(57)【要約】【課題】ＡＣ電源の瞬断を簡単な回路構成で検出する。【解決手段】ＡＣ入力電圧を入力しこれをデジタル化して正負極性符号を付したデジタル電圧信号１０１を出力するＡ／Ｄ変換器１と、このデジタル電圧信号１０１の正負極性符号の変換点から周期パルス信号１０３を生成する周期検出部２と、デジタル電圧信号１０１の絶対値部分から前記ＡＣ入力電圧の半周期毎の実効値を算出して実効値データ１０２を出力する実効値算出部３と、この実効値データ１０２と所定の基準値データ１０７との値を比較し瞬断検出信号１０４を出力する比較器４と、瞬断検出信号１０４が連続的に出力された時にあらかじめ設定された回数だけカウントした時点で瞬断アラーム信号１０５を出力すると同時にその瞬断検出信号１０４の連続が停止した時に瞬断時間情報１０６として出力すカウンタ５等から構成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＣ入力電圧をデジタル化して正負極性符号を付したデジタル電圧信号に変換し、このデジタル電圧信号の正負極性符号の変換点から前記ＡＣ入力電圧の半周期を示す周期パルス信号を生成し、この周期パルス信号をクロックとして用い前記デジタル電圧信号から前記ＡＣ入力電圧の半周期毎の実効値を算出し、この実効値と所定の基準値とを比較し前記実効値が前記基準値を下回った時は瞬断検出信号を出力することを特徴とする電源瞬断検出方法。
【請求項２】
前記瞬断検出信号を半周期毎に連続して出力する回数をカウントし、あらかじめ設定された回数をカウントした時に瞬断を知らせるアラーム信号を出力するようにすることを特徴とする請求項１記載の電源瞬断検出方法。
【請求項３】
前記瞬断検出信号を半周期毎に連続して出力する回数をカウントし、その発生から連続が停止するまでの回数から瞬断時間を算出しこれを瞬断時間情報として出力すると同時にカウント動作をリセットすることを特徴とする請求項２あるいは３記載の電源瞬断検出方法。
【請求項４】
前記瞬断時間情報などの発生を経時的に記録するメモリを有することを特徴とする請求項１、２あるいは３記載の電源瞬断検出方法。
【請求項５】
前記基準値は、前記実効値の所定期間の平均値により周期的に更新されることを特徴とする請求項１、２、３、あるいは４記載の電源瞬断検出方法。
【請求項６】
前記瞬断アラーム信号および前記瞬断時間情報により瞬断の発生と瞬断時間とを保守者に報知するようにすることを特徴とする請求項２、３、４あるいは４記載の電源瞬断検出方法。
【請求項７】
ＡＣ入力電圧を入力しこれをデジタル化して正負極性符号を付したデジタル電圧信号を出力するＡ／Ｄ変換器と、このデジタル電圧信号の正負極性符号の変換点から前記ＡＣ入力電圧の半周期を示す周期パルス信号を生成する周期検出部と、この周期パルス信号を用いて前記デジタル電圧信号から前記ＡＣ入力電圧の半周期毎の実効値を算出する実効値算出部と、この実効値と所定の基準電圧値とを比較し前記実効値が前記基準値を下回った時は瞬断検出信号を出力する比較器と、前記瞬断検出信号が連続的に出力された時にあらかじめ設定された回数だけカウントした時点で瞬断を知らせる瞬断アラーム信号を出力し更にその瞬断検出信号の連続が停止した時に発生から停止までの時間を瞬断時間情報として出力し同時に以上のカウント動作をリセットするカウンタと、前記瞬断アラーム信号と前記瞬断時間情報とを入力しブザーなどによる可聴警報の発生と瞬断時間の表示とを行う報知部と、前記ＡＣ入力電圧の公称実効値に所定の乗率を掛けて算出した前記基準電圧値を生成すると同時に前記実効値の所定期間の平均値によりこの基準電圧値を周期的に更新する基準値生成部と、前記瞬断時間情報の発生を経時的に記録するメモリとを備えることを特徴とする電源瞬断検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電源瞬断検出方法および装置に関し、特にＡＣ電源で動作する電子機器において、電子機器側に誤動作などの障害を発生させるＡＣ電源の瞬断を検出する電源電源瞬断検出方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電源瞬断検出装置は、コンピュータなどの電子機器のＡＣ電源の瞬断検出に用いられる。ＡＣ電源の瞬断は、電子機器の内部回路に給電するＡＣ／ＤＣコンバータを介して、給電電圧の瞬断或いはサージノイズとなって内部回路に影響を与える。例えばＣＰＵの暴走、メモリの記憶データの破壊などの障害を与える。このような障害が発生した時、その原因が瞬断にあったとしても、瞬断の発生は通常一時的現象であって障害が発生した直後は復旧しているのが通常である。従ってその障害の原因追求は困難となる。
