JP2005168163A - Zero crossing signal generation device - Google Patents
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Abstract
Description
商用交流電源のゼロクロス点を検出しゼロクロス信号を発生させるゼロクロス信号発生装置に関する。 The present invention relates to a zero-cross signal generator for detecting a zero-cross point of a commercial AC power source and generating a zero-cross signal.
ヒータの電力制御やランプの光量制御等、商用交流電源を入力とし、その導通時間を制御する機器には位相制御が多用されている(例えば、特許文献1参照)。
Phase control is often used for devices that use a commercial AC power supply as input and control the conduction time, such as heater power control and lamp light intensity control (see
この場合、サイリスタやトライアック、ソリッドステートリレーのスイッチ素子を用い、商用交流電源のゼロクロス点を基準に前記スイッチ素子のオンタイミングを決定するのが一般的である。 In this case, it is common to use a switch element of a thyristor, a triac, or a solid state relay, and determine the on-timing of the switch element based on the zero cross point of the commercial AC power supply.
図12に一般的な位相制御手法を示す。 FIG. 12 shows a general phase control technique.
図12の(a)が商用交流電圧波形であり、図12中V1が基準電圧である。基準電圧V1は0V近傍に設定されていて、この基準電圧V1と商用交流電圧を比較し、商用交流電圧の絶対値が基準電圧V1を下回る期間のみHiとなる信号が(b)ゼロクロス信号である。そして、この(b)ゼロクロス信号の立ち上がりを基準とし、(e)駆動信号が生成される。 12A shows a commercial AC voltage waveform, and V1 in FIG. 12 is a reference voltage. The reference voltage V1 is set in the vicinity of 0V. The reference voltage V1 is compared with the commercial AC voltage, and a signal that becomes Hi only during a period when the absolute value of the commercial AC voltage is lower than the reference voltage V1 is (b) a zero cross signal. . Then, (e) a drive signal is generated with reference to the rise of (b) the zero cross signal.
図13に(e)駆動信号の生成手法を示す。 FIG. 13 shows a method for generating (e) drive signals.
図13中(i)がタイマー出力(カウント値)を示す。タイマーは(b)ゼロクロス信号の立ち上がりで動作を開始し、次の立ち上がりでリセットされる構成となっている。 In FIG. 13, (i) indicates the timer output (count value). The timer (b) starts to operate at the rising edge of the zero cross signal and is reset at the next rising edge.
そして、(k)が制御値である。制御値は機器のフィードバック制御により位相角制御の導通時間を決定する値である。(i)タイマー出力と(k)制御値は比較され、(i)タイマー出力が(k)制御値に達した時点で(e)駆動信号がHiとなりスイッチ手段がオンされる。その結果、図12の(f)に示したような電流が負荷に流れるのである。機器の制御により導通時間を広げる場合は(k)制御値が小さくなり、逆に導通時間を狭める場合は(k)制御値が大きくなる。いずれにしても、(b)ゼロクロス信号の立ち上がりタイミングが基準となっており、このタイミングよりどの位の時間を遅らせてスイッチ手段をオンさせるかと言う制御がなされている。
しかしながら、スイッチ手段のオンタイミングは(b)ゼロクロス信号の立ち上がりタイミングを基準として決定されているため、交流電圧波形が歪んだりノイズ成分が増加したりするとゼロクロス信号の立ち上がりタイミングが早まったり、遅まったり、1度のゼロクロスでゼロクロス信号が複数パルス化したり、またゼロクロスとは全く関係の無いタイミングでゼロクロス信号出力されたりと、位相制御が不安定になると言う問題が有った。 However, since the ON timing of the switch means is determined based on (b) the rising timing of the zero cross signal, if the AC voltage waveform is distorted or the noise component increases, the rising timing of the zero cross signal is advanced or delayed, There is a problem that the phase control becomes unstable when the zero cross signal is converted into a plurality of pulses at one zero cross, or when the zero cross signal is output at a timing completely unrelated to the zero cross.
