JPH04130911A

JPH04130911A - 電圧監視装置

Info

Publication number: JPH04130911A
Application number: JP2252486A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Hamaguchi; 濱口　裕一
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-09-21
Filing date: 1990-09-21
Publication date: 1992-05-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コこの発明は、監視対象の電圧異常を予測する機能を有し
た電圧監視装置に関するものである。

［従来の技術］第５図は、例えば８９°三菱半導体データブックアナロ
グＡＳＳＰ・汎用リニアＩＣ編７−３２〜７−３８頁に
示されている従来の電圧監視装置のブロック図である。

交流電源を接続して直流電圧を得る監視対象たる電源（
１）のＶｃｃと２５０間の電圧は、レベル変換器（１２
）、電源電圧監視装置（１５）及びマイコンをもつデジ
タル回路システム（２）に与えられている。電源電圧監
視装置（１５）は、レベル変換器（１２）と、入力端子
比較回路（４０）と、遅延生成回路（５０）とを備えて
おり、入力電圧比較回路（４０）のコンパレータ（４２
）の負入力端子−には前記レベル変換器（１２）の出力
電圧が与えられる。コンパレータ（４２）の正入力端子
子には、基準電源（４１）の電圧が与えられる。この基
準電源（４１）の電圧は、マイコンをもつデジタル回路
システム（２）が正常動作する電圧に関連した電圧値に
設定されている。このコンパレータ（４２）の出力は、
前記遅延生成回路（５０）のエミッタ接地をしているス
イッチング用トランジスタ（５２）のベースに与えられ
、そのコレクタには、入力側を前記電源（１）の正電極
と接続している定電流源（５１）の出力側が接続される
。

またスイッチング用トランジスタ（５２）のコレクタは
コンパレータ（５３）の正入力端子子と接続されるとと
もに、時定数用コンデンサ（６０）を介して接地される
。コンパレータ（５３）の負入力端子−には第二の基準
電源（５４）の電圧か与えられる。コンパレータ（５３
）の出力はマイコンをもつデジタル回路システム（２）
へ与えられる。

次に電圧監視装置の動作を説明する。電源（１）の電圧
が低下して、マイコンをもつデジタル回路システム（２
）が誤動作する恐れが生じる状態になった場合は、レベ
ル変換回路（１２）の出力電圧が電源（１）の電圧に比
例して低下する。そのためコンパレータ（４２）の出力
は“Ｈ″レベルなり、スイッチング用トランジスタ（５
２）がオン動作する。そうすると時定数用コンデンサ（
６０）がスイッチング用トランジスタ（５２）を介して
放電し、コンパレータ（５３）の出力が、“Ｌ”レベル
になり、その出力がマイコンをもつデジチル回路システ
ム（２ンに通知される。それによりマイコンをもつデジ
タル回路システム（２）は電源（１）の電圧が異常であ
る事を知り、システム動作を停止し、自分自身の電圧低
下による誤動作を未然に防止できる。

［発明が解決しようとする課題］従来の電源監視装置は、ある時刻の１つの電圧レベルを
基準として電源の異常、正常を判定しているので、ＩＣ
の最低動作電圧より少し高い電圧で電源の異常を検出し
ており、重要な情報を退避するように設計されているシ
ステムの電源監視装置として用いる場合、使用する電源
の特性に大きく依存してしまうという問題があった。つ
まりシステム設計に際し、電源出力が低下しはじめてか
ら最低動作電圧に至るまでの時間的見積りをする必要が
あり、測定データの最悪値を用いて検出電圧値や退避す
べき情報量を決めねばならず、また、電源の特性自体に
依存するので、電源の経年変化等による特性変化に対応
することも出来ないという課題があった。

本発明は、この様な課題を解決するためになされたもの
で、電源異常が起こった場合、使用する電源の特性の変
化を予測し、つまり電源電圧の変化より、システムが後
どのくらい正常に働き得るかを予測することにより、シ
ステム全体の動作を決めるための信号をシステムへ通知
することが出来る電源監視装置を得ることを目的とする
。

［８題を解決するための手段］この発明に係わる電源監視装置は、監視すべき電源電圧
を測定する電圧測定器と、測定されたデータより電源電
圧の降下率を算出し、この値を用いて電源電圧異常まで
の時間を予測する手段と、予測された時間より電源異常
になるまでの程度を判定し、システムへ通知する手段を
備えたものである。

