(57)【要約】【課題】必要なフォトカプラの組数を少なくつつ、かつ負荷からの電圧の回り込みをも考慮して欠相を判定する技術を提供する。【解決手段】フォトトランジスタＱＲＳはフォトダイオードＰＤ１と結合し、ＲＳ相間電圧ＥＲＳがしきい値電圧Ｅｔｈ以上となるとオンする。フォトトランジスタＱＳＴはフォトダイオードＰＤ２と結合し、ＳＴ相間電圧ＥＳＴがしきい値電圧−Ｅｔｈ以下となるとオンする。欠相が存在しない場合にはフォトトランジスタＱＲＳ，ＱＳＴがオンする期間同士の間で６０°の位相差が存在する。Ｒ相に欠相が存在する場合には、トランジスタＱＳＴがオンする期間はトランジスタＱＲＳがオンする期間を含む。Ｓ相に欠相が存在する場合には、フォトトランジスタＱＲＳ，ＱＳＴがオンする期間同士の間で１８０°の位相差が存在する。【選択図】        図１
2004236403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１相（Ｒ）、第２相（Ｓ）、第３相（Ｔ）について平衡する負荷（１３）に対して、それぞれ第１相配線（Ｌ１）、第２相配線（Ｌ２）、第３相配線（Ｌ３）を介して、平衡する三相の交流電圧を出力する電源（１０）の欠相を判定する欠相判定装置であって、
前記第２相配線を基準とした前記第１相配線の電圧である第１相間電圧（ＥＲＳ）が第１しきい値（Ｅｔｈ）以上となる第１期間の端と、前記第３相配線を基準とした前記第２相配線の電圧である第２相間電圧（ＥＳＴ）が第２しきい値（−Ｅｔｈ）以下となる第２期間の端との位相差（Ｗ）が６０°であると判断されない場合に、前記第１相乃至第３相のいずれかに欠相が存在すると判定する欠相判定装置。
【請求項２】
前記第１しきい値（Ｅｔｈ）は、前記第１相（Ｒ）、前記第２相（Ｓ）、前記第３相（Ｔ）のいずれにも欠相が生じない場合の前記第１相間電圧の最大値（ＥＭ）の１／２よりも小さく設定され、
前記第２しきい値（−Ｅｔｈ）は、前記第１しきい値に（−１）を乗じて設定される、請求項１記載の欠相判定装置。
【請求項３】
前記位相差（Ｗ）が６０°でも１８０°でもないと判断された場合に、前記第１相（Ｒ）もしくは前記第３相（Ｔ）に欠相が発生していると判定する、請求項２記載の欠相判定装置。
【請求項４】
前記位相差（Ｗ）が１８０°であると判断された場合に、前記第２相（Ｓ）に欠相が発生していると判定する、請求項２記載の欠相判定装置。
【請求項５】
前記第１相配線（Ｌ１）に接続された第１電極と、前記第２相配線（Ｌ２）に接続された第２電極とを有する第１フォトダイオード（ＰＤ１）と、
前記第３相配線（Ｌ３）に接続された第１電極と、前記第２相配線に接続された第２電極とを有する第２フォトダイオード（ＰＤ２）と、
前記第１フォトダイオード及び前記第２フォトダイオードにそれぞれ結合して別個のフォトカプラを構成する第１フォトトランジスタ（ＱＲＳ）及び第２フォトトランジスタ（ＱＳＴ）
を備え、
前記第１フォトトランジスタ及び前記第２フォトトランジスタは、それぞれ前記第１期間及び前記第２期間においてオンする、請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の欠相判定装置。
【請求項６】
第１相（Ｒ）、第２相（Ｓ）、第３相（Ｔ）について平衡する負荷（１３）に対して、それぞれ第１相配線（Ｌ１）、第２相配線（Ｌ２）、第３相配線（Ｌ３）を介して、平衡する三相の交流電圧を出力する電源（１０）の欠相を判定する欠相判定装置であって、
前記第２相配線を基準とした前記第１相配線の電圧である第１相間電圧（ＥＲＳ）が所定のしきい値（Ｅｔｈ）以上となる第１期間と、
前記第３相配線を基準とした前記第２相配線の電圧である第２相間電圧（ＥＳＴ）が前記所定のしきい値以上となる第２期間と、
前記第１相配線を基準とした前記第３相配線の電圧である第２相間電圧（ＥＴＲ）が前記所定のしきい値以上となる第３期間と、
を求め、
前記第１期間、前記第２期間及び前記第３期間のいずれの２つについてもオーバーラップしないことを以て前記第１相乃至第３相のいずれかに欠相が存在すると判定する欠相判定装置。
【請求項７】
前記第１相配線（Ｌ１）に接続された第１電極と、前記第２相配線（Ｌ２）に接続された第２電極とを有する第１フォトダイオード（ＰＤ１）と、
前記第２相配線（Ｌ２）に接続された第１電極と、前記第３相配線（Ｌ３）に接続された第２電極とを有する第２フォトダイオード（ＰＤ２）と、
前記第３相配線に接続された第１電極と、前記第１相配線に接続された第２電極とを有する第３フォトダイオード（ＰＤ３）と、
前記第１フォトダイオード、前記第２フォトダイオード、前記第３フォトダイオードにそれぞれ結合して別個のフォトカプラを構成する第１フォトトランジスタ（ＱＲＳ）、第２フォトトランジスタ（ＱＳＴ）、第３フォトトランジスタ（ＱＴＲ）と
を備え、
前記第１フォトトランジスタ、前記第２フォトトランジスタ、前記第３フォトトランジスタは、それぞれ前記第１期間、前記第２期間、前記第３期間においてオンする、請求項６記載の欠相判定装置。
【請求項８】
前記所定のしきい値（Ｅｔｈ）は、前記第１相、前記第２相、前記第３相のいずれにも欠相が生じない場合の前記第１相間電圧の最大値（ＥＭ）の１／２よりも小さい正の値に設定される、請求項６及び請求項７のいずれか一つに記載の欠相判定装置。
【請求項９】
前記第１期間、前記第２期間及び前記第３期間のいずれの２つについてもオーバーラップしないことを一旦検出した後は、その後に前記第１期間、前記第２期間及び前記第３期間のいずれか２つについてオーバーラップしても、欠相が存在すると判定する、請求項６記載の欠相判定装置。
【請求項１０】
前記第１フォトトランジスタ、前記第２フォトトランジスタ、前記第３フォトトランジスタの出力端に共通して接続された入力端と、出力端とを有するワンショットマルチバイブレータ（１４）
を更に備える、請求項６記載の欠相判定装置。
【請求項１１】
第１相（Ｒ）、第２相（Ｓ）、第３相（Ｔ）について平衡する負荷（１３）に対して、それぞれ第１相配線（Ｌ１）、第２相配線（Ｌ２）、第３相配線（Ｌ３）を介して、平衡する三相の交流電圧を出力する電源（１０）の欠相を判定する欠相判定装置であって、
所定のノード（Ｎ）を基準とした前記第１相配線の電圧に対して整流及び平滑処理をした第１相電圧、前記ノードを基準とした前記第２相配線の電圧に対して整流及び平滑処理をした第２相電圧、前記ノードを基準とした前記第３相配線の電圧に対して整流及び平滑処理をした第３相電圧のうち、少なくとも一つが所定のしきい値未満であることを以て前記第１相乃至第３相のいずれかに欠相が存在すると判定する欠相判定装置。
【請求項１２】
前記ノード（Ｎ）は中性点である、請求項１１記載の欠相判定装置。
【請求項１３】
前記所定のしきい値は、前記第１相（Ｒ）、前記第２相（Ｓ）、前記第３相（Ｔ）のいずれにも欠相が生じない場合の前記第１相電圧の最大値（（ＥＭ・√３）／２）よりも小さく、前記最大値の１／２よりも大きく設定される、請求項１１及び請求項１２のいずれか一つに記載の欠相判定装置。
【請求項１４】
前記ノード（Ｎ）を基準とした前記第１相配線（Ｌ１）の電圧に対して半波整流を行う第１ダイオード（Ｄ１）と、
前記ノードを基準とした前記第２相配線（Ｌ２）の電圧に対して半波整流を行う第２ダイオード（Ｄ２）と、
前記ノードを基準とした前記第３相配線（Ｌ３）の電圧に対して半波整流を行う第３ダイオード（Ｄ３）と、
前記第１ダイオードの出力を平滑する第１平滑回路（Ｒ７１，Ｃ１）と、
前記第２ダイオードの出力を平滑する第２平滑回路（Ｒ８１，Ｃ２）と、
前記第３ダイオードの出力を平滑する第３平滑回路（Ｒ９１，Ｃ３）と、
前記第１平滑回路の出力を受ける第１フォトダイオード（ＰＤ１）と、
前記第２平滑回路の出力を受ける第２フォトダイオード（ＰＤ２）と、
前記第３平滑回路の出力を受ける第１フォトダイオード（ＰＤ３）と、