図14にノイズ成分を含んだ交流電圧波形の一例を示す。図14の(a)の様な交流電圧波形に対し、図12と同じ構成でゼロクロス信号を生成すると図14(b)ゼロクロス信号の様に本来のゼロクロスポイントとは別に余計なパルスが出力されてしまう。 この図14(b)ゼロクロス信号を元に駆動信号を生成しようとすると、図15の様に(i)タイマー出力が(k)制御値に達する前によけいなパルスによりリセットされ、その後、さらに(k)制御値に達する前に次の真のゼロクロス信号によりリセットされてしまい、結果として、この様なノイズ成分が含まれている期間は(e)駆動信号が発生せず、負荷に全く電流が流れないと言う現象が発生してしまう。 FIG. 14 shows an example of an AC voltage waveform including a noise component. When an AC voltage waveform as shown in FIG. 14A is generated with the same configuration as in FIG. 12, an extra pulse is output separately from the original zero cross point as shown in FIG. 14B. End up. When a drive signal is to be generated based on this FIG. 14 (b) zero cross signal, (i) the timer output is reset by a significant pulse before reaching the control value (k) as shown in FIG. k) It is reset by the next true zero cross signal before reaching the control value.As a result, during the period when such a noise component is included, (e) no drive signal is generated, and no current flows in the load. The phenomenon of not flowing will occur.
本発明は上述した課題を解決することを目的としてなされたもので、上述した課題を解決し、商用交流電源電圧が歪んだりノイズ成分を含んだ場合でも安定したゼロクロス信号を出力するゼロクロス信号を発生するゼロクロス信号発生装置を提供することにある。 The present invention has been made for the purpose of solving the above-described problems, and solves the above-described problems, and generates a zero-cross signal that outputs a stable zero-cross signal even when the commercial AC power supply voltage is distorted or contains a noise component. Another object of the present invention is to provide a zero cross signal generator.
係る目的を達成する一手段として例えば以下の構成を備えるものである。 For example, the following configuration is provided as one means for achieving the object.
請求項1に於いては、商用交流電源のゼロクロス点を検出しゼロクロス信号を出力するゼロクロス信号発生装置において、第一の基準電圧と商用交流電圧を比較し第一パルス信号を発生する第一比較手段と、前記第一の基準電圧よりも大きな第二の基準電圧と商用交流電圧を比較し第二パルス信号を発生する第二比較手段と、前期第一パルス信号と第二パルス信号に基づき商用交流電源電圧に歪みが少なくきちんとゼロクロスしているか判断し、きちんとゼロクロスしている期間に商用交流電源の周期(周波数)を検出する周期検出手段と、前記周期検出手段で検出された商用交流電源の周期と同じ周期を有する第三パルス信号を発生するパルス信号生成手段と、前記第一パルス信号と前記第三パルス信号の位相差が所定値以下になるように第三パルス信号の位相を調整する同期手段と、位相調整された第三パルス信号に基づき同期ゼロクロス信号を生成する同期ゼロクロス信号生成手段とを有し、同期ゼロクロス信号をゼロクロス信号として出力する事を特徴とする。 The first comparison for generating a first pulse signal by comparing a first reference voltage and a commercial AC voltage in a zero cross signal generator for detecting a zero cross point of a commercial AC power source and outputting a zero cross signal. Means for comparing a second reference voltage larger than the first reference voltage with a commercial AC voltage and generating a second pulse signal; and a commercial based on the first pulse signal and the second pulse signal in the previous period Determine whether the AC power supply voltage has little distortion and is properly zero-crossed, detects the period (frequency) of the commercial AC power supply during the period of zero-crossing properly, and the commercial AC power supply detected by the period detection means Pulse signal generating means for generating a third pulse signal having the same period as the period, and so that a phase difference between the first pulse signal and the third pulse signal is a predetermined value or less. It has a synchronization means for adjusting the phase of the three-pulse signal and a synchronization zero-cross signal generation means for generating a synchronization zero-cross signal based on the phase-adjusted third pulse signal, and outputs the synchronization zero-cross signal as a zero-cross signal. And
請求項2に於いては、第二比較手段は時定数を有しており、商用交流電源電圧の短時間の変動には応答しない構成となっている事を特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, the second comparison means has a time constant and is configured not to respond to short-term fluctuations in the commercial AC power supply voltage.
請求項3に於いては、同期手段は所定のタイミングで同期動作を実施し、その際、所定パルス数にわたり、前記第一パルス信号と前記第三パルス信号の位相差が所定値以下の場合、同期完了と判断する事を特徴とする。 In claim 3, the synchronization means performs a synchronization operation at a predetermined timing, and when the phase difference between the first pulse signal and the third pulse signal is a predetermined value or less over a predetermined number of pulses, It is characterized by determining that synchronization is complete.