［作用コこの発明においては、監視すべき電源電圧をある時間間
隔ごとに取り込み、この値をもとに電源電圧の変化を算
出し、電源異常になるまでの時間を予測し、予測された
時間をもとに電源異常になるまでの程度をシステムへ通
知する。

このようにして、電源側の特性をリアルタイムに監視し
ているので、設計時に電源装置の最悪特性を見積る必要
がなく、経年変化にも対応できる。

［実施例コ第１図は、この発明に係わる電圧監視装置の実施例の全
体構成図である。この実施例は第１図より明らかなよう
に、電源（１）は、マイコンをもつデジタル回路システ
ム（２）へ電圧を供給している。この電源電圧を電圧測
定器（３）により検出し、この検出信号を入力とする電
源異常までの時間予測手段（４）にて現時点の電源電圧
より電源異常になるまでの時間が予測される。この予測
値にもとすいて電源異常に至るまでの程度判定手段（５
）にてどのくらい早く電源が異常になるかを判定しその
レベルをいくつかに分類しておき、電源異常に至るまで
の程度を通知する手段（６）にて、マイコンをもつデジ
タル回路システム（２）へ通知する。これにより、マイ
コンを持つデジタル回路システム（２）では、この通知
信号の種類にていくつかのグレードに分かれた自分自身
の保護を行う事が出来る。

第２図は、第一図の実施例の電気接続を示す回路図であ
る。図中（１４）は、電源電圧監視装置（１５）内のマ
イクロコンピュータであり、入力回路（７）、メモリ（
８）　、　（：Ｐｌ］　（９）　、出力回路（１０）を
有している。また、（３）は、電圧測定器であり、電ｆ
ｉ　（１）の電圧を適当なレンジに変換するレベル変換
器（１２）とその出力をデジタルに変換するＡ／Ｄ変換
器（１１）で構成されている。

次に上記の実施例の動作を第３図、第４図を参照しなが
ら説明する。第３図は、マイクロコンピュータ（１４）
のメモリ（８）に記憶された電源電圧異常検出プログラ
ムを示すフローチャート、第４図は、電源（１）の電圧
異常を予測検出動作の説明図である。

マイコンをもつデジタル回路システム（２）が、正常動
作を開始すると電源電圧監視装置（１５）の動作がはじ
まり、電源電圧Ｖ。をサンプリングしメモリ（８）に格
納する（第３図ステップ２【）。次にある一定時間　（
δｔ）何もしないで待ち（ステップ２２）つぎの電源電
圧ｖ１をサンプリングしメモリ（８）に格納する（ステ
ップ２３）　　ここで、メモリ（８）に格納されている
サンプルした時刻の異なる電源電圧値ｖ０、Ｖｌを用い
てｖｌが予測開始電圧Ｖｓｔａｒｔより小さくなり、か
つ■１が、ｖｏより小さくなったかどうか判定する（ス
タッブ２４）。ふたつの条件のいずれかを満たさない場
合は、電源は低下方向へは動いていないと判断でき、電
源異常に至るまでの時間を予測する必要がないので、メ
モリ（８）にある電源電圧値ｖ１を新たにｖｏと考え、
メモリ（８）内のｖｏの格納されていた位置に■、を格
納しくステップ２５）、新たにｖｌをサンプルして電源
を監視を続けるため再びステップ（２２）から順に実行
していく。二つの条件をともに満たした場合は、電圧異
常に至るまでの時間を予想しなければならず、ステップ
（２６）にて電源異常に至るまでの時間Ｔを予測する。

ステップ（２６）での予測の方法は、第４図で示すよう
に、横軸に時間、縦軸に電源電圧を取ると現在の時刻で
の電源電圧ｖ１の地点Ｂと現在よりδを時間前の電源電
圧値ｖ０の地点Ａを用いＡＢを点線で示すように延長し
、マイコンをもつデジタル回路システム（２）の最低動
作電圧ＶＥＭＧとの交点Ｃを求めると、現在の電圧降下
が続くとあと１時間後に最低動作電圧ＶＥＭＧとなるこ
とが第４図よりわかる。また、最低動作電圧ＶＥＭＧま
での時間Ｔは、現在の電源電圧値ｖ１、時間間隔δｔ、
現在よりδ七時間前の電源電圧Ｖ。、最低動作電圧値Ｖ
ＥＭＧより下式の様に求められる。

