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JP3106589B2 - Load disconnection detector - Google Patents

Load disconnection detector

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JP3106589B2
JP3106589B2 JP03243699A JP24369991A JP3106589B2 JP 3106589 B2 JP3106589 B2 JP 3106589B2 JP 03243699 A JP03243699 A JP 03243699A JP 24369991 A JP24369991 A JP 24369991A JP 3106589 B2 JP3106589 B2 JP 3106589B2
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signal
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transformer
zero
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佳久 土岐
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Publication date
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  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、負荷断、例えば位相
制御方式によるヒータ制御において、複数のヒータを並
列に接続して使用する場合のヒータ断線の検出を行う負
荷断検出器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a load disconnection detector for detecting a disconnection of a heater, for example, a heater disconnection when a plurality of heaters are connected in parallel in a heater control by a phase control method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の一般的なヒータ断検出器は、図1
8に示すように、ヒータに流れる電流を変流器81を介
して、CT電流検出回路82で検出し、これを整流回路
83で、整流し、平滑回路84で平滑して検出電圧を
得、比較回路85で、基準セット回路86からの基準電
圧と検出電圧を比較し、出力回路87より断線の有無に
応じたハイあるいはローの信号を出力している。
2. Description of the Related Art A conventional general heater break detector is shown in FIG.
As shown in FIG. 8, a current flowing through the heater is detected by a CT current detection circuit 82 via a current transformer 81, rectified by a rectification circuit 83, and smoothed by a smoothing circuit 84 to obtain a detection voltage. The comparison circuit 85 compares the reference voltage from the reference set circuit 86 with the detection voltage, and outputs a high or low signal according to the presence or absence of a disconnection from the output circuit 87.

【0003】また、位相制御方式採用のヒータ断線検出
器としては、図19に示すように、交流電源91からヒ
ータ92に負荷電流を流し、負荷電圧検出用トランス9
3で負荷電圧を検出し、全波整流回路94で整流し、平
滑回路95で平滑して基準電圧として比較検出回路99
に加える一方、負荷電流検出用CT96で負荷電流を検
出し、全波整流回路97で整流し、平滑回路98で平滑
して比較検出回路99に加え、基準電圧と比較すること
によりヒータ断線を検出するようにしたものがある。
As a heater disconnection detector employing a phase control method, as shown in FIG. 19, a load current is supplied from an AC power supply 91 to a heater 92, and a load voltage detecting transformer 9 is used.
3, a load voltage is detected, rectified by a full-wave rectifier circuit 94, smoothed by a smoothing circuit 95, and used as a reference voltage by a comparison detection circuit 99.
On the other hand, the load current is detected by the load current detection CT 96, rectified by the full-wave rectifier circuit 97, smoothed by the smoothing circuit 98, added to the comparison detection circuit 99, and compared with the reference voltage to detect a heater break. There are things that I try to do.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来のヒータ
断線検出器のうち前者は、全位相のオン/オフを行うS
SR、リレーでの制御においては機能するが、位相制御
の場合、基準セット電流にいたらない状態でも正常制御
であるため、誤検出を招くおそれがあるという問題があ
る。
Among the above-described conventional heater disconnection detectors, the former performs ON / OFF of all phases.
Although it functions in the control by the SR and the relay, in the case of the phase control, there is a problem that erroneous detection may be caused because the normal control is performed even when the reference set current is not reached.

【0005】ところで、プラント(成形機、電気炉な
ど)の熱制御を行う場合、ヒータ1本ではプラント全
体の温度分布が悪くなり、断線した場合、急な事故で
成形機などの金型に樹脂がつまる、等の問題があり、複
数のヒータをパラレルに接続して使用されるのが通常で
ある。このように複数本のヒータ使用のものにおけるヒ
ータ断線検出器として上記した従来の後者が使用され
る。これは直接負荷の電圧を検出し、基準電圧としてい
るため、電流の位相制御による増減に対応し、基準電圧
を変化し、複数ヒータの断線検出を可能としている。し
かし、このような従来の位相制御方式におけるヒータ断
線検出器では、第1に負荷電圧検出用トランスの位相の
遅れ、CTの位相の遅れ、CTの検出感度による波形の
ひずみが位相角の小さい部分で影響しているために、位
相角が小さくなるほど基準電圧と電流波形の誤差が大き
くなる。そのため、 検出可能位相の幅が狭くなる(π/4まで)。
[0005] By the way, when heat control of a plant (molding machine, electric furnace, etc.) is performed, the temperature distribution of the whole plant is deteriorated by one heater, and when a disconnection occurs, resin is imposed on a mold of a molding machine or the like due to a sudden accident. There is a problem that the heater is clogged and the like, and it is usual that a plurality of heaters are connected in parallel and used. As described above, the above-described conventional latter is used as a heater disconnection detector in a case where a plurality of heaters are used. Since the voltage of the load is directly detected and used as the reference voltage, the reference voltage is changed in response to the increase or decrease by the phase control of the current, and the disconnection of the plurality of heaters can be detected. However, in the heater disconnection detector in such a conventional phase control method, firstly, the phase delay of the load voltage detecting transformer, the delay of the CT phase, and the waveform distortion due to the CT detection sensitivity have a small phase angle. The error between the reference voltage and the current waveform increases as the phase angle decreases. Therefore, the width of the detectable phase becomes narrow (up to π / 4).

