JP3192729U - 交流電源ディテクター - Google Patents

Abstract

【課題】交流電源ディテクターを提供する。
【解決手段】交流電源ディテクター５００は外殼、ソレノイド５６１、整流フィルター回路５８０、及び拡大駆動回路５９０を備える。外殼は穿孔、第一アウトプット端５３０ａ、及び第二アウトプット端５３０ｂを備える。穿孔は交流電源を負荷する電線をその中に通す。ソレノイド５６１は外殼内部に位置し、しかも穿孔周囲を取り囲み、電線上の交流電源が生じる磁場を感知し、第一電圧を生じる。整流フィルター回路５８０は第一電圧に対して整流及びろ過を行い、第二電圧を生じる。拡大駆動回路５９０は第二電圧を拡大し、第一アウトプット端５３０ａと第二アウトプット端５３０ｂとの間でアウトプット電流を生じる。
【選択図】図５

Description

本考案は、交流電源に関し、交流電源ディテクターに関する。

交流電源（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ、ＡＣ）とは、大きさと方向において共に周期的変化を生じる電流で、一周期内の運行平均値は、ゼロである。
方向が時間に従い変化しない直流電源に比べ、交流電源は、電気エネルギーの伝送には比較的効率が高い方式である。
そのため、現在では、各国の商用及び民生用の電力供給ではすべて、交流電源の方式を採用している。

大部分の電気設備はみな、交流電源により電気エネルギーを供給する。
もし、交流電源が正常に給電されなければ、電気設備は正常に作動せず、工業生産の過程に重大な損失をもたらす。
そのため、交流電源が正常に給電されているか否かのディテクトは、解決が待たれる重要な課題である。

図８は、特許文献１に開示する電圧ディテクター８００のブロックチャートである。
電圧ディテクター８００は、外部交流電源の波形信号を受信し、外部交流電源の波形信号の振幅値とバックアップ交流電源の波形信号の振幅値とを比較する。
もし、外部交流電源とバックアップ交流電源が、同じポイントの振幅値で、外部交流電源波形の振幅値が、バックアップ交流電源波形の振幅値より小さいなら、外部交流電源の電圧が低下し、しかもバックアップ交流電源の電圧レート値より低いことを示している。

この時、コントロールユニットは直ちに機器設備を、外部交流電源に連通する状態から、バックアップ交流電源に連通する状態へと切り換える。
これにより、外部交流電源の電圧急速低下が機器設備のフリーズを引き起こし、運転停止の状況を招く恐れを払拭し、機器設備の正常運転を維持する。

しかし、現在大部分の交流電源ディテクターは、交流電源本体に接続しなければならない。
図８に示す特許文献１でも、電圧ディテクター８００は外部交流電源に接続しなければ、外部交流電源の電圧が低下したかどうかを、探知し比較することはできない。
交流電源ディテクターを交流電源に接続するのでは、交流電源の負荷を拡大するのと同じで、余分な電力を消費してしまう。

台湾特許公告第Ｍ４５０７３２号明細書

しかし、上述した考案は使用上、欠点があり、改善する必要がある。その原因は下記の通りである。

現在大部分の交流電源ディテクターは、交流電源本体に接続しなければならない。
上記した特許文献１でも、電圧ディテクターは外部交流電源に接続しなければ、外部交流電源の電圧が低下したかどうかを、探知し比較することはできない。
交流電源ディテクターを交流電源に接続するのでは、交流電源の負荷を拡大するのと同じで、余分な電力を消費してしまう。

本考案は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、交流電源ディテクターを提供することにある。

本考案が提供する交流電源ディテクターは、外殼、ソレノイド、整流フィルター回路、及び拡大駆動回路を備える。
外殼は、ちょうど中央に位置する穿孔を備え、穿孔は交流電源を負荷する電線をその中に通す。
ソレノイドは、外殼内部に位置し、しかも穿孔周囲を取り囲み、電線上の交流電源が生じる磁場を感知し、第一電圧を生じる。
整流フィルター回路は、外殼内部に位置し、第一電圧に対して整流及びろ過を行い、第二電圧を生じる。
拡大駆動回路は、外殼内部に位置し、第二電圧を拡大し、第一アウトプット端及び二アウトプット端との間で、アウトプット電流を生じる。