前記第１フォトダイオード、前記第２フォトダイオード、前記第３フォトダイオードにそれぞれ結合して別個のフォトカプラを構成する第１フォトトランジスタ（ＱＲＳ）、第２フォトトランジスタ（ＱＳＴ）、第３フォトトランジスタ（ＱＴＲ）と、
前記第１フォトトランジスタ、前記第２フォトトランジスタ、前記第３フォトトランジスタの全てオンしているか否かを判断する論理回路（Ｇ１，Ｇ２，Ｓ１，Ｓ２）と
を備える、請求項１１乃至請求項１３のいずれか一つに記載の欠相判定装置。
【請求項１５】
第１相（Ｒ）、第２相（Ｓ）、第３相（Ｔ）について平衡する負荷（１３）に対して、それぞれ第１相配線（Ｌ１）、第２相配線（Ｌ２）、第３相配線（Ｌ３）を介して、平衡する三相の交流電圧を出力する電源（１０）の欠相を判定する欠相判定方法であって、
前記第２相配線を基準とした前記第１相配線の電圧である第１相間電圧（ＥＲＳ）が第１しきい値（Ｅｔｈ）以上となる第１期間の端と、前記第３相配線を基準とした前記第２相配線の電圧である第２相間電圧（ＥＳＴ）が第２しきい値（−Ｅｔｈ）以下となる第２期間の端との位相差（Ｗ）が６０°であると判断されない場合に、前記第１相乃至第３相のいずれかに欠相が存在すると判定する欠相判定方法。
【請求項１６】
前記第１しきい値（Ｅｔｈ）は、前記第１相（Ｒ）、前記第２相（Ｓ）、前記第３相（Ｔ）のいずれにも欠相が生じない場合の前記第１相間電圧の最大値（ＥＭ）の１／２よりも小さく設定され、
前記第２しきい値（−Ｅｔｈ）は、前記第１しきい値に（−１）を乗じて設定される、請求項１５記載の欠相判定方法。
【請求項１７】
前記位相差（Ｗ）が６０°でも１８０°でもないと判断された場合に、前記第１相（Ｒ）もしくは前記第３相（Ｔ）に欠相が発生していると判定する、請求項１６記載の欠相判定方法。
【請求項１８】
前記位相差（Ｗ）が１８０°であると判断された場合に、前記第２相（Ｓ）に欠相が発生していると判定する、請求項１６記載の欠相判定方法。
【請求項１９】
前記第１相配線（Ｌ１）に接続された第１電極と、前記第２相配線（Ｌ２）に接続された第２電極とを有する第１フォトダイオード（ＰＤ１）と、
前記第３相配線（Ｌ３）に接続された第１電極と、前記第２相に接続された第２電極とを有する第２フォトダイオード（ＰＤ２）と、
前記第１フォトダイオード及び前記第２フォトダイオードにそれぞれ結合して別個のフォトカプラを構成する第１フォトトランジスタ（ＱＲＳ）及び第２フォトトランジスタ（ＱＳＴ）と
を用い、
前記第１フォトトランジスタ及び前記第２フォトトランジスタがオンする期間として前記第１期間及び前記第２期間を得る、請求項１５乃至請求項１８のいずれか一つに記載の欠相判定方法。
【請求項２０】
第１相（Ｒ）、第２相（Ｓ）、第３相（Ｔ）について平衡する負荷（１３）に対して、それぞれ第１相配線（Ｌ１）、第２相配線（Ｌ２）、第３相配線（Ｌ３）を介して、平衡する三相の交流電圧を出力する電源（１０）の欠相を判定する欠相判定方法であって、
前記第２相配線を基準とした前記第１相配線の電圧である第１相間電圧（ＥＲＳ）が所定のしきい値（Ｅｔｈ）以上となる第１期間と、
前記第３相配線を基準とした前記第２相配線の電圧である第２相間電圧（ＥＳＴ）が前記所定のしきい値以上となる第２期間と、
前記第１相配線を基準とした前記第３相配線の電圧である第２相間電圧（ＥＴＲ）が前記所定のしきい値以上となる第３期間と、
を求め、
前記第１期間、前記第２期間及び前記第３期間のいずれの２つについてもオーバーラップしないことを以て前記第１相乃至第３相のいずれかに欠相が存在すると判定する欠相判定方法。
【請求項２１】
前記第１相配線（Ｌ１）に接続された第１電極と、前記第２相配線（Ｌ２）に接続された第２電極とを有する第１フォトダイオード（ＰＤ１）と、
前記第２相配線に接続された第１電極と、前記第３相配線（Ｌ３）に接続された第２電極とを有する第２フォトダイオード（ＰＤ２）と、
前記第３相配線に接続された第１電極と、前記第１相配線に接続された第２電極とを有する第３フォトダイオード（ＰＤ３）と、
前記第１フォトダイオード、前記第２フォトダイオード、前記第３フォトダイオードにそれぞれ結合して別個のフォトカプラを構成する第１フォトトランジスタ（ＱＲＳ）、第２フォトトランジスタ（ＱＳＴ）、第３フォトトランジスタ（ＱＴＲ）と
を用い、
前記第１フォトトランジスタ、前記第２フォトトランジスタ、前記第３フォトトランジスタがオンする期間としてそれぞれ前記第１期間、前記第２期間、前記第３期間を得る、請求項２０記載の欠相判定方法。
【請求項２２】
前記所定のしきい値（Ｅｔｈ）は、前記第１相、前記第２相、前記第３相のいずれにも欠相が生じない場合の前記第１相間電圧の最大値（ＥＭ）の１／２よりも小さい正の値に設定される、請求項２０及び請求項２１のいずれか一つに記載の欠相判定方法。
【請求項２３】
前記第１期間、前記第２期間及び前記第３期間のいずれの２つについてもオーバーラップしないことを一旦検出した後は、その後に前記第１期間、前記第２期間及び前記第３期間のいずれか２つについてオーバーラップしても、欠相が存在すると判定する、請求項２０記載の欠相判定方法。
【請求項２４】
第１相（Ｒ）、第２相（Ｓ）、第３相（Ｔ）について平衡する負荷（１３）に対して、それぞれ第１相配線（Ｌ１）、第２相配線（Ｌ２）、第３相配線（Ｌ３）を介して、平衡する三相の交流電圧を出力する電源（１０）の欠相を判定する欠相判定方法であって、
所定のノード（Ｎ）を基準とした前記第１相配線の電圧に対して整流及び平滑処理をした第１相電圧、前記ノードを基準とした前記第２相配線の電圧に対して整流及び平滑処理をした第２相電圧、前記ノードを基準とした前記第３相配線の電圧に対して整流及び平滑処理をした第３相電圧のうち、少なくとも一つが所定のしきい値未満であることを以て前記第１相乃至第３相のいずれかに欠相が存在すると判定する欠相判定方法。
【請求項２５】
前記ノード（Ｎ）は中性点である、請求項２４記載の欠相判定方法。
【請求項２６】
前記所定のしきい値は、前記第１相（Ｒ）、前記第２相（Ｓ）、前記第３相（Ｔ）のいずれにも欠相が生じない場合の前記第１相電圧の最大値（（ＥＭ・√３）／２）よりも小さく、前記最大値の１／２よりも大きく設定される、請求項２４及び請求項２５のいずれか一つに記載の欠相判定方法。
【請求項２７】
前記ノード（Ｎ）を基準とした前記第１相配線（Ｌ１）の電圧に対して半波整流を行う第１ダイオード（Ｄ１）と、
前記ノードを基準とした前記第２相配線（Ｌ２）の電圧に対して半波整流を行う第２ダイオード（Ｄ２）と、
前記ノードを基準とした前記第３相配線（Ｌ３）の電圧に対して半波整流を行う第３ダイオード（Ｄ３）と、
前記第１ダイオードの出力を平滑する第１平滑回路（Ｒ７１，Ｃ１）と、
前記第２ダイオードの出力を平滑する第２平滑回路（Ｒ８１，Ｃ２）と、
前記第３ダイオードの出力を平滑する第３平滑回路（Ｒ９１，Ｃ３）と、
前記第１平滑回路の出力を受ける第１フォトダイオード（ＰＤ１）と、
前記第２平滑回路の出力を受ける第２フォトダイオード（ＰＤ２）と、
前記第３平滑回路の出力を受ける第１フォトダイオード（ＰＤ３）と、
前記第１フォトダイオード、前記第２フォトダイオード、前記第３フォトダイオードにそれぞれ結合して別個のフォトカプラを構成する第１フォトトランジスタ（ＱＲＳ）、第２フォトトランジスタ（ＱＳＴ）、第３フォトトランジスタ（ＱＴＲ）と
を用いて、前記第１フォトトランジスタ、前記第２フォトトランジスタ、前記第３フォトトランジスタの全てオンしているか否かを判断する、請求項２４乃至請求項２６のいずれか一つに記載の欠相判定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は三相交流電源の欠相を判定する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