請求項4に於いては、前記同期ゼロクロス信号をカウントするカウント手段を有し、そのカウント値が所定値に達したら、前記周波数検出動作、前記同期動作を再度実施し、同期ゼロクロス信号を更新する事を特徴とする。 5. The method according to claim 4, further comprising a counting means for counting the synchronous zero-cross signal. When the count value reaches a predetermined value, the frequency detection operation and the synchronous operation are performed again to update the synchronous zero-cross signal. It is characterized by things.
請求項5に於いては、外部より更新信号が入力された際は、前記周波数検出動作、前記同期動作を再度実施し、同期ゼロクロス信号を更新する事を特徴する。 According to a fifth aspect of the present invention, when an update signal is input from the outside, the frequency detection operation and the synchronization operation are performed again to update the synchronization zero-cross signal.
請求項6に於いては、出力信号選択手段を有し、前記周波数検出手段において、第一パルス信号の誤検知頻度をモニタし、誤検知発生頻度が所定値より低い場合は前記第一パルスをゼロクロス信号として選択し、誤検知頻度が所定値より高い場合は、前記同期ゼロクロス信号をゼロクロス信号として選択し、選択した信号をゼロクロス信号として出力する事を特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an output signal selection means, wherein the frequency detection means monitors the false detection frequency of the first pulse signal, and if the false detection occurrence frequency is lower than a predetermined value, the first pulse is detected. When the zero-cross signal is selected and the false detection frequency is higher than a predetermined value, the synchronous zero-cross signal is selected as the zero-cross signal, and the selected signal is output as the zero-cross signal.
請求項7に於いては、出力信号選択手段を有し、かつ前記同期ゼロクロス信号が示すゼロクロスポイント近傍以外はマスクされていて、前記同期ゼロクロス信号が示すゼロクロスポイント近傍において、前記第一パルス信号と前記同期ゼロクロス信号のどちらか先にゼロクロス信号を出力した方をゼロクロス信号として選択し出力する事を特徴する。 In Claim 7, it has an output signal selection means, and has masked except near the zero cross point which the synchronous zero cross signal shows, and near the zero cross point which the synchronous zero cross signal shows, the first pulse signal and One of the synchronous zero-cross signals, which outputs the zero-cross signal first, is selected and output as the zero-cross signal.
以上のように、本発明によれば、商用交流電源電圧に歪みやノイズが少ない状況で商用交流電源電圧の周期を検知し、検知した周期に基づくパルス信号を生成する。さらに、このパルス信号を従来方式の商用交流電圧と基準電圧の比較によって生成されたゼロクロス信号に同期させ、同期ゼロクロス信号を生成する。そして、この同期ゼロクロス信号を本ゼロクロス信号発生装置の出力として出力する事で、商用交流電源の歪みやノイズ等により従来方式ではゼロクロス信号の誤検知が有るような場合に於いても、安定したゼロクロス信号を提供する事が可能なゼロクロス信号発生装置が実現可能となるのである。 As described above, according to the present invention, the period of the commercial AC power supply voltage is detected in a situation where the commercial AC power supply voltage has little distortion and noise, and a pulse signal based on the detected period is generated. Further, this pulse signal is synchronized with the zero cross signal generated by comparing the commercial AC voltage and the reference voltage of the conventional method, thereby generating a synchronized zero cross signal. By outputting this synchronous zero-cross signal as the output of this zero-cross signal generator, a stable zero-cross signal can be obtained even when there is a false detection of the zero-cross signal in the conventional method due to distortion or noise of the commercial AC power supply. This makes it possible to realize a zero-cross signal generator capable of providing a signal.
さらに、従来方式によるゼロクロス信号と本ゼロクロス信号発生装置内で生成した同期ゼロクロス信号を選択し出力する事で、商用交流電源の周波数変動により、真のゼロクロスポイントは常に一定ではなく変化した場合でもリアルタイム応答し、かつ安定的なゼロクロス信号を提供する事が可能となる。 In addition, by selecting and outputting the conventional zero-cross signal and the synchronized zero-cross signal generated in this zero-cross signal generator, even if the true zero-cross point is not always constant due to frequency fluctuations of commercial AC power, it is real-time It is possible to provide a responsive and stable zero cross signal.