【0006】検出感度もオン位相で変化するために、
定格検出感度の限界が−30%近くになり、市場要求の
−10%が満足されない。 上記の原因で、初期セット時、一度全オン状態にし
てからセットしなければならず、通常π/2位相付近で
通常制御するアプリケーション(これが一番多い)に対
応できない。
Since the detection sensitivity also changes with the ON phase,
The limit of the rated detection sensitivity becomes close to -30%, and -10% of the market requirement is not satisfied. Due to the above, at the time of the initial setting, it is necessary to set all ON states once and then set, and it is not possible to cope with an application which normally controls in the vicinity of the π / 2 phase (this is the most common).

【0007】という問題がある。つまり、この従来の方
式では、実使用上、位相制御の複数ヒータ断線検出は非
常に少ない限定されたアプリケーションにしか対応でき
ないという問題がある。第2に電源用トランスとは別に
負荷電圧検出用トランスが必要であり、スペース効率が
悪いという問題もある。
There is a problem. In other words, this conventional method has a problem that, in practical use, the detection of a plurality of heater disconnections by the phase control can be applied to only a very limited application. Second, a load voltage detection transformer is required separately from the power supply transformer, and there is a problem that space efficiency is poor.

【0008】この発明は、上記問題点に着目してなされ
たものであり、複数の負荷(ヒータ)を並列に接続して
使用する場合の断線検出が可能であり、それでいて従来
に比べて検出感度が向上し、位相制御角によらず検出感
度が安定な負荷断検出器を提供することを目的としてい
る。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and enables detection of disconnection when a plurality of loads (heaters) are connected in parallel and used. It is an object of the present invention to provide a load disconnection detector with improved detection sensitivity and stable detection sensitivity regardless of the phase control angle.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段及び作用】この発明の負荷
断検出器は、負荷電流抽出器と、負荷に電力供給する電
源の交流を導出する手段と、前記交流電圧のゼロクロス
を検出する第1のゼロクロス検出回路と、前記抽出され
た負荷電流のゼロクロスを検出する第2のゼロクロス検
出回路と、前記ゼロクロスを基に所定のタイミングを生
成する第1、第2のタイミング生成回路と、前記タイミ
ングで導出した電源電圧のレベルを保持する第1のピー
クホールド回路と、前記タイミングで抽出した負荷電流
波形のレベルを保持する第2のピークホールド回路と、
これら第1のピークホールド回路と第2のピークホール
ド回路の出力を比較して断線の有無を判別する比較回路
とから構成されている。
A load disconnection detector according to the present invention comprises a load current extractor, a means for deriving an AC of a power supply for supplying power to a load, and a first means for detecting a zero crossing of the AC voltage. A zero-cross detection circuit, a second zero-cross detection circuit that detects a zero-cross of the extracted load current, first and second timing generation circuits that generate a predetermined timing based on the zero-cross, A first peak hold circuit that holds the level of the derived power supply voltage, a second peak hold circuit that holds the level of the load current waveform extracted at the timing,
It comprises a comparison circuit for comparing the outputs of the first peak hold circuit and the second peak hold circuit to determine the presence or absence of a disconnection.

【0010】この負荷断検出器では、交流電源電圧のゼ
ロクロスが第1のゼロクロス検出回路で検出され、この
ゼロクロスを基にして第1のタイミング生成回路でタイ
ミング信号を生成し、このタイミング信号で、交流電源
電圧の所定角度分が切取られ、そのピークが第1のピー
クホールド回路でホールドされる。一方、負荷電流もゼ
ロクロスが第2のゼロクロス検出回路で検出され、この
ゼロクロス2を基にして第2のタイミング信号生成回路
で同様にタイミング信号を生成しこのタイミング信号
で、負荷電流信号の所定角度分が切取られ、そのピーク
が第2のピークホールド回路でホールドされる。
In this load disconnection detector, a zero cross of the AC power supply voltage is detected by a first zero cross detection circuit, and a timing signal is generated by a first timing generation circuit based on the zero cross. A predetermined angle of the AC power supply voltage is cut off, and its peak is held by a first peak hold circuit. On the other hand, the load current also has a zero cross detected by a second zero cross detection circuit, and a second timing signal generation circuit similarly generates a timing signal based on the zero cross 2 and uses the timing signal to determine a predetermined angle of the load current signal. The minute is cut off and the peak is held by a second peak hold circuit.

【0011】最初に、負荷が正常な状態で、交流電圧と
負荷電流信号のピークが等しくなるように調整し、次に
交流電圧、つまり基準電圧をK%(例えば10%)下げ
て設定しておくことにより、検出動作時で、負荷断がな
い場合は、比較回路は断線検出信号を出力しないが、負
荷の複数本のうち1本が断線して、電流がK%よりダウ
ンすると、比較回路に入力される負荷電流信号が基準電
圧よりも低くなり比較回路は断線検出信号を出力する。
First, with the load in a normal state, adjustment is made so that the peaks of the AC voltage and the load current signal become equal, and then the AC voltage, that is, the reference voltage is lowered by K% (for example, 10%) and set. By doing so, if there is no load disconnection during the detection operation, the comparison circuit does not output a disconnection detection signal, but if one of the plurality of loads is disconnected and the current drops below K%, the comparison circuit Becomes lower than the reference voltage, and the comparator outputs a disconnection detection signal.