三相交流電源の欠相を判定する技術として、例えば特許文献１に開示される技術がある。当該文献で開示されている技術においては、第１発光回路と第２発光回路とが設けられている。第１発光回路はＲ相とＳ相の相間電圧が正側であるとオンする正側フォトダイオードと、負側であるとオンする負側フォトダイオードとを備えられている。第２発光回路はＳ相とＴ相の相間電圧が正側であるとオンする正側フォトダイオード、負側であるとオンする負側フォトダイオードとを備えている。これらの４つのフォトダイオードには、それぞれ対応するフォトトランジスタが設けられている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−３７７２５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の従来技術では、フォトダイオード及びフォトトランジスタが４組も必要である。更に、欠相が生じていても負荷から電圧が回り込むことも考慮されていない。本発明は上述の問題点を解決するためになされたもので、必要なフォトカプラの組数を少なくつつ、かつ負荷からの電圧の回り込みをも考慮して欠相を判定する技術を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の第１の態様は、第１相（Ｒ）、第２相（Ｓ）、第３相（Ｔ）について平衡する負荷（１３）に対して、それぞれ第１相配線（Ｌ１）、第２相配線（Ｌ２）、第３相配線（Ｌ３）を介して、平衡する三相の交流電圧を出力する電源（１０）の欠相を判定する欠相判定装置である。前記第２相配線を基準とした前記第１相配線の電圧である第１相間電圧（ＥＲＳ）が第１しきい値（Ｅｔｈ）以上となる第１期間の端と、前記第３相配線を基準とした前記第２相配線の電圧である第２相間電圧（ＥＳＴ）が第２しきい値（−Ｅｔｈ）以下となる第２期間の端との位相差（Ｗ）が６０°であると判断されない場合に、前記第１相乃至第３相のいずれかに欠相が存在すると判定する。
【０００６】
望ましくは、前記第１しきい値（Ｅｔｈ）は、前記第１相（Ｒ）、前記第２相（Ｓ）、前記第３相（Ｔ）のいずれにも欠相が生じない場合の前記第１相間電圧の最大値（ＥＭ）の１／２よりも小さく設定され、前記第２しきい値（−Ｅｔｈ）は、前記第１しきい値に（−１）を乗じて設定される。
【０００７】
望ましくは前記位相差（Ｗ）が６０°でも１８０°でもないと判断された場合に、前記第１相（Ｒ）もしくは前記第３相（Ｔ）に欠相が発生していると判定する。
【０００８】
望ましくは前記位相差（Ｗ）が１８０°であると判断された場合に、前記第２相（Ｓ）に欠相が発生していると判定する。
【０００９】
望ましくは前記第１相配線（Ｌ１）に接続された第１電極と、前記第２相配線（Ｌ２）に接続された第２電極とを有する第１フォトダイオード（ＰＤ１）と、前記第３相配線（Ｌ３）に接続された第１電極と、前記第２相配線に接続された第２電極とを有する第２フォトダイオード（ＰＤ２）と、前記第１フォトダイオード及び前記第２フォトダイオードにそれぞれ結合して別個のフォトカプラを構成する第１フォトトランジスタ（ＱＲＳ）及び第２フォトトランジスタ（ＱＳＴ）を備える。そして、前記第１フォトトランジスタ及び前記第２フォトトランジスタは、それぞれ前記第１期間及び前記第２期間においてオンする。
【００１０】
この発明の第２の態様は、第１相（Ｒ）、第２相（Ｓ）、第３相（Ｔ）について平衡する負荷（１３）に対して、それぞれ第１相配線（Ｌ１）、第２相配線（Ｌ２）、第３相配線（Ｌ３）を介して、平衡する三相の交流電圧を出力する電源（１０）の欠相を判定する欠相判定装置である。前記第２相配線を基準とした前記第１相配線の電圧である第１相間電圧（ＥＲＳ）が所定のしきい値（Ｅｔｈ）以上となる第１期間と、前記第３相配線を基準とした前記第２相配線の電圧である第２相間電圧（ＥＳＴ）が前記所定のしきい値以上となる第２期間と、前記第１相配線を基準とした前記第３相配線の電圧である第２相間電圧（ＥＴＲ）が前記所定のしきい値以上となる第３期間とを求め、前記第１期間、前記第２期間及び前記第３期間のいずれの２つについてもオーバーラップしないことを以て前記第１相乃至第３相のいずれかに欠相が存在すると判定する。
【００１１】
望ましくは、前記第１相配線（Ｌ１）に接続された第１電極と、前記第２相配線（Ｌ２）に接続された第２電極とを有する第１フォトダイオード（ＰＤ１）と、前記第２相配線（Ｌ２）に接続された第１電極と、前記第３相配線（Ｌ３）に接続された第２電極とを有する第２フォトダイオード（ＰＤ２）と、前記第３相配線に接続された第１電極と、前記第１相配線に接続された第２電極とを有する第３フォトダイオード（ＰＤ３）と、前記第１フォトダイオード、前記第２フォトダイオード、前記第３フォトダイオードにそれぞれ結合して別個のフォトカプラを構成する第１フォトトランジスタ（ＱＲＳ）、第２フォトトランジスタ（ＱＳＴ）、第３フォトトランジスタ（ＱＴＲ）とを備える。そして、前記第１フォトトランジスタ、前記第２フォトトランジスタ、前記第３フォトトランジスタは、それぞれ前記第１期間、前記第２期間、前記第３期間においてオンする。
【００１２】
望ましくは前記所定のしきい値（Ｅｔｈ）は、前記第１相、前記第２相、前記第３相のいずれにも欠相が生じない場合の前記第１相間電圧の最大値（ＥＭ）の１／２よりも小さい正の値に設定される。
【００１３】
望ましくは前記第１期間、前記第２期間及び前記第３期間のいずれの２つについてもオーバーラップしないことを一旦検出した後は、その後に前記第１期間、前記第２期間及び前記第３期間のいずれか２つについてオーバーラップしても、欠相が存在すると判定する。
【００１４】
望ましくは前記第１フォトトランジスタ、前記第２フォトトランジスタ、前記第３フォトトランジスタの出力端に共通して接続された入力端と、出力端とを有するワンショットマルチバイブレータ（１４）を更に備える。
【００１５】
この発明の第３の態様は、第１相（Ｒ）、第２相（Ｓ）、第３相（Ｔ）について平衡する負荷（１３）に対して、それぞれ第１相配線（Ｌ１）、第２相配線（Ｌ２）、第３相配線（Ｌ３）を介して、平衡する三相の交流電圧を出力する電源（１０）の欠相を判定する欠相判定装置である。所定のノード（Ｎ）を基準とした前記第１相配線の電圧に対して整流及び平滑処理をした第１相電圧、前記ノードを基準とした前記第２相配線の電圧に対して整流及び平滑処理をした第２相電圧、前記ノードを基準とした前記第３相配線の電圧に対して整流及び平滑処理をした第３相電圧のうち、少なくとも一つが所定のしきい値未満であることを以て前記第１相乃至第３相のいずれかに欠相が存在すると判定する。
【００１６】
望ましくは前記所定のしきい値は、前記第１相（Ｒ）、前記第２相（Ｓ）、前記第３相（Ｔ）のいずれにも欠相が生じない場合の前記第１相電圧の最大値（（ＥＭ・√３）／２）よりも小さく、前記最大値の１／２よりも大きく設定される。
【００１７】
望ましくは前記ノード（Ｎ）を基準とした前記第１相配線（Ｌ１）の電圧に対して半波整流を行う第１ダイオード（Ｄ１）と、前記ノードを基準とした前記第２相配線（Ｌ２）の電圧に対して半波整流を行う第２ダイオード（Ｄ２）と、前記ノードを基準とした前記第３相配線（Ｌ３）の電圧に対して半波整流を行う第３ダイオード（Ｄ３）と、前記第１ダイオードの出力を平滑する第１平滑回路（Ｒ７１，Ｃ１）と、前記第２ダイオードの出力を平滑する第２平滑回路（Ｒ８１，Ｃ２）と、前記第３ダイオードの出力を平滑する第３平滑回路（Ｒ９１，Ｃ３）と、前記第１平滑回路の出力を受ける第１フォトダイオード（ＰＤ１）と、前記第２平滑回路の出力を受ける第２フォトダイオード（ＰＤ２）と、前記第３平滑回路の出力を受ける第１フォトダイオード（ＰＤ３）と、前記第１フォトダイオード、前記第２フォトダイオード、前記第３フォトダイオードにそれぞれ結合して別個のフォトカプラを構成する第１フォトトランジスタ（ＱＲＳ）、第２フォトトランジスタ（ＱＳＴ）、第３フォトトランジスタ（ＱＴＲ）と、前記第１フォトトランジスタ、前記第２フォトトランジスタ、前記第３フォトトランジスタの全てオンしているか否かを判断する論理回路（Ｇ１，Ｇ２，Ｓ１，Ｓ２）とを備える。