本考案が提供する交流電源ディテクターは、磁場感知回路、整流フィルター回路、及び拡大駆動回路を備える。
磁場感知回路は、特定エリアの磁場を感知し、磁場の強度に基づき、第一ノードにおいて第一電圧を生じ、中でも、交流電源を帯びた導線は、特定エリアにおいて磁場を生じる。
整流フィルター回路は、第一ノードと第二ノードとの間に接続し、第一電圧に対して整流及びろ過を行い、これにより第二ノードにおいて第二電圧を生じる。
拡大駆動回路は、第二ノードに接続し、第二電圧を拡大し、第一アウトプット端及び二アウトプット端との間で、アウトプット電流を生じる。

本考案の交流電源ディテクターは、以下の効果を備える。
交流電源が生じる磁場を直接感知するため、侵襲性がなく、そのため、既存の設備を取り外したり、破壊したりする必要なく、既存の各種設備に追加設置することができる。

さらに、本考案の交流電源ディテクターは、磁場感知で生じる電力を利用し、インジケーターを点灯させるため、別の電源が不要である。

加えて、本考案の交流電源ディテクターは、感知した交流信号を、デジタル化したＯＮ／ＯＦＦ電子信号に転換するため、干渉を受けることなく、長距離の探知を行うことができる。

最後に、本考案の多数の交流電源ディテクターは、相互に直列接続し、プログラマブルロジック回路のインプット接点を節減することができる。

本考案の一実施形態による交流電源ディテクターの正面模式図である。 本考案の一実施形態による交流電源ディテクターの立体模式図である。 本考案の一実施形態による交流電源ディテクター中央の穿孔を通過する交流電源が生じる磁場を示す模式図である。 本考案の一実施形態による交流電源ディテクターと交流電源を帯びた導線を示す模式図である。 本考案の一実施形態による交流電源ディテクターのアウトプット電圧と交流電源の電流二乗平均平方根の対応関係を示す模式図である。 本考案の一実施形態による交流電源ディテクターのブロックチャートである。 本考案の一実施形態による交流電源ディテクターとプログラマブルロジック回路の連接を示す模式図である。 本考案の別種の実施形態による交流電源ディテクターとプログラマブルロジック回路の連接を示す模式図である。 本考案の一実施形態による多数の交流電源ディテクターとプログラマブルロジック回路の連接を示す模式図である。 特許文献１による電圧ディテクターのブロックチャートである。

（一実施形態）
本考案の一実施形態による交流電源ディテクターを図面に基づいて説明する。
図１は、本考案の交流電源ディテクター１００の正面模式図である。
交流電源ディテクター１００の正面のちょうど中央には、穿孔１１０を備え、穿孔１１０には、電線を通過させることができ、電線上には、交流電源を負荷する。

交流電源ディテクター１００の正面には、インジケーター１２０を備える。
交流電源ディテクター１００は、インジケーター１２０により、電線上に負荷される交流電源の振幅が正常レベルに達しているか否かを表示する。
交流電源の振幅が正常レベルに達していれば、インジケーター１２０は、点灯する。
反対に、電線上に交流電源が負荷されていない、或いは交流電源の振幅が正常レベルに達していないなら、インジケーター１２０は、点灯しない。
そのため、使用者は、インジケーター１２０の明滅状態により、電線上に負荷される交流電源の振幅が正常レベルに達しているか否かを知ることができる。

交流電源ディテクター１００の正面には、ピンユニット１３０を備える。
一実施形態では、ピンユニット１３０は、４個のピン１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄを備える。
ピン１３０ａ及び１３０ｂは、交流電源ディテクター１００の２個のアウトプット端で、すなわち、交流電源ディテクター１００は、ピン１３０ａと１３０ｂとの間で、アウトプット電流を生じる。

