(57)【要約】【課題】ＤＣ電圧が所定の電圧以下に下がった際に、瞬断によるものか電源リップルによるものかを判断して、瞬断の判定を早めるようにする。【解決手段】入力される交流電圧を直流電圧に変換する電源回路から供給される前記直流電圧が、所定の電圧未満になったか否かを監視する電圧監視手段を備え、前記電圧監視手段は、前記直流電圧が前記所定の電圧未満になってから前記直流電圧に含まれている前記交流電圧の電源周期に起因するリップル成分の１周期の時間内に前記所定の電圧以上に復帰しなかったとき、電源が瞬断したと判定する。【選択図】図３
2014186608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される交流電圧を直流電圧に変換する電源回路から供給される前記直流電圧が、所定の電圧未満になったか否かを監視する電圧監視手段を備え、
前記電圧監視手段は、前記直流電圧が前記所定の電圧未満になってから前記直流電圧に含まれている前記交流電圧の電源周期に起因するリップル成分の１周期の時間内に前記所定の電圧以上に復帰しなかったとき、電源が瞬断したと判定することを特徴とする瞬断検出装置。
【請求項２】
交流電源に接続される整流回路と、前記整流回路の出力に接続される平滑コンデンサを有し、交流電圧を直流電圧に変換して出力する電源装置において、
前記電源装置は、前記出力する直流電圧が所定の電圧未満になったか否かを監視する電圧監視手段を備え、
前記電圧監視手段は、前記直流電圧が前記所定の電圧未満になってから前記直流電圧に含まれている前記交流電圧の電源周期に起因するリップル成分の１周期の時間内に前記所定の電圧以上に復帰しなかったとき、電源が瞬断したと判定することを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電源装置を備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源の瞬断を検出する瞬断検出装置、電源の瞬断検出機能を備えた電源装置およびその電源装置を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器では、電源の瞬断や停電等のように交流電源（以下、ＡＣ電源）が切断されたとき、内部のマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と称する。）に印加する電圧が所定の閾値未満になると、そのマイコンをリセットして電子機器の動作を停止させることで、ＡＣ電源が切断された際に電子機器が誤動作を起こすことを防止している。そして、マイコンリセット後にＡＣ電源が復帰した場合、電子機器は、一般に自動的に電源オンにならないようになっている。その理由としては、複数の電子機器が同時に立ち上がると過電流となってブレーカーが落ちたり、また、停電中に留守にしてその後電源が復帰した時に電子機器が勝手に電源オンになるのを防止するものである。
【０００３】
このとき、瞬断が発生する毎にマイコンにリセットがかかると、復帰させるために改めて手動でスイッチをオンしなければならないので、瞬断が発生してからある程度の期間まではリセットがかからないような対策が採られている。
【０００４】
その対策として、電源回路の平滑コンデンサを大きな容量に設定して、瞬断があっても電源回路から出力する直流電圧（以下、ＤＣ電圧）が直ちに低下しないようにする方法が採用されているが、その際の平滑コンデンサは形状が大きくなるので、それを搭載するプリント基板が大きくなったり、コストアップ等の問題が生じる。
【０００５】
