JPS6123738B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は商用電源で用いられる電動機などを
有する電気装置、あるいは入力電源周波数を基準
として計時する時計もしくはタイマー装置などに
付加され、入力商用電源の周波数を弁別して当該
装置をその周波数に適合するように設定させる商
用電源周波数判別装置に関する。

以下、従来装置およびこの発明を、時計を例に
説明する。

デイジタル計数方式の時計やタイマー装置にお
ける基準周波数には、水晶振動子など周波数安定
度の高い発振素子から得られる周波数、又は商用
電源周波数が用いられている。前者は、後者より
高価であるため、商用電源周波数を容易に得るこ
との可能な装置においては、一般に後者が用いら
れる。しかし、周知のごとく商用電源周波数は地
域により50Hzあるいは60Hzであるため、従来は、
50Hz専用機種、60Hz専用機種と区別して、使用周
波数を限定したり、50／60Hz切替えスイツチを設
けることによつて対処していた。

第１図は商用電源周波数を計数する一般的なデ
イジタル時計の回路図である。

図において、１は時計用LSIであり、基準周波
数を取り込み計数、桁上げ、表示のためのデコー
ドなどを行う構成となつている。２は時計用発光
ダイオード（LED）であり、LSI１からの信号に
応じて時計表示を行う。３はトランス、４はダイ
オードで商用電源を整流し、LSI１へ直流電圧を
供給する。５及び６は、LSI１及び発光ダイオー
ド２に直流電源を供給するための整流用ダイオー
ドである。７は抵抗でありこの抵抗７を介し基準
周波数をLSI１に供給する。８はダイオード４で
整流された電源を平滑するコンデンサである。９
は時刻をセツトするためのスイツチ、１０は使用
する電源周波数に応じて50Hz又は60Hzに切替える
ためのスイツチである。LSI１は、この50／60Hz
切替えスイツチ１０の状態を読み１秒間に相当す
るカウント数を設定する。

この例に示すように、従来のこの種の装置は使
用する周波数による切替えスイツチを必要とし
た。製品としては、外部に同様の切替えスイツチ
を設ける装置と、製品内部で接続線によつて短絡
し50Hz専用機種にして出荷するものであつた。前
者の場合、切替えスイツチの選択が適切になされ
ないためのトラブルが多々あり、後者の場合、同
一製品に50Hz用、60Hz用の２種類を必要とし製品
を管理する上で非常に不便であつた。

この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、電源の周波数が50
Hzか60Hzかを自動的に判定し、当該装置を入力周
波数に適合する状態に自動的に設定しうるように
したものである。

以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第２図は、この発明の一実施例を示すブロツ
ク図で、２１は商用電源周波数を成形した矩形波
信号（以下クロツクと秒する）を出力するクロツ
ク発生部、２２はクロツクの立ち下がり時点を検
出して立ち下りパルスを出力する立ち下がり検出
部、２３はクロツクの立ち上がり時点を検出して
立ち上りパルスを出力する検出部、２４はクロツ
クの立ち下がりパルスによつてセツトされる第１
のフリツプフロツプ（以下F/F１と称す）、２６
は立ち上がりパルスによつてセツトされる第２の
フリツプフロツプ（以下F/F２と称す）、２７は
商用電源周波数より十分に高い周波数の基準周
波数信号を出力する発振器、２９は１／ｎ分周回
路、３０は分周されたパルス数を計数する計数
部、３１は計数値と定数とを比較する比較部、３
２は50／60Hz判定部、３３は判定部３２から指令
を受けて時計の動作周波数を設定する50Hz処理
部、３４は同じく60Hz処理部である。

次にこの実施例の動作を第３図に示す波形図を
併用して説明する。なお第３図イ〜ヌにおいて、
実線は60Hz時の波形を、破線は50Hz時の波形を示
している。第３図イは商用電源周波数信号の波形
を示し、第３図ロはクロツク波形を示す。この整
形されたクロツクは、立ち下がり検出部２２及び
立ち上がり検出部２３に送出され、立ち下がり検
出部２２では第３図ハに示すようにクロツクの立
ち下がり時点に同期したパルス（以下DNパルス
と称す）を発生する。同様に立ち上がり検出部２
３は第３図ニに示すように、クロツクの立ち上が
り時点に同期したパルス（以下UPパルスと称
す）を発生する。F/F１（24）はDNパルスによ
つてセツトされ、その出力端に“Ｈ”を出力し、
ゲート回路１（25）のゲートを開放する。UPパ
ルスは、ゲート回路１（25）のゲート開放時に
F/F２（26）をセツトし、“Ｈ”を出力する。即
ち、DNパルス後にUPパルスだけが有効にF/F２
（26）をセツトできる。これは、電源投入時にお
いてクロツクの周期が短縮されたことにより起こ
る誤動作を防止するためである。第３図ホにF/F
１（24）の出力波形を示し、同図ヘにF/F２の出
力波形を示す。