また、従来方式によるゼロクロス信号の誤検知状況に応じて従来方式によるゼロクロス信号と本ゼロクロス信号発生装置内で生成した同期ゼロクロス信号を切り替える事で、商用交流電源の周波数の安定度等により、真のゼロクロスポイントは常に一定ではなく変化した場合でも、商用交流電源電圧が歪みやノイズ成分の少ない期間は上記周波数変動に対しリアルタイムで応答する事ができ、かつ、商用交流電源電圧が歪みやノイズ成分の多い期間は安定したゼロクロス信号の提供が可能となる。 In addition, by switching between the zero cross signal of the conventional method and the synchronous zero cross signal generated in this zero cross signal generator according to the erroneous detection situation of the zero cross signal by the conventional method, the true stability of the frequency of the commercial AC power supply is increased. Even if the zero cross point is not always constant and changes, the commercial AC power supply voltage can respond in real time to the above frequency fluctuations during periods when the commercial AC power supply voltage is low in distortion and noise components. It is possible to provide a stable zero-cross signal for many periods.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
なお、以下では前述の従来例の図12、13、14、15と同一ないし相当する部材には同一符号を付し、その説明は省略するものとする。 In the following description, the same or corresponding members as those in FIGS. 12, 13, 14, and 15 of the above-described conventional example are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図1〜8は本発明の第一の実施形態を示した図である。 1 to 8 are views showing a first embodiment of the present invention.
図1〜8に於いて前述の従来例の図12〜15と同一ないし相当する部材には同一符号を付し、その説明は省略するものとする。 1-8, the same code | symbol is attached | subjected to the same or equivalent member as FIGS. 12-15 of the above-mentioned prior art example, and the description shall be abbreviate | omitted.
図1は本発明のゼロクロス信号発生装置の構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a zero cross signal generator of the present invention.
図1に於いて、符号1は商用交流電源であり、その両端にはスイッチ手段2を介して負荷3が接続されている。符号1商用交流電源Vacの両端には、ゼロクロス信号生成部1(4)とゼロクロス信号生成部2(5)が接続されており、それぞれ異なる基準電位と交流電源電圧を比較しパルス化した信号を出力している。それぞれの出力は周波数検出部6へ入力されると共に、ゼロクロス信号生成部1(4)の出力は同期部8へも出力される。
In FIG. 1,
なお、ゼロクロス信号生成部2(5)は時定数を有しており、商用交流電源電圧の短時間の変動には応答しない構成となっている。 The zero cross signal generator 2 (5) has a time constant and is configured not to respond to short-term fluctuations in the commercial AC power supply voltage.
周波数検出部6はゼロクロス信号生成部1(4)とゼロクロス信号生成部2(5)からのパルス信号を元に、商用交流電源電圧に歪みやノイズが少なくきちんとゼロクロス動作が行われている期間を判断し、その期間に商用交流電源の周期を検出し周期情報をパルス信号生成部7と同期ゼロクロス信号生成部9へ出力している。パルス信号生成部7は入力された周期情報を元に、その周期のパルス信号を生成し同期部8へ出力している。同期部8はパルス信号生成部7からのパルス信号をゼロクロス信号生成部1(4)で生成された商用交流電圧波形を元にしたゼロクロス信号に同期する様に、パルス信号生成部7からのパルス信号の位相を調整している。そして両者の位相差が所定値に内に収まると同期タイミング信号を同期ゼロクロス信号生成部9にしている。
Based on the pulse signals from the zero cross signal generation unit 1 (4) and the zero cross signal generation unit 2 (5), the
同期ゼロクロス信号生成部9は同期タイミング信号に基づき、同期ゼロクロス信号を生成しゼロクロス信号として出力している。図1の位相制御機器は同期ゼロクロス信号生成部9が出力する同期ゼロクロス信号をゼロクロス信号とし、この信号の立ち上がりを基準にスイッチ手段のオンタイミングを決定し位相制御を行っている。 The synchronous zero cross signal generator 9 generates a synchronous zero cross signal based on the synchronous timing signal and outputs it as a zero cross signal. The phase control device of FIG. 1 uses the synchronization zero-cross signal output from the synchronization zero-cross signal generator 9 as a zero-cross signal, and determines the on-timing of the switch means based on the rise of this signal to perform phase control.
図2〜7で各部の動作を説明する。 The operation of each part will be described with reference to FIGS.