そこで、正常動作時のＤＣ電圧値とマイコンにリセットがかかる電圧との間に瞬断を判定する閾値（以下、瞬断閾値）を設けておいて、電源回路から出力するＤＣ電圧の値が瞬断閾値未満になったとき、あるいは瞬断閾値未満の状態が所定時間継続したとき、「ＡＣ電源が瞬断した」と判定し、負荷を低消費電力モードにし、あるいは停止させることで、実際にマイコンがリセットになるまでの時間を伸ばす手法がある（特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２６７７６９号公報
【特許文献２】特開２００１−２５１７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように平滑コンデンサの容量の大きさを抑えて、瞬断からマイコンリセットがかかるまで所定の時間を確保するためには、瞬断をできるだけ早く検出して、負荷を低消費電力モードにし、あるいは停止モードにして単位時間当たりの電圧降下値を小さくする必要がある。従って、瞬断を早く判定するのに瞬断閾値を高く設定することが望ましいが、瞬断閾値を高くするとＤＣ電圧に含まれるリップル成分によって誤判定を生じるので、リップルによる電圧降下の最小値以下に瞬断閾値を設定しなければならなかった。
【０００８】
本発明の目的は、平滑コンデンサの容量の大きさを抑えて、瞬断からマイコンリセットがかかるまで所定の時間を確保するために、瞬断閾値をリップルによる電圧降下の最小値以下より高い値に設定しつつ、リップル成分による誤検出を防止して適切に瞬断の発生を検出できるようにし、瞬断を判定してからマイコンがリセットされるまでの時間をより長くできるようにした瞬断検出装置、電源装置およびその電源装置を備えた電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１にかかる発明の瞬断検出装置は、入力される交流電圧を直流電圧に変換する電源回路から供給される前記直流電圧が、所定の電圧未満になったか否かを監視する電圧監視手段を備え、前記電圧監視手段は、前記直流電圧が前記所定の電圧未満になってから前記直流電圧に含まれている前記交流電圧の電源周期に起因するリップル成分の１周期の時間内に前記所定の電圧以上に復帰しなかったとき、電源が瞬断したと判定することを特徴とする。
請求項２にかかる発明の電源装置は、交流電源に接続される整流回路と、前記整流回路の出力に接続される平滑コンデンサを有し、交流電圧を直流電圧に変換して出力する電源装置において、前記電源装置は、前記出力する直流電圧が所定の電圧未満になったか否かを監視する電圧監視手段を備え、前記電圧監視手段は、前記直流電圧が前記所定の電圧未満になってから前記直流電圧に含まれている前記交流電圧の電源周期に起因するリップル成分の１周期の時間内に前記所定の電圧以上に復帰しなかったとき、電源が瞬断したと判定することを特徴とする。
請求項３にかかる発明は、請求項２に記載の電源装置を備えた電子機器である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、直流電圧が所定の電圧未満になったか否かを監視する電圧監視手段を備え、電圧監視手段は、直流電圧が所定の電圧未満になってから直流電圧に含まれている交流電源周期に起因するリップル成分の１周期の時間内に所定の電圧以上に復帰しなかったとき、電源が瞬断したと判定することで、所定の電圧である瞬断閾値を高い値に設定してもリップル成分による誤検出を防止して適切に瞬断の発生を検出できるため、瞬断を判定してからマイコンがリセットされるまでの時間を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の１つの実施例の電子機器のブロック図である。
【図２】図１の電子機器の各部分の電圧波形図である。
【図３】瞬断検出の動作説明図である。