【０００３】
本電源瞬断検出装置は、ＡＣ電源を常時監視し瞬断の発生を検出し、これを報知すると同時にメモリして置くことにより、かかる障害の発生時にその原因究明に役立たせるものである。また、かかる障害の発生を退避させるために用いられる。
【０００４】
従来、この種の電源瞬断検出装置は、ＡＣ／ＤＣコンバータの出力側のＤＣ電圧を監視するか、或いはＡＣ電源を整流平滑してＤＣ電圧にしてアナログ的に監視するかしていたが、何れも時定数が大きくなり、時間の短い瞬断を検出できないという問題があった。この問題を改善するためにＡＣ電圧をデジタル処理して時間の短い瞬断を検出できるようにしたものが考えられている。例えば図4に示した従来例がある。
【０００５】
図４は従来例を示すブロック図である。図4において、ＡＣ電源ライン４１からＡＣ電源取込部４２を介してＡＣ電源電圧波形を取り込み、整流部４３で整流してＡ／Ｄ変換部４４に入力し、ここでデジタル化する。このデータは信号処理部４５において実効値算出などのの処理が行われると同時に、サンプリング部４８で一定周期ごとにサンプリングされ基準波形としてメモリ５０に記憶される。
【０００６】
そして信号処理部４５においては、実際の電圧波形とこの基準波形とが比較されその差分値が求めらて比較判定部４６に送られる。比較判定部４６は、この差分値を信号処理部４５からの実効値と基準波形から算出した実効値との割合から実際に機器に影響を与え得る瞬断か否かを判定し、与え得る瞬断と判定した時は、異常警報が発せられる。
【０００７】
一方、メモリ５０に記憶された基準波形は、サンプリングされた電圧波形が不正確であると、正確な瞬断が検出できないので、理想波形生成部４９からの理想的な電圧波形により補正される。
また、比較判定部４６から出力される瞬断情報は、メモリ４７で記憶される。このメモリされた瞬断情報は、機器の障害発生時などにに読み出されて原因究明に供される。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】
特開平７−２６１８８４号公報（第１−４頁）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来例では、瞬断検出を行う際、実際の電圧波形と基準波形とを比較した差分値と、実際の電圧波形の実効値と基準波形から算出した実効値との割合とを併せて実際に機器に影響を与え得る瞬断か否かを判定し、与え得る瞬断と判定した時に異常警報を発っするようになっているので、半周期以内の短い時間の瞬断を検出できる特徴はあるものの、判定が複雑であり回路構成が複雑になる問題がある。
【０００９】
即ち、基準波形をサンプリングするサンプリング部、これを記憶するメモリ、基準波形を補正するための理想波形生成部などが必要である。また、実際の電圧波形と基準波形との二つの実効値を算出する必要があるなどで複雑である。
【００１０】
一方、検出する瞬断の時間長を設定する機能、および発生した瞬断の時間長を計測する機能などがなく、瞬断後に行う瞬断の分析、瞬断時の障害原因の究明などに不便であるという問題がある。
【００１１】
本発明の目的は、検出できる瞬断の時間長は多少長くなっても、回路構成が簡単でコストが安く、かつ、検出する瞬断の時間長を設定する機能、および発生した瞬断の時間長を計測する機能などがあり、瞬断の分析などに便利な電源瞬断検出装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の電源瞬断検出方法は、ＡＣ入力電圧をデジタル化して正負極性符号を付したデジタル電圧信号に変換し、このデジタル電圧信号の正負極性符号の変換点から前記ＡＣ入力電圧の半周期を示す周期パルス信号を生成し、この周期パルス信号をクロックとして用い前記デジタル電圧信号から前記ＡＣ入力電圧の半周期毎の実効値を算出し、この実効値と所定の基準値とを比較し前記実効値が前記基準値を下回った時は瞬断検出信号を出力する。
【００１３】
そして、前記瞬断検出信号を半周期毎に連続して出力する回数をカウントし、あらかじめ設定された回数をカウントした時に瞬断を知らせるアラーム信号を出力するようにする。
【００１４】
また、前記瞬断検出信号を半周期毎に連続して出力する回数をカウントし、その発生から連続が停止するまでの回数から瞬断時間を算出しこれを瞬断時間情報として出力する。
【００１５】
また、前記瞬断時間情報などの発生を経時的に記録するメモリを有する。
【００１６】
また、前記基準値は、前記実効値の所定期間の平均値により周期的に更新される。