一方、発振回路２７は、第３図トに示すように
商用電源周波数に対して十分に高い周波数の基
準周波数信号を連続的に発生し、ゲート回路２
（28）に送出する。ゲート回路２（28）は、F/F
２（26）が“Ｈ”を出力している期間ゲートを開
き、１／ｎ分周回路２９に基準周波数信号を入力
する。第３図チは１／ｎ分周回路２９に入力され
る基準周波数信号を示す。１／ｎ分周回路２９は
入力された基準周波数信号を１／ｎに分周し、第
３図リに示す様な分周された周波数のパルス信号
を計数部３０に送出する。計数部３０はそのパル
ス数を計数し遂次その数を比較部３１に送出す
る。比較部３１では、あらかじめ設定された定数
（この実施例では“15”）と計数部３０から入力さ
れる計数値とを比較しており、計数値が“15”に
なつた時に50／60Hz判定部３２へ読取終了信号を
出力する。第３図ヌに判定部３２の出力波形を示
す。なお、判定部３２に予め与える定数は、パル
スを計数する時間が１／60秒よりは長く、１／50
秒より短い時間の間となるよう設定される。50／
60Hz判定部３２は、比較部３１から計数終了信号
が入力された時、クロツクの極性を弁別し、入力
電源の周波数を判定する。クロツクが“Ｈ”（正
極性）であるならば60Hz，“Ｌ”（負極性）である
ならば50Hzと判定し、それぞれの状態によつて50
Hz処理部３３及び60Hz処理部34に判定信号を与
え、同時にF/F１（24）及びF/F２（26）をリセ
ツトし、両者を次の判定のための待機状態にす
る。

50Hz処理部３３が信号を受けたときは、クロツ
クを50回読んだときを１秒と、また60Hz処理部３
４が信号を受けたときは、クロツクを60回読んだ
ときを１秒とするように、時計の動作周波数を設
定する。

次に、以上説明した実施例の構成を極めて安価
にプログラム上で達成できるストアドプログラム
方式、いわゆるマイクロコンピユーターで実現し
た場合の一実施例について説明する。

第４図は近年種々の用途に使用され始めた
ROM，RAM、プログラムカウンタ等、全てが内
蔵された１チツプCPUを使用した制御システム
における50／60Hz周波数自動判別の概略図であ
る。

４１は１チツプCPUで、入力ポートI₁〜In、出
力ポートO₁〜On、及びCPUクロツクを形成する
OSC IN入力等を有している。２１は商用周波を
整形して矩形波を出力するクロツク発生器、２７
は基準周波数信号発生器で、上記１チツプCPU
４１のOSCINに入力させている。この発振器２
７はCPU内部でソフトウエアタイマを構成させ
る関係上、正確な発振周波数を得られるように、
水晶発振子、またはセラミツク発振子等を使用す
る。

第５図はこの１チツプCPU４１を使用した場
合のストアド・プログラム方式による50／60Hz判
定ルーチンのフローチヤートの一例を示すもの
で、以下その動作について説明する。

第５図において、スタート後ルーチン４４でク
ロツクを入力し、そのクロツクの状態が“Ｈ”で
あるならばルーチン４４から抜けることなくクロ
ツク“Ｌ”になるまで待機する。クロツクが
“Ｌ”であるならばルーチン４５に進み、再びク
ロツクが入力され、その状態が“Ｈ”になつた時
ルーチン４６に進む。従つて、クロツクが“Ｌ”
後の“Ｈ”の状態で上記ルーチン４５及び４６を
抜けることができる。これは、クロツクの立ち上
がり時点を検出することに相当する。ルーチン４
６では、ソフトウエアで作成したタイマーを作動
させ、一定時間後メモリー内に設けれたカウンタ
ーの数を１増加する。このカウンターは０から始
まるよう、スタート時にリセツトされている。そ
して、上記カウンターがある定数（この実施例で
は“15”になつた時、ルーチン４７に進む。ルー
チン４７では再度クロツクを入力し、クロツクの
状態を判定する。この判定する時間即ち、カウン
ターが15を計数する時間は、第３図に示した実施
例同様に、１／60秒と１／50秒の中間点になるよ
う設定される。従つて、上記判定の結果が“Ｈ”
であれば入力電源の周波数は60Hzであり、“Ｌ”
であれば50Hzであるので、それぞれ前述と同様に
60Hz処理、50Hz処理を行う。