【図４】瞬断検出による処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１に本発明の実施例の瞬断検出機能を備えた電子機器を示す。ここで、電子機器としてはエアコンやテレビなどのように、交流電源を入力して、機器の内部で直流電源に変換するものが含まれる。入力するＡＣ電圧Ｖ１は、電源回路１のダイオードＤ１〜Ｄ４によって整流されて全波整流電圧Ｖ２となり、平滑コンデンサＣ１によって平滑されてＤＣ電圧Ｖ３となって、負荷２に供給される。このＤＣ電圧Ｖ３は、ＡＣ電圧Ｖ１の瞬断などによる電圧変動がいち早く影響するのでＤＣ電圧変動を監視するのに適している。よってＤＣ電圧Ｖ３をマイコン５のＡ／Ｄポートの入力レンジに適合する様に、分圧回路３の抵抗Ｒ１，Ｒ２によって分圧させ、ＤＣ電圧Ｖ４としてマイコン５のＡ／Ｄポートに取り込ませる。マイコン５用の電源ＶＤＤとしてＤＣ電圧Ｖ３から電源レギュレータ６を介してリップルが小さい安定したＤＣ電圧Ｖ５が供給される。ＤＣ電圧Ｖ５はマイコンをリセットさせるリセットＩＣ７を介してリセット端子に接続されている。また、計時するためのタイマ４がマイコン５に接続されている。
【００１３】
入力されるＡＣ電圧Ｖ１は図２の（ａ）に示すように正弦波であり、これがダイオードＤ１〜Ｄ４で整流された電圧Ｖ２は図２（ｂ）に示すような全波整流波形となる。そして、平滑コンデンサＣ１で平滑された電圧Ｖ３はリップル成分を含み、分圧回路３で分圧されたＤＣ電圧Ｖ４は図２（ｃ）に示すような脈動するリップル波形となる。このリップル波形の周期Ｔ１（以下、リップル周期Ｔ１）は、ＡＣ電圧Ｖ１の周期Ｔ２の半分であり、ＡＣ電圧Ｖ１の周波数が５０Ｈｚであれば１０ｍｓ、６０Ｈｚであれば８．３３ｍｓである。
【００１４】
なお、後述のＤＣ電圧Ｖ４が瞬断閾値未満になった原因が、リップルによる電圧降下か瞬断による電圧降下かを判定する時間として上記リップル周期Ｔ１を用いる。この判定する時間を固定値とするとき、リップル周期は１０ｍｓ（ＡＣ電圧Ｖ１の周波数が５０ＨｚのときのＴ１）とする。または、電圧監視するためにマイコン５のＡ／Ｄポートに取り込まれる電圧値のＰｅａｋ  ｔｏ  Ｐｅａｋの時間より電源リップル周期Ｔ１を算出することで、入力ＡＣ電源の周波数に対応してリップル周期Ｔ１を可変してもよい。
【００１５】
そこで、本実施例では、マイコン５における電圧監視手段に、図２（ｃ）に示すように、瞬断閾値Ｖｔｈ１を、ＤＣ電圧Ｖ４のリップル成分を含む最大値と最小値の範囲内の電圧レベルに設定し、ＤＣ電圧Ｖ４がこの瞬断閾値Ｖｔｈ１未満になってからそれが継続する時間がリップル周期Ｔ１の時間を超えたか否かによって、瞬断が発生したか否かを判定する。この瞬断を判定する時間は、瞬断閾値Ｖｔｈ１をリップル成分による最大値に設定した場合が最も長い時間、つまりリップル周期Ｔ１となるが、瞬断閾値Ｖｔｈ１をその最大値より低い電圧に設定することで、リップル周期Ｔ１よりも短くなる（図２（ｃ）参照）。従って、瞬断を判定する時間は、リップル周期Ｔ１とすれば、リップル周期Ｔ１以内にＤＣ電圧Ｖ４の電圧が瞬断閾値Ｖｔｈ１以上に戻ればリップル成分に起因したものと判別し、戻らなければ瞬断と判別することできる。なお、瞬時閾値Ｖｔｈ１は、ＤＣ電圧Ｖ４のリップル成分による最大値と最小値の範囲内の電圧レベルに設定するのが望ましいが、負荷変動や平滑コンデンサＣ１の容量抜け等によりリップル電圧の変動があるので、最小値以下に設定してもよい。
【００１６】
図３に瞬断検出の動作波形を示す。マイコン閾値Ｖｔｈ２は、マイコン５が正常動作するために必要な最低電圧であり、ＤＣ電圧Ｖ５がこのマイコン閾値Ｖｔｈ２未満になると、マイコン５はリセットＩＣ７によってリセットされる。マイコン５は、ＤＣ電圧Ｖ４が瞬断閾値Ｖｔｈ１未満になると、タイマ４の計時を開始させる。