図2に於いて、ゼロクロス信号生成部1(4)とゼロクロス信号生成部2(5)について説明する。ゼロクロス信号生成部1(4)は従来ゼロクロス信号と呼ばれている信号と同じ信号を生成している。図2に示すように商用交流電源(a)Vacの0V付近の基準電位V1と商用交流電源(a)Vacを比較し、その結果、商用交流電圧Vacの絶対値が基準電圧V1を下回る期間のみHiとなる信号であり、図2(b)ゼロクロス信号1を生成している。
In FIG. 2, the zero-cross signal generator 1 (4) and the zero-cross signal generator 2 (5) will be described. The zero cross signal generator 1 (4) generates the same signal as a signal conventionally called a zero cross signal. As shown in FIG. 2, the reference potential V1 near 0 V of the commercial AC power supply (a) Vac is compared with the commercial AC power supply (a) Vac, and as a result, only the period when the absolute value of the commercial AC voltage Vac is lower than the reference voltage V1. This signal becomes Hi, and the zero
それに対しゼロクロス信号生成部2(5)は基準電位V1よりも十分大きな基準電位2と商用交流電源(a)Vacを比較し、その結果、図2(c)ゼロクロス信号2の様に商用交流電圧Vacの絶対値が基準電圧V2を下回る期間のみHiとなる信号を出力している。なお、基準電圧V2は、商用交流電源電圧が定格時に(c)ゼロクロス信号2がデューティー約50%程度になるよう設定され、かつ時定数を有しておりノイズ等による商用交流電源電圧の短期間の変動には応答しない様に構成されている。
On the other hand, the zero cross signal generator 2 (5) compares the
図3、図4は周波数検出部6の動作を説明する図である。
3 and 4 are diagrams for explaining the operation of the
周波数検出部6は図2で示した様に図2(c)ゼロクロス信号2がHiの期間に、図2(b)ゼロクロス信号1が1パルスのみ出力されている状態を商用交流電源電圧に歪みやノイズがノイズが少なくきちんとゼロクロス動作が行われている期間と判断し、図3(a)Vacの様に商用交流電源電圧にノイズ成分等が含まれ、その結果、(b)ゼロクロス信号1の様にゼロクロスポイント以外でパルスが出力されている状態は図3(c)ゼロクロス信号2がHiの期間に、図3(b)ゼロクロス信号1が2パルス出力されている事からきちんとゼロクロス動作が行われていないと判断する。
As shown in FIG. 2, the
そして、きちんとゼロクロス動作が行われている期間、つまり商用交流電源電圧波形が綺麗な期間に図4で示すように、図4(b)ゼロクロス信号1の所定パルス数(n)、その周期を測定し、その平均値より商用交流電源の周期T(周波数f)を算出する。 Then, as shown in FIG. 4 during the period in which the zero-cross operation is properly performed, that is, the period when the commercial AC power supply voltage waveform is beautiful, the predetermined number of pulses (n) of the zero-cross signal 1 (n) and its cycle are measured. The period T (frequency f) of the commercial AC power supply is calculated from the average value.
勿論、図4(b)ゼロクロス信号1を所定パルス数(n)カウントする期間を計測し、その計測結果から商用交流電源の周期T(周波数f)を算出しても良い。
Of course, FIG. 4B may measure the period during which the zero-
そして、周波数検出部6は算出した商用交流電源の周期情報を出力する。
And the
図5は同期部8の動作を示す図である。 FIG. 5 is a diagram illustrating the operation of the synchronization unit 8.
パルス信号生成部7は周波数検出部6からの周期情報、つまり商用交流電源と同じ周波数のパルス信号を生成し、同期部8に入力している。同期部8にはゼロクロス信号生成部1(4)で生成された商用交流電圧波形を元にしたゼロクロス信号1も入力されており、パルス信号生成部7からのパルス信号がゼロクロス信号1に同期するようにパルス信号生成部7からのパルス信号の位相を調整する。その際、ゼロクロス信号1はパルス幅が変化したり、誤ゼロクロスパルスが含まれている可能性が有るため、位相調整後、図5に示すように所定周期mに渡り、図5(d)位相調整されたパルス信号と図5(c)ゼロクロス信号1の位相差△tが所定値以下に収まった時、同期完了と判断し、同期完了信号と共に(d)位相調整されたパルス信号を出力する。すると、同期ゼロクロス信号生成部9は位相調整されたパルス信号をトリガにして周波数検出部6からの周期情報に基づいた周期のパルス信号を生成し出力し、この信号が同期ゼロクロス信号となる。
The pulse signal generation unit 7 generates period information from the
同期ゼロクロス信号生成部9は、次に同期完了信号が入力されるまで同一周期、同一位相でのパルス信号を出力し続ける。その為、いったん同期が完了すれば、商用交流電電圧が歪んだり、ノイズ成分等により従来の方式で正確なゼロクロス信号が生成されなくなった場合でも常に安定した同期ゼロクロス信号が出力可能となる。 The synchronization zero cross signal generation unit 9 continues to output pulse signals with the same period and the same phase until the next synchronization completion signal is input. Therefore, once the synchronization is completed, a stable synchronized zero-cross signal can always be output even when the commercial AC voltage is distorted or an accurate zero-cross signal is not generated by a conventional method due to noise components or the like.
