(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源による交流電力を負荷に供給する配線経路に、ヒューズと、前記交流電力をオンまたはオフするスイッチング素子とが接続された電源装置において、前記ヒューズの溶断および前記交流電力の瞬時停電を検出する装置であって、
前記交流電源の交流電圧を入力し、該交流電圧の有無を検出した結果により交流電圧が無いとき、電圧無しの識別信号である第１の電圧無し信号を出力する電圧有無検出手段と、
前記交流電源が停電し始める時刻から暫定的な瞬時停電とみなす時刻までの限界時間である第１の設定時間を設定する第１のタイマーと、
前記第１の設定時間を越える時間であって、かつ交流電源が停電し始める時刻から該停電後当該ヒューズ溶断および瞬停検出装置に電力を供給する制御用電源の動作が継続して維持できる時刻までの限界時間である第２の設定時間を設定する第２のタイマーと、
前記第１の電圧無し信号を入力し、該第１の電圧無し信号が、前記第１の設定時間内に電圧有りの信号に復帰するか否かを判別し、該第１の電圧無し信号が電圧有りの信号に復帰しないと判別したとき、電圧無しの識別信号である第２の電圧無し信号を出力する第１の信号判別手段と、
該第１の信号判別手段から第２の電圧無し信号を入力し、該第２の電圧無し信号が、前記第２の設定時間に電圧有りの信号に復帰するか否かを判別し、該第２の電圧無し信号が第２の設定時間に電圧有りの信号に復帰するとき、前記交流電源が瞬時停電したと判断して瞬停検出信号を出力し、該第２の電圧無し信号が第２の設定時間に電圧有りの信号に復帰しないとき、前記交流電源のヒューズが溶断したと判断してヒューズ溶断検出信号を出力する第２の信号判別手段と、を備えることを特徴とするヒューズ溶断および瞬停検出装置。
【請求項２】
前記負荷が、加熱電源ユニットであることを特徴とする請求項１に記載のヒューズ溶断および瞬停検出装置。
【請求項３】
交流電源による交流電力を負荷に供給する配線経路に、ヒューズと、前記交流電力をオンまたはオフするスイッチング素子とが接続され、前記ヒューズの溶断および前記交流電力の瞬時停電を検出する装置と、該ヒューズ溶断および瞬停検出装置に電源を供給する制御用電源とを備えた電源装置におけるヒューズ溶断および瞬停検出方法であって、
前記交流電源の交流電圧を入力し、該交流電圧の有無を検出した結果により交流電圧が無いときに、電圧無しの識別信号である第１の電圧無し信号を出力する第１のステップと、
前記第１の電圧無し信号によって、暫定的な瞬時停電処理として、前記スイッチング素子のゲートを暫定的に遮断する第２のステップと、
前記第１の電圧無し信号が、交流電源が停電し始める時刻から暫定的な瞬時停電とみなす時刻までの限界時間である第１の設定時間内に、電圧有りの信号に復帰するか否かを判別する第３のステップと、
前記第３のステップの結果により、第１の電圧無し信号が電圧有りの信号に復帰するとき、前記交流電源が異常なしと判断し、当該電源装置を継続運転させる第４のステップと、
前記第３のステップの結果により、第１の電圧無し信号が電圧有りの信号に復帰しないときに出力する電圧無しの識別信号である第２の電圧無し信号により、該第２の電圧無し信号が、前記第１の設定時間を越える時間であって、かつ交流電源が停電し始める時刻から該停電後当該ヒューズ溶断および瞬停検出装置に電力を供給する制御用電源の動作が継続して維持できる時刻までの限界時間である第２の設定時間に、電圧有りの信号に復帰するか否かを判別する第５のステップと、
前記第５のステップの結果により、第２の電圧無し信号が電圧有りの信号に復帰するとき、交流電源が瞬時停電したと判断し、瞬停検出信号を出力する第６のステップと、
前記第５のステップの結果により、第２の電圧無し信号が電圧有りの信号に復帰しないとき、交流電源のヒューズが溶断したと判断し、ヒューズ溶断検出信号を出力する第７のステップと、を備えることを特徴とするヒューズ溶断および瞬停検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷に対する電力供給経路に接続されたヒューズの溶断および瞬時停電（以下、瞬停という。）を検出するヒューズ溶断および瞬停検出装置、および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ヒューズ溶断検出装置に関するものとし、特許文献１に記載する電力変換装置の一部として使われているものが知られている。図９は、従来のヒューズ溶断検出装置を示す制御ブロック図である。
【０００３】