電線に負荷される交流電源が、正常レベルなら、交流電源ディテクター１００が、ピン１３０ａと１３０ｂとの間で生じるアウトプット電流は、第一レベルに等しい。
電線に交流電源が負荷されていない、或いは電線に負荷される交流電源が正常レベルより低いなら、交流電源ディテクター１００が、ピン１３０ａと１３０ｂとの間で生じるアウトプット電流は、第二レベルに等しい。
そのため、使用者は、交流電源ディテクター１００が生じるアウトプット電流の大きさにより、電線上に負荷される交流電源の振幅が正常レベルに達しているか否かを知ることができる。

一実施形態では、ピンユニット１３０はさらに、ピン１３０ｃ及び１３０ｄを備える。
ピン１３０ｃは、１３０ｄに接続し、交流電源ディテクター１００と他の多数の交流電源ディテクターとが、相互に直列接続される時に、使用される。
交流電源ディテクター１００と他の多数の交流電源ディテクターとの、直列接続の方式は、図７でさらに説明する。

図２Ａは、本考案の交流電源ディテクターの立体模式図である。
電線は、交流電源ディテクターのちょうど中央の穿孔を通過する。
電線は、交流電源ディテクターと相互に接続しない。
よって、交流電源ディテクターは、電線上の交流電源の負荷とならず、そのため電力消費を増やすこともない。
電線上には、交流電源Ｉｐを帯びる。
電線上の交流電源Ｉｐが、時間と共に振幅を変えたなら、電線の周囲には、磁場を生じ、磁場強度は交流電源Ｉｐの振幅に従い変化する（図２Ｂ参照）。
そのため、交流電源ディテクターは、中央穿孔周囲の磁場を感知することで、インジケーターの明滅状態及びアウトプット電流のレベルを決定する。

図３は、交流電源ディテクター３００と交流電源を帯びた導線３５０の模式図である。
交流電源ディテクター３００の中央には、穿孔３１０を備える。
導線３５０は、交流電源Ｉｐを帯び、穿孔３１０中より通過する。
同時に、交流電源ディテクター３００は、アウトプット端３３０ａ及び３３０ｂを備える。
交流電源ディテクター３００は、穿孔３１０周囲に、交流電源Ｉｐにより生じる磁場を感知すると、アウトプット端３３０ａと３３０ｂとの間に、アウトプット電流を生じる。

一実施形態では、アウトプット端の負荷電気抵抗は、２ＫΩである。
アウトプット端３３０ａ及び３３０ｂを流れる電流は、Ｉｃである。
アウトプット電流Ｉｃのレベルは、［２４Ｖ−０．８Ｖ］／２ＫΩである。

図４は、交流電源ディテクターのアウトプット電圧Ｖｃｅと交流電源の電流二乗平均平方根Ｉｐの対応関係を示す模式図である。
交流電源ディテクターのアウトプット電圧Ｖｃｅは、２個のレベルを備える。
第一レベルは、０．８Ｖで、第二レベルは、２４Ｖである。
交流電源の電流二乗平均平方根Ｉｐが、０Ａから１Ａまで上昇すると、交流電源ディテクターのアウトプット電圧Ｖｃｅは、時間ＴＰＨＬ中において、第二レベル２４Ｖから第一レベル０．８Ｖへと低下する。

交流電源の電流二乗平均平方根Ｉｐが、１Ａから０Ａまで低下すると、交流電源ディテクターのアウトプット電圧Ｖｃｅは、時間ＴＰＬＨ中において、第一レベル０．８Ｖから第二レベル２４Ｖの７５％水準へと上昇する。
そのため、使用者は、アウトプット電圧Ｖｃｅのレベルにより、交流電源Ｉｐが正常レベルであるかどうかを判断することができる。

図５は、本考案の交流電源ディテクター５００のブロックチャートである。
一実施形態では、交流電源ディテクター５００は、磁場感知回路５６０、インジケーター５７０、整流フィルター回路５８０、及び拡大駆動回路５９０を備える。
磁場感知回路５６０は、交流電源ディテクター５００の外殼の中央穿孔の周囲エリアの磁場を感知し、磁場の強度に基づき、第一ノード５５１において、第一電圧を生じる。