【0012】[0012]

【実施例】以下、実施例により、この発明をさらに詳細
に説明する。図1は、この発明の一実施例を示すヒータ
断線検出器の概略構成を示すブロック図である。このヒ
ータ断線検出器は、トランス信号入力回路ブロック1
と、トランス信号タイミング回路ブロック2と、トラン
ス信号ピークホールド・平滑回路3と、CT信号入力回
路ブロック4と、CT信号タイミング回路ブロック5
と、CT信号ピークホールド・平滑回路6と、比較処理
回路ブロック7とから構成されている。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a heater disconnection detector according to an embodiment of the present invention. This heater disconnection detector is connected to the transformer signal input circuit block 1
, A transformer signal timing circuit block 2, a transformer signal peak hold / smoothing circuit 3, a CT signal input circuit block 4, and a CT signal timing circuit block 5.
, A CT signal peak hold / smoothing circuit 6, and a comparison processing circuit block 7.

【0013】これら各回路の詳細については後述する
が、トランス信号入力回路1は、電源トランスの2次側
の両端からトランス電圧波形〔図2の波形(a)〕をト
ランス信号(基準)として取込む。トランス信号タイミ
ング回路ブロック2は、トランス信号のゼロクロスを検
出し、図2の(b)に示すように、ゼロクロス点からπ
/8だけ前の角度に相当する分だけローとするタイミン
グ信号を作り、このタイミング波形によってトランス信
号を位相制御角π/8だけ切り取る〔図2の波形
(c)〕。トランス信号ピークホールド・平滑回路3
は、π/8の部分で切り取ったトランス信号のピークを
取り、平滑する〔図2の波形(d)〕。また、CT信号
入力回路4は、CTユニットから負荷電流波形をCT信
号〔図3の波形(e)〕として取り込む。CTタイミン
グ回路ブロック5は、CT信号のゼロクロス点を検出
し、これを基準として図3の(f)に示すように、図2
の(b)と同様のタイミング波形をつくる。そして、こ
のタイミング波形によってCT信号を位相制御角π/8
の部分で切り取る〔図3の波形(g)〕。CT信号ピー
クホールド・平滑回路6は、π/8の部分で切り取った
信号のピークを取り、平滑する〔図3の波形(h)〕。
比較処理回路ブロック7は、トランス信号ピークホール
ド・平滑回路3の出力とCT信号ピークホールド・平滑
回路6の出力を受け、正常なヒータでの当初のセットモ
ードで、両レベルが同レベルとなるように調整した後、
アラーム(検出)モードに切替え、基準電圧を所定値
(例えば6%)だけ下げる。なお上記トランス信号タイ
ミング回路ブロック2とCT信号タイミング回路ブロッ
ク5で、ゼロクロスより位相制御角π/8で切り取るタ
イミングと定めているのは、通常実施される負荷電流の
位相は、π/8以下となることはなく、ほとんどオン状
態で切り取り得るためである。したがって、その保障が
あれば、そのタイミングの角度をπ/8以上、あるいは
以下としてもよい。
Although details of these circuits will be described later, the transformer signal input circuit 1 takes a transformer voltage waveform (waveform (a) in FIG. 2) as a transformer signal (reference) from both ends of the secondary side of the power transformer. Put in. The transformer signal timing circuit block 2 detects the zero cross of the transformer signal and, as shown in FIG.
A timing signal is made low by an amount corresponding to the angle preceding by / 8, and the transformer signal is cut by the phase control angle π / 8 according to this timing waveform [waveform (c) in FIG. 2]. Transformer signal peak hold and smoothing circuit 3
Takes the peak of the transformer signal cut out at the π / 8 part and smoothes it (waveform (d) in FIG. 2). Further, the CT signal input circuit 4 takes in the load current waveform from the CT unit as a CT signal [waveform (e) in FIG. 3]. The CT timing circuit block 5 detects the zero-cross point of the CT signal, and uses this as a reference, as shown in FIG.
A timing waveform similar to that of FIG. Then, the CT signal is converted into a phase control angle π / 8 by this timing waveform.
(The waveform (g) in FIG. 3). The CT signal peak hold / smoothing circuit 6 takes the peak of the signal cut out at the portion of π / 8 and smoothes it (waveform (h) in FIG. 3).
The comparison processing circuit block 7 receives the output of the transformer signal peak hold / smoothing circuit 3 and the output of the CT signal peak hold / smoothing circuit 6 so that both levels are the same in the initial set mode with a normal heater. After adjusting to
Switch to the alarm (detection) mode, and lower the reference voltage by a predetermined value (for example, 6%). The timing at which the transformer signal timing circuit block 2 and the CT signal timing circuit block 5 cut off from the zero cross at a phase control angle of π / 8 is that the phase of the load current that is normally performed is π / 8 or less. This is because it can be cut off almost in the ON state. Therefore, if there is a guarantee, the angle of the timing may be equal to or more than π / 8 or less.