【００１７】
そして、ＤＣ電圧Ｖ４が瞬断閾値Ｖｔｈ１未満に低下した時点から、リップル周期Ｔ１の時間以内に瞬断閾値Ｖｔｈ１以上に復帰した場合（図３の領域Ａ）は、このときの電圧低下をＤＣ電圧Ｖ４のリップル成分による影響と判定し、瞬断とは判定しない。また、実際に瞬断が発生しても、リップル周期Ｔ１の時間以内に復帰すれば同様に判定する。このとき、電子機器の負荷２は正常動作している。
【００１８】
しかし、ＤＣ電圧Ｖ４が瞬断閾値Ｖｔｈ１未満となってから周期Ｔ１以上の時間が経過してもＤＣ電圧Ｖ４が瞬断閾値Ｖｔｈ１以上に復帰しない場合（図３の領域Ｂ）、マイコン５は「瞬断が発生した」と判定し、瞬断保護モードに入る。この瞬断保護モードは、負荷２の動作状態を記憶させて、動作を一旦停止させるなどして、ＤＣ電圧Ｖ４の単位時間当たりの電圧降下値を小さくすることで、マイコン閾値Ｖｔｈ２に達するまでの時間を長くするものである。図３ではこの瞬断保護モード動作の後にＤＣ電圧Ｖ４が瞬断閾値Ｖｔｈ１以上に復帰しているので、瞬断保護モードが解除されている。なお、タイマ４はＤＣ電圧Ｖ４が瞬断閾値Ｖｔｈ１以上に復帰すると、計時を停止して次回の計時のためにリセットされる。
【００１９】
図４にその処理のフローチャートを示す。このフローチャートのプログラムはマイコン５のメモリ５１に予め格納されている。上記したようにＤＣ電圧Ｖ４が瞬断閾値Ｖｔｈ１未満となり（ステップＳ１−Ｙ）、タイマ４の計時を開始し（ステップＳ２）、ＤＣ電圧Ｖ４が瞬断閾値Ｖｔｈ１未満の時間がリップル周期Ｔ１の時間を超えたとき（ステップＳ３−Ｙ）は、瞬断が発生したと判定する（ステップＳ４）。このときは、負荷２の動作状態をマイコン５のメモリ５１に記憶してから負荷２を停止させ、あるいは負荷２を低消費電力モードに設定する。つまり瞬断保護モード（ステップＳ５）に切り替わる。
【００２０】
そして、この後もＤＣ電圧Ｖ４の監視を続け、ＤＣ電圧Ｖ４が瞬断閾値Ｖｔｈ１以上になると（ステップＳ６−Ｙ）、マイコン５のメモリ５１から負荷２の瞬断前の動作状態のデータを読み出して、あるいは低消費電力モードを解除する。つまり瞬断保護モード解除（ステップＳ７）を行うことで、負荷２を瞬断保護モード前の動作に復帰させる。
【００２１】
しかし、ステップＳ６においてＤＣ電圧Ｖ４が瞬断閾値Ｖｔｈ１以上に復帰しない（ステップＳ６−Ｎ）が、リセットＩＣ７によってマイコンリセットがかからない（ステップＳ８−Ｎ）ときは、ステップＳ６とステップＳ８が繰り返され、瞬断保護は解除されない。
【００２２】
また、ステップＳ８においてリセットＩＣ７によってマイコンリセットがかかった（ステップＳ８−Ｙ）ときは、動作を終了する。
【００２３】
以上のように、本実施例は、瞬断閾値を高く設定したときにＤＣ電圧に含まれるリップル成分によって誤判定を生じることを防止するために、ＤＣ電圧Ｖ４が瞬断閾値Ｖｔｈ１未満になった時点から、リップル周期Ｔ１以内にＤＣ電圧Ｖ４が瞬断閾値Ｖｔｈ１以上になればリップル成分に起因するものと判定し、リップル周期Ｔ１を超えるとそこで「電源瞬断が発生した」と判定するもので、リップルに起因する瞬断の誤検出を防止できるため、瞬断閾値Ｖｔｈ１を従来より高い値に設定できる。従って、瞬断閾値を高く設定できる分、瞬断の発生を早期に検出することができ、マイコン５にリセットがかかるまでの時間を長くすることができる。
【符号の説明】
【００２４】
１：電源回路
２：負荷
３：分圧回路
４：タイマ
５：マイコン
５１：メモリ
６：電源レギュレータ
７：リセットＩＣ
【図１】
2014186608.tif 000003
【図２】
2014186608.tif 000004
【図３】
2014186608.tif 000005
【図４】
2014186608.tif 000006