測定値を逐次記
憶する記憶手段と、前記記憶手段の記憶値と前記周期測
定手段の測定値とを比較する周期比較手段とを有し、前
記周期測定手段の測定値と前記記憶手段に記憶している
値の差または前記周期測定手段の測定値と前記記憶手段
に記憶している値の比から交流電源の電圧低下を検知す
る構成としたものである。

【００２１】

【作用】本発明は上記した第１の手段により、交流電源
の電圧が正常の場合は前記交流電源のゼロ点付近のみで
信号を出力し、前記交流電源の電圧が所定電圧以下の場
合には連続して信号を出力する。

【００２２】また、第２の手段により、交流電源の電圧
低下にともなって電圧比較器の信号出力期間が所定時間
以上になると交流電源の電圧低下を検知する。

【００２３】また、第３の手段により、電圧比較器の信
号出力期間を測定するカウンタの測定値が記憶手段に記
憶してある値よりも大きくなったとき交流電源の電圧低
下を検知する。

【００２４】また、第４の手段により、電圧比較器の出
力の隣合う周期の差または比が大きくなったとき交流電
源の電圧低下を検知する。

【００２５】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明の第１の実施例を図面を参照
して説明する。図１は本実施例の要部回路図で、この図
１において１４は上記従来例と同じく、入力電圧が第１
のしきい値と前記第１のしきい値よりも低い第２のしき
い値との間にあるときハイ（Ｈ）を出力し、それ以外は
ロウ（Ｌ）を出力する電圧比較器（いわゆるウィンドウ
コンパレーター）である。その他の構成要素についても
前記従来例と同一のものには同じ符号を付して説明を省
略する。１５は定電圧素子としてのネオン管で、本実施
例では放電開始電圧が１１０ボルト、放電電圧が１００
ボルトのものを使用している。

【００２６】次に動作を説明する。ネオン管１５と抵抗
９との接続点ｊの電位Ｖｊと接続点ｃの電位Ｖｃは概略
図２に示すようになる。すなわち、図２においてＡの期
間はネオン管１５にかかる電圧（Ｖｊ−Ｖｃ）が放電開
始電圧よりも低いために抵抗９とネオン管１５には電流
は流れず、Ｖｃの電位は抵抗７と抵抗８で直流電源４を
分圧したものになる。本実施例では直流電源４を５ボル
ト、抵抗７を３３０ｋΩ、抵抗８を２２０ｋΩとしてい
るのでＶｃ＝２ボルトとなる。

【００２７】Ｂの期間になって交流電源１０の電圧がネ
オン管１５の放電を開始させるに充分な電圧よりも高く
なるとネオン管１５が放電を開始し、ネオン管１５にか
かる電圧（Ｖｊ−Ｖｃ）は放電電圧である１００ボルト
に維持される。このとき放電電圧をＶｈとし、入力保護
のダイオード１２、ダイオード１３の効果を無視すると
分圧点ｃの電位について（数３）が成り立つ。πは円周
率、ｆは交流電源１０の周波数である。

【００２８】

【数３】

【００２９】Ｃの期間になって交流電源１０の電圧がネ
オン管１５の放電維持電圧よりも低くなるとネオン管１
５が放電を停止し、抵抗９とネオン管１５には電流は流
れなくなり、Ｖｃの電位は再び抵抗７と抵抗８で直流電
源４を分圧した２ボルトとなる。Ｄの期間では再びネオ
ン管１５が放電を開始し、分圧点ｃの電位について（数
４）が成り立つ。

【００３０】

【数４】

【００３１】つまり、図３に示すように定電圧素子とし
てのネオン管１５を抵抗９に直列に接続することによ
り、交流電源１０の振幅がネオン管１５の放電電圧（Ｖ
ｈ）分だけ小さくなることと等価となり、交流電源１０
の電圧低下に対して電圧比較器１４の出力ｈの変化が顕
著になる。

【００３２】（表２）は本実施例における電圧比較器１
４の出力ｈの位相およびパルス幅を求めた表で、交流電
源１０の電圧が７０ボルトまで低下すると連続したハイ
（Ｈ）信号になるので、７０ボルトを境界として電圧低
下を検出することができる。

【００３３】

【表２】

【００３４】なお、定電圧素子はネオン管に限らず、定
電圧ダイオードなど他の素子を使用しても同様の効果を
奏する。また、定電圧素子の制御電圧を任意に選ぶこと
により交流電源１０の低下を任意の電圧で検出させるこ
とができるのは言うまでもない。