【0014】この実施例ヒータ断線検出器において、例
えば負荷が並列に接続される10本のヒータであると
し、10本全てが正常であり、断線していない場合は、
CT信号ピークホールド・平滑回路6から比較処理回路
ブロック7に入力されるレベルは、基準電圧よりも高
く、断線検出信号は出力されない。しかし、10本のう
ちの1本が断線すると、負荷電流は正常時の90%とな
るので、比較処理回路ブロック7に入力されるレベル
は、基準電圧よりも低くなり、比較処理回路ブロック7
より断線検出信号が出力される。
In the heater disconnection detector of this embodiment, for example, if the load is ten heaters connected in parallel, if all ten heaters are normal and there is no disconnection,
The level input from the CT signal peak hold / smoothing circuit 6 to the comparison processing circuit block 7 is higher than the reference voltage, and no disconnection detection signal is output. However, if one of the ten wires breaks, the load current becomes 90% of the normal value, so that the level input to the comparison processing circuit block 7 becomes lower than the reference voltage, and
A disconnection detection signal is output.

【0015】次に、上記実施例ヒータ断線検出器の具体
回路例、及びその動作について説明する。図4は、トラ
ンス信号入力回路1の具体回路を示す回路図である。電
源トランス11の2次側には、ダイオードスタック12
が接続されており、電源トランス11の2次側A、Bの
電圧は抵抗R1 〜R4 でそれぞれ約1/4に分圧されて
OPアンプ13、14に入力されている。OPアンプ1
3、14の入力端A’、B’の波形は、電源トランス1
1の出力が、ダイオードスタック12で半波整流され
て、図5に示すようになる。また回路のGNDを基準に
しているため、若干(例1.72V)のオフセットがか
かっている。この端子A’、B’におけるオフセットを
除去するために、OPアンプ15でこれらの電圧波形の
差を取り、トランス信号〔図5の波形(c)〕としてい
る。
Next, a specific circuit example of the heater disconnection detector of the above embodiment and its operation will be described. FIG. 4 is a circuit diagram showing a specific circuit of the transformer signal input circuit 1. On the secondary side of the power transformer 11, a diode stack 12
There are connected, is input secondary side A of the power transformer 11, the voltage of B is pressurized to about 1/4 minutes, respectively resistors R 1 to R 4 in the OP amplifier 13, 14. OP amplifier 1
The waveforms at the input terminals A ′ and B ′ of the terminals 3 and 14 are
1 is half-wave rectified by the diode stack 12, and becomes as shown in FIG. Since the GND of the circuit is used as a reference, there is a slight offset (eg, 1.72 V). In order to remove the offset at the terminals A ′ and B ′, the difference between these voltage waveforms is obtained by the OP amplifier 15 and is used as a transformer signal (waveform (c) in FIG. 5).

【0016】図6は、トランス信号タイミング回路ブロ
ック2の具体回路を示す回路図である。この回路をブロ
ック化すると、図7に示すように、ゼロクロス検出回路
21とタイミング信号形成回路22と波形処理回路23
とから構成されている。この回路ブロック2の動作を図
8に示す波形図を参照して説明する。先ず、トランス入
力回路1から入力されたトランス信号〔図8の(a)〕
からOPアンプ24によってゼロクロス点を検出する。
図8の(b)にゼロクロス信号を示す。次にタイミング
信号を形成する。ヒータの断線検出を位相制御角π/8
まで可能にするため、図8の(d)に示すような、タイ
ミング幅tT =T/2×1/8(=π/8)、ただしT
は周期であるタイミング信号を作成する。すなわち、O
Pアンプ24の出力によってトランジスタTr2 はオン
/オフを繰り返す。トランジスタTr2 がオンすれば、
OPアンプ25の+側入力端は、負電源電圧V- (=−
6.2V)まで引っ張られる。一方、トランジスタTr
2 がオフすれば、OPアンプ25の+側入力端は、正電
源電圧V+ (=7V)によって、CRの時定数τt (C
→C1 、R→R12、R13、R14)をもって充電される。
これによりOPアンプ25の+側入力端の電圧波形は、
図8の(c)の鋸歯波形となる。また、OPアンプ25
の−入力端には、基準電圧Vref が加えられている。こ
の基準電圧Vref は、図8の(c)において、鋸歯波が
ref を越える角度がπ/8となるように設定してい
る。鋸歯波と基準電圧Vref がOPアンプ25に入力さ
れ、その出力は図8の(d)に示す波形となり、トラン
ジスタTr3 は、ゼロクロス点よりπ/8の期間だけオ
フとなり、その間に亘り、ボリュウムVR1 よりのトラ
ンス信号を切り取ってトランス波形処理信号としてE点
より出力する〔図8の(e)〕。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a specific circuit of the transformer signal timing circuit block 2. When this circuit is divided into blocks, as shown in FIG. 7, a zero-cross detection circuit 21, a timing signal formation circuit 22, and a waveform processing circuit 23
It is composed of The operation of the circuit block 2 will be described with reference to the waveform diagram shown in FIG. First, a transformer signal input from the transformer input circuit 1 [(a) of FIG. 8]
, The zero cross point is detected by the OP amplifier 24.
FIG. 8B shows a zero cross signal. Next, a timing signal is formed. Detection of disconnection of heater by phase control angle π / 8
In order to make it possible, the timing width t T = T / 2 × 1 / (= π / 8) as shown in FIG.
Creates a timing signal that is a period. That is, O
The transistor Tr 2 is repeatedly turned on / off by the output of the P amplifier 24. When the transistor Tr 2 is turned on,
The + input terminal of the OP amplifier 25 is connected to the negative power supply voltage V (= −
6.2V). On the other hand, the transistor Tr
If 2 is turned off, the + side input terminal of the OP amplifier 25, the positive supply voltage V + (= 7V), the time constant of the CR τ t (C
→ C 1 , R → R 12 , R 13 , R 14 ).
Thus, the voltage waveform at the + input terminal of the OP amplifier 25 is
The sawtooth waveform shown in FIG. Also, the OP amplifier 25
The reference voltage Vref is applied to the-input terminal of the. The reference voltage V ref is set so that the angle at which the sawtooth wave exceeds V ref becomes π / 8 in FIG. Sawtooth wave and the reference voltage V ref is inputted to the OP amplifier 25, whose output has a waveform shown in (d) of FIG. 8, the transistor Tr 3 becomes only the OFF period of the [pi / 8 from the zero-crossing point, over therebetween, outputs from point E as trans waveform processing signal by cutting a transformer signal from Boryuumu VR 1 [in FIG. 8 (e)].

