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技術 AC入力監視回路および電源装置

出願人 田淵電機株式会社
発明者 正留高志
出願日 2009年8月19日 (9年5ヶ月経過) 出願番号 2009-189694
公開日 2011年3月3日 (7年10ヶ月経過) 公開番号 2011-043334
状態 拒絶査定
技術分野 電流・電圧の測定 予備電源装置 電力変換一般
主要キーワード 入力監視回路 監視用端子 外来雑音 論理積出力 プラス入力端子 マイナス入力端子 絶縁回路 全波整流電圧
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この項目の情報は公開日時点(2011年3月3日)のものです。
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図面 (5)

課題

電源装置のAC入力を監視するAC入力監視回路電力消費を低減することを目的とする。

解決手段

AC入力に対応する電圧分圧回路2で分圧し、第1,第2の比較器3,4で第1,第2の監視電圧に対応する第1,第2の基準電圧と比較し、出力回路7は、両比較器3,4に出力に基づいて、AC入力に対応する電圧が、第1,第2の監視電圧の間にある期間に対応するパルスを出力し、絶縁回路9を介してカウンタ10でパルスを計数あるいは積分器11でパルスを積分するようにしている。すなわち、従来のようにAC入力電圧常時監視するのではなく、AC入力に対応する電圧のレベルが、第1,第2の監視電圧それぞれの電圧レベル間にある期間、離散的に監視するようにしている。

概要

背景

電源装置、例えば、AC/DCコンバータを備える電源装置では、AC/DCコンバータにより、交流電源からのAC入力をDCに変換してマイクロプロセッサ等の負荷に供給するのであるが、AC入力電圧の低下や停電によって、直流電圧が低下すると、システム暴走したり、重要なデータを消失する虞がある。

このため、従来から、負荷に電力を供給する電源装置には、AC入力を監視し、停電を検知して負荷側に停電予告信号を出力する機能を備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。

概要

電源装置のAC入力を監視するAC入力監視回路電力消費を低減することを目的とする。AC入力に対応する電圧分圧回路2で分圧し、第1,第2の比較器3,4で第1,第2の監視電圧に対応する第1,第2の基準電圧と比較し、出力回路7は、両比較器3,4に出力に基づいて、AC入力に対応する電圧が、第1,第2の監視電圧の間にある期間に対応するパルスを出力し、絶縁回路9を介してカウンタ10でパルスを計数あるいは積分器11でパルスを積分するようにしている。すなわち、従来のようにAC入力電圧を常時監視するのではなく、AC入力に対応する電圧のレベルが、第1,第2の監視電圧それぞれの電圧レベル間にある期間、離散的に監視するようにしている。

目的

本発明は、上述のような点に鑑みて為されたものであって、電力消費を低減したAC入力監視回路およびそれを備える電源装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

AC入力を監視するAC入力監視回路であって、電圧レベルが互いに異なる少なくとも2つの第1,第2の監視電圧に基づいて前記AC入力の監視を行う、ことを特徴とするAC入力監視回路。

請求項2

前記AC入力に対応する電圧レベルが、前記両監視電圧レベルの間にあるか否かにより、前記AC入力の監視を行うようにした、ことを特徴とする請求項1に記載のAC入力監視回路。

請求項3

前記AC入力に対応する電圧レベルを前記第1の監視電圧レベルに対応する第1の基準電圧レベル比較出力する第1の比較器と、前記AC入力に対応する電圧レベルを前記第2の監視電圧レベルに対応する第2の基準電圧レベルと比較出力する第2の比較器と、前記両比較器の論理積をとることで、前記AC入力に対応する電圧レベルが、前記第1、第2の監視電圧レベル間にある期間だけ出力動作する出力回路と、を備えた、ことを特徴とする請求項2に記載のAC入力監視回路。

請求項4

前記AC入力に対応する電圧が、交流電源全波整流電圧である、ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のAC入力監視回路。

請求項5

前記請求項1ないし4のいずれかに記載のAC入力監視回路を具備した、ことを特徴とする電源装置

技術分野

0001

本発明は、AC/DCコンバータなどを備える電源装置および該電源装置のAC入力を監視するAC入力監視回路に関する。

背景技術

0002

電源装置、例えば、AC/DCコンバータを備える電源装置では、AC/DCコンバータにより、交流電源からのAC入力をDCに変換してマイクロプロセッサ等の負荷に供給するのであるが、AC入力電圧の低下や停電によって、直流電圧が低下すると、システム暴走したり、重要なデータを消失する虞がある。

0003

このため、従来から、負荷に電力を供給する電源装置には、AC入力を監視し、停電を検知して負荷側に停電予告信号を出力する機能を備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。

先行技術

0004

特開2001−045756号公報

発明が解決しようとする課題

0005

従来のAC入力監視回路は、AC入力の全周期、すなわち、常時AC入力電圧を監視するか、あるいは、予め定められた検出電圧以上でAC入力電圧を監視する方式のものが主流である。このため、負荷が非動作の状態であっても、AC入力監視回路は、監視動作を継続して電力を消費することになる。