この電力変換装置は、交流を整流し直流に変換して直流主回路に供給する整流器部２と、直流主回路の直流を、負荷であるモータ６に供給するための交流に変換するインバーター部５と、直流主回路が短絡または地絡した場合に各機器が破損するのを保護する為に主回路ラインに挿入された主回路ヒューズ３と、負荷を制御する制御用マイコン部７と、直流主回路の電圧を検出する電圧検出手段９と、この電圧検出手段９により検出された電圧を制御部に取り入れる手段７とを備え、電圧検出手段９により検出された電圧の変化を示す信号により、主回路ヒューズ３の溶断を含む直流主回路の異常を検出することを特徴とする。つまり、既存の電圧検出手段９、例えば、電圧をそれに応じたパルス幅の信号とし、これをコンデンサでアナログ信号に直すことにより直流電圧を検出するように構成した直流電圧検出装置から、制御で使用する為に検出している直流主回路電圧を、主回路ヒューズ溶断検出信号１０として制御用マイコン部７に入力して確認し、主回路コンタクタ投入時にもかかわらず直流電圧低下を検出した場合、主回路ヒューズ３の溶断を含む直流回路異常と判断し、制御用マイコン部７に制御を停止するように動作させる。
【０００４】
また、瞬停に関するものとして、特許文献２に記載するものが知られている。図１０は、従来の瞬停検出装置を示す制御ブロック図である。
【０００５】
この演算処理装置（瞬停検出装置に相当する）において、１１は商用交流電源、１２は降圧用の変圧器、１３はダイオードブリッジからなる整流器、１５は電圧を調整するための分圧抵抗、２１はＡ／Ｄ変換器、２２はマグニチュードコンパレータである。マグニチュードコンパレータ２２は、Ａ／Ｄ変換器２１からの入力値が所定値（閾値）以上で「Ｈ」信号を出力する。２２ａはマグニチュードコンパレータ２２のスタンバイ端子であり、停電した場合にこの端子に信号を与えて、マグニチュードコンパレータ２２をスタンバイ状態にして消費電力を低減するように動作させる。
【０００６】
３０はマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）である。３１はＣＰＵ３０内に組み込まれたエッヂ検出部であり、入力されるマグニチュードコンパレータ２２の信号出力波形の立ち上がりおよび立ち下がりエッヂを検知する。３２はタイマーであり、エッヂ検出部３１の立ち下がりエッヂ検知を受けて、計時を開始する。３４は瞬停・停電検出処理部であり、エッヂ検出部３１のエッヂ検知、タイマー３２の時限から瞬停・停電の検知を判定して対応処理を実行させる。３６はクロックでマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）３０内の各部、およびＡ／Ｄ変換器２１、マグニチュードコンパレータ２２にクロック信号を供給する。以上の回路構成で停電検出部が構成される。
【０００７】
３７は演算処理部であり、図１０全体の演算処理装置のメイン業務である主処理の演算処理および入力に対応した処理を実行する。つまり、交流電源１１の瞬時電圧をＡ／Ｄ変換器２１でデジタル値に変換し、マグニチュードコンパレータ２２でデジタル値が所定の閾値以上のときに出力し、エッジ検出部３１が出力波形の立ち上がり、立ち下がりを検出し、タイマー３２と瞬停・停電検出処理部３４とは、エッヂ立ち下がりから立ち上がりの期間（電圧低下期間）が第１の時限値Ｔ1を超えると、瞬停と判断してメイン業務を中断し、電圧低下期間が第２の時限値Ｔ2（Ｔ2＞Ｔ1）を超えると、停電と判断して所定の停電処理を行う。瞬停・停電中に復電すると停電前の処理を再開する。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−３３３８６０号公報
【特許文献２】特開２００３−５８７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の装置では、ヒューズの溶断と瞬停を検出する装置がそれぞれ独立した回路で構成されている。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、一つの回路でヒューズ溶断と瞬停とを検出することができるヒューズ溶断および瞬停検出装置、および方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明は、交流電源による交流電力を負荷に供給する配線経路に、ヒューズと、交流電力をオンまたはオフするスイッチング素子とが接続された電源装置において、ヒューズの溶断および交流電力の瞬時停電を検出する装置であって、交流電源の交流電圧を入力し、交流電圧の有無を検出した結果により交流電圧が無いとき、電圧無しの識別信号である第１の電圧無し信号を出力する電圧有無検出手段と、交流電源が停電し始める時刻から暫定的な瞬時停電とみなす時刻までの限界時間である第１の設定時間を設定する第１のタイマーと、第１の設定時間を越える時間であって、かつ交流電源が停電し始める時刻から停電後ヒューズ溶断および瞬停検出装置に電力を供給する制御用電源の動作が継続して維持できる時刻までの限界時間である第２の設定時間を設定する第２のタイマーと、第１の電圧無し信号を入力し、第１の電圧無し信号が、第１の設定時間内に電圧有りの信号に復帰するか否かを判別し、第１の電圧無し信号が電圧有りの信号に復帰しないと判別したとき、電圧無しの識別信号である第２の電圧無し信号を出力する第１の信号判別手段と、第１の信号判別手段から第２の電圧無し信号を入力し、第２の電圧無し信号が、第２の設定時間に電圧有りの信号に復帰するか否かを判別し、第２の電圧無し信号が第２の設定時間に電圧有りの信号に復帰するとき、交流電源が瞬時停電したと判断して瞬停検出信号を出力し、第２の電圧無し信号が第２の設定時間に電圧有りの信号に復帰しないとき、交流電源のヒューズが溶断したと判断してヒューズ溶断検出信号を出力する第２の信号判別手段と、を備えることを特徴とする。これにより、ヒューズ溶断および瞬停検出装置は、電圧有無検出手段、第１のタイマー、第２のタイマー、第１の信号判別手段および第２の信号判別手段による単一の回路を用いて、ヒューズ溶断および瞬時停電を検出することができる。したがって、ヒューズ溶断を検出する回路および瞬時停電を検出する回路との２つの回路を設ける必要がない。
【００１３】
また、好適には、負荷が、加熱電源ユニットであることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、交流電源による交流電力を負荷に供給する配線経路に、ヒューズと、交流電力をオンまたはオフするスイッチング素子とが接続され、ヒューズの溶断および交流電力の瞬時停電を検出する装置と、ヒューズ溶断および瞬停検出装置に電源を供給する制御用電源とを備えた電源装置におけるヒューズ溶断および瞬停検出方法であって、交流電源の交流電圧を入力し、交流電圧の有無を検出した結果により交流電圧が無いときに、電圧無しの識別信号である第１の電圧無し信号を出力する第１のステップと、第１の電圧無し信号によって、暫定的な瞬時停電処理として、スイッチング素子のゲートを暫定的に遮断する第２のステップと、第１の電圧無し信号が、交流電源が停電し始める時刻から暫定的な瞬時停電とみなす時刻までの限界時間である第１の設定時間内に、電圧有りの信号に復帰するか否かを判別する第３のステップと、第３のステップの結果により、第１の電圧無し信号が電圧有りの信号に復帰するとき、交流電源が異常なしと判断し、電源装置を継続運転させる第４のステップと、第３のステップの結果により、第１の電圧無し信号が電圧有りの信号に復帰しないときに出力する電圧無しの識別信号である第２の電圧無し信号により、第２の電圧無し信号が、第１の設定時間を越える時間であって、かつ交流電源が停電し始める時刻から停電後ヒューズ溶断および瞬停検出装置に電力を供給する制御用電源の動作が継続して維持できる時刻までの限界時間である第２の設定時間に、電圧有りの信号に復帰するか否かを判別する第５のステップと、第５のステップの結果により、第２の電圧無し信号が電圧有りの信号に復帰するとき、交流電源が瞬時停電したと判断し、瞬停検出信号を出力する第６のステップと、第５のステップの結果により、第２の電圧無し信号が電圧有りの信号に復帰しないとき、交流電源のヒューズが溶断したと判断し、ヒューズ溶断検出信号を出力する第７のステップと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、ヒューズ溶断検出と瞬停検出とが単一の回路にて実現できるので、省スペースを図ることができる。また、部品点数を減らすことができるので、電源装置全体として信頼性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
〔構成〕
図１は、本発明に係るヒューズ溶断および瞬停検出装置を加熱電源装置に適用した場合の概略的な制御ブロック図である。図２は、図１の補足説明図である。以下、説明を簡単にするために、交流電源５２は単相の交流電源とする。この加熱電源装置５１は、図１に示すように、交流電源５２、主回路用ヒューズ（以下、ヒューズという。）５３、スイッチング回路５４、負荷５５、制御用電源５６、スイッチング遮断信号発生器５７およびヒューズ溶断／瞬停検出装置５８−１を備える。
【００１７】