【0017】図9は、トランス信号ピークホールド・平
滑回路3の具体回路を示す回路図である。トランス信号
タイミング回路ブロック2のE点より出力されたπ/8
で切り取られたトランス波形処理信号〔図10の
(a)〕は、OPアンプ31、ダイオードD2 、OPア
ンプ32等からなるピークホールド回路で直流化され
〔図10の(b)〕、さらに抵抗R18とコンデンサC3
とで構成される平滑回路で平滑され、基準となる信号
〔図10の(c)〕が作成される。なお、トランジスタ
Tr4 は、電源立上げ時に、禁止時間回路ブロック(図
示せず)からの信号を受け、コンデンサC3 を電源立上
げ時の一定時間だけ短絡して出力を禁止し、誤動作を防
止している。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a specific circuit of the transformer signal peak hold and smoothing circuit 3. Π / 8 output from point E of transformer signal timing circuit block 2
The transformer waveform processing signal [(a) in FIG. 10] cut out by [1] is converted to a direct current by a peak hold circuit including an OP amplifier 31, a diode D 2 , an OP amplifier 32, etc. [(b) in FIG. R 18 and capacitor C 3
And a reference signal [(c) in FIG. 10] is created. When the power is turned on, the transistor Tr 4 receives a signal from a prohibition time circuit block (not shown), and short-circuits the capacitor C 3 for a certain period of time when the power is turned on to prohibit output, thereby preventing malfunction. doing.

【0018】図11はCT信号入力回路ブロック4の具
体回路を示す回路図である。CT(変流器)41からの
信号をOPアンプ42で増幅している。ボリュウムVR
3 は、複数ヒータ断線のセッティングボリュウムになっ
ている。図12は、CT信号タイミング回路ブロック5
の具体回路を示す回路図である。このCTタイミング回
路ブロック5は、CT信号ゼロクロス検出部51と、ゼ
ロクロス信号立上がり検出部52と、タイミング制御部
53とから構成されている。
FIG. 11 is a circuit diagram showing a specific circuit of the CT signal input circuit block 4. A signal from a CT (current transformer) 41 is amplified by an OP amplifier 42. Volume VR
Reference numeral 3 denotes a setting volume for disconnection of a plurality of heaters. FIG. 12 shows a CT signal timing circuit block 5
3 is a circuit diagram showing a specific circuit of FIG. The CT timing circuit block 5 includes a CT signal zero-cross detector 51, a zero-cross signal rising detector 52, and a timing controller 53.

【0019】先ず、CT信号ゼロクロス検出部51で
は、CT信号入力回路ブロック4のF点からの信号〔図
13の(a)〕をOPアンプ54で40倍に増幅する
〔図13の(b)〕。この増幅された信号と基準電圧V
ref とをOPアンプ55でコンパレートすることにより
ゼロクロス点を検出する〔図13の(c)〕。しかし、
ここでは0Vを比較基準電圧としていないため、厳密に
はゼロクロス点を検出していない。また、OPアンプ5
5によるコンパレート動作にヒステリシスを持たしてい
る。その理由については後述する。
First, the CT signal zero-cross detector 51 amplifies the signal [FIG. 13 (a)] from the point F of the CT signal input circuit block 4 by 40 times by the OP amplifier 54 [FIG. 13 (b)]. ]. This amplified signal and the reference voltage V
The zero-cross point is detected by comparing ref with the OP amplifier 55 (FIG. 13C). But,
Here, since 0 V is not used as the comparison reference voltage, the zero cross point is not strictly detected. In addition, OP amplifier 5
5 has hysteresis in the comparison operation. The reason will be described later.