【００１８】
この発明の第４の態様は、第１相（Ｒ）、第２相（Ｓ）、第３相（Ｔ）について平衡する負荷（１３）に対して、それぞれ第１相配線（Ｌ１）、第２相配線（Ｌ２）、第３相配線（Ｌ３）を介して、平衡する三相の交流電圧を出力する電源（１０）の欠相を判定する欠相判定方法である。前記第２相配線を基準とした前記第１相配線の電圧である第１相間電圧（ＥＲＳ）が第１しきい値（Ｅｔｈ）以上となる第１期間の端と、前記第３相配線を基準とした前記第２相配線の電圧である第２相間電圧（ＥＳＴ）が第２しきい値（−Ｅｔｈ）以下となる第２期間の端との位相差（Ｗ）が６０°であると判断されない場合に、前記第１相乃至第３相のいずれかに欠相が存在すると判定する。
【００１９】
望ましくは前記第１しきい値（Ｅｔｈ）は、前記第１相（Ｒ）、前記第２相（Ｓ）、前記第３相（Ｔ）のいずれにも欠相が生じない場合の前記第１相間電圧の最大値（ＥＭ）の１／２よりも小さく設定され、前記第２しきい値（−Ｅｔｈ）は、前記第１しきい値に（−１）を乗じて設定される。
【００２０】
望ましくは前記位相差（Ｗ）が６０°でも１８０°でもないと判断された場合に、前記第１相（Ｒ）もしくは前記第３相（Ｔ）に欠相が発生していると判定する。
【００２１】
望ましくは前記位相差（Ｗ）が１８０°であると判断された場合に、前記第２相（Ｓ）に欠相が発生していると判定する。
【００２２】
望ましくは前記第１相配線（Ｌ１）に接続された第１電極と、前記第２相配線（Ｌ２）に接続された第２電極とを有する第１フォトダイオード（ＰＤ１）と、前記第３相配線（Ｌ３）に接続された第１電極と、前記第２相に接続された第２電極とを有する第２フォトダイオード（ＰＤ２）と、前記第１フォトダイオード及び前記第２フォトダイオードにそれぞれ結合して別個のフォトカプラを構成する第１フォトトランジスタ（ＱＲＳ）及び第２フォトトランジスタ（ＱＳＴ）とを用い、前記第１フォトトランジスタ及び前記第２フォトトランジスタがオンする期間として前記第１期間及び前記第２期間を得る。
【００２３】
この発明の第５の態様は、第１相（Ｒ）、第２相（Ｓ）、第３相（Ｔ）について平衡する負荷（１３）に対して、それぞれ第１相配線（Ｌ１）、第２相配線（Ｌ２）、第３相配線（Ｌ３）を介して、平衡する三相の交流電圧を出力する電源（１０）の欠相を判定する欠相判定方法である。前記第２相配線を基準とした前記第１相配線の電圧である第１相間電圧（ＥＲＳ）が所定のしきい値（Ｅｔｈ）以上となる第１期間と、前記第３相配線を基準とした前記第２相配線の電圧である第２相間電圧（ＥＳＴ）が前記所定のしきい値以上となる第２期間と、前記第１相配線を基準とした前記第３相配線の電圧である第２相間電圧（ＥＴＲ）が前記所定のしきい値以上となる第３期間とを求める。そして、前記第１期間、前記第２期間及び前記第３期間のいずれの２つについてもオーバーラップしないことを以て前記第１相乃至第３相のいずれかに欠相が存在すると判定する。
【００２４】
望ましくは前記第１相配線（Ｌ１）に接続された第１電極と、前記第２相配線（Ｌ２）に接続された第２電極とを有する第１フォトダイオード（ＰＤ１）と、前記第２相配線に接続された第１電極と、前記第３相配線（Ｌ３）に接続された第２電極とを有する第２フォトダイオード（ＰＤ２）と、前記第３相配線に接続された第１電極と、前記第１相配線に接続された第２電極とを有する第３フォトダイオード（ＰＤ３）と、前記第１フォトダイオード、前記第２フォトダイオード、前記第３フォトダイオードにそれぞれ結合して別個のフォトカプラを構成する第１フォトトランジスタ（ＱＲＳ）、第２フォトトランジスタ（ＱＳＴ）、第３フォトトランジスタ（ＱＴＲ）とを用い、前記第１フォトトランジスタ、前記第２フォトトランジスタ、前記第３フォトトランジスタがオンする期間としてそれぞれ前記第１期間、前記第２期間、前記第３期間を得る。
【００２５】
望ましくは前記所定のしきい値（Ｅｔｈ）は、前記第１相、前記第２相、前記第３相のいずれにも欠相が生じない場合の前記第１相間電圧の最大値（ＥＭ）の１／２よりも小さい正の値に設定される。
【００２６】
望ましくは前記第１期間、前記第２期間及び前記第３期間のいずれの２つについてもオーバーラップしないことを一旦検出した後は、その後に前記第１期間、前記第２期間及び前記第３期間のいずれか２つについてオーバーラップしても、欠相が存在すると判定する。
【００２７】
この発明の第６の態様は、第１相（Ｒ）、第２相（Ｓ）、第３相（Ｔ）について平衡する負荷（１３）に対して、それぞれ第１相配線（Ｌ１）、第２相配線（Ｌ２）、第３相配線（Ｌ３）を介して、平衡する三相の交流電圧を出力する電源（１０）の欠相を判定する欠相判定方法である。所定のノードを基準とした前記第１相配線の電圧に対して整流及び平滑処理をした第１相電圧、前記ノードを基準とした前記第２相配線の電圧に対して整流及び平滑処理をした第２相電圧、前記ノードを基準とした前記第３相配線の電圧に対して整流及び平滑処理をした第３相電圧のうち、少なくとも一つが所定のしきい値未満であることを以て前記第１相乃至第３相のいずれかに欠相が存在すると判定する。
【００２８】
望ましくは前記ノード（Ｎ）は中性点である。
【００２９】
望ましくは前記所定のしきい値は、前記第１相（Ｒ）、前記第２相（Ｓ）、前記第３相（Ｔ）のいずれにも欠相が生じない場合の前記第１相電圧の最大値（（ＥＭ・√３）／２）よりも小さく、前記最大値の１／２よりも大きく設定される。
【００３０】
望ましくは前記ノード（Ｎ）を基準とした前記第１相配線（Ｌ１）の電圧に対して半波整流を行う第１ダイオード（Ｄ１）と、前記ノードを基準とした前記第２相配線（Ｌ２）の電圧に対して半波整流を行う第２ダイオード（Ｄ２）と、前記ノードを基準とした前記第３相配線（Ｌ３）の電圧に対して半波整流を行う第３ダイオード（Ｄ３）と、前記第１ダイオードの出力を平滑する第１平滑回路（Ｒ７１，Ｃ１）と、前記第２ダイオードの出力を平滑する第２平滑回路（Ｒ８１，Ｃ２）と、前記第３ダイオードの出力を平滑する第３平滑回路（Ｒ９１，Ｃ３）と、前記第１平滑回路の出力を受ける第１フォトダイオード（ＰＤ１）と、前記第２平滑回路の出力を受ける第２フォトダイオード（ＰＤ２）と、前記第３平滑回路の出力を受ける第１フォトダイオード（ＰＤ３）と、前記第１フォトダイオード、前記第２フォトダイオード、前記第３フォトダイオードにそれぞれ結合して別個のフォトカプラを構成する第１フォトトランジスタ（ＱＲＳ）、第２フォトトランジスタ（ＱＳＴ）、第３フォトトランジスタ（ＱＴＲ）とを用いて、前記第１フォトトランジスタ、前記第２フォトトランジスタ、前記第３フォトトランジスタの全てオンしているか否かを判断する。
【００３１】
【発明の実施の形態】
第１の実施の形態．
図１は本発明の第１の実施の形態にかかる欠相判定装置を採用したモータ駆動系を示す回路図である。電源１０はＲ相、Ｓ相、Ｔ相の三相について平衡した交流電圧を出力し、これをＲ相配線Ｌ１，Ｓ相配線Ｌ２，Ｔ相配線Ｌ３を介してモータ１３に供給する。モータ１３の三相負荷は平衡しており、そのＲ相配線Ｌ１とＳ相配線Ｌ２との間（以下「ＲＳ相間」と称す）のインピーダンスＺ１、Ｓ相配線Ｌ２とＴ相配線Ｌ３との間（以下「ＳＴ相間」と称す）のインピーダンスＺ２、Ｔ相配線Ｌ３とＲ相配線Ｌ１との間（以下「ＴＲ相間」と称す）のインピーダンスＺ３は理想的には等しい。
【００３２】
