JPH11337596A - 停電検出方法及びその方法を用いた停電検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータなどの回転機械を使用した負荷が接続
された場合でも、誤りなく速やかに停電検出ができるよ
うにする。 【解決手段】 ゼロクロス検出回路１と、ゼロクロスの
周期を計るタイマ手段２’と、交流電源の電圧を検出す
る電圧検出回路７とを備える。ゼロクロス検出回路１に
よって交流入力のゼロクロス点が検出されると、検出さ
れたゼロクロス点から所定点の電圧を電圧検出回路７で
検出する。この検出電圧は、停電後のノイズの場合に
は、検出電圧は検出ごとに一定とならず変化しながら減
衰する。そのため、検出電圧値を所定値と比較すること
により、停電を検出する。また、交流入力のゼロクロス
点が検出されなくなると、タイマ手段２’によってその
間隔を検出することにより停電を検出する。このように
ゼロクロスに基づいて停電を検出することにより、モー
タなどの回転機械を使用した負荷が接続された場合で
も、誤りなく速やかに停電検出ができるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、交流電源の停電
検出方法及びその方法を用いた停電検出回路に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】機器のマイクロコンピュータ（以下、マ
イコン）化が進み、プログラムで働く機器が増えてくる
と、停電などの電源異常の発生により、機器全体が動作
不良に陥ったり、大切なデータを喪失してしまうことが
ある。そのため、システムに応じた停電対策が取られる
ようになっている。

【０００３】停電対策は、停電検知と検知後の処理及び
復帰処理とに分けられ、特に、停電検知は重要である。

【０００４】この停電検知の方法には、従来から、さま
ざまな方法が考えられている。例えば、電源回路の整流
回路内に停電検出用の回路を設けて制御回路（マイコン
など）へ停電情報（信号）を送り、停電情報を受けた制
御回路が、割り込みを発生して対策処理を行うという方
法が一般的である。

【０００５】すなわち、図８に示すように、ゼロクロス
検出回路１とマイコン２とを接続し、図９のように、ゼ
ロクロス検出回路１によって電源波形の欠損を検出する
と、マイコン２が通常のジョブを中断し、最優先で電源
異常に対する処理を行って、非同期の事象として起こる
電源異常に対処する。

【０００６】この場合、重要なことは、電源３が検知時
間と停電処理時間の間、充分な電圧を供給できることで
ある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ゼロクロス回路を用いた停電検出回路では、図８に示す
ように、整流回路と並列にモータなどの回転機械を使用
したものが負荷として接続されると（例えば、圧縮機
４）、停電後に回転機械が発電機として働き、交流ノイ
ズを発生する。すると、発生ノイズがトランスを介して
廻りこみ、その回り込んだノイズを、図１０のようにゼ
ロクロス回路１が電源波形と誤認するため、停電処理を
開始するタイミングが遅れてしまう。そのため、マイコ
ン２が停電処理をする際に電源３が停電処理に対して充
分に耐え得るだけの電圧を供給できなくなるという問題
がある。

【０００８】そこで、この発明の課題は、モータなどの
回転機械を使用した負荷が接続された場合でも、誤動作
をしない停電検出方法及びその方法を用いた停電検出回
路を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１では、交流電源電圧のゼロクロス点を検出
し、ゼロクロスが検出されると、前記ゼロクロス点から
所定点の電圧を検出し、検出した電圧値が所定値内にあ
るかどうかを比較して、前記所定値内にある回数がｎ回
連続して繰り返されたことを検出すると停電とし、一
方、ゼロクロスが検出されないと、そのゼロクロスが所
定期間内に所定数検出されないかどうかを検出し、検出
されないと停電とする検出方法を採用したのである。

【００１０】このような方法を採用することにより、検
出されるゼロクロス点から所定点の電圧は、交流の場合
は、常に同じ電圧値が検出される。一方、停電後のノイ
ズの場合には、検出電圧は検出ごとに一定とならず変化
しながら減衰し、最終的にはゼロになる。そのため、検
出電圧値を所定値と比較し、検出電圧が前記所定値内に
ある回数がｎ回連続して繰り返されたことを検出するこ
とにより、ノイズを弁別して停電を検出できる。