交流電源５２は、単相交流電源、例えば電源周波数が５０ヘルツまたは６０ヘルツの電源であり、交流電源５２の出力端子ＲおよびＳのうち、端子Ｒがヒューズ５３の１次側に接続される。ヒューズ５３は、例えば半導体保護用ヒューズ（速動形）であり、ヒューズ５３の２次側がヒューズ溶断／瞬停検出装置５８−１およびスイッチング回路５４に接続される。スイッチング回路５４は、スイッチング素子例えば、サイリスタ（Silicon Controlled Rectifier）２個を備え、ヒューズ５３の２次側の端子が一方のサイリスタのアノード側に、交流電源５２の端子Ｓが他方のサイリスタのカソード側に接続される。他のスイッチング素子、例えばトランジスタ、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等も使用することができる。負荷５５は、１個または複数個の加熱用ヒータである。
【００１８】
制御用電源５６は、後述する瞬停／ヒューズ溶断検出装置５８−１に内蔵する電気回路に所要電力を供給するための直流電源であり、蓄電用コンデンサを備える。制御用電源５６は、交流電源５２が停電したときに、蓄電コンデンサの静電容量に見合う電圧を所定時間だけ出力する。この電圧によって、ヒューズ溶断および瞬停検出装置５８−１に内在する電気回路の動作を継続させることができる。言い換えれば、交流電源５２が停電すると、図８（Ｄ）に示すように、蓄電コンデンサの静電容量に見合う放電時間（第２の設定時間Ｔ2に相当）が経過すると、交流電源５２からヒューズ溶断および瞬停検出装置５８−１へ供給する電力が、完全に遮断する。
【００１９】
ゲート信号オン／オフ選択器５７は、交流電源５２の出力電圧の有無に基づいて、スイッチング回路５４のスイッチング素子のゲートをオンまたはオフするためのゲート信号Ｃを選択する回路であり、例えば、図２に示すように、ラッチ回路６４および論理回路６５を備える。ラッチ回路６４は、後述する第２の電圧無し信号Ｅを入力し、第２の電圧無し信号Ｅを保持したラッチ信号Ｇを論理回路６５に出力する。リセット信号は、例えば交流電源５２が瞬停した後、当該ヒューズ溶断および瞬停検出装置５８−１を再起動させる場合、ラッチ回路６４に入力し、ラッチ信号Ｇをリセットする。論理回路６５は、例えば、ＡＮＤ回路であり、後述する第１の電圧無し信号Ｄと、スイッチング素子のゲートをオンまたはオフするためのゲート元信号発生器（図示せず）によるゲート元信号Ｆ、例えば方形波信号と、ラッチ信号Ｇとを入力し、ゲート元信号Ｆから、第１の電圧無し信号Ｄとラッチ信号Ｇとに基づいて、スイッチング素子のゲートをオンまたはオフするためのゲート信号Ｃを生成してスイッチング回路５４に出力する。
【００２０】
図３は、本発明に係るヒューズ溶断および瞬停検出装置を示す制御ブロック図である。図４は、本発明に係るヒューズ溶断および瞬停検出装置における電圧有無検出手段を示す制御ブロック図である。
【００２１】
ヒューズ溶断および瞬停検出装置５８−１は、図３に示すように、電圧有無検出手段５９−１、第１のタイマー６０、第１の信号判別手段６１、第２のタイマー６２および第２の信号判別手段６３を備える。
【００２２】
電圧有無検出手段５９−１は、交流電源５２による出力電圧が有るか否かを検出する電気回路であり、例えば、図４に示すように、方形波生成器６６−１、論理回路７５および電圧レベル検出器６７を備える。方形波生成器６６−１は、交流電源５２による正弦波信号から方形波信号を生成する電気回路であり、電流制限用抵抗体６８、ダイオード６９、フォトカプラ７０および電圧検出用抵抗体７１を備える。電流制限用抵抗体６８は、ヒューズ５３の２次側に直列に接続される。ダイオード６９は、ヒューズ５３および電流制限用抵抗体６８と直列に接続され、かつ、カソード側が電流制限用抵抗体６８に接続される。
【００２３】
フォトカプラ７０は、フォトカプラ７０への入力信号と出力信号とを電気的に絶縁するための光結合素子であり、入力信号と出力信号との間は光を使って伝達し、電気絶縁と共にノイズを伝えにくい特性を有する。フォトカプラ７０は、ダイオード６９と並列に接続され、かつフォトカプラ７０内のダイオードのアノード側がダイオード６７のカソード側に接続され、フォトカプラ７０内のトランジスタのコレクタ側が電圧検出用抵抗体７１に接続される。フォトカプラ７０内のトランジスタのエミッタ側が接地され、さらに電圧検出用抵抗体７１と接地との間に直流電圧ＶD、例えば５ボルトを印加する。 フォトカプラ７０内のトランジスタに接続される電圧検出用抵抗体７１の端子電圧を検出することによって、プラス側の方形波信号Ｋを得る。論理回路７５は、例えば、ＮＯＴ回路であり、方形波生成器６６−１によるプラス側のＨighまたはＬowである方形波信号Ｋを入力し、方形波信号Ｋをインバートし、それぞれＬowまたはＨighである方形波信号を電圧レベル検出器６７に出力する。
【００２４】