ＲＳ相間には直列に接続された抵抗ＲＲＳとフォトカプラの一部であるフォトダイオードＰＤ１とが設けられ、ＳＴ相間には直列に接続された抵抗ＲＳＴとフォトカプラの一部であるフォトダイオードＰＤ２とが設けられている。フォトダイオードＰＤ１のアノード及びカソードはＲ相配線Ｌ１側及びＳ相配線Ｌ２側にそれぞれ接続され、フォトダイオードＰＤ２のアノード及びカソードはＴ相配線Ｌ３側及びＳ相配線Ｌ２側にそれぞれ接続される。
【００３３】
フォトカプラの一部であるＰＮＰ型のフォトトランジスタＱＲＳはフォトダイオードＰＤ１と結合し、フォトダイオードＰＤ１に所定のしきい値以上の順方向電圧が与えられるとフォトトランジスタＱＲＳがオンする。フォトカプラの一部であるＰＮＰ型のフォトトランジスタＱＳＴはフォトダイオードＰＤ２と結合し、フォトダイオードＰＤ２に所定のしきい値以上の順方向電圧が与えられるとフォトトランジスタＱＳＴがオンする。
【００３４】
フォトトランジスタＱＲＳのエミッタは抵抗を介して接地され、コレクタは正電位、例えば５Ｖが印加されている。フォトトランジスタＱＳＴのエミッタは抵抗を介して接地され、コレクタは正電位、例えば５Ｖが印加されている。フォトトランジスタＱＲＳのエミッタの電位ＶＲはフォトトランジスタＱＲＳがオン、オフするのに対応して、それぞれ高電位（例えば５Ｖ）及び低電位（例えば０Ｖ）を採る。フォトトランジスタＱＳＴのエミッタの電位ＶＳはフォトトランジスタＱＳＴがオン、オフするのに対応して、それぞれ高電位（例えば５Ｖ）及び低電位（例えば０Ｖ）を採る。電位ＶＲ，ＶＳはいずれも演算部（例えばＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１１に入力され、後述する演算に用いられる。
【００３５】
演算部１１は電位ＶＲ，ＶＳに基づいて制御信号ＣＮＴを出力する。モータ制御回路１２は制御信号ＣＮＴを受け、これに基づいてモータ１３の駆動・停止を制御する。
【００３６】
図２はいずれの相にも欠相が無い場合のＲＳ相間の電圧（以下「ＲＳ相間電圧」）ＥＲＳ、ＳＴ相間の電圧（以下「ＳＴ相間電圧」）ＥＳＴ、ＴＲ相間の電圧（以下「ＴＲ相間電圧」）ＥＴＲと電位ＶＲ，ＶＳとの関係を示すタイミングチャートである。ＲＳ相間電圧ＥＲＳ、ＳＴ相間電圧ＥＳＴ、ＴＲ相間電圧ＥＴＲはそれぞれＳ相、Ｔ相、Ｒ相を基準に採っている。
【００３７】
ＲＳ相間電圧ＥＲＳ、ＳＴ相間電圧ＥＳＴ、ＴＲ相間電圧ＥＴＲの波高値はいずれも等しく電圧ＥＭ（＞０）を採る。ＲＳ相間電圧ＥＲＳよりもＳＴ相間電圧ＥＳＴが位相差１２０°で遅れ、ＳＴ相間電圧ＥＳＴよりもＴＲ相間電圧ＥＴＲが位相差１２０°で遅れている。フォトトランジスタＱＲＳはＲＳ相間電圧ＥＲＳがしきい値電位Ｅｔｈ（＞０）以上となるとオンし、フォトトランジスタＱＳＴはＳＴ相間電圧ＥＳＴがしきい値電位−Ｅｔｈ以下となるとオンする。これは例えばフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２、フォトトランジスタＱＲＳ，ＱＳＴ、抵抗ＲＲＳ，ＲＳＴの特性を等しくすることで実現することができる。欠相が無い場合には、電位ＶＲは電位ＶＳよりも位相差６０°で遅れる同じ波形を呈する。この位相差は、理想的には、しきい値電位Ｅｔｈの大きさによらずに６０°が保たれる。よって位相差が６０°であると阿判断される場合にはいずれの相にも欠相が存在しないと判定することができる。
【００３８】
図３はＲ相が欠相した場合のＲＳ相間電圧ＥＲＳ、ＳＴ相間電圧ＥＳＴ、ＴＲ相間電圧ＥＴＲと電位ＶＲ，ＶＳとの関係を示すタイミングチャートである。Ｒ相が欠相した場合、電源１０からはＳＴ相間に電圧が供給され、ＲＳ相間、ＴＲ相間には電源１０からは電圧が供給されない。
【００３９】
しかしながら、インピーダンスＺ１，Ｚ２，Ｚ３はいわゆるΔ結線の形状で接続されているので、電源１０から電圧が供給されなくても、ＲＳ相間、ＴＲ相間にはインピーダンスＺ１，Ｚ３によって分圧された電圧が印加される。通常はモータ１３の三相負荷は平衡であり、上述のようにインピーダンスＺ１，Ｚ３は理想的には等しいので、ＲＳ相間電圧ＥＲＳ、ＴＲ相間電圧ＥＴＲは等しく、その波高値はＳＴ相間電圧ＥＳＴの波高値ＥＭの１／２となる。また、ＲＳ相間電圧ＥＲＳ、ＴＲ相間電圧ＥＴＲはＳＴ相間電圧ＥＳＴと位相差１８０°で遅れる（あるいは位相差１８０°で進むと把握することもできる）。
【００４０】
このような場合にも正しく欠相を判定するため、しきい値電位Ｅｔｈの大きさはＥＭ／２よりも小さく設定することが望ましい。ＲＳ相間電圧ＥＲＳの波高値ＥＭ／２がＳＴ相間電圧ＥＳＴの波高値ＥＭよりも小さいので、電位ＶＲが高電位を採る期間は、電位ＶＳが高電位を採る期間中に限られる。よって欠相が無い場合と比較して、電位ＶＲ，ＶＳの位相のずれ方が異なっており、欠相が存在すると判定できる。
【００４１】
具体的には、電位ＶＲの波形の立ち上がりは、電位ＶＳの波形の立ち上がりよりも位相差θ１で遅れ、電位ＶＲの波形の立ち下がりは電位ＶＳの波形の立ち下がりよりも位相差θ２で進む。理想的には位相差θ１，θ２は互いに等しく、その大きさはしきい値電位Ｅｔｈが大きいほど増大する。但ししきい値電位ＥｔｈがＥＭ／２未満である限り、位相差θ１，θ２は３０°未満である。
【００４２】
Ｔ相が欠相した場合にもＲ相が欠相した場合と同様にして、欠相が存在すると判定できる。
【００４３】
図４はＳ相が欠相した場合のＲＳ相間電圧ＥＲＳ、ＳＴ相間電圧ＥＳＴ、ＴＲ相間電圧ＥＴＲと電位ＶＲ，ＶＳとの関係を示すタイミングチャートである。Ｓ相が欠相した場合、電源１０からはＴＲ相間に電圧が供給され、ＲＳ相間、ＳＴ相間には電源１０からは電圧が供給されない。
【００４４】
しかしながら、電源１０から電圧が供給されなくても、ＲＳ相間、ＳＴ相間にはインピーダンスＺ１，Ｚ２によって分圧された電圧が印加される。上述のようにインピーダンスＺ１，Ｚ２は理想的には等しいので、ＲＳ相間電圧ＥＲＳ、ＳＴ相間電圧ＥＳＴは等しく、その波高値はＴＲ相間電圧ＥＴＲの波高値ＥＭの１／２となる。また、ＲＳ相間電圧ＥＲＳ、ＳＴ相間電圧ＥＳＴはＴＲ相間電圧ＥＴＲと位相差１８０°で遅れる（あるいは位相差１８０°で進むと把握することもできる）。
【００４５】
このような場合にも正しく欠相を判定するため、しきい値電位Ｅｔｈの大きさはＥＭ／２よりも小さく設定することが望ましい。電位ＶＲは電位ＶＳよりも位相差１８０°で遅れる（あるいは位相差１８０°で進む）同じ波形を呈する。この位相差は、理想的には、しきい値電位Ｅｔｈの大きさによらずに１８０°が保たれる。よって欠相が無い場合と比較して、電位ＶＲ，ＶＳの位相のずれ方が異なっており、欠相が存在すると判定できる。
【００４６】
図５は図２乃至図４の結果から、欠相判定を行うフローチャートであり、図１の演算部１１が実行する。まずステップＤ１において、電位ＶＲ，ＶＳのエッジ間隔Ｗを測定する。エッジ間隔Ｗは位相差としての間隔として把握され、例えば電位ＶＲ，ＶＳの波形の立ち上がり同士の位相差であり、あるいは波形の立ち下がり同士の位相差を採用してもよい。換言すればフォトトランジスタＱＲＳ，ＱＳＴがオンする期間の端同士（始期同士、あるいは終期同士）の位相差である。
【００４７】
次にステップＤ２において、エッジ間隔Ｗが位相差６０°であるか否かを判断する。誤差ε（＞０）を設定することにより、具体的にはエッジ間隔Ｗが（６０°−ε）以上であるか否かを判断する。この判断の結果が否定的であれば、ステップＤ３に進み、Ｒ相、Ｔ相のいずれかが欠相であると判定し、欠相判定を終了する。ステップＤ２の判断の結果が肯定的であれば、ステップＤ４に進み、エッジ間隔Ｗが位相差１８０°であるか否かを判断する。誤差δ（＞０）を設定することにより、具体的にはエッジ間隔Ｗが（１８０°−δ）以上であるか否かを判断する。この判断の結果が肯定的であれば、ステップＤ６に進み、Ｓ相が欠相であると判定し、欠相判定を終了する。ステップＤ４の判断の結果が否定的であれば、ステップＤ５に進んで欠相が無いと判定し、欠相判定を終了する。