図1中10は本ゼロクロス信号発生装置が内蔵された機器の制御部であり、制御部10は同期ゼロクロス信号を基準としタイマーを作動させ、入力された制御信号に基づき、図13に説明した手法で駆動信号を生成している。駆動信号はスイッチ手段2に供給され、負荷3へ供給される商用交流電源の導通時間をコントロールしている。
In FIG. 1,
その結果、図6(a)Vacの様に商用交流電電圧が歪んだり、ノイズ成分等を含み、図6(b)ゼロクロス信号1の様に、従来の方式で正確なゼロクロス信号が生成されない場合でも、図6(d)同期ゼロクロス信号を基準に(e)駆動信号が生成されているため負荷には安定した(f)負荷電流が供給され、その結果、安定した位相制御を行う事が可能となる。
As a result, even if the commercial AC voltage is distorted as shown in FIG. 6 (a) Vac or includes a noise component, an accurate zero cross signal cannot be generated by the conventional method as shown in FIG. 6 (b) zero
また、前述したように、ゼロクロス信号生成部2(5)は時定数を有しており、商用交流電源電圧の短時間の変動には応答しない構成となっている。 Further, as described above, the zero-cross signal generation unit 2 (5) has a time constant and is configured not to respond to short-term fluctuations in the commercial AC power supply voltage.
そのため、図7の(a)Vacの様に、基準電位V2をまたいで(a)Vacが短時間変化しても、ゼロクロス信号生成部2(5)の出力は図7(g)ゼロクロス信号2の様にはならず、図7(c)の様なパルスとなる。これにより、(b)ゼロクロス信号1が誤検知していないにもかかわらず、周波数検出部6に於いて、商用交流電源電圧波形に歪みがノイズ成分が多く、きちんとしたゼロクロス動作が行われていない為(b)ゼロクロス信号1が誤検知していると検知してしまう事を防止している。
Therefore, as in (a) Vac in FIG. 7, even if (a) Vac changes for a short time across the reference potential V2, the output of the zero-cross signal generation unit 2 (5) is the same as that in FIG. However, the pulse is as shown in FIG. As a result, (b) even though the zero-
さらに、商用交流電源の周波数は常に一定ではなく変動する可能性が有る。 Furthermore, the frequency of the commercial AC power supply is not always constant and may vary.
そこで、図8に示す様に、本ゼロクロス信号発生装置が内蔵された機器の電源がオンされた際に、上記の一連の動作(商用交流電源の周期を検出=>検出した周期に基づくパルス信号生成=>パルス信号を交流電源電圧波形から得たゼロクロス信号1に同期させる=>同期ゼロクロス信号出力)を実施し、同期ゼロクロス信号が出力された後、この同期ゼロクロス信号のパルス数をカウントし、カウント数が所定値に達したら、更新信号を出力し、再度、上記動作を実施し、同期ゼロクロス信号の周波数と位相を更新する。
Therefore, as shown in FIG. 8, when the power supply of the device incorporating the zero cross signal generator is turned on, the series of operations described above (the period of the commercial AC power supply is detected => the pulse signal based on the detected period is used. Generation => synchronize the pulse signal with the zero
その際、更新信号が出力されても図8同期部が同期動作を完了し、同期完了信号を出力するまでは、同期ゼロクロス信号生成部9は現在の周波数、位相のパルス信号を出力し続ける、そして同期完了信号が出力されたタイミングで、同期ゼロクロス信号の周波数、位相を更新する。 At that time, even if the update signal is output, the synchronization unit of FIG. 8 completes the synchronization operation, and the synchronization zero cross signal generation unit 9 continues to output the pulse signal of the current frequency and phase until the synchronization completion signal is output. Then, at the timing when the synchronization completion signal is output, the frequency and phase of the synchronization zero cross signal are updated.
これにより、安定した同期ゼロクロス信号の出力が可能となり、本ゼロクロス信号発生装置を内蔵した機器はより安定した位相制御が可能となる。 As a result, a stable synchronous zero-cross signal can be output, and a device incorporating this zero-cross signal generator can perform more stable phase control.
なお、更新信号は外部から入力されても良く、本ゼロクロス信号発生装置が内蔵された機器の状態に併せ、任意のタイミングで更新可能である。 The update signal may be input from the outside, and can be updated at an arbitrary timing in accordance with the state of the device in which the zero cross signal generator is built.