一実施形態では、磁場感知回路５６０は、ソレノイド（ｓｏｌｅｎｏｉｄ）５６１を備え、交流電源を負荷する導線の、中央穿孔の周囲エリアが生じる磁場を感知する。
インジケーター５７０は、第一ノード５５１とアースとの間に接続し、第一電圧の強度に基づき点灯する。
一実施形態では、インジケーター５７０は、電気抵抗５７２及びＬＥＤインジケーター５７１を備える。
整流フィルター回路５８０は、第一ノード５５１と第二ノード５５２との間に接続し、第一電圧に対して整流及びろ過を行い、これにより第二ノード５５２において第二電圧を生じる。

一実施形態では、整流フィルター回路５８０は、ダイオード５８１及びキャパシタ５８２を備える。
ダイオード５８１は、第一ノード５５１と第二ノード５５２との間に接続し、第一ノード５５１と第二ノード５５２との間を流れる電流に対して整流を行う。
キャパシタ５８２は、第二ノード５５２とアースとの間に接続する。
拡大駆動回路５９０は、第二ノード５５２に接続し、第二電圧を拡大し、第一アウトプット端５３０ａと第二アウトプット端５３０ｂとの間で、アウトプット電流を生じる。

一実施形態では、拡大駆動回路５９０は、２個のトランジスター５９１、５９２、及び電気抵抗５９３を備える。
電気抵抗５９３は、トランジスター５９１のベースと第二ノード５５２との間に接続する。
トランジスター５９１は、コレクタを備え、第一アウトプット端５３０ａに接続する。
トランジスター５９２は、ベースを備え、トランジスター５９１のエミッタに接続し、コレクタは、第一アウトプット端５３０ａに接続し、及びエミッタは、第二アウトプット端５３０ｂに接続する。

図６Ａは、本考案の交流電源ディテクター６００とプログラマブルロジック回路６４０の連接を示す一実施形態の模式図である。
交流電源ディテクター６００の第一アウトプット端６３０ａは、プログラマブルロジック回路６４０のＮＰＮ Ｉ／Ｐエンドポイントに接続する。
交流電源ディテクター６００の第二アウトプット端６３０ｂは、プログラマブルロジック回路６４０の０Ｖエンドポイントに接続する。

図６Ｂは、本考案の交流電源ディテクター６５０とプログラマブルロジック回路６９０の連接を示す別種の実施形態の模式図である。
交流電源ディテクター６５０の第一アウトプット端６８０ａは、プログラマブルロジック回路６９０の２４Ｖエンドポイントに接続する。
交流電源ディテクター６５０の第二アウトプット端６８０ｂは、プログラマブルロジック回路６５０のＰＮＰ Ｉ／Ｐエンドポイントに接続する。

図７は、本考案の多数の交流電源ディテクター７１０、７２０、…、７ｎ０とプログラマブルロジック回路７００の連接を示す一実施形態の模式図である。
多数の交流電源ディテクターを直列接続する時、最初と末端の交流電源ディテクター以外は、中段に位置する交流電源ディテクターの接続方式はすべて相同である。

交流電源ディテクター７２０を例とする。
交流電源ディテクター７２０の第二ピン７２０ｂは、前方の交流電源ディテクター７１０の第一ピン７１０ａに接続し、交流電源ディテクター７２０の第四ピン７２０ｄは、前方の交流電源ディテクター７１０の第三ピン７１０ｃに接続する。
交流電源ディテクター７２０の第一ピン７２０ａは、後方の交流電源ディテクター７３０の第二ピン７３０ｂに接続し、交流電源ディテクター７２０の第三ピン７２０ｃは、後方の交流電源ディテクター７３０の第四ピン７３０ｄに接続する。

最末端の交流電源ディテクター７ｎ０の第一ピン７ｎ０Ａは、前方の交流電源ディテクター７（ｎ−１）０の第三ピン７（ｎ−１）０ｃに接続し、交流電源ディテクター７ｎ０の第二ピン７ｎ０ｂは、前方の交流電源ディテクター７（ｎ−１）０の第一ピン７（ｎ−１）０ａに接続する。
最前端の交流電源ディテクター７１０の第一ピン７１０ａは、前方のプログラマブルロジック回路７００のｃｏｍエンドポイントに接続し、交流電源ディテクター７１０の第四ピン７１０ｄは、プログラマブルロジック回路７００のＮＰＮ Ｉ／Ｐエンドポイントに接続する。