【００１１】このとき、停電時にノイズ成分が重畳しな
い場合でも、ゼロクロスが所定期間内に所定数検出され
ないかどうかを検出するので、停電を検出することがで
きる。

【００１２】また、請求項２では、交流電源電圧のゼロ
クロス点を検出するゼロクロス検出手段と、前記ゼロク
ロス検出手段からのゼロクロス信号に基づいてゼロクロ
スの周期を計るタイマ手段と、交流電源電圧の電圧を検
出する電圧検出手段とを備え、上記ゼロクロス検出手段
によって交流電源電圧のゼロクロスを検出し、ゼロクロ
スが検出されると、前記ゼロクロス点から所定点の電圧
を電圧検出手段により検出し、検出した電圧値が所定値
内にあるかどうかを比較して、前記所定値内にある回数
がｎ回連続して繰り返されたことを検出すると停電と
し、一方、ゼロクロスが検出されないと、そのゼロクロ
スが所定期間内に所定数検出されないかどうかを検出
し、検出されないと停電とする構成を採用したのであ
る。

【００１３】このような構成を採用することにより、交
流電圧のゼロクロス点をゼロクロス手段で検出し、その
検出したゼロクロス信号に基づいてゼロクロス点から所
定点の電圧を電圧検出手段を使って検出する。また、ゼ
ロクロスが検出されないと、タイマ手段によってゼロク
ロスが所定期間内に所定数検出されないかどうかを検出
し、検出されないと停電とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【００１５】図１に本願発明の停電検出方法に基づく停
電検出回路を用いた制御回路のブロック図を示す。

【００１６】この制御回路は、冷凍機の圧縮機制御を行
うための回路で、圧縮機４は交流（ＡＣ）電源と並列に
接続されている。

【００１７】前記制御回路は、マイコン２、圧縮機用リ
レー５、時計用ＩＣ６、ゼロクロス検出回路１、電源波
高値検出回路７、その他メモリーやＩ／Ｏインターフェ
ース回路など８を、安定化電源回路３とともに１枚の基
板に設けたものである。

【００１８】このような基板内の圧縮機用リレー５、時
計用ＩＣ６、ゼロクロス検出回路１、電源波高値検出回
路７、その他メモリーやＩ／Ｏインターフェース回路な
ど８はデータ及びアドレスバス９によってマイコン２と
接続されている。

【００１９】前記マイコン２は、プログラムによるタイ
マ手段２’を備えており、ゼロクロス検出回路１からの
ゼロクロス信号の周期を計れるようになっている。ま
た、マイコン２は、後述するように停電検知と停電検知
後の処理とからなる停電処理プログラムを備えており、
ゼロクロス検出回路１からのゼロクロス信号により、割
り込み処理による停電検知処理を実行して交流電圧を監
視する。そして、前記監視電圧が低下すると、停電検知
後の処理を実行する。さらに、マイコン２はホールト機
能を備えており、停電検知後の処理を実行すると、スリ
ープモードによる消費電力モードとなって待機状態にな
る。

【００２０】圧縮機用リレー５は、リレー接点５’が図
１のようにＡＣ電源と圧縮機４間に設けられ、マイコン
２に接続されて圧縮機４をオン・オフ制御できるように
なっている。

【００２１】時計用ＩＣ６は、いわゆる、リアルタイム
クロックで、日・時データをマイコン２に出力する。

【００２２】ゼロクロス検出回路１は、コンパレータ回
路を用いた周知のもので、図１のようにゼロクロス用ト
ランス１０と接続され、交流電圧波形がゼロ点を通過し
た際に検出信号を出力する。

【００２３】電源波高値検出回路７は、例えば、この形
態の場合、サンプル＆ホールド回路とＡ／Ｄ変換器とで
構成されており、サンプル＆ホールド回路のホールドタ
イミングをコントロールすることにより、電源電圧の波
高値を任意のタイミングでサンプリングできるようにな
っている。また、そのサンプリングした電圧値は、Ａ／
Ｄ変換器がデジタルデータに変換し、マイコン２が読み
込めるようにする。