図9、10は本発明の第二の実施形態を示した図である。 9 and 10 are diagrams showing a second embodiment of the present invention.
図9、10に於いて前述の実施例1の図1〜8、及び従来例の図12〜15と同一ないし相当する部材には同一符号を付し、その説明は省略するものとする。 9 and 10, the same or corresponding members as those in FIGS. 1 to 8 of the first embodiment and FIGS. 12 to 15 of the conventional example are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
実施例1で説明した図1のゼロクロス信号発生装置は常にゼロクロス信号発生装置内部で生成したパルス信号をゼロクロス信号として出力していたが、本実施形態は、従来方式により商用交流電圧と基準電圧の比較によって生成されたゼロクロス信号とゼロクロス信号発生装置内部で生成された同期ゼロクロス信号とを選択的に出力し、ゼロクロス信号を出力する場合の形態である。 The zero-cross signal generator of FIG. 1 described in the first embodiment always outputs a pulse signal generated inside the zero-cross signal generator as a zero-cross signal. However, in the present embodiment, a commercial AC voltage and a reference voltage are output by a conventional method. This is a mode in which the zero cross signal generated by the comparison and the synchronous zero cross signal generated inside the zero cross signal generator are selectively output, and the zero cross signal is output.
図9が本実施形態の構成を示すブロック図である。 FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the present embodiment.
同期ゼロクロス信号生成部9の出力は選択部11に入力されている。選択部11には、ゼロクロス信号生成部1(4)で生成された商用交流電圧と基準電圧の比較によって生成されたゼロクロス信号1も入力されている。そして、商用交流電圧のゼロクロスタイミング毎に、同期ゼロクロス信号生成部9の出力である同期ゼロクロス信号とゼロクロス信号生成部1(4)の出力であるゼロクロス信号1とを選択し、ゼロクロス信号として出力している。
The output of the synchronous zero cross signal generator 9 is input to the
図10を用いて選択部11の動作を説明する。
The operation of the
図10(h)は商用交流波形の真のゼロクロスポイントを示すパルスである。商用交流電源の周波数の安定度等により、真のゼロクロスポイントは常に一定ではなく、わずかに変化する。これに対し、図10(b)がゼロクロス信号生成部1(4)の出力である。 FIG. 10H shows a pulse indicating a true zero cross point of a commercial AC waveform. The true zero cross point is not always constant and slightly changes depending on the frequency stability of the commercial AC power supply. On the other hand, FIG. 10B shows the output of the zero cross signal generation unit 1 (4).
(b)ゼロクロス信号1は商用交流電源電圧が歪んだりノイズ成分等の影響により余計なパルスが出力されたり、パルス幅が変化したり、全くパルスが出力されなかたったりする場合が有る。(d)は同期ゼロクロス信号生成部9の出力である同期ゼロクロス信号である。(d)同期ゼロクロス信号は本ゼロクロス信号発生装置内部で生成されたパルス信号であり、常に安定した周期、パルス幅で動作している。
(B) The zero
選択部11は、この安定した同期ゼロクロス信号を基準に、同期ゼロクロス信号が出力されている期間と、その前後の所定時間tiを含んだ時間以外はマスク処理されており、パルスを出力しない構成になっている。図10中(i)の斜線部がマスク期間である。
The
このマスク処理により、(b)ゼロクロス信号1の誤パルスは無視する事ができる。そして、マスクが解除されている期間において、(b)ゼロクロス信号1と(d)同期ゼロクロス信号のどちらか先にパルスが出力された方を、ゼロクロス信号として選択し出力している。その結果、図10(i)に於いて、Aのマスク解除のタイミングでは(d)が、同様にBでも(d)が、そして真のゼロクロスポイントが少し早まったCでは(b)が、さらに、(b)ゼロクロス信号1が出力されなかったDでは(d)が選択されて、その結果(j)選択部出力パルスが生成され、この信号を本ゼロクロス信号生成装置の出力として出力する。
By this mask processing, (b) an erroneous pulse of the zero
この機能により、より商用交流電源のゼロクロスポイントと同期し、かつ安定的なゼロクロス信号の出力が可能となる。 This function makes it possible to output a stable zero-cross signal in synchronization with the zero-cross point of the commercial AC power supply.
図11は本発明の第二の実施形態を示した図である。 FIG. 11 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.