【００４８】
以上のようにして欠相の有無が判定され、その結果に基づいて制御信号ＣＮＴが生成される。例えば制御信号ＣＮＴは、ステップＤ３，Ｄ６の判定が行われた場合にはモータ１３を停止させる停止命令に、ステップＤ５の判定が行われた場合にはモータ１３の駆動を許可する駆動許可命令に、それぞれ相当する。制御信号ＣＮＴが停止命令であった場合、モータ制御回路１２はモータ１３を停止させる。また制御信号ＣＮＴが駆動許可命令であった場合、モータ制御回路１２はモータ１３の駆動を継続、もしくは開始させる。
【００４９】
本実施の形態ではフォトカプラが２個で足り、しかも負荷からの電圧の回り込みをも考慮して欠相を判断することができる。
【００５０】
第２の実施の形態．
図６は本発明の第２の実施の形態にかかる欠相判定装置を採用したモータ駆動系を示す回路図である。電源１０及びモータ１３は、第１の実施の形態で採用されたものと同じである。
【００５１】
ＲＳ相間には直列に接続された抵抗ＲＲＳとフォトカプラの一部であるフォトダイオードＰＤ１とが設けられ、ＳＴ相間には直列に接続された抵抗ＲＳＴとフォトカプラの一部であるフォトダイオードＰＤ２とが設けられ、ＴＲ相間には直列に接続された抵抗ＲＴＲとフォトカプラの一部であるフォトダイオードＰＤ３とが設けられている。フォトダイオードＰＤ１のアノード及びカソードはＲ相配線Ｌ１側及びＳ相配線Ｌ２側にそれぞれ接続され、フォトダイオードＰＤ２のアノード及びカソードはＳ相配線Ｌ２側及びＴ相配線Ｌ３側にそれぞれ接続され、フォトダイオードＰＤ３のアノード及びカソードはＴ相配線Ｌ３側及びＲ相配線Ｌ１側にそれぞれ接続される。
【００５２】
フォトカプラの一部であるＰＮＰ型のフォトトランジスタＱＲＳはフォトダイオードＰＤ１と結合し、フォトダイオードＰＤ１に所定のしきい値以上の順方向電圧が与えられるとフォトトランジスタＱＲＳがオンする。フォトカプラの一部であるＰＮＰ型のフォトトランジスタＱＳＴはフォトダイオードＰＤ２と結合し、フォトダイオードＰＤ２に所定のしきい値以上の順方向電圧が与えられるとフォトトランジスタＱＳＴがオンする。フォトカプラの一部であるＰＮＰ型のフォトトランジスタＱＴＲはフォトダイオードＰＤ３と結合し、フォトダイオードＰＤ３に所定のしきい値以上の順方向電圧が与えられるとフォトトランジスタＱＴＲがオンする。
【００５３】
フォトトランジスタＱＲＳ，ＱＳＴ，ＱＴＲのコレクタは、いずれも正電位、例えば５Ｖが印加されている。またフォトトランジスタＱＲＳ，ＱＳＴ，ＱＴＲのエミッタは、いずれも同一の抵抗Ｒ６を介して接地される。フォトトランジスタＱＲＳ，ＱＳＴ，ＱＴＲにおける電位を電位Ｖｄと表記する。
【００５４】
フォトトランジスタＱＲＳ，ＱＳＴ，ＱＴＲのエミッタはワンショットマルチバイブレータ１４に接続される。ワンショットマルチバイブレータ１４は、後述する機能により電位Ｖｄを電位ＶＯに変換してこれを演算部１１に出力する。演算部１１は電位ＶＯに基づき、制御信号ＣＮＴを出力する。モータ制御回路１２は制御信号ＣＮＴを受け、これに基づいてモータ１３の駆動・停止を制御する。
【００５５】
図７はいずれの相にも欠相が無い場合のＲＳ相間電圧ＥＲＳ、ＳＴ相間電圧ＥＳＴ、ＴＲ相間電圧ＥＴＲと、フォトトランジスタＱＲＳ，ＱＳＴ，ＱＴＲのオン／オフとの関係を示すタイミングチャートである。ＲＳ相間電圧ＥＲＳ、ＳＴ相間電圧ＥＳＴ、ＴＲ相間電圧ＥＴＲのいずれもが波高値ＥＭを採り、値ＥＭ／２において相互に交差する波形を呈する。よってフォトトランジスタＱＲＳ，ＱＳＴ，ＱＴＲがオンするしきい値電位Ｅｔｈを値ＥＭ／２よりも小さくすることにより、フォトトランジスタＱＲＳ，ＱＳＴ，ＱＴＲのうちの少なくとも一つが常にオンする。換言すれば、フォトトランジスタＱＲＳ，ＱＳＴ，ＱＴＲがオンする期間のいずれか２つはオーバーラップしている。フォトトランジスタＱＲＳ，ＱＳＴ，ＱＴＲのエミッタは共通に接続されているので、その接続箇所の電位Ｖｄは常に高電位、例えば５Ｖとなる。
【００５６】
図８はＲ相が欠相した場合の、ＲＳ相間電圧ＥＲＳ、ＳＴ相間電圧ＥＳＴ、ＴＲ相間電圧ＥＴＲと、フォトトランジスタＱＲＳ，ＱＳＴ，ＱＴＲのオン／オフとの関係を示すタイミングチャートである。ＲＳ相間電圧ＥＲＳ、ＳＴ相間電圧ＥＳＴ、ＴＲ相間電圧ＥＴＲの波形は図３に示された場合と同じである。
【００５７】
ＲＳ相間電圧ＥＲＳ、ＴＲ相間電圧ＥＴＲの波形は等しいので、フォトトランジスタＱＲＳ，ＱＴＲのオン／オフのタイミングは等しい。またＲＳ相間電圧ＥＲＳ、ＴＲ相間電圧ＥＴＲとＳＴ相間電圧ＥＳＴとは位相が１８０°異なっているので、しきい値電位Ｅｔｈを正に設定していると、フォトトランジスタＱＲＳ，ＱＴＲがオンする期間とフォトトランジスタＱＳＴがオンする期間とが連続することはない。換言すれば、フォトトランジスタＱＲＳ，ＱＴＲ，ＱＳＴの全てがオフする期間が位相差１８０°で繰り返し発生する。よって電位Ｖｄが低電位、例えば接地電位となる期間が繰り返し発生する。欠相が存在しない場合には常に電位Ｖｄが高電位であるので、電位Ｖｄが低電位であると検出された場合には欠相が発生していると判定することができる。これはＳ相、Ｔ相が欠相となった場合も同様である。
【００５８】
しかし、欠相が発生していても、常に電位Ｖｄが低電位となるわけではなく、高電位となる期間も存在するので、電位Ｖｄを直ちに演算部１１に与えることは望ましくない。そこで電位Ｖｄの波形が一旦立ち下がったことを契機として、その後の電位Ｖｄの振る舞いによらず活性化する信号を生成することが望ましい。つまりフォトトランジスタＱＲＳ，ＱＳＴ，ＱＴＲがオンする期間のいずれの２つもオーバーラップしないことが検出された後は、その後のオーバーラップによらずに活性化する信号を得ることが望ましい。
【００５９】
かかる信号を得るためには、ワンショットマルチバイブレータ１４が採用されることが望ましい。ワンショットマルチバイブレータ１４が出力する電位ＶＯの波形は、電位Ｖｄの波形の立ち下がりを契機として立ち下がり、その後は低電位を採り続ける（低電位が活性化状態）。
【００６０】
図６を参照して、ワンショットマルチバイブレータ１４の構成を説明する。もちろん、ここで示されるワンショットマルチバイブレータ１４の構成は単なる例示であって、その他の構成を有するワンショットマルチバイブレータを採用することができる。あるいは電位Ｖｄの波形の立ち下がりを契機として、その後の電位Ｖｄの振る舞いによらず活性化する信号を出力することができるのであれば、ワンショットマルチバイブレータ以外の回路を採用することもできる。
【００６１】
ワンショットマルチバイブレータ１４は、ＮＰＮ型のトランジスタＱ１及びそのオン／オフによってそれぞれ放電／充電されるコンデンサＣを有している。トランジスタＱ１のエミッタには正電位、例えば５Ｖが印加されている。トランジスタＱ１のコレクタは抵抗Ｒ２を介して接地され、ベースは抵抗Ｒ１を介してフォトトランジスタＱＲＳ，ＱＳＴ，ＱＴＲのエミッタに共通して接続されている。
【００６２】
ワンショットマルチバイブレータ１４は、更にコンパレータＣＭＰを有している。コンパレータＣＭＰは演算増幅器Ｕ１と、抵抗Ｒ３〜Ｒ５及びダイオードＤを含んでいる。演算増幅器Ｕ１は例えば±１２Ｖの電源が供給されて動作する。演算増幅器Ｕ１は抵抗Ｒ３〜Ｒ５の一端が共通に接続された正入力端と、トランジスタＱ１のコレクタに接続された負入力端と、ダイオードＤのカソードが接続された出力端とを有している。
【００６３】
抵抗Ｒ３の他端には１２Ｖの電位が印加され、抵抗Ｒ４の他端は接地され、抵抗Ｒ５の他端はダイオードＤのアノードに接続されている。演算増幅器Ｕ１の出力端の電位が電位ＶＯとなる。以下、トランジスタＱ１のコレクタを基準としたエミッタの電位（これはコンデンサＣの両端電圧に相当する）を電位ＶＣ、演算増幅器Ｕ１の負入力端及び正入力端の電位をそれぞれ電位Ｖ−，Ｖ＋とする。