なお、上記実施例ではカウンタの計数値が一定
値に達した時に50／60Hz判定部においてクロツク
を読込んでいるが、計数値が一定値に達しない前
にクロツクの１周期が終了した場合、すなわちク
ロツクが“Ｈ”である場合は、ただちに60Hzと判
断し、また計数値が一定値に達してもクロツクの
１周期が終了しない場合、即ち“Ｌ”である場合
は50Hzと判断する機構としても上記実施例と同様
の周波数判定が行なえるものである。

さらに上記実施例ではクロツクよりも十分に高
い周波数の基準周波数信号を発生させ、それを
もとに計数する構成としたが、この構成に限られ
るものではなく、例えば発振回路部を50Hzと60Hz
の周期の中間長さの単一タイマとして構成させ、
F/F２の出力によりこのタイマを駆動し、タイマ
終了出力を50／60Hz判定部で入力させクロツクの
状態を判別する構成としても上記実施例と同様の
動作が行なえるものである。

なお、上記実施例では商用電源周波数信号の１
周期の時間を検出し50Hz，60Hzの判定を行なつて
いるが、１周期に限らず複数周期であつても同様
の効果が得られる。又、実施例では１回の判定で
50Hz，60Hzと決定し、そのような処理を行なつて
いるが、複数個判定し、所定回数同一の判定であ
つた時にその周波数と決定すれば、より確実であ
る。

以上のようにこの発明によれば、上記のように
構成されており、基準信号のサイクル数を計数し
てこの計数値が基準定数値に到達した時点でパル
スの極性を判定することにより、周波数弁別が自
動的に行えるようにしたので、従来の如く、シユ
ミツト回路やワンシヨツト回路を省くことがで
き、回路構成を簡単化することができる。また、
１チツプCPUを使用することにより安価でしか
も信頼性の高い装置を簡単に得ることができる利
点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の50／60Hz切換スイツチを設けた
時計の回路図、第２図はこの発明の一実施例のブ
ロツク図、第３図はその各部の出力波形図、第４
図はこの発明の他の実施例で、１チツプCPUを
使用したものの概略ブロツク図、第５図はその動
作フローチヤート図である。 図において、２１はクロツク信号発生器、２２
は立下がり検出部、２３は立上り検出部、２７は
基準周波数信号発振器、２９は１／ｎ分周回路、
３０は計数部、３１は比較部、３２は50／60Hz判
定部、３３，３４は処理部、４１は１チツプ
CPUである。図において、同一符号はそれぞれ
同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力された商用電源の極性転換時点を弁別
   し、正極性に変る時点で立上りパルス信号を、負
   極性に変る時点で立下りパルス信号を出力する装
   置と、上記商用電源周波数よりは十分に高い周波
   数ｆの基準信号を出力する発振器と、上記立下り
   パルスに続いて立上りパルスを受けた時点から上
   記基準信号を通過させるゲート回路と、このゲー
   ト回路をつた基準信号のサイクル数を計数する計
   数部と、あらかじめnf／60より大きくnf／50（但
   しｎは整数）よりは小さい数に設定された定数と
   上記計数部の計数値とを比較し、上記計数部の計
   数値が上記定数に到達した時点で計数終了信号を
   出力する比較部と、この比較部から計数終了信号
   を受けた時点における上記入力電源の極性を弁別
   し、正極性である場合には50Hzと、負極性である
   場合には60Hzとする周波数信号を出力するととも
   に、上記ゲート回路を閉じる50／60Hz判定部と、
   この判定結果に従つて当該商用電源によつて駆動
   される電源装置をその周波数に適合するように設
   定する処理装置とを備えてなる商用電源周波数判
   別装置。 ２ 計数終了信号を受けたときの入力電源の極性
   を弁別する動作を複数回行い、その結果が所定回
   数一致したときに周波数信号を出力する構成とし
   た50／60Hz判定部を備えた特許請求の範囲第１項
   記載の商用電源周波数判別装置。 ３ 計数部の計数が定数に達する前に商用電源の
   極性が正極性となつた場合には60Hzと判定する構
   成とした判定部を備えた特許請求の範囲第１項記
   載の商用電源周波数判別装置。