Ｔ＝ｖ、二り駐−δ１　−−−−−−−−−−−−　　
　■ＶＯ−Ｖ。

次に、ここで算出された最低動作電圧までの時間Ｔと電
圧低下の度合が早いか遅いかを判定するための定数値Ｔ
αと比較しく第３図ステップ２７）　、ＴαよりＴが小
さい場合、最低動作電圧に至るまでの時間Ｔが、短いと
判断しくステップ２８）、マイコンをもつデジタル回路
システム（２）へ異常に至るまでの時間が短いことを通
知する（ステップ２９）。また、ＴαよりＴが大きい場
合、最低動作電圧に至るまでの時間Ｔが、長いと判断し
くステップ３０）、マイコンをもつデジタル回路システ
ム（２）へ異常に至るまでの時間が長いことを通知する
（ステップ３１）。マイコンをもつデジチル回路システ
ム（２）では、この通知を見ることで、電源異常となる
までの度合を知り、システム保護のためにたくさんの仕
事ができるかどうかを判断しその動作を取ることか出来
る。この後、更に電源を監視を続けるため、メモリ（８
）にある電源電圧値Ｖ、を新たに■。と考え、メモリ（
８）内のＶ。の格納されていた位置にｖｌと格納しくス
テップ３２）、再びステップ（２２）から順に実行して
いく。以降上記が縁り返される。

なお、上記実施例は、最低動作電圧に至るまでの時間Ｔ
をある定数値Ｔαと比較することで、マイコンをもつデ
ジタル回路システム（２）へ異常までの時間を長、短の
二つの状態に分けて通知しているが、定数値を複数種類
使用し、ステップ（２７）〜（３１）の様な比較とその
判断による通知処理を複数持つことにより、電源異常に
至るまでの度合を複数状態マイコンをもつデジタル回路
システム（２）に通知することができ、より細かいシス
テム保護が可能になる。また、最低動作電圧に至るまで
の時間Ｔの算出にて■式を用いているが、時間Ｔの算出
には、■式の様な線形近似による方法たけでなく、過去
数点の電源電圧値を加重平均する方法や、曲線近似する
方法があることは、言うまでもない。また、この実施例
では、マイコンをもつデジタル回路システムについて記
述しているが、電源電圧として直流電源を用いるシステ
ム全般にも同様の効果があることも明かである。さらに
、上の実施例では電源（１）の二次側の直流電圧の監視
を行っているが、電源（１）の−次側の交流電圧の監視
を考えてみると、第３図ステップ（２１）〜（２３）に
て電源電圧をサンプルする際、δｔを交流電源の周期と
し、−回目のサンプルをピーク電圧値とすることで■。

、ｖｌには、各周期でのピーク電圧値が入ることになり
、実施例での最低動作電圧を電源の一次側の最低動作電
圧（電源として正常にの二次側の最低動作電圧を供給で
き得るための一次側の電圧値）として考えることにより
実施例と全く同様の効果が得られる事もわかる。

［発明の効果］以上のようにこの発明によれば、監視すべき電源電圧を
ある時間間隔ごとに取り込み、この値をもとに電源電圧
の変化を算出し、電源異常になるまでの時間を予測し、
予測された時間をもとに電源異常になるまでの程度をシ
ステムへ通知するよう構成したので、電源側の特性をリ
アルタイムに監視し、異常に至る度合を電源側の変化に
応じて適切に通知できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例による電圧監視装置の全
体構成図、第２図は、第一図の実施例の電気接続を示す
回路図、第３図はその動作を示すフローチャート、第４
図はその動作説明用線図、第５図は従来の電源監視装置
のブロック図である。図において、（１）は電源、（２）はマイコンをもつデ
ジタル回路システム、（３）は電圧測定器、（４）は電
圧異常までの時間予測手段、（５）は電圧異常に至るま
での程度判定手段、（６）は電圧異常に至るまでの程度
の通知手段、（１４）はマイクロコンピュータ、（１５
）は、電源電圧監視装置である。なお、図中、同一符号は同一　または相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

監視対象の電圧異常を検出してマイコンを有するディジ
タル回路システムの誤動作を防止する電圧監視装置にお
いて、周期的に検出した監視対象電圧の変化により上記
システムが異常に至るまでの時間を予測し、この予測値
に従って該システム全体の動作を決定出来るような信号
を該システムに通知することを特徴とする電圧監視装置
。