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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-05-30
(45)【発行日】2024-06-07
(54)【発明の名称】電源装置の異常検出システム
(51)【国際特許分類】
G05F 1/56 20060101AFI20240531BHJP
H03K 17/00 20060101ALI20240531BHJP
G06F 1/30 20060101ALI20240531BHJP
【ＦＩ】
G05F1/56
H03K17/00 B
G06F1/30
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2021053093
(22)【出願日】2021-03-26
(65)【公開番号】P2022150475
(43)【公開日】2022-10-07
【審査請求日】2023-09-07
(73)【特許権者】
【識別番号】000004606
【氏名又は名称】ニチコン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100086737
【弁理士】
【氏名又は名称】岡田 和秀
(72)【発明者】
【氏名】▲濱▼田 将矢
【審査官】安池 一貴
(56)【参考文献】
【文献】特開２０００－０９２７１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５４－０２９６５６（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開平０９－１４８９０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６３－２５０２１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０４０４１３６５（ＵＳ，Ａ）
【文献】特開昭６０－０８７６２８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０５Ｆ １／５６
Ｈ０３Ｋ １７／００
Ｇ０６Ｆ １／３０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ゲート端子にゲート信号が入力されるとターンオンして電源ラインに電流を流し、前記ゲート信号の入力がなくなっても電流が流れ続け、その電流レベルが基準レベル以下まで低下するとターンオフする自己保持型のスイッチング素子と、異常検出部と、タイマーカウンタとを備え、前記異常検出部は前記スイッチング素子を介して前記電源ラインに電流が流れている状態を示す通電信号を入力し、その通電信号の有無に応じて前記タイマーカウンタを制御するように構成された電源装置の異常検出システムであって、前記異常検出部は少なくとも前記ゲート信号が入力されない状態で前記通電信号が入力される第１のモード、前記ゲート信号が入力される状態で前記通電信号が入力されない第２のモードおよび前記ゲート信号が入力される状態で前記通電信号も入力される第３のモードにおける状態判定が可能に構成され、
前記タイマーカウンタは、入力されるクロックの計数値が異常検出のための基準計数値に達したときに異常検出信号を送出するように構成され、
前記異常検出部は、前記異常検出のための基準計数値に対応する基準時間よりも長い第１の判定期間と、前記第１の判定期間よりも短い第２の判定期間と、前記第２の判定期間の終了時点から前記第１の判定期間の終了時点までの期間である計数許可期間を設定し、
前記第１のモードになると、前記第１および第２の判定期間および前記計数許可期間にかかわらず前記タイマーカウンタによる計数動作を開始させ、前記タイマーカウンタは、クロックの計数値が前記異常検出のための基準計数値に達したときに前記異常検出信号を送出するように構成され、
前記第２のモードになると、前記タイマーカウンタによる計数動作を開始させ、前記タイマーカウンタは、前記第１の判定期間の終了前にクロックの計数値が前記異常検出のための基準計数値に達したときに前記異常検出信号を送出するように構成され、
前記第３のモードになると、前記第２の判定期間の終了時点から前記タイマーカウンタによる計数動作を開始させ、前記タイマーカウンタは、前記第２の判定期間の終了時点から前記第１の判定期間の終了時点までの期間で表される計数許可期間におけるによるクロックの計数値が前記異常検出のための基準計数値に達しないときには前記異常検出信号の送出は実行しないように構成されている電源装置の異常検出システム。
【請求項2】
前記異常検出信号が入力されると異常状態を報知する異常報知器をさらに備え、前記タイマーカウンタは、前記異常報知器に対し前記異常検出信号を送出することを特徴とする請求項１に記載の電源装置の異常検出システム。