【００３５】（実施例２）次に、本発明の第２の実施例
を説明する。図４は本実施例の要部回路図で、定電圧素
子としてツェナーダイオード１６、ツェナーダイオード
１７を逆方向に直列接続したものを使用している。そし
てカウンタ１８が電圧比較器１４の出力ｈのパルス幅を
測定し、この測定値を基に電源低下検知手段１９が交流
電源１０の電圧低下を検知する。ここでカウンタ１８と
電源低下検知手段１９はワンチップのマイコン２０によ
って実現している。その他、上記実施例と同じ構成要素
には同一符号を付して説明を省略する。

【００３６】図５はツェナー電圧（Ｖｚ）を変えたとき
の、交流電源１０の電圧と電圧比較器１４の出力ｈのパ
ルス幅の関係を示したものである。図５の中で、Ｖｚ＝
０Ｖは定電圧素子を使用しない場合である。次に、Ｖｚ
＝１００Ｖの場合を例にして動作を説明する。図に示す
ように、交流電源１０の電圧が１００ボルトの時の電圧
比較器１４の出力ｈのパルス幅は約４４５０マイクロ秒
であり、８５ボルトの時は約５６００マイクロ秒にな
る。

【００３７】図６はマイコン２０の電源監視プログラム
の要部を示したもので、ステップ２１で電圧比較器１４
の出力ｈのパルス幅を測定し、ステップ２２でパルス幅
が５６００マイクロ秒以下であれば通常の処理を継続
し、５６００マイクロ秒以上であれば交流電源１０の電
源電圧が低下していると判断して、負荷をオフとしたり
必要なデータを保存するなどの処理を行なう。

【００３８】以上説明したように、定電圧素子を介して
交流電源１０を電圧比較器１４に接続することにより、
交流電源１０の電圧変動に対する電圧比較器１４の出力
パルス幅の変化が顕著になり、そのパルス幅が所定値以
上になったことを検知して交流電源１０の電圧低下を検
知することが容易にできる。

【００３９】（実施例３）次に、本発明の第３の実施例
を図７、図８を用いて説明する。上記実施例と同じ構成
要素には同一符号を付して説明を省略する。本実施例に
おいては、カウンタ１８の出力を記憶手段２５に１秒毎
に逐次記憶させ、カウンタ１８の出力と記憶手段２５に
記憶されている値とを時間比較手段２６により常時比較
している。そして、カウンタ１８の出力が記憶手段２５
に記憶されている値よりも所定分大きくなると、電源低
下検知手段２７が交流電源１０の電圧が低下したことを
検知する。

【００４０】図８は交流電源１０の電圧と、カウンタ１
８の出力値および記憶手段２５の記憶値との関係を示し
たもので、記憶手段２５に記憶させる値は、直前の１秒
間の平均値にしている。また、本実施例において時間比
較手段２６は、カウンタ１８の出力が記憶手段２５の記
憶値よりも５００以上大きな場合に出力し、電源低下検
知手段２７は時間比較手段２６が４回連続して出力した
場合に電圧低下として検知するようにしているので、図
８のＡ点やＢ点のようにノイズなどによって一瞬の電圧
変化があっても誤って動作することがない。

【００４１】（実施例４）次に、本発明の第４の課題解
決手段の実施例を図９を用いて説明する。上記実施例と
同じ構成要素には同一符号を付して説明を省略する。

【００４２】本実施例においては、第１の抵抗１を２０
ｋΩ、第２の抵抗２を１０ｋΩ、第３の抵抗３を２０ｋ
Ωとし、また抵抗７を１２０ｋΩ、抵抗８を３０ｋΩと
して、抵抗７と抵抗８による分圧電位（１ボルト）を第
２のしきい値（２ボルト）よりも低くしている。そして
周期測定手段２８は電圧比較器１４の出力の周期を測定
し、この測定値を記憶手段２９が逐次記憶し、周期比較
手段３０が周期測定手段２８の出力と記憶手段２８に記
憶されている値とから電圧比較器１４出力の隣合う周期
を比較している。

【００４３】（表３）は、交流電源１０の電圧の低下に
より電圧比較器１４の出力の隣合う周期Ｔ１とＴ２が変
化する様子を示す表で、電圧比較器１４の出力の隣合う
周期Ｔ１とＴ２の差（Ｔ２−Ｔ１）が３．１ミリ秒より
も大きくなると、電源低下検知手段３１が交流電源１０
の電圧が低下したことを検知する。

【００４４】

【表３】

【００４５】本実施例では、電圧比較器１４の出力の隣
合う周期Ｔ１とＴ２の差（Ｔ２−Ｔ１）を基にして交流
電源１０の電圧低下を検知したが、電圧比較器１４の出
力の隣合う周期Ｔ１とＴ２の比（Ｔ１／Ｔ２）を基にし
て交流電源１０の電圧低下を検知しても良いことは言う
までもない。