電圧レベル検出器６７は、フィルタ回路７２およびコンパレータ７３を備える。フィルタ回路７２は、例えばＬＣ回路であり、前記方形波信号を入力し、方形波信号のレベルを平均化した信号である平均化信号をコンパレータ７３に出力する。コンパレータ７３は、電圧比較器であり、前記平均化信号のレベルと、基準電圧値、例えば１ボルトとを入力し、平均化信号のレベルと基準電圧値とを比較し、演算の結果により、平均化信号のレベルが基準電圧値に等しいまたはより大きいとき、交流電源５２の出力電圧の有無を識別するためのＩＰＬ（Instant Power Loss）信号として、Ｈighを出力し、小さいときＬowを出力する。ここで、方形波生成器６６−１による方形波信号をＮＯＴ回路によってインバートしたのは、交流電源５２による出力電圧が無いとき、コンパレータ７３による出力信号をＬow信号にすることによって、電圧有無検出手段５９−１における入力信号と出力信号との対応を感覚的に理解し易くするためである。
【００２５】
これにより、電圧有無検出手段５９−１は、ＩＰＬ信号がＬowのとき、すなわち交流電源５２の出力電圧が無いとき、電圧無しの識別信号である第１の電圧無し信号Ｄを出力する。ここで、交流電源２２の電源周波数が例えば５０ヘルツとすると、１周期の時間が２０ミリ秒であるので、第１の電圧無し信号Ｄは、交流電源５２の出力電圧が１０ミリ秒以上無いときに出力される。
【００２６】
第１のタイマー６０は、交流電源５２が停電し始める時刻から暫定的な瞬時停電とみなす時刻までの限界時間である第１の設定時間Ｔ1を設定するタイマーである。すなわち、設定時間Ｔ1は、交流電源５２が停電しても正常に動作する範囲とみなすことができる時間をいう。
【００２７】
第１の信号判別手段６１は、第１の電圧無し信号Ｄを入力し、第１の電圧無し信号Ｄが、第１のタイマー６０により設定された第１の設定時間Ｔ1内に、電圧有りの信号に復帰するか否かを判別する判別器である。入力した第１の電圧無し信号Ｄが第１の設定時間Ｔ1内に復帰しないときに、電圧無しの識別信号である第２の電圧無し信号Ｅを第２の信号判別手段６２に出力する。また、入力した第１の電圧無し信号Ｄが第１の設定時間Ｔ1内に復帰したときに、電源が正常である旨の信号を出力する。
【００２８】
第２のタイマー６２は、第１の設定時間Ｔ1を越える時間であり、かつ、交流電源５２が停電し始める時刻から、該停電後当該ヒューズ溶断および瞬停検出装置５８−１に電力を供給する制御用電源５６の動作が継続して維持できる時刻までの限界時間である第２の設定時間Ｔ2を設定するタイマーである。すなわち、設定時間Ｔ2は、ヒューズ５３が溶断したこと、または瞬停があったことを判断するための時間をいう。
【００２９】
第２の信号判別手段６３は、第１の信号判別手段６１により、第１の電圧無し信号Ｄが第１の設定時間Ｔ1内に復帰しないときに出力する電圧無しの識別信号である第２の電圧無し信号Ｅを入力し、第２の電圧無し信号Ｅが、第２のタイマー６２により設定された第２の設定時間Ｔ2に、電圧有りの信号に復帰するか否かを判別する判別器である。入力した第２の電圧無し信号Ｅが第２の設定時間Ｔ2に復帰しないときに、ヒューズ５３が溶断したものと判断し、ヒューズ溶断検出信号を出力する。また、入力した第２の電圧無し信号Ｅが第２の設定時間Ｔ2に復帰したときに、瞬時停電が発生したものと判断し、瞬停検出信号を出力する。
【００３０】
次に、本発明に係るヒューズ溶断および瞬停検出装置５８−１におけるヒューズ溶断および瞬停検出の処理手順について、図６を参照して説明する。ヒューズ溶断および瞬停の検出の処理手順は、図１、図３および図６に示すように、交流電源５２の一方の端子Ｒに接続するヒューズ５３の２次側端子と、交流電源５２の他方の端子Ｓとの間の交流電圧を入力し、交流電圧の有無を検出した結果により、交流電圧が無いとき、第１の電圧無し信号Ｄを出力する。すなわち、電圧有無検出手段５９−１により、交流電圧の有無を検出する第１のステップ（Ｓ−１）と、ゲート信号オン／オフ選択器５７により、第１の電圧無し信号Ｄを入力し、暫定的な瞬時停電処理として、スイッチング回路５４によるスイッチング素子のゲートを遮断する第２のステップ（Ｓ−２）と、第１の信号判別手段６１により、第１の電圧無し信号Ｄを入力し、第１の電圧無し信号Ｄが第１のタイマー６０による第１の設定時間Ｔ1内に、電圧有りの信号に復帰する（Ｈigh）か否（Ｌow）かを判別する第３のステップと、第１の信号判別手段６１により、第３のステップの結果によって、第１の電圧無し信号Ｄが第１の設定時間に電圧有りの信号に復帰するとき、交流電源５２が異常無しであると判断し、継続運転する第４のステップ（Ｓ−４）と、第２の信号判別手段６３により、第３のステップの結果によって、第１の電圧無し信号Ｄが第１の設定時間Ｔ1内に電圧有り信号に復帰しないときに、出力する第２の電圧無し信号Ｅを入力し、第２の電圧無し信号Ｅが第２のタイマー６２による第２の設定時間Ｔ2に、電圧有りの信号に復帰する（Ｈigh）か否（Ｌow）かを判別する第５のステップ（Ｓ−５）と、第２の信号判別手段６３により、第５のステップの結果によって、第２の電圧無し信号Ｅが電圧有りの信号に復帰するとき、交流電源５２が瞬停したと判断し、瞬停検出信号を出力する第６のステップ（Ｓ−６）と、第２の信号判別手段６３により、第５のステップの結果によって、第２の電圧無し信号Ｅが電圧有り信号に復帰しないとき、ヒューズ溶断と判断し、ヒューズ溶断検出信号を出力する第７のステップ（Ｓ−７）を備える。