こうして、多数の交流電源ディテクター７１０、７２０、…、７ｎ０のアウトプット電圧は合計され、最初の交流電源ディテクター７１０の第二ピン７１０ｂと第四ピン７１０ｄの両端に跨いで接続される。
そのため、プログラマブルロジック回路７００は、最初の交流電源ディテクター７１０のピン７１０ｂと７１０ｄ両端だけに接続し、これにより多数の交流電源ディテクター７１０、７２０、…、７ｎ０を通過する多数の交流電源の内の任意の一つに、給電の異常がないか、或いは停電の状況がないかを探知することができる。

本考案の交流電源ディテクターは、交流電源が生じる磁場を直接感知するため、侵襲性がなく、そのため、既存の設備を取り外したり、破壊したりする必要なく、既存の各種設備にこのディテクターを追加設置することができる。
また、本考案の交流電源ディテクターは、磁場感知で生じる電力を利用し、インジケーターを点灯させるため、別の電源が不要である。
さらに、本考案の交流電源ディテクターは、感知した交流信号を、デジタル化したＯＮ／ＯＦＦ電子信号に転換するため、干渉を受けることなく、長距離の探知を行うことができる。
最後に、本考案の多数の交流電源ディテクターは、相互に直列接続し、プログラマブルロジック回路のインプット接点を節減することができる。

上述の実施形態の説明を総合すると、本考案の操作、使用、及び本考案が生じる効果を充分理解することができる。しかし、以上に述べた実施形態は単に本考案の好ましい実施形態であり、これによって本考案の実用新案登録請求の範囲を限定するものではない。即ち本考案の実用新案登録請求の範囲及び説明書の内容に基づく、同等効果を有する簡単な変化及び修飾は、全て、本考案の範囲内に属するものとする。

１００ 交流電源ディテクター
１２０ インジケーター
１１０ 穿孔
１３０ ピンユニット
１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ ピン
３００ 交流電源ディテクター
３５０ 交流電源を帯びた導線
３３０ａ、３３０ｂ ピン
５００ 交流電源ディテクター
５６０ 磁場感知回路
５６１ ソレノイド
５７０ インジケーター
５７１ ＬＥＤインジケーター
５７２ 電気抵抗
５８０ 整流フィルター回路
５８１ ダイオード
５８２ キャパシタ
５９０ 拡大駆動回路
５９１、５９２ トランジスター
５９３ 電気抵抗
６００、６５０、７１０、７２０、…、７ｎ０ 交流電源ディテクター
６４０、６９０、７００ プログラマブルロジック回路

図６Ｂは、本考案の交流電源ディテクター６５０とプログラマブルロジック回路６９０の連接を示す別種の実施形態の模式図である。
交流電源ディテクター６５０の第一アウトプット端６８０ａは、プログラマブルロジック回路６９０の２４Ｖエンドポイントに接続する。
交流電源ディテクター６５０の第二アウトプット端６８０ｂは、プログラマブルロジック回路６９０のＰＮＰ Ｉ／Ｐエンドポイントに接続する。

Claims (10)