【００２４】安定化電源回路３は、オンボードタイプの
もので、制御基板用トランス１１と接続され、基板上の
各ＩＣや回路に電力を供給する。

【００２５】このとき、時計用ＩＣ６とマイコン２は、
スイッチ回路１２を介して安定化電源回路３と接続され
ており、前記スイッチ回路１２はマイコン２と接続され
ている。そのため、マイコン２によって安定化電源回路
３との接続をオン・オフできるようになっている。さら
に、この時計用ＩＣ６とマイコン２の電源入力端子Ｖｃ
ｃには、ダイオードＤを介してバッテリーＢが接続され
ており、前記スイッチ回路１２がオフとなると、バッテ
リーＢから電力を供給できるようになっている。

【００２６】この形態は以上のように構成されており、
次に、この制御回路の作用を説明することにより、本願
の停電検出方法を説明する。

【００２７】すなわち、マイコン２は、電源が投入され
ると同時にゼロクロスを検出し、図２に示すような停電
検知処理Ａ，Ｂ（「処理」１００：以下「処理」省略）
を実行する。

【００２８】すなわち、停電検知処理（１００）では、
まず、ｉ，ｊ＝０として（１１０）、タイマ２’を作動
（１２０）させる。そして、停電検知処理Ａによって、
タイマ２’がタイムアップ（１３０）するまでにゼロク
ロス信号が検出されるかどうかを検出する。このとき、
タイマ２’がタイムアップすると（１４０）、タイマ
２’をリセットしたのち（１５０）、ゼロクロス点から
電源周波数ごとに設定される所定点ｔ３の電圧を電源波
高値検出回路７によってサンプリングし、その値をデジ
タルデータに変換して読み込む（１６０）。

【００２９】この所定点ｔ３は、５０ヘルツの場合は、
５ｍｓとし、６０ヘルツの場合は、４．３３３ｍｓとす
ることにより、各周波数における半サイクルごとのピー
ク電圧の波高値を測定できるように設定してある。

【００３０】こうして読み込んだ所定点ｔ３の値とあら
かじめ設定した所定の値とを比較し、読み込んだ値が所
定値以内どうかを比較する（１７０）。この所定値は、
この形態の場合、ピーク値の半分の電圧（１／２Ｖ_AC）
を基準電圧として設定しているが、この値に限定される
ものではない。基準電圧の値は整流回路の特性などによ
り、適宜設定することができる。

【００３１】このように、サンプリングした電圧値を読
み込んで比較すると、図３に示すように、定常状態（交
流が入力している状態）では比較結果は、常に基準電圧
以上となる。この場合は、処理（１１０）へ戻って処理
を繰り返す。

【００３２】いま、停電が発生して供給電力がストップ
すると、回転中の圧縮機４のモータは発電機となりノイ
ズ電圧を発生する。

【００３３】そのため、停電後もゼロクロス検出器１
は、図３に示すように、ゼロクロス信号を出力し、電源
波高値検出回路７によって所定点の電圧がサンプルされ
る。このとき、図４の模式図に示すように、サンプルし
たノイズ電圧Ｖ２は、モータの停止につれて徐々に減衰
し、交流電圧Ｖ１に比べて小さくなる。

【００３４】したがって、処理（１２０）〜（１９０）
を繰り返すことにより、サンプルした電圧が所定値以下
となる回数ｎが、この形態では、図５に示すように、３
回連続した場合に停電と判断する。そして、停電検知後
の処理（２００）として、レジスタデータなどを保存し
てスリープ状態になる。さらに、スイッチ手段１２をオ
フとし、時計ＩＣ６を安定化電源回路３から切離し、バ
ックアップ用のバッテリーＢから電力を供給する。

【００３５】このように、電圧値を検出したので、ゼロ
クロス信号がノイズによって連続して出力される場合で
も、ノイズを弁別して速やかに停電を検出し、従来のよ
うに停電処理を開始するタイミングの遅れを防止するこ
とができる。