【００３１】
〔動作〕
次に、本発明に係るヒューズ溶断および瞬停検出装置５８−１の動作について説明する。図７は、本発明に係るヒューズ溶断および瞬停検出装置５８−１における経過時間に対する瞬停があるときの交流電源波形および方形波波形、およびＩＰＬ信号波形との関係を示す図である。図７（Ａ）は、交流電源５２が停電したとき、経過時間に対するヒューズ溶断および瞬停検出装置の入力電圧波形（図１,３および４に示したＡ，Ｂ）を示す図である。横軸は経過時間ｔ、縦軸は入力電圧ＶACをそれぞれ示す。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）と同様に、交流電源５２が停電したとき、経過時間に対する前記入力電圧波形から成形した方形波の電圧波形を示す図である。横軸は経過時間ｔ、縦軸は入力電圧波形から成形した方形波信号の直流電圧ＶDCをそれぞれ示す。図７（Ｃ）は、経過時間に対するＩＰＬ信号（図１,３および４に示したＤ）のタイミングを示す図である。横軸は経過時間ｔ、縦軸はＩＰＬ信号のうち、電圧ＶIPLが無しの信号である電圧無し信号（Ｌow）または電圧ＶIPLが有りの信号である電圧有り信号（Ｈigh）の何れかの信号のタイミングをそれぞれ示す。
【００３２】
ヒューズ溶断および瞬停検出装置５８−１の入力電圧波形（交流電源５２の出力電圧波形に相当する）は、図７（Ａ）に示すように、時間Ｔ0が経過した後任意の時刻ｔ1において、停電が発生し、さらに時間Ｔが経過した後時刻ｔ2において、停電が復帰するとき、時刻ｔ1から時刻ｔ2までの間、入力電圧のレベルが欠落することを示す。ここで、交流電源５２が、例えば５０ヘルツ単相交流電源であるとき、１周期が２０ミリ秒に相当する。交流の入力電圧波形から成形した方形波波形は、電圧有無検出手段５９−１によって直流成分からなる。ＩＰＬ信号は、図７（Ｃ）に示すように、交流電源５２が瞬停し、その後復帰すると、時刻ｔ1から時刻ｔ2までの区間において、電圧無し信号Ｄとして出力される信号である。ここで、交流電源５２によって負荷５５へ供給する交流電力が、１／２周期以上の間継続して遮断するとき、ＩＰＬ信号は、交流電源５２の電圧が無い（Ｌow）ことを判断した信号となる。言い換えると、交流電源５２による交流電力の遮断期間が、１／２周期未満であれば、ＩＰＬ信号は、交流電源５２の電圧が有る（Ｈigh）ことを判断した信号となる。
【００３３】
図８は、本発明に係るヒューズ溶断および瞬停検出装置５８−１における経過時間に対する第１の設定時間および第２の設定時間、ならびに制御用電源５６の放電時間のタイミングを示す図である。横軸は経過時間ｔ、縦軸はＩＰＬ信号の出力電圧ＶIPL、または制御用電源５６の出力電圧Ｖをそれぞれ示す。時間Ｔ1は、交流電源５２が停電する時刻ｔ1から暫定的な瞬停とみなすことができる時刻ｔ2までの限界時間である第１の設定時間を示す。ここで、暫定的な瞬停とは、停電が発生しても、交流電源５２が正常動作範囲とみなす瞬停をいう。つまり、時間Ｔ1は、時刻ｔ1において停電が発生し、その停電が正常動作範囲内で復帰する時間を示す。また、時間Ｔ2は、第１の設定時間を越える時間であり、かつ交流電源５２が遮断する時刻から当該ヒューズ溶断および瞬停検出装置５８−１に電力を供給する制御用電源５６の動作が継続して維持できる時刻までの限界時間である第２の設定時間を示す。
【００３４】
図８（Ａ）は、瞬停している時間Ｔ（以下、瞬停時間という。）が０≦Ｔ≦Ｔ1のとき、経過時間ｔに対するＩＰＬ信号の出力波形のタイミングを示す。図８（Ｂ）は、瞬停時間ＴがＴ1＜Ｔ≦Ｔ2のとき、経過時間ｔに対するＩＰＬ信号の出力波形のタイミングを示す。図８（Ｃ）は、瞬停時間ＴがＴ2＜Ｔのとき、経過時間ｔに対するＩＰＬ信号の出力波形のタイミングを示す。図８（Ｄ）は、経過時間ｔに対する第２の設定時間Ｔ2と制御用電源５６の出力電圧との関係を示す。制御用電源５６は、図１に示したように、交流電源５２から電力が供給されるので、交流電源５２が停電すると、入力が完全に遮断されるが、制御用電源５６に搭載した蓄電用コンデンサによって、蓄電用コンデンサの静電容量に見合う放電時間（第２の設定時間Ｔ2に相当する）だけヒューズ溶断および瞬停検出装置５８−１への電力供給が継続する。ここで、例えば、第１の設定時間Ｔ1を０．５秒とし、第２の設定時間Ｔ2を１．５秒とする。交流電源２２の電源周波数が例えば５０ヘルツとすると、１周期の時間が２０ミリ秒であるので、それぞれ２５周期、７５周期後の電圧の有無を検出することになる。