【００６４】
図９は電位Ｖｄ，ＶＣ，Ｖ−，ＶＯの振る舞いを示すタイミングチャートである。なお、電位Ｖ−を示すグラフには波線で電位Ｖ＋を追記している。欠相が発生したことにより、時刻ｔＳにおいて初めて電位Ｖｄの波形が立ち下がった場合が例示されている。
【００６５】
トランジスタＱ１のベースは抵抗Ｒ１を介して電位Ｖｄの波形の立ち下がりの変動を受け、トランジスタＱ１はオフ状態からオン状態へと遷移する。トランジスタＱ１がオフ状態ではコンデンサＣは抵抗Ｒ２を介して５Ｖの電位差で充電されていたが、トランジスタＱ１がオンすることにより、コンデンサＣは急激に放電して電位ＶＣの波形が立ち下がる。よって電位Ｖ−の波形が立ち上がり、電位Ｖ＋を超える。これにより電位ＶＯは立ち下がる。
【００６６】
上述のように、欠相が発生しても電位Ｖｄが正電位となる期間がある。この期間においてはトランジスタＱ１がオフし、コンデンサＣが抵抗Ｒ１を介して充電される。しかし抵抗Ｒ１の大きさを適切に設計すれば、この期間中のコンデンサＣの充電によっても電位Ｖ−が電位Ｖ＋を下回らないようにすることができる。よって欠相が発生すれば、その後に電位Ｖｄが正電位となる期間があっても、電位ＶＯはほぼ電位０となり、活性化し続ける。
【００６７】
以上のようにして欠相の有無が判定され、その結果に基づいて制御信号ＣＮＴが生成される。制御信号ＣＮＴは、例えば電位ＶＯが所定のしきい値を超える正電位であれば駆動許可命令に、所定のしきい値を超えなければ停止命令に、それぞれ相当する。制御信号ＣＮＴが停止命令であった場合、モータ制御回路１２はモータ１３を停止させる。また制御信号ＣＮＴが駆動許可命令であった場合、モータ制御回路１２はモータ１３の駆動を継続、もしくは開始させる。
【００６８】
本実施の形態ではフォトカプラが３個で足り、しかも負荷からの電圧の回り込みをも考慮して欠相を判断することができる。
【００６９】
第３の実施の形態．
図１０は本発明の第３の実施の形態にかかる欠相判定装置を採用したモータ駆動系を示す回路図である。電源１０及びモータ１３は、第１の実施の形態で採用されたものと同じである。但し本実施の形態ではノードＮが存在する。ノードＮは例えば三相の中性点である。
【００７０】
Ｒ相とノードＮとの間の電圧は半波整流及び平滑処理され、その結果得られた電圧（以下「Ｒ相電圧」）に基づいてフォトダイオードＰＤ１が発光する。Ｓ相とノードＮとの間の電圧は半波整流及び平滑処理され、その結果得られた電圧（以下「Ｓ相電圧」）に基づいてフォトダイオードＰＤ２が発光する。Ｔ相とノードＮとの間の電圧は半波整流及び平滑処理され、その結果得られた電圧（以下「Ｔ相電圧」）に基づいてフォトダイオードＰＤ３が発光する。フォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３はそれぞれ別個のフォトカプラの一部である。なお、Ｒ相電圧、Ｓ相電圧、Ｔ相電圧を総称して各相電圧と称する。
【００７１】
電源１０によってＲ相に出力される電圧は、ダイオードＤ１によって半波整流され、ダイオードＤ１からの出力が抵抗Ｒ７１及びコンデンサＣ１を含む平滑回路によって平滑処理され、Ｒ相電圧となって抵抗Ｒ７２とフォトダイオードＰＤ１との直列接続に印加される。電源１０によってＳ相に出力される電圧は、ダイオードＤ２によって半波整流され、ダイオードＤ２からの出力が抵抗Ｒ８１及びコンデンサＣ２を含む平滑回路によって平滑処理され、Ｓ相電圧となって抵抗Ｒ８２とフォトダイオードＰＤ２との直列接続に印加される。電源１０によってＴ相に出力される電圧は、ダイオードＤ３によって半波整流され、ダイオードＤ３からの出力が抵抗Ｒ９１及びコンデンサＣ３を含む平滑回路によって平滑処理され、Ｔ相電圧となって抵抗Ｒ９２とフォトダイオードＰＤ３との直列接続に印加される。
【００７２】
より詳細には、Ｒ相からノードＮへ向かって、両者の間にはダイオードＤ１、抵抗Ｒ７１，Ｒ７２、フォトダイオードＰＤ１がこの順に直列に接続されている。但し抵抗Ｒ７２、フォトダイオードＰＤ１の順序は入れ替わってもよい。ダイオードＤ１、フォトダイオードＰＤ１のいずれのアノードも電源１０側に接続され、いずれのカソードもノードＮ側に接続されている。但し、ダイオードＤ１、フォトダイオードＰＤ１のいずれのカソードも電源１０側に接続され、いずれのアノードもノードＮ側に接続される態様であってもよい。抵抗Ｒ７２、フォトダイオードＰＤ１の直列接続に対してコンデンサＣ１が並列に接続される。
【００７３】
同様にして、Ｓ相からノードＮへ向かって、両者の間にはダイオードＤ２、抵抗Ｒ８１，Ｒ８２、フォトダイオードＰＤ２がこの順に直列に接続されている。但し抵抗Ｒ８２、フォトダイオードＰＤ２の順序は入れ替わってもよい。ダイオードＤ２、フォトダイオードＰＤ２のいずれのアノードも電源１０側に接続され、いずれのカソードもノードＮ側に接続されている。但し、ダイオードＤ２、フォトダイオードＰＤ２のいずれのカソードも電源１０側に接続され、いずれのアノードもノードＮ側に接続される態様であってもよい。抵抗Ｒ８２、フォトダイオードＰＤ２の直列接続に対してコンデンサＣ２が並列に接続される。
【００７４】
Ｔ相からノードＮへ向かって、両者の間にはダイオードＤ３、抵抗Ｒ９１，Ｒ９２、フォトダイオードＰＤ３がこの順に直列に接続されている。但し抵抗Ｒ９２、フォトダイオードＰＤ３の順序は入れ替わってもよい。ダイオードＤ３、フォトダイオードＰＤ３のいずれのアノードも電源１０側に接続され、いずれのカソードもノードＮ側に接続されている。但し、ダイオードＤ３、フォトダイオードＰＤ３のいずれのカソードも電源１０側に接続され、いずれのアノードもノードＮ側に接続される態様であってもよい。抵抗Ｒ９２、フォトダイオードＰＤ３の直列接続に対してコンデンサＣ３が並列に接続される。
【００７５】
なお、フォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３に流れる電流量を調整するため、フォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３と並列にそれぞれ抵抗Ｒ７３，Ｒ８３，Ｒ９３を設けることも望ましい。
【００７６】
フォトカプラの一部であるＰＮＰ型のフォトトランジスタＱＲＳはフォトダイオードＰＤ１と結合し、フォトダイオードＰＤ１に所定のしきい値以上の順方向電圧が与えられるとフォトトランジスタＱＲＳがオンする。フォトカプラの一部であるＰＮＰ型のフォトトランジスタＱＳＴはフォトダイオードＰＤ２と結合し、フォトダイオードＰＤ２に所定のしきい値以上の順方向電圧が与えられるとフォトトランジスタＱＳＴがオンする。フォトカプラの一部であるＰＮＰ型のフォトトランジスタＱＴＲはフォトダイオードＰＤ３と結合し、フォトダイオードＰＤ３に所定のしきい値以上の順方向電圧が与えられるとフォトトランジスタＱＴＲがオンする。
【００７７】
欠相が発生していない場合、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相のいずれの電圧の波高値も、ＲＳ相間電圧ＥＲＳ、ＳＴ相間電圧ＥＳＴ、ＴＲ相間電圧ＥＴＲの波高値を等しくＥＭとして、（ＥＭ・√３）／２となる。よって理想的にはＲ相電圧、Ｓ相電圧、Ｔ相電圧は相互に等しくＥＭ・√（３／８）となる。かかるＲ相電圧が抵抗Ｒ７２、フォトダイオードＰＤ１の直列接続に印加された場合にフォトダイオードＰＤ１が発光し、かかるＳ相電圧が抵抗Ｒ８２、フォトダイオードＰＤ２の直列接続に印加された場合にフォトダイオードＰＤ２が発光し、かかるＴ相電圧が抵抗Ｒ９２、フォトダイオードＰＤ３の直列接続に印加された場合にフォトダイオードＰＤ３が発光するように、各抵抗の抵抗値及び各フォトダイオードの特性を設定する。
【００７８】