【００３６】その結果、システムとして時刻データを保
持し、システムの復帰が確実にできる。

【００３７】一方、処理（１３０）でゼロクロスを検出
できない場合。つまり、停電後に圧縮機４からのノイズ
の発生が無い場合、タイマ２’がタイムアップすると、
停電検知処理Ｂにより、タイマ２’をリセットし（２１
０）、ｊに１を加算して（２２０）、加算したｊを所定
値と比べながら（２３０）タイマを作動する（１２
０）。そして、処理（１２０）→（１３０）→（２１
０）→（２２０）→（２３０）を繰り返すことにより、
図６に示すように、ゼロクロスが所定回数（この形態で
は３回 ５０ヘルツ：Ｔ＝３０ｍｓ、６０ヘルツ：Ｔ＝
２５ｍｓ）検出されないと、停電とみなして停電検知後
の処理を実行する（２００）。

【００３８】こうして、ゼロクロス信号の無い期間を検
出して停電検知を行うことにより、図７に示すように、
圧縮機の作動の如何に係わらず、停電の検出を行うこと
ができる。

【００３９】すなわち、ゼロクロスが所定期間内に所定
数検出されないかどうかを検出することにより、圧縮機
４が停止中でノイズによるゼロクロス信号が検出されな
い状態であっても、停電を検出できるようになってい
る。

【００４０】なお、この形態では、負荷に回転機械を用
いた場合に付いて述べたが、負荷が回転機械以外の場合
でも確実に停電を検知できることはいうまでもない。

【００４１】また、このようにゼロクロス点から所定点
の電圧を検知するようにしたことにより、回転機械以外
のノイズに対しても同様の効果が期待できることも明白
である。

【００４２】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成すること
により、ゼロクロスを検出し、検出されるゼロクロスに
基づいて停電を検出するようにしたので、例えば、モー
タなどの回転機械を使用した負荷が接続された場合で
も、誤動作をしない停電検出方法及びその方法を用いた
停電検出回路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態のブロック図

【図２】実施形態のフローチャート

【図３】実施形態の作用説明図

【図４】実施形態の作用を説明する模式図

【図５】実施形態の作用説明図

【図６】実施形態の作用説明図

【図７】実施形態の作用説明図

【図８】従来例のブロック図

【図９】従来例の作用説明図

【図１０】従来例の作用説明図

【符号の説明】

１ ゼロクロス検出回路 ２ マイコン ２’タイマ ３ 安定化電源回路 ４ 圧縮機 ６ 時計用ＩＣ ７ 電源波高値検出回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源電圧のゼロクロス点を検出し、
   ゼロクロスが検出されると、前記ゼロクロス点から所定
   点の電圧を検出し、検出した電圧値が所定値内にあるか
   どうかを比較して、前記所定値内にある回数がｎ回連続
   して繰り返されたことを検出すると停電とし、 一方、ゼロクロスが検出されないと、そのゼロクロスが
   所定期間内に所定数検出されないかどうかを検出し、検
   出されないと停電とする停電検出方法。
2. 【請求項２】 交流電源電圧のゼロクロス点を検出する
   ゼロクロス検出手段と、前記ゼロクロス検出手段からの
   ゼロクロス信号に基づいてゼロクロスの周期を計るタイ
   マ手段と、交流電源電圧の電圧を検出する電圧検出手段
   とを備え、 上記ゼロクロス検出手段によって交流電源電圧のゼロク
   ロスを検出し、ゼロクロスが検出されると、前記ゼロク
   ロス点から所定点の電圧を電圧検出手段により検出し、
   検出した電圧値が所定値内にあるかどうかを比較して、
   前記所定値内にある回数がｎ回連続して繰り返されたこ
   とを検出すると停電とし、 一方、ゼロクロスが検出されないと、そのゼロクロスが
   所定期間内に所定数検出されないかどうかを検出し、検
   出されないと停電とする請求項１に記載の停電検出方法
   を用いた停電検出回路。