【００４６】

【発明の効果】以上のように本発明は、入力電圧が第１
のしきい値と第２のしきい値との間にあるとき信号を出
力する電圧比較器の入力を、第１の抵抗と第２の抵抗に
よる直流電源の分圧点に接続し、さらに前記分圧点に定
電圧素子と第３の抵抗との直列回路を介して交流電源の
一端を接続し、前記交流電源の他端を前記直流電源の正
端子に接続した構成とすることにより、交流電源の電圧
の低下を速やかに検知できる優れた電気調理器の電源監
視装置を実現することができるものである。

【００４７】また、電圧比較器の信号出力期間を測定す
るカウンタを設けることにより、電圧比較器の出力のハ
イの期間が長くなったことから交流電源の電圧低下を速
やかに検知することができるものである。

【００４８】また、電圧比較器の信号出力期間を測定す
るカウンタと、前記カウンタの測定値を逐次記憶する記
憶手段と、この記憶手段の記憶値と前記カウンタの測定
値を比較する時間比較手段とを設けることにより、電圧
比較器出力の信号出力期間の変化から交流電源の電圧低
下を速やかに検知することができるものである。

【００４９】さらに、電圧比較器の出力の周期を測定す
る周期測定手段と、連続する周期を比較する周期比較手
段とを設けることにより、交流電源の電圧低下を検知す
ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における電気調理器の電
源監視装置の要部回路図

【図２】第１の実施例における動作説明図

【図３】第１の実施例における定電圧素子の動作説明図

【図４】本発明の第２の実施例における電気調理器の電
源監視装置の要部回路図

【図５】第２の実施例における定電圧素子の電圧と電圧
比較器の出力パルス幅の関係を示す図

【図６】第２の実施例における電源監視プログラムの要
部フローチャート

【図７】本発明の第３の実施例における電気調理器の電
源監視装置の要部回路図

【図８】第３の実施例におけるカウンタの動作説明図

【図９】本発明の第４の実施例における要部回路図

【図１０】従来の電気調理器の電源監視装置の要部回路
図

【図１１】従来の電気調理器の電源監視装置の動作説明
図

【符号の説明】

１ 第１の抵抗 ２ 第２の抵抗 ３ 第３の抵抗 ４ 直流電源 １０ 交流電源 １４ 電圧比較器 １５ ネオン管 １６、１７ ツェナーダイオード １８ カウンタ １９ 電源低下検知手段 ２５、２９ 記憶手段 ２６ 時間比較手段 ２７、３１ 電源低下検知手段 ２８ 周期測定手段 ３０ 周期比較手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力電圧が第１のしきい値と前記第１の
   しきい値よりも低い第２のしきい値との間にあるとき信
   号を出力する電圧比較器を有し、第１の抵抗と第２の抵
   抗とで直流電源を分圧してこの分圧点に前記電圧比較器
   の入力を接続し、さらに前記分圧点に定電圧素子と第３
   の抵抗との直列回路を介して交流電源の一端を接続し、
   前記交流電源の他端を前記直流電源の正端子に接続した
   構成とし、前記電圧比較器は前記交流電源の電圧が所定
   値の場合には前記交流電源のゼロ点付近のみで信号を出
   力し、前記交流電源の電圧が所定電圧以下の場合には連
   続して信号を出力する電気調理器の電源監視装置。
2. 【請求項２】 定電圧素子は定電圧ダイオード、また
   は、ネオン管である請求項１記載の電気調理器の電源監
   視装置。
3. 【請求項３】 電圧比較器の信号出力期間を測定するカ
   ウンタを有し、電圧比較器の信号出力期間が所定時間以
   上であるとき交流電源の電圧低下を検知する請求項１ま
   たは２記載の電気調理器の電源監視装置。
4. 【請求項４】 電圧比較器の信号出力期間を測定するカ
   ウンタと、前記カウンタの測定値を逐次記憶する記憶手
   段と、前記記憶手段に記憶してある値と前記カウンタの
   測定値を比較する時間比較手段とを有し、前記カウンタ
   の測定値が前記記憶手段に記憶している値よりも所定分
   大きくなったとき交流電源の電圧低下を検知する請求項
   １または２記載の電気調理器の電源監視装置。
5. 【請求項５】 電圧比較器の出力の周期を測定する周期
   測定手段と、前記周期測定手段の測定値を逐次記憶する
   記憶手段と、前記記憶手段の記憶値と前記周期測定手段
   の測定値とを比較する周期比較手段とを有し、前記周期
   測定手段の測定値と前記記憶手段に記憶している値の差
   または前記周期測定手段の測定値と前記記憶手段に記憶
   している値の比から交流電源の電圧低下を検知する請求
   項１または２記載の電気調理器の電源監視装置。