0006

近年、地球温暖化問題などに対処するために、エネルギーを効率的に使用したり、余分なエネルギーの消費を抑える省エネルギーの要求が益々高まっており、AC入力監視回路における無駄な電力消費を低減することが望まれる。

0007

本発明は、上述のような点に鑑みて為されたものであって、電力消費を低減したAC入力監視回路およびそれを備える電源装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

本発明によるAC入力監視回路は、電圧レベルが互いに異なる少なくとも2つの第1,第2の監視電圧に基づいて前記AC入力の監視を行うことを特徴とするものである。

0009

第1の監視電圧は、当該AC入力監視回路を備える電源装置によって駆動される負荷が、動作するのに必要な最低電圧とするのが好ましく、第2の監視電圧は、第1の監視電圧よりも高い電圧とするのが好ましい。

0010

本発明のAC入力監視回路によると、AC入力を、少なくとも2つのレベルが異なる第1,第2の監視電圧に基づいて監視するので、AC入力の電圧レベルが、例えば、上記両監視電圧のレベル間にある期間だけを検出して監視するといったことが可能となり、従来のように、常時、AC入力の電圧を監視したり、あるいは、予め定められた検出電圧以上の期間に亘って監視する必要がなく、当該AC入力監視回路の電力消費を低減することができる。

0011

本発明の好ましい実施態様は、AC入力に対応する電圧レベルが、前記第1、第2の監視電圧レベルの間にあるか否かにより、当該AC入力の監視を行うことである。

0012

前記AC入力に対応する電圧は、前記AC入力を整流した電圧であっても、整流した電圧を分圧したものであってもよい。

0013

この実施態様によると、AC入力に対応する電圧を、その電圧レベルが2つの監視電圧レベルの間にある期間だけを監視していればよく、電力消費を低減することができる。

0014

本発明の好ましい実施態様は、前記AC入力に対応する電圧レベルを前記第1の監視電圧レベルに対応する第1の基準電圧レベル比較出力する第1の比較器と、前記AC入力に対応する電圧レベルを前記第2の監視電圧に対応する第2の基準電圧のレベルと比較出力する第2の比較器と、前記両比較器の論理積をとることで、前記AC入力に対応する電圧レベルが、前記第1、第2の監視電圧レベル間にある期間だけ出力動作する出力回路とを具備することである。

0015

この場合、さらに、前記出力回路の論理積出力に基づいて、前記AC入力の周波数または周期を計測する計測手段を備えてもよい。この計測手段は、例えば前記論理積出力の出力数計数するカウンタや、前記出力を積分する積分器を備えるのが好ましい。また、前記出力回路と、前記計測手段とを、絶縁回路を介して結合してもよい。

0016

この実施態様によると、出力回路では、第1,第2の比較器の出力に基づいて、AC入力に対応する電圧のレベルが、第1、第2の監視電圧のレベル間にある期間に出力動作を行い、計測手段では、この出力に基づいて、AC入力の周波数や周期を計測するので、AC入力電圧の低下や停電のみならず、周波数や周期を計測することが可能となる。

0017

本発明による電源装置は、上記発明に係るAC入力監視回路を備えたことを特徴とするものである。この発明にかかる電源装置によると、当該電源装置に付帯するAC入力監視回路の電力消費を低減することができる。

発明の効果

0018

本発明によると、AC入力を、電圧レベルが互いに相違する少なくとも2つの第1,第2の監視電圧に基づいて監視するので、常時AC入力電圧を監視したり、あるいは、予め定められた検出電圧以上の期間に亘って監視する従来例に比べて、当該AC入力監視回路の電力消費を低減することが可能となる。

図面の簡単な説明

0019

本発明の実施形態に係るAC入力監視回路の構成図である。
全波整流されたAC入力電圧を示す図である。
第1,第2の監視電圧VA,VBを示す図である。
動作説明に供する各部のタイミングチャートである。

実施例

0020

以下、図面によって本発明の実施の形態にかかるAC入力監視回路について詳細に説明する。図1にそのAC入力監視回路の構成を示す。AC入力監視回路は、入力端子1と、分圧回路2と、第1、第2の比較器3,4と、第1、第2の基準電圧源5,6と、出力回路7と、AC入力監視用端子8と、電気絶縁回路9と、カウンタ10と、積分器11とを含む。

0021

以上の構成を備えた実施の形態のAC入力監視回路においては、その入力端子1に、図2に示すAC入力を全波整流した波形が与えられる。そして、このAC入力監視回路は、このAC入力に対応する電圧を、図3に示す第1の監視電圧VAと第2の監視電圧VBとに基づいて監視することができるようにしたものである。ここで、第1の監視電圧VAは、図示しない負荷が正常に動作するのに必要な動作電圧以上の電圧であり、第2の監視電圧VBは、第1の監視電圧VAよりも高い電圧である。第2の監視電圧VBは、電力消費を低減するために、第1の監視電圧VAに可及的に近接した電圧であるのが好ましい。