図11に於いて前述の実施例1の図1〜8、実施例2の図9、10、及び従来例の図12〜15と同一ないし相当する部材には同一符号を付し、その説明は省略するものとする。 11, the same or corresponding members as those in FIGS. 1 to 8 of the first embodiment, FIGS. 9 and 10 of the second embodiment, and FIGS. 12 to 15 of the conventional example are denoted by the same reference numerals. Shall be omitted.
実施例1で説明した図1のゼロクロス信号発生装置は常にゼロクロス信号発生装置内部で生成したパルス信号をゼロクロス信号として出力していた。 The zero cross signal generator of FIG. 1 described in the first embodiment always outputs a pulse signal generated inside the zero cross signal generator as a zero cross signal.
本実施形態は、従来方式により商用交流電圧と基準電圧の比較によって生成されたゼロクロス信号のゼロクロス信号誤検知状況をモニタし、その誤検知状況により、従来方式によるゼロクロス信号とゼロクロス信号発生装置内部で生成された同期ゼロクロス信号とを選択的に出力し、ゼロクロス信号を出力する場合の形態である。 The present embodiment monitors the zero-cross signal false detection situation of the zero-cross signal generated by comparing the commercial AC voltage and the reference voltage by the conventional method, and the zero-cross signal and zero-cross signal generator according to the conventional method is detected by the erroneous detection situation. This is a mode in which the generated synchronous zero-cross signal is selectively output and the zero-cross signal is output.
図10が本実施形態の構成を示すブロック図である。 FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the present embodiment.
図10中符号16周期検出部は図3で説明した様に、商用交流電源電圧に歪みやノイズがノイズが少なく、従来方式によるゼロクロス信号がきちんと出力されているかどうか判断している。そこで、従来方式によるゼロクロス信号(ゼロクロス信号生成部1の出力)が誤検知している状況をモニタし、その誤検知発生状況を誤検知状況信号として選択部12へ出力する。 As shown in FIG. 3, the reference numeral 16 period detection unit in FIG. 10 determines whether the commercial AC power supply voltage has little distortion and noise and whether the zero-cross signal according to the conventional method is output properly. Therefore, the situation in which the zero-cross signal (output of the zero-cross signal generation unit 1) according to the conventional method is erroneously detected is monitored, and the erroneous detection occurrence state is output to the selection unit 12 as an erroneous detection state signal.
選択部12は誤検知状況信号に応じて、誤検知の発生頻度が小さい時は、ゼロクロス信号生成部1(4)で生成された、商用交流電圧と基準電圧の比較による従来方式のゼロクロス信号1を選択して本ゼロクロス信号生成装置の出力として出力し、誤検知発生頻度が所定値以上に増加した場合は、同期ゼロクロス信号生成部9の出力である同期ゼロクロス信号を選択して本ゼロクロス信号生成装置の出力として出力する。
When the frequency of occurrence of erroneous detection is small in response to the erroneous detection status signal, the selection unit 12 generates the conventional zero-
その結果、商用交流電源の周波数の安定度等により、真のゼロクロスポイントは常に一定ではなく変化した場合でも、商用交流電源電圧が歪みやノイズ成分の少ない期間は上記周波数変動に対しリアルタイムで応答する事ができ、かつ、商用交流電源電圧が歪みやノイズ成分の多い期間は安定したゼロクロス信号の出力が可能となる。 As a result, even if the true zero cross point is not always constant due to the stability of the frequency of the commercial AC power supply, etc., the commercial AC power supply voltage responds in real time to the above frequency fluctuations during periods when distortion and noise components are low. It is possible to output a stable zero-cross signal during a period when the commercial AC power supply voltage is distorted and has a lot of noise components.
1 商用交流電源
2 スイッチ手段
3 負荷
4 ゼロクロス信号生成部1
5 ゼロクロス信号生成部2
6 周期検知部
7 パルス信号生成部
8 同期部
9 同期ゼロクロス信号生成部
10 制御部
11 選択部
12 選択部
16 周期検出部
DESCRIPTION OF
5 Zero
6 cycle detection unit 7 pulse signal generation unit 8 synchronization unit 9 synchronization zero cross
Claims (7)
Output signal selection means is provided and masked except for the vicinity of the zero cross point indicated by the synchronous zero cross signal, and in the vicinity of the zero cross point indicated by the synchronous zero cross signal, the first pulse signal or the synchronous zero cross signal is first. 6. The zero-cross signal generator according to claim 1, wherein the one that outputs a zero-cross signal is selected and output as a zero-cross signal.
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