【００３５】
また、電圧有無検出手段５９−１によるＩＰＬ信号の第１の電圧無し信号Ｄを第１の信号判別手段６１に入力して、第１の信号判別手段６１によって、第１のタイマー６０による第１の設定時間Ｔ1内に電圧が復帰しないとき、第２の電圧無し信号Ｅを第２の信号判別手段６３に出力する。第２の電圧無し信号Ｅを第２の信号判別手段６３に入力して、第２の信号判別手段６３によって、第２のタイマー６２による第２の設定時間Ｔ2に電圧が復帰（Ｈigh）したとき、交流電源５２が瞬停したと判断し、瞬停検出信号を出力する。また、電圧が復帰しない（Ｌow）とき、ヒューズ溶断したと判断し、ヒューズ溶断検出信号を出力する。
【００３６】
一方、第１の電圧無し信号Ｄ、第２の電圧無し信号Ｅ、ゲート元信号Ｆを使用して、スイッチング回路５４のスイッチング素子のゲートをオンまたはオフするように制御することができる。すなわち、先ず、電圧有無検出手段５９−１による第１の電圧無し信号Ｄを、図２に示すように、論理回路６５、例えばＡＮＤ回路に入力すると、ＡＮＤ回路によって、ゲート信号Ｃとして、電圧無し信号を出力する。これにより、スイッチング回路５４は、スイッチング素子のゲートを制御するためのゲート信号Ｃを入力し、ゲートをオフすることができる。したがって、交流電源５２を暫定的に、瞬停処理することができる。
【００３７】
次に、第１の信号判別手段６１による第２の電圧無し信号Ｅが、図１および図２に示すように、ゲート信号オン／オフ選択器５７によるラッチ回路６４に入力すると、第２の電圧無し信号Ｅを保持して、電圧無し信号であるラッチ信号Ｇを論理回路６５に出力する。ラッチ信号Ｇが論理回路６５、例えばＡＮＤ回路に入力すると、ＡＮＤ回路によって、ゲート信号として、電圧無し信号を出力する。これにより、スイッチング回路５４は、スイッチング素子のゲートを制御するためのゲート信号Ｃを入力し、ゲートをオフすることができる。したがって、交流電源５２を遮断することができる。
【００３８】
また、第１の信号判別手段６１によって、第１のタイマー６０による第１の設定時間Ｔ1内に電圧が復帰した（Ｈigh）とき、第１の電圧有り信号（図示せず）を論理回路６５に出力する。この場合、第１の信号判別手段６１による出力電圧が復帰するということは、電圧有無検出手段５９−１の出力電圧も復帰するはずであるので、電圧有無検出手段５９−１による電圧有り信号（図示せず）と、第１の信号判別手段による第１の電圧有り信号とを論理回路６５、例えばＡＮＤ回路に入力すれば、ＡＮＤ回路によって、電圧有りの信号を出力する。これにより、スイッチング回路５４は、スイッチング素子のゲートを制御するためのゲート信号Ｃを入力し、ゲートをオン動作することができる。したがって、交流電源５２の運転を継続することができる。
【００３９】
以上により、本発明によれば、ヒューズ溶断および瞬停検出装置５８−１は、電圧有無検出手段５９−１、第１のタイマー６０、第１の信号判別手段６１、第２のタイマー６２および第２の信号判別手段６３を備え、第１の信号判別手段６１によって、電圧有無検出手段５９−１による第１の電圧無し信号Ｄが、第１のタイマー６０による第１の設定時間Ｔ1内に電圧有りの信号に復帰することなく、かつ第２の信号判別手段６３によって、第２のタイマー６２による第２の設定時間Ｔ2に電圧有りの信号に復帰するとき、瞬停と判断し、瞬停検出信号を出力し、第２のタイマー６２による第２の設定時間Ｔ2に電圧有りの信号に復帰しないとき、ヒューズ溶断と判断し、ヒューズ溶断検出信号を出力する。これによって、ヒューズ溶断検出と瞬停の検出とが単一の回路にて実現できるので、別個の回路構成の場合に比べて、省スペースおよび信頼性の向上を図ることができる。
【００４０】
以上の説明では、ヒューズ溶断検出および瞬停検出するために、交流電源５２から半波整流して成形した方形波形を適用する例を示したが、これに限定されるものでなく、例えば、交流電源５２から全波整流した方形波形を適用してもよい。
【００４１】