しかし例えばＲ相に欠相が発生した場合、インピーダンスＺ１，Ｚ２，Ｚ３による分圧のため、ダイオードＤ１のアノードに現れる電圧の波高値は、欠相が発生しない場合の１／２となる。よってＲ相電圧は、欠相が存在しない場合と比較して半分の電圧となる。このような場合にフォトダイオードＰＤ１が発光しないように抵抗Ｒ７２，Ｒ７３の値を設定することは可能である。Ｓ相、Ｔ相についても同様に設定することが可能である。即ち、フォトトランジスタＱＲＳ，ＱＳＴ，ＱＴＲがオンするのは、各相電圧が所定のしきい値以上である場合であるとし、このしきい値をいずれの相にも欠相が発生していない場合の各相電圧よりも小さく、その半分の電圧よりも大きく設定することにより、欠相の有無を判定することができる。つまり各相電圧のうちの少なくとも一つが所定のしきい値未満であれば、欠相が存在すると判定することができる。
【００７９】
フォトトランジスタＱＲＳ，ＱＳＴ，ＱＴＲのエミッタは、それぞれ抵抗Ｒ６１，Ｒ６２，Ｒ６３を介して接地されている。またフォトトランジスタＱＲＳ，ＱＳＴ，ＱＴＲのコレクタのいずれにも、正電位、例えば５Ｖが印加されている。フォトトランジスタＱＲＳ，ＱＳＴ，ＱＴＲの少なくとも一つがオフした場合には演算部１１のアナログ入力端ＡＮの電位がほぼ接地電位にまで低下する。よってフォトトランジスタＱＲＳ，ＱＳＴ，ＱＴＲの少なくとも一つがオフしたか否かに基づいて演算部１１が欠相の有無を判定することができる。
【００８０】
例えばアナログ入力端ＡＮの電位が低下すれば、制御信号ＣＮＴの態様で停止命令を、それ以外では駆動許可命令を、それぞれモータ制御回路１２に与えることができる。
【００８１】
フォトトランジスタＱＲＳ，ＱＳＴ，ＱＴＲの少なくとも一つがオフしたか否かは、抵抗Ｒ６１，Ｒ６２，Ｒ６３の他、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２、ＮＡＮＤゲートＧ１，Ｇ２を含む論理回路を用いて検出することができる。
【００８２】
ＮＡＮＤゲートＧ１の一対の入力端にはフォトトランジスタＱＲＳ，ＱＳＴのエミッタがそれぞれ接続される。フォトトランジスタＱＲＳ，ＱＳＴのエミッタにおける電位を、それぞれ二値論理Ｊ１，Ｊ２として表し、ＮＡＮＤゲートＧ１の出力端における電位を二値論理Ｊ４として表すと、論理Ｊ４は論理Ｊ１，Ｊ２の排他的論理和に相当する。スイッチＳ１は例えばバイアス回路を備えたＮＰＮトランジスタのエミッタ接地回路で構成されており、当該ＮＰＮトランジスタのコレクタはプルアップ抵抗を用いて正電位、例えば５Ｖにプルアップされている。またそのベースは抵抗を介してＮＡＮＤゲートＧ１の出力端に接続されている。よってスイッチＳ１及びプルアップ抵抗はインバータＩＮＶを構成し、スイッチＳ１とプルアップ抵抗との接続点の電位を二値論理Ｊ５で表すと、論理Ｊ５は論理Ｊ４を反転した関係にある。
【００８３】
ＮＡＮＤゲートＧ２の一対の入力端の一方にはフォトトランジスタＱＴＲのエミッタが接続され、他方には論理Ｊ５が与えられる。フォトトランジスタＱＴＲのエミッタにおける電位を二値論理Ｊ３として表し、ＮＡＮＤゲートＧ２の出力端における電位を二値論理Ｊ６として表すと、論理Ｊ６は論理Ｊ３，Ｊ５の排他的論理和に相当する。スイッチＳ２は例えばバイアス回路を備えたＮＰＮトランジスタのエミッタ接地回路で構成されており、当該ＮＰＮトランジスタのコレクタは演算部１１のアナログ入力端ＡＮに接続されている。またそのベースは抵抗を介してＮＡＮＤゲートＧ２の出力端に接続されている。よってそのコレクタは、論理Ｊ６が“Ｈ”の場合にほぼ接地電位が与えられ、“Ｌ”の場合には高インピーダンスとなる。
【００８４】
論理Ｊ６が“Ｌ”となるのは論理Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３の全てが“Ｈ”の場合であり、これはフォトトランジスタＱＲＳ，ＱＳＴ，ＱＴＲの全てがオンしている場合に相当する。換言すれば、フォトトランジスタＱＲＳ，ＱＳＴ，ＱＴＲの少なくとも一つがオフした場合には論理Ｊ６が“Ｈ”となり、アナログ入力端ＡＮの電位を低下させる。
【００８５】
ＮＡＮＤゲートＧ１、Ｇ２はシュミットトリガ型のＮＡＮＤゲートを採用することが、フォトトランジスタＱＲＳ，ＱＳＴ，ＱＴＲのエミッタ電位を論理値として採用する点で望ましい。
【００８６】
また、上述の説明では各相配線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３のノードＮに対する電圧を半波整流した場合を例示したが、全波整流を行った後に平滑処理を行って各相電圧を求めてもよい。その場合には、各相電圧は半波整流を行った場合の２倍となるが、フォトトランジスタＱＲＳ，ＱＳＴ，ＱＴＲがオンするか否かのしきい値を、いずれの相にも欠相が発生していない場合の各相電圧よりも小さく、その半分の電圧よりも大きく設定することによって欠相の有無を判定することができる点では変わりはない。
【００８７】
本実施の形態でもフォトカプラが３個で足り、しかも負荷からの電圧の回り込みをも考慮して欠相を判断することができる。
【００８８】
【発明の効果】
この発明の第１の態様にかかる欠相判定装置及び第４の態様にかかる欠相判定方法によれば、第１期間及び第２期間を求めるのに必要なフォトカプラの数を２個にすることができる。しかも欠相が発生した場合の負荷による電圧の回り込みをも考慮して、欠相を判断することができる。
【００８９】
この発明の第２の態様にかかる欠相判定装置、第３の態様にかかる欠相判定装置、第５の態様にかかる欠相判定方法及び第６の態様にかかる欠相判定方法によれば、第１期間及び第２期間を求めるのに必要なフォトカプラの数を３個にすることができる。しかも欠相が発生した場合の負荷による電圧の回り込みをも考慮して、欠相を判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる欠相判定装置を採用したモータ駆動系を示す回路図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】本発明の第１の実施の形態の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の第１の実施の形態の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】本発明の第１の実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施の形態にかかる欠相判定装置を採用したモータ駆動系を示す回路図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態の動作を示すタイミングチャートである。
【図８】本発明の第２の実施の形態の動作を示すタイミングチャートである。
【図９】本発明の第２の実施の形態の動作を示すタイミングチャートである。
【図１０】本発明の第３の実施の形態にかかる欠相判定装置を採用したモータ駆動系を示す回路図である。
【符号の説明】
１０  電源
１３  モータ
ＥＲＳ  ＲＳ相間電圧
ＥＳＴ  ＳＴ相間電圧
ＥＴＲ  ＴＲ相間電圧
Ｅｔｈ，−Ｅｔｈ  しきい値
Ｇ１，Ｇ２  ＮＡＮＤゲート
Ｌ１  Ｒ相配線
Ｌ２  Ｓ相配線
Ｌ３  Ｔ相配線
Ｎ  ノード
ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３  フォトダイオード
ＱＲＳ，ＱＳＴ，ＱＴＲ  フォトトランジスタ
Ｒ７１，Ｒ８１，Ｒ９１  抵抗
Ｓ１，Ｓ２  スイッチ
Ｗ  エッジ間隔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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