【００１７】
また、前記瞬断アラーム信号および前記瞬断時間情報により瞬断の発生と瞬断時間とを保守者に報知するようにする。
【００１８】
また本発明の電源瞬断検出装置は、ＡＣ入力電圧を入力しこれをデジタル化して正負極性符号を付したデジタル電圧信号を出力するＡ／Ｄ変換器と、このデジタル電圧信号の正負極性符号の変換点から前記ＡＣ入力電圧の半周期を示す周期パルス信号を生成する周期検出部と、この周期パルス信号を用いて前記デジタル電圧信号から前記ＡＣ入力電圧の半周期毎の実効値を算出する実効値算出部と、この実効値と所定の基準電圧値とを比較し前記実効値が前記基準値を下回った時は瞬断検出信号を出力する比較器と、前記瞬断検出信号が連続的に出力された時にあらかじめ設定された回数だけカウントした時点で瞬断を知らせる瞬断アラーム信号を出力し更にその瞬断検出信号の連続が停止した時に発生から停止までの時間を瞬断時間情報として出力し同時に以上のカウント動作をリセットするカウンタと、前記瞬断アラーム信号と前記瞬断時間情報とを入力しブザーなどによる可聴警報の発生と瞬断時間の表示とを行う報知部と、前記ＡＣ入力電圧の公称実効値に所定の乗率を掛けて算出した前記基準電圧値を生成すると同時に前記実効値の所定期間の平均値によりこの基準電圧値を周期的に更新する基準値生成部と、前記瞬断時間情報の発生を経時的に記録するメモリとを備える。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態例を示すブロック図である。図２は、図１の周期検出部２の回路を示す回路図である。図３は、図１の動作を説明するタイミングチャート図である。
【００２０】
先ず、図１、２を参照して本発明の電源瞬断検出装置の構成について説明する。
ＡＣ入力電圧を入力しこれをデジタル化して正負極性符号を付したデジタル電圧信号１０１を出力するＡ／Ｄ変換器１と、このデジタル電圧信号１０１の正負極性符号の変換点から前記ＡＣ入力電圧の半周期を示す周期パルス信号１０３を生成する周期検出部２と、この周期パルス信号１０３を用いてデジタル電圧信号１０１の絶対値部分から前記ＡＣ入力電圧の半周期毎の実効値を算出して実効値データ１０２を出力する実効値算出部３と、この実効値データ１０２と所定の基準値データ１０７との値を比較し実効値データ１０２の値が基準値データ１０７の値を下回った時は瞬断検出信号１０４を出力する比較器4と、瞬断検出信号１０４が連続的に出力された時にあらかじめ設定された回数だけカウントした時点で瞬断を知らせる瞬断アラーム信号１０５を出力し、更にその瞬断検出信号１０４の連続が停止した時に発生から停止までの時間を瞬断時間情報１０６として出力し、その時同時にカウント動作をリセットするカウンタ５と、瞬断アラーム信号１０４と瞬断時間情報１０６とを入力しブザーなどによる可聴警報の発生と瞬断時間を液晶で表示する報知部７と、前記ＡＣ入力電圧の公称実効値に所定の乗率を掛けて算出した基準値データ１０７を生成すると同時に実効値データ１０２の所定期間の平均値によりこの基準値データ１０７を周期的に更新する基準値生成部６と、瞬断時間情報１０６の発生を経時的に記録するメモリ８とで構成する。尚、周期検出部２の内部回路は、図２に示す回路構成である。即ち、デジタル電圧信号１０１の正負極性符号の変換点を検出して検出パルスを出力する極性検出部２１と、この検出パルスに同期した周期パルス信号１０３を発生するクロック発生部２２とから構成される。
【００２１】
次に図３を併せ参照して動作について説明する。図３は（ａ）入力電圧の波形に示した点線の２周期分が瞬断した場合についてで示したものである。
【００２２】
被監視ＡＣ電源からのＡＣ入力電圧がＡ／Ｄ変換器1に入力される。ここで先ず、ＡＣ入力電圧が１００Ｖであれば内部信号レベルの低電圧に降圧されて後、デジタル信号化される。例えば、半周期当たり８サンプルで８ビットで量子化され、これに正負極性を表示する１ビットが付加される。この電圧デジタル信号１０１は周期検出部２と実効値算出部３とに送出される。
【００２３】
周期検出部２では、この電圧デジタル信号１０１の正負極性符号の変換点を検出し、図３（ｂ）に示したようにこの検出点に同期した周期パルス信号１０３を出力する。この周期パルス信号１０３は、周期クロックパルスとして実効値算出部３と比較器１０４とカウンタ５とにそれぞれ供給される。
【００２４】
実効値算出部３は、この周期パルス信号１０３を用いてデジタル電圧信号１０１の絶対値部分の実効値を算出し、比較器４へ実効値データ１０２を出力する。この実効値データ１０２は半周期毎に算出され、図３（ｃ）に示したように周期パルス信号１０３に同期して出力される。