【0020】図13の(b)に示すように、CT増幅信
号を0Vではない基準電圧Vref で比較してCTゼロク
ロス信号を検出するため負荷電流の大きさや位相制御の
状態によってCTゼロクロス信号のずれが生じる可能性
がある。このずれを小さくするために、上記OPアンプ
54で約40倍の増幅を行っている。CTゼロクロス検
出部51より出力された図13の(c)に示すゼロクロ
ス信号を、NAND回路56、57で構成されるCTゼ
ロクロス立上がり検出部52に入力し、タイミング信号
の基準とするゼロクロス立上がりのみを検出し、図13
の(d)に示すCTゼロクロス立上がり信号を得てい
る。
As shown in FIG. 13B, the CT amplified signal is compared with a reference voltage Vref other than 0 V to detect the CT zero-cross signal, so that the CT zero-cross signal depends on the magnitude of the load current and the state of the phase control. Misalignment may occur. In order to reduce this deviation, the OP amplifier 54 performs amplification about 40 times. The zero-cross signal shown in FIG. 13C output from the CT zero-cross detector 51 is input to a CT zero-cross rising detector 52 composed of NAND circuits 56 and 57, and only the zero-cross rising as a reference of the timing signal is detected. FIG. 13
(D), the CT zero cross rising signal shown in FIG.

【0021】ここで、OPアンプ55のヒステリシスに
ついて説明する。CT増幅信号を厳密に示せば、図15
に示すように、三相で使用したときのノイズや直流分に
よるひずみが現れてくる。0V付近でコンパレートして
ゼロクロス信号を取れば、直流分によるひずみによって
ゼロクロス点が二重になる可能性がある。また、ヒステ
リシスは三相で使用した場合のノイズを含めて、ノイズ
によるチャタリング防止のために設けてある。三相によ
るノイズの高さが約1.0V程度であるため、ヒステリ
シス幅を約2.5V程度としている。
Here, the hysteresis of the OP amplifier 55 will be described. If the CT amplified signal is shown exactly, FIG.
As shown in (3), noise and distortion due to DC components appear when used in three phases. If a zero cross signal is obtained by performing comparison around 0 V, there is a possibility that the zero cross point may be doubled due to distortion due to the DC component. The hysteresis is provided to prevent chattering due to noise, including noise when used in three phases. Since the noise height due to the three phases is about 1.0 V, the hysteresis width is about 2.5 V.

【0022】次に、タイミング信号制御部53の動作に
ついて説明する。トランスのタイミング信号形成部と同
様にヒータの断線検出を位相制御角π/8まで可能にす
るために、図14の(e)に示すように、tCT=T/2
×1/8(=π/8)であるタイミング信号を作る必要
がある。このために先ずRSフリップフロップ58でN
AND回路59に、CTゼロクロス立上がり検出部52
よりハイ信号が入力されると、NAND回路60にロー
を出力するためトランジスタTr6 はオフとなる。この
トランジスタTr6 のオフにより、コンデンサC5 は時
定数τCT(C→C5 、R→R29、R30、R31)の充電を
開始する。一方、OPアンプ61の+入力端子電圧はト
ランスタイミング信号形成回路22と同様に、基準電圧
ref である(Vref ≒8.95V)。OPアンプ61
の−側入力電圧が基準電圧Vref より高くなると、OP
アンプ61の出力電圧〔図14の(d)〕がハイとな
る。そのため、NAND回路60はハイを出力するた
め、トランジスタTr6 はオンする。この瞬間コンデン
サC5 は放電し、負電源V- (=−6.2V)まで引っ
張られる。そして、OPアンプ61の出力は再度ローと
なる。CTゼロクロス検出立上がり信号がセット信号、
OPアンプ61の出力電圧がリセット信号となり、これ
らが繰り返されることにより、NAND回路59の出力
は、図14の(e)に示す波形となる。このCTタイミ
ング信号により、トランジスタTr7 はオン/オフを繰
り返し、その出力端Gより図14の(f)に示す、CT
波形処理信号が出力される。
Next, the operation of the timing signal control section 53 will be described. As shown in FIG. 14E , t CT = T / 2, as shown in FIG. 14E, in order to enable detection of disconnection of the heater up to the phase control angle π / 8, similarly to the timing signal forming section of the transformer.
It is necessary to create a timing signal that is × 1/8 (= π / 8). For this purpose, first, the RS flip-flop 58
The AND circuit 59 includes a CT zero-cross rising detection section 52.
When a higher signal is input, the transistor Tr 6 is turned off to output a low signal to the NAND circuit 60. By turning off the transistor Tr 6, the capacitor C 5 starts charging time constant τ CT (C → C 5, R → R 29, R 30, R 31). On the other hand, the + input terminal voltage of the OP amplifier 61 is the reference voltage V ref (V ref ≒ 8.95 V) as in the case of the trans timing signal forming circuit 22. OP amplifier 61
When the negative side input voltage becomes higher than the reference voltage Vref , OP
The output voltage [(d) in FIG. 14] of the amplifier 61 becomes high. Therefore, NAND circuit 60 to output a high, transistor Tr 6 is turned on. The moment the capacitor C 5 is discharged, the negative power supply V - is pulled up (= -6.2V). Then, the output of the OP amplifier 61 becomes low again. CT zero cross detection rising signal is set signal,
The output voltage of the OP amplifier 61 becomes a reset signal, and by repeating these, the output of the NAND circuit 59 has a waveform shown in FIG. By the CT timing signal, the transistor Tr 7 repeats on / off, and the output terminal G outputs a CT signal as shown in FIG.
A waveform processing signal is output.