0022

入力端子1に与えられたAC入力に対応する電圧は、少なくとも2つの直列抵抗からなる抵抗分圧回路2によって、比較器3,4の動作に適した電圧に分圧される。分圧回路2の出力は、第1の比較器3のプラス入力端子に与えられる一方、第2の比較器4のマイナス入力端子に与えられる。第1の比較器3のマイナス入力端子には、第1の基準電圧源5から第1の監視電圧VAに対応する第1の基準電圧Vf1が与えられ、第2の比較器4のプラス入力端子には、第2の基準電圧源6から第2の監視電圧VBに対応する第2の基準電圧Vf2が与えられる。

0023

第1の比較器3は、分圧回路2からの電圧が、第1の監視電圧VAに対応する第1の基準電圧Vf1以上のときに、ハイレベルの出力OUT1を与え、第1の基準電圧Vf1を下回ったときに、ローレベルの出力OUT1を与える。また、第2の比較器4は、分圧回路2からの電圧が、第2の監視電圧VBに対応する第2の基準電圧Vf2以上のときに、ローレベルの出力OUT2を与え、第2の基準電圧Vf2を下回ったときに、ハイレベルの出力OUT2を与える。

0024

第1,第2の比較器3,4の出力OUT1,IUT2は、出力回路7に与えられる。この出力回路7は、AND回路で構成され、両比較器3,4の論理積に対応するパルス出力OUT3を出力する。

0025

図4は、AC入力を全波整流した電圧、第1,第2の比較器3,4それぞれの出力OUT1,OUT2および出力回路7の出力OUT3を示すものであり、同図(a)は全波整流されたAC入力、同図(b)は第1の比較器3の出力OUT1、同図(c)は第2の比較器4の出力OUT2、同図(d)は出力回路7の出力OUT3である。

0026

第1の比較器3は、同図(a),(b)に示すように、全波整流されたAC入力が、第1の監視電圧VA以上の期間T1に亘ってハイレベルの出力OUT1を与える一方、前記期間以外は、ローレベルの出力OUT1を与える。第2の比較器4は、同図(a),(c)に示すように、全波整流されたAC入力が、第2の監視電圧VB以上の期間T2に亘ってローレベルの出力OUT2を与える一方、前記期間以外では、ハイレベルの出力OUT2を与える。

0027

第1,第2の比較器3,4の論理積をとる出力回路7は、同図(d)に示すように、全波整流されたAC入力が、第1の監視電圧VAと第2の監視電圧VBとの間にある期間T3に亘ってハイレベルのパルスOUT3を出力する。このパルスOUT3の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジは、全波整流されたAC入力の第1の監視電圧VAまたは第2の監視電圧VBのタイミングに対応する。

0028

したがって、AC入力が正常な状態では、出力回路7からは、一定の周期で所定のパルス幅のパルスOUT3が出力されることになる。

0029

この出力回路7の出力OUT3は、図1に示すように、AC入力を監視するための監視用端子8に与えられる一方、電位の異なる回路に伝達するための絶縁回路9に与えられる。絶縁回路9は、フォトカプラ12またはパルストランス13からなり、この絶縁回路9からのパルスは、計測手段としてのカウンタ10および積分器11にそれぞれ与えられる。計測手段としては、カウンタ10または積分器11のいずれか一方であってもよい。

0030

カウンタ10では、絶縁回路9からのパルスを計数するので、例えば、AC入力の状態を、計数値として把握することができ、パルス入力がなくなるAC入力の停電状態のみならず、AC入力の周波数や周期を計測することが可能となる。

0031

また、積分器11では、絶縁回路9からのパルスを積分するので、例えば、AC入力の状態を、直流電圧のレベルとして把握することができる。

0032

このように、AC入力に対応する電圧が、第1,第2の監視電圧VA,VBの間にある期間を監視し、この期間以外の監視が不要となるので、図1の絶縁回路9等における電力消費が低減されることになり、常時AC入力を監視したり、あるいは、予め定められた検出電圧以上の期間に亘って監視する従来例に比べて待機電力が少なくなる。

0033

更に、この実施形態のAC入力監視回路では、比較的簡単な回路構成で、AC入力電圧のみならず、その周波数や周期を計測することが可能となる。

0034

しかも、第1,第2の監視電圧VA,VBの2点の電圧を検出するので、連続的にAC入力電圧を検出する従来例に比べて、外来雑音に強いものとなる。

0035

上述の実施形態では、二つの監視電圧VA,VBに基づいて、AC入力を監視したけれども、本発明の他の実施形態として、三つ以上の監視電圧に基づいて監視するようにしてもよい。

0036

本発明は、電源装置のAC入力監視回路として有用である。

0037

1入力端子
2分圧回路
3 第1の比較器
4 第2の比較器
5 第1の基準電圧源
6 第2の基準電圧源
7出力回路
9絶縁回路
10カウンタ
11 積分器

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