【００２５】
比較器４は、周期パルス信号１０３に同期して実効値データ１０２と基準値データ１０７との値を比較し実効値データ１０２の値が基準値データ１０７の値を下回った時、図３（ｅ）に示したように瞬断検出信号１０４をカウンタ５へ出力する。
【００２６】
カウンタ５は、周期パルス信号１０３に同期して入力される瞬断検出信号１０４の数をカウントし、あらかじめ設定された回数だけカウントした時点で図３（ｆ）に示したように瞬断を知らせる瞬断アラーム信号１０５を出力する。この場合は回数２を設定した場合を示し、検出瞬断時間はＡＣ入力電圧を５０ヘルツとすれば２０ｍｓとなる。この検出瞬断時間は検出する最小時間の瞬断を意味するので２０ｍｓ以上の瞬断に対して瞬断アラーム信号１０５は出力される。
【００２７】
尚、カウント回数を１に設定した場合が検出可能の最小瞬断時間である。この場合は１０１ｍｓとなるが、実際は瞬断の発生タイミングがＡＣ入力電圧の正負極性符号の変換点と必ずしも一致しないので最悪２０ｍｓと成る場合もあり、結局この場合の検出可能最小瞬断時間は１０−２０ｍｓとなる。
【００２８】
また、カウンタ５は、瞬断アラーム信号１０５を出力した後もカウントを続け、瞬断検出信号１０４の連続が停止した時に発生から停止までの時間を瞬断時間情報１０６として図３（ｇ）に示したように出力する。これと同時にカウント動作をリセットして次の瞬断に準備する。この場合の瞬断時間は４０ｍｓである。
【００２９】
基準値データ１０７は基準値生成部６から供給される。この場合図３（ｄ）に示したように固定値であるが、この値はＡＣ入力電圧の公称値、例えば１００Ｖに対して７０Ｖ程度に設定される。検出精度を特に要求されない場合は、この値に固定で良いが、検出精度を特に要求される場合は、図示のように実効値データ１０２から基準値データ１０７を生成すると同時に実効値データ１０２の所定期間の平均値によりこの基準値データ１０７を周期的に更新するようにしても良い。
【００３０】
瞬断アラーム信号１０５と瞬断時間情報１０６とは報知部７に入力され、瞬断アラーム信号１０５によりブザーなどによる可聴警報の発生と、瞬断時間情報１０６により瞬断時間を液晶で表示する。これにより保守者が瞬断の発生を認識する。
【００３１】
瞬断時間情報１０６は、その発生の都度メモリ８により記録され、障害の発生時など、保守者が記録されたデータを読み出して、その時発生した瞬断の分析、障害原因の究明などに利用される。
【００３２】
尚、報知部７とメモリ８とは、不要の場合は取り外しても良い。
【００３３】
また、周期検出部２は、図２に示したようにデジタル電圧信号１０１の正負極性符号の変換点を検出して検出パルスを出力する極性検出部２１と、この検出パルスに同期して動作するクロック発生部２２とから構成されている。クロック発生部２２は、瞬断時に正負極性符号の変換点を検出する検出パルスが出力されない瞬断期間も瞬断直前の周期で周期パルス信号１０３を送出し続けるものである。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の電源瞬断検出方法および装置は、ＡＣ入力電圧のの正負極性符号の変換点から周期パルス信号を検出し、これをクロックパルスとして用いて実効値算出、基準値との比較判定などを行い、半周期単位で実効値を比較して瞬断検出を行っているので、回路構成が簡単で済みコストが低減できると言う効果がある。
【００３５】
また、検出する瞬断の時間長を設定する機能、および発生した瞬断の時間長を計測する機能などを容易に付加することができ、保守作業あるいは瞬断分析に便利であると言う効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例を示すブロック図である。
【図２】図１の周期検出部２の回路を示す回路図である。
【図３】図１の動作を説明するタイミングチャート図である。
【図４】従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１    Ａ／Ｄ変換器
２    周期検出部
３    実効値算出部
４    比較器
５    カウンタ
６    基準値生成部
７    報知部
８    メモリ
２１    極性検出部
２２    クロック発生部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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