【0023】図16は、CT信号ピークホールド・平滑
回路6の具体回路を示す回路図である。このCT信号ピ
ークホールド・平滑回路6の回路構成及び動作は、トラ
ンス信号ピークホールド・平滑回路3と同様であるので
詳細な説明は省略する。図17は、比較処理回路ブロッ
ク7の具体回路例を示す回路図である。図17において
スイッチSWはセットモードとアラームモードを切り替
えるためのスイッチである。スイッチSWを端子A20
側に倒すとセットモードとなり、端子A22側に倒すと
アラームモードとなる。
FIG. 16 is a circuit diagram showing a specific circuit of the CT signal peak hold and smoothing circuit 6. The circuit configuration and operation of the CT signal peak hold / smoothing circuit 6 are the same as those of the transformer signal peak hold / smoothing circuit 3, and therefore detailed description is omitted. FIG. 17 is a circuit diagram showing a specific circuit example of the comparison processing circuit block 7. In FIG. 17, a switch SW is a switch for switching between a set mode and an alarm mode. Switch SW to terminal A20
To the set mode, and to the terminal A22 side to enter the alarm mode.

【0024】複数ヒータ断線検出機能のセッティングを
行うには、切替スイッチSWをセット側に入れる。これ
により、トランス波形平滑信号とCT波形平滑信号をO
Pアンプ71で比較する。ボリュウムVR3 でCT信号
の出力を調整してトランス波形平滑信号よりCT波形平
滑信号が低くなるとOPアンプ71の出力がハイとな
り、AND回路75の出力も位相角π/8以上の信号が
ハイならばハイ信号となり、異常検出回路(図示せず)
のOPEN、LEDのみをオンさせる。この時OPアン
プ73の出力によりAND回路74は出力されず、ヒー
タ断線検出信号は出力されない、つまりリレー出力回路
は動作しない。
To set the multiple heater disconnection detection function, the changeover switch SW is set to the set side. Thereby, the transformer waveform smoothed signal and the CT waveform smoothed signal are
The comparison is made by the P amplifier 71. When the output of the CT signal is adjusted by the volume VR 3 and the CT waveform smoothed signal becomes lower than the transformer waveform smoothed signal, the output of the OP amplifier 71 becomes high, and the output of the AND circuit 75 becomes high if the signal having a phase angle of π / 8 or more is high. If it becomes a high signal, an abnormality detection circuit (not shown)
Only the OPEN and LED are turned on. At this time, the AND circuit 74 is not output by the output of the OP amplifier 73, and the heater disconnection detection signal is not output, that is, the relay output circuit does not operate.

【0025】次に、切替スイッチSWをアラーム側に
し、トランス波形平滑信号を抵抗R20とR21の接続点レ
ベルに落とす。OPアンプ71はCT波形平滑信号が上
記接続点レベルより低くなった時に、その出力をハイと
し、またOPアンプ73の出力もハイとなり、AND回
路74の出力がハイとなる。すなわちヒータ断線検出信
号がハイとなる。しかし、OPアンプ72の出力はロー
なのでAND回路75の出力、つまりセット状態検出信
号は、常にローとなっている。なお、抵抗R47、コンデ
ンサC8 はノイズ誤動作防止用に設けてある。
Next, the changeover switch SW to the alarm side, lowering the transformer waveform smoothed signal to a connection point level of the resistor R 20 and R 21. When the CT waveform smoothed signal becomes lower than the connection point level, the output of the OP amplifier 71 is set high, the output of the OP amplifier 73 is also high, and the output of the AND circuit 74 is high. That is, the heater disconnection detection signal becomes high. However, since the output of the OP amplifier 72 is low, the output of the AND circuit 75, that is, the set state detection signal is always low. Note that the resistor R 47 and the capacitor C 8 are provided to prevent noise malfunction.

【0026】[0026]

【発明の効果】この発明によれば、負荷電圧検出用トラ
ンスが不要となるので、負荷の両端に検出用の電線を接
続する手間が省けるし、断線検出器の外形を小さくでき
る。また、位相制御角によらず検出感度がほぼ一定とな
る。そのため、初期設定がどの位相角においても可能と
なる。さらに断線検出感度が向上する等の効果がある。
According to the present invention, a load voltage detecting transformer is not required, so that it is not necessary to connect detection wires to both ends of the load, and the outer shape of the disconnection detector can be reduced. Further, the detection sensitivity becomes substantially constant regardless of the phase control angle. Therefore, initialization can be performed at any phase angle. Further, there is an effect that the disconnection detection sensitivity is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施例を示すヒータ断線検出器の
概略構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a heater disconnection detector according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施例ヒータ断線検出器の全体動作を説明す
るための波形図である。
FIG. 2 is a waveform chart for explaining the overall operation of the heater disconnection detector of the embodiment.

【図3】同実施例ヒータ断線検出器の全体動作を説明す
るための波形図である。
FIG. 3 is a waveform chart for explaining the overall operation of the heater disconnection detector of the embodiment.

【図4】同実施例ヒータ断線検出器のトランス信号入力
回路ブロックの具体回路例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a specific circuit example of a transformer signal input circuit block of the heater disconnection detector of the embodiment.

【図5】同トランス信号入力回路ブロックの動作を説明
するための波形図である。
FIG. 5 is a waveform chart for explaining the operation of the transformer signal input circuit block.

【図6】上記実施例ヒータ断線検出器のトランス信号タ
イミング回路ブロックの具体回路例を示す回路図であ
る。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a specific circuit example of a transformer signal timing circuit block of the heater disconnection detector according to the embodiment.