さらに、交流電源５２が単相交流電源に限定されるものでなく、３相交流電源についても適用できる。この場合、３相交流電源を用いる加熱電源装置５１−２は、加熱電源装置５１の場合と異なって、基本的に、３相交流電源の各相の出力端子とヒューズ溶断／瞬停検出装置５８−２との間にそれぞれ配置したヒューズ５３、３相用スイッチング回路およびヒューズ溶断／瞬停検出装置５８−２を備える。ヒューズ溶断／瞬停検出装置５８−２は、ヒューズ溶断／瞬停検出装置５８−１に備えた電圧有無検出手段５９−１の代わりに、電圧有無検出手段５９−２を備える。電圧有無検出手段５９−２は、単相交流電源と同様に、３相交流電源による出力電圧が有るか否かを検出する電気回路であり、図５に示すように、方形波生成器６６−２、論理回路７４および電圧レベル検出器６７を備える。
【００４２】
方形波生成器６６−２は、図４に示した電圧有無検出手段５９−１に備えた方形波生成器６６−１と同一の回路３個を備える。方形波生成器６６−２は、３相交流電源によるＲ−Ｓ、Ｓ−ＴおよびＴ−Ｒ端子間の線間交流電圧を入力し、位相が互いに１２０度だけ異なる３種類の方形波信号Ｋ1，Ｋ2，Ｋ3を論理回路７４に出力する。ここで、Ｒ、ＳおよびＴは、交流電源５２における３相の各端子を示す。論理回路７４は、例えばＮＡＮＤ回路である。ＮＡＮＤ回路は、方形波生成器６６−２による前記３種類の方形波信号Ｋ1，Ｋ2，Ｋ3を入力し、ＮＡＮＤ回路による演算の結果により、３相交流電源の出力電圧が有るときＨigh信号を出力し、３相交流電源の出力電圧が無いときＬow信号を出力する。電圧レベル検出器６７は、図４に示した電圧有無検出手段５９−１の場合と同様に、前記Ｌow信号を入力し、フィルタ回路７２およびコンパレータ７３によって、Ｌow信号である第１の電圧無し信号Ｄを出力する。
【００４３】
したがって、電圧有無検出手段５９−２は、３相交流電源の出力電圧が無いとき、Ｌow信号である第１の電圧無し信号Ｄを出力する。言い換えると、３相交流電源の出力電圧が有るとき、前記ＮＡＮＤ回路が連続したＨigh信号を出力するため、３相交流電源が各相の１／２周期以内（例えば、電源周波数が５０ヘルツの場合、１／２周期は１０ミリ秒以内）に遮断するときでも、単相交流電源の場合と異なり、ＩＰＬ信号としてＬow信号である第１の電圧無し信号Ｄを検知することができる。これにより、３相交流電源の場合、単相交流電源に比べて、さらに短時間に発生する瞬停に対しても、ヒューズ溶断検出および瞬停検出することができる。
【００４４】
また、本発明は、実施の形態の一例として加熱電源装置に適用したが、これに限定されるものでなく、交流電源の電力を供給して動作する抵抗体、電動機等にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係るヒューズ溶断および瞬停検出装置を加熱電源装置に適用した場合の概略的な制御ブロック図である。
【図２】図１の補足説明図である。
【図３】本発明に係るヒューズ溶断および瞬停検出装置を示す制御ブロック図である。
【図４】本発明に係るヒューズ溶断および瞬停検出装置における電圧有無検出手段を示す制御ブロック図である。
【図５】本発明に係るヒューズ溶断および瞬停検出装置における他の電圧有無検出手段を示す制御ブロック図である。
【図６】本発明に係るヒューズ溶断および瞬停検出装置におけるヒューズ溶断および瞬停の検出の処理手順を示す図である。
【図７】本発明に係るヒューズ溶断および瞬停検出装置における経過時間に対する瞬停があるときの交流電源波形、同方形波波形および第１の動作信号波形との関係を示す図である。
【図８】本発明に係るヒューズ溶断および瞬停検出装置における経過時間に対する第１の設定時間および第２の設定時間、および制御用電源の蓄電時間のタイミングを示す図である。
【図９】従来のヒューズ溶断検出装置を示す制御ブロック図である。
【図１０】従来の瞬停検出装置を示す制御ブロック図である。
【符号の説明】
【００４６】
５１  加熱電源装置
５２  交流電源
５３  ヒューズ
５４  スイッチング回路
５５  負荷（加熱電源ユニット）
５６  制御用電源
５７  ゲート信号オン／オフ選択器
５８−１  ヒューズ溶断および瞬停検出装置
５９−１、５９−２  電圧有無検出手段
６０  第１のタイマー
６１  第１の信号判別手段
６２  第２のタイマー
６３  第２の信号判別手段
６４  ラッチ回路
６５  論理回路
６６−１、６６−２  方形波生成器
６７  電圧レベル検出器
６８  電流制限用抵抗体
６９  ダイオード
７０  フォトカプラ
７１  電圧検出用抵抗体
７２  フィルタ回路
７３  コンパレータ
７４  論理回路
７５  論理回路
Ａ、Ｂ  交流電圧信号
Ｃ  ゲート信号
Ｄ  第１の電圧無し信号
Ｅ  第２の電圧無し信号
Ｆ  ゲート元信号
Ｇ  ラッチ信号
【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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