1. 交流電源ディテクターであって、第一アウトプット端及び第二アウトプット端を備え、
   ソレノイド（ｓｏｌｅｎｏｉｄ）、整流フィルター回路、拡大駆動回路を備え、
   前記ソレノイド（ｓｏｌｅｎｏｉｄ）は、特定エリアの磁場を感知し、磁場の強度に基づき、第一ノードにおいて第一電圧を生じ、交流電源を帯びた導線は、特定エリアにおいて磁場を生じ、
   前記整流フィルター回路は、第一ノードと第二ノードとの間に接続し、第一電圧に対して整流及びろ過を行い、これにより第二ノードにおいて第二電圧を生じ、
   前記拡大駆動回路は、第二ノードに接続し、第二電圧を拡大し、第一アウトプット端と第二アウトプット端との間で、アウトプット電流を生じることを特徴とする、
   交流電源ディテクター。
2. 前記交流電源ディテクターはさらに、インジケーターを備え、第一ノードとアースとの間に接続し、第一電圧の強度に基づき点灯することを特徴とする請求項１に記載の交流電源ディテクター。
3. 前記整流フィルター回路は、ダイオード、キャパシタを備え、前記ダイオードは、第一ノードと第二ノードとの間に接続し、第一ノードと第二ノードとの間を流れる電流を整流し、前記キャパシタは、第二ノードと一アースとの間に接続することを特徴とする請求項１に記載の交流電源ディテクター。
4. 前記拡大駆動回路は、第一トランジスター、電気抵抗、第二トランジスターを備え、前記第一トランジスターは、コレクタを備え、第一アウトプット端に接続し、前記電気抵抗は、第一トランジスターのベースと第二ノードとの間に接続し、前記第二トランジスターは、ベースを備え、前記第一トランジスターのエミッタに接続し、コレクタはアウトプット端に接続し、及びエミッタは第二アウトプット端に接続することを特徴とする請求項１に記載の交流電源ディテクター。
5. 前記交流電源ディテクターは、第一アウトプット端及び第二アウトプット端を経由し、アウトプット電流をプログラマブルロジック回路（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｃｉｒｃｕｉｔ、ＰＬＣ）にインプットすることを特徴とする請求項１に記載の交流電源ディテクター。
6. 前記交流電源ディテクターの外殼にはさらに、第一ピン及び第二ピンを備え、前記第一ピンは、前記第二ピンに接続し、前記交流電源ディテクターと一つ前の交流電源ディテクター及び一つ後ろの交流電源ディテクターが直列接続すると、交流電源ディテクターの第一アウトプット端は、後ろの交流電源ディテクターの第二アウトプット端に接続し、交流電源ディテクターの第二アウトプット端は、前の交流電源ディテクターの第一アウトプット端に接続し、交流電源ディテクターの第一ピンは、後ろの交流電源ディテクターの第二ピンに接続し、交流電源ディテクターの第二ピンは、後ろの交流電源ディテクターの第一ピンに接続することを特徴とする請求項１に記載の交流電源ディテクター。
7. 交流電源ディテクターは、外殼、ソレノイド、整流フィルター回路、拡大駆動回路を備え、
   前記外殼は、穿孔を備え、前記穿孔には、交流電源を負荷する電線を通過させ、第一アウトプット端及び第二アウトプット端を備え、
   前記ソレノイドは、前記外殼内部に位置し、前記穿孔周囲を取り囲み、電線上の交流電源が生じる磁場を感知して第一電圧を生じ、
   前記整流フィルター回路は、第一電圧に対して整流及びろ過を行い、第二電圧を生じ、
   前記拡大駆動回路は、第二電圧を拡大し、第一アウトプット端と第二アウトプット端との間で、アウトプット電流を生じることを特徴とする、
   交流電源ディテクター。
8. 交流電源ディテクターはさらに、インジケーターを備え、前記ソレノイドに接続し、第一電圧の強度に基づき点灯することを特徴とする請求項７に記載の交流電源ディテクター。
9. 前記交流電源ディテクターは、第一アウトプット端及び第二アウトプット端を経由し、アウトプット電流をプログラマブルロジック回路（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｃｉｒｃｕｉｔ、ＰＬＣ） にインプットすることを特徴とする請求項７に記載の交流電源ディテクター。
10. 前記外殼はさらに、第一ピン及び第二ピンを備え、前記第一ピンは、前記第二ピンに接続し、前記交流電源ディテクターと一つ前の交流電源ディテクター及び一つ後ろの交流電源ディテクターが直列接続すると、交流電源ディテクターの第一アウトプット端は、後ろの交流電源ディテクターの第二アウトプット端に接続し、交流電源ディテクターの第二アウトプット端は、前の交流電源ディテクターの第一アウトプット端に接続し、交流電源ディテクターの第一ピンは、後ろの交流電源ディテクターの第二ピンに接続し、交流電源ディテクターの第二ピンは、後ろの交流電源ディテクターの第一ピンに接続することを特徴とする請求項７に記載の交流電源ディテクター。

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