【図7】同トランス信号タイミング回路ブロックの概略
構成を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of the transformer signal timing circuit block.

【図8】同トランス信号タイミング回路ブロックの動作
を説明するための波形図である。
FIG. 8 is a waveform chart for explaining the operation of the transformer signal timing circuit block.

【図9】上記実施例ヒータ断線検出器のトランス信号ピ
ークホールド・平滑回路の具体回路例を示す回路図であ
る。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a specific circuit example of a transformer signal peak hold and smoothing circuit of the heater disconnection detector according to the embodiment.

【図10】同トランス信号ピークホールド・平滑回路の
動作を説明するための波形図である。
FIG. 10 is a waveform chart for explaining the operation of the transformer signal peak hold and smoothing circuit.

【図11】上記実施例ヒータ断線検出器のCT信号入力
回路ブロックの具体回路例を示す回路図である。
FIG. 11 is a circuit diagram showing a specific circuit example of a CT signal input circuit block of the heater disconnection detector of the embodiment.

【図12】同実施例ヒータ断線検出器のCT信号タイミ
ング回路ブロックの具体回路例を示す回路図である。
FIG. 12 is a circuit diagram showing a specific circuit example of a CT signal timing circuit block of the heater disconnection detector of the embodiment.

【図13】同CT信号タイミング回路ブロックの動作を
説明するための波形図である。
FIG. 13 is a waveform chart for explaining the operation of the CT signal timing circuit block.

【図14】同CT信号タイミング回路ブロックの動作を
説明するための波形図である。
FIG. 14 is a waveform chart for explaining the operation of the CT signal timing circuit block.

【図15】同CT信号タイミング回路ブロックのヒステ
リシス動作を説明するための波形図である。
FIG. 15 is a waveform chart for explaining a hysteresis operation of the CT signal timing circuit block.

【図16】上記実施例ヒータ断線検出器のCT信号ピー
クホールド・平滑回路の具体例を示す回路図である。
FIG. 16 is a circuit diagram showing a specific example of a CT signal peak hold / smoothing circuit of the heater disconnection detector of the embodiment.

【図17】同実施例ヒータ断線検出器の比較処理回路ブ
ロックの具体回路例を示す回路図である。
FIG. 17 is a circuit diagram showing a specific circuit example of a comparison processing circuit block of the heater disconnection detector of the embodiment.

【図18】従来のヒータ断線検出器を示す回路ブロック
図である。
FIG. 18 is a circuit block diagram showing a conventional heater disconnection detector.

【図19】従来の他のヒータ断線検出器を示す回路ブロ
ック図である。
FIG. 19 is a circuit block diagram showing another conventional heater disconnection detector.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 トランス信号入力回路ブロック 2 トランス信号タイミング回路ブロック 3 トランス信号ピークホールド・平滑回路 4 CT信号入力回路ブロック 5 CT信号タイミング回路ブロック 6 CT信号ピークホールド・平滑回路 7 比較処理回路ブロック 1 transformer signal input circuit block 2 transformer signal timing circuit block 3 transformer signal peak hold / smoothing circuit 4 CT signal input circuit block 5 CT signal timing circuit block 6 CT signal peak hold / smoothing circuit 7 comparison processing circuit block

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−183176(JP,A) 特開 平2−227980(JP,A) 特開 平2−51887(JP,A) 特開 平2−90072(JP,A) 特開 平3−53484(JP,A) 特開 昭63−205085(JP,A) 特開 平2−12787(JP,A) 実開 平2−134690(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05B 3/00 320 G01R 31/02 Continuation of the front page (56) References JP-A-2-183176 (JP, A) JP-A-2-227980 (JP, A) JP-A-2-51887 (JP, A) JP-A-2-90072 (JP) JP-A-3-53484 (JP, A) JP-A-63-205085 (JP, A) JP-A-2-12787 (JP, A) JP-A-2-134690 (JP, U) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H05B 3/00 320 G01R 31/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】負荷電流抽出器と、負荷に電力供給する電
源の交流電圧を導出する手段と、前記交流電圧のゼロク
ロスを検出する第1のゼロクロス検出回路と、前記抽出
された負荷電流のゼロクロスを検出する第2のゼロクロ
ス検出回路と、前記ゼロクロスを基に所定のタイミング
を生成する第1、第2のタイミング生成回路と、前記タ
イミングで導出した電源電圧のレベルを保持する第1の
ピークホールド回路と、前記タイミングで抽出した負荷
電流波形のレベルを保持する第2のピークホールド回路
と、これら第1のピークホールド回路と第2のピークホ
ールド回路の出力を比較して断線の有無を判別する比較
回路とからなることを特徴とする負荷断検出器。
1. A load current extractor, means for deriving an AC voltage of a power supply for supplying power to a load, a first zero-cross detecting circuit for detecting a zero-cross of the AC voltage, and a zero-cross of the extracted load current , A first and second timing generation circuit for generating a predetermined timing based on the zero cross, and a first peak hold for holding a power supply voltage level derived at the timing Circuit, a second peak hold circuit that holds the level of the load current waveform extracted at the timing, and outputs of the first peak hold circuit and the second peak hold circuit are compared to determine whether there is a disconnection. A load disconnection detector comprising a comparison circuit.
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