【請求項3】
前記異常検出部は第１の単安定マルチバイブレータ、第２の単安定マルチバイブレータ、ＥｘＯＲゲート、ＮＯＲゲート、ＮＡＮＤゲートを備え、前記第１の単安定マルチバイブレータは前記第１の判定期間を設定し、
前記第２の単安定マルチバイブレータは前記第２の判定期間を設定し、
前記ＥｘＯＲゲートは前記第１の単安定マルチバイブレータによる前記第１の判定期間と前記第２の単安定マルチバイブレータによる前記第２の判定期間との差分の前記計数許可期間を設定し、
前記ＮＯＲゲートは前記ＥｘＯＲゲートの出力とクロックパルスとを入力として前記計数許可期間において前記クロックパルスを通過させ、
前記ＮＡＮＤゲートは前記第１の単安定マルチバイブレータによる前記第１の判定期間内での前記ＮＯＲゲートによるクロックパルスの通過数と、前記計数許可期間内での前記ＮＯＲゲートによるクロックパルスの通過数とに真偽を区別する論理を付与して、前記タイマーカウンタに送出するように構成されている請求項１または請求項２に記載の電源装置の異常検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、サイリスタなどの自己保持型のスイッチング素子を備えた電源装置における前記スイッチング素子の誤作動等の異常を検出する異常検出システムに関する。
【背景技術】
【0002】
上記の異常検出システムが対象とする電源装置としては、例えばフリッカ補償装置があげられる（特許文献１参照）。例えばこのフリッカ補償装置を対象とする異常検出システムにおいては、サイリスタなどの自己保持型のスイッチング素子に対するトリガー用のゲート信号の状態とスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦつまり電源ラインにおける通電信号の状態との組み合わせから、スイッチング素子の異常を検出することが考えられる。
【0003】
ゲート信号の入力がないときに通電信号の入力がない場合およびゲート信号の入力があるときに通電信号の入力がある場合は正常動作状態であると判定され、ゲート信号の入力がないときに通電信号の入力があれば異常動作状態であると判定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開昭６０－０８７６２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来の異常検出システムにあっては、ゲート信号の入力があるにもかかわらず通電信号の入力がない場合の異常判定ができなかった。その理由は、次のように考察することができる。
【0006】
従来においては、サイリスタの異常の判定は、一定時間以上（例えば２分以上）にわたりサイリスタに電流が流れ続けることをもって行うようになっている。すなわち、電流が長時間にわたり流れっぱなしになっていることをもって異常と判定している。
【0007】
単発パルスのゲート信号は“Ｌ”レベルから立上り変化して“Ｈ”レベルとなり、その直後に“Ｈ”レベルから立下り変化して“Ｌ”レベルに戻る。ゲート信号の立上り変化によってサイリスタはターンオンし、電流の流れを開始する。そして、サイリスタの自己保持機能により、ある時間にわたり電流の流れが持続する。その時間が経過して電流レベルが基準レベル以下まで低下すればサイリスタはターンオフし、電流は流れなくなる。これはサイリスタの正常な動作態様であり、異常ではない。
【0008】
一方、異常時にはサイリスタはターンオフすることなくオン状態を誤保持したままとなる。従来では、上記の正常状態での一定時間にわたるオン状態継続と、異常状態での一定時間をオーバーして異常に長くオン状態を継続する２つの状態を識別することができなかった。それは、サイリスタの特性として、ゲート信号の入力時間とサイリスタの導通時間とが一致しないという性質があるためである。
【0009】
以上のような理由により、従来の電源装置の異常検出システムにあっては、異常検出についての誤動作の発生の可能性が高く、異常検出の信頼性に課題があった。
【0010】
本発明はこのような不都合を解消することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明は、次の手段を講じることにより上記の課題を解決する。以下では、理解を容易にするため、本発明の電源装置の異常検出システムの構成を表す図１を用いて説明する。図１において、１はサイリスタなどの自己保持型のスイッチング素子、２０はスイッチング素子１が挿入された電源ライン、ＳG はスイッチング素子１をターンオンさせるためのゲート信号、ＳT はスイッチング素子１がオン状態にあって電源ライン２０に電流が流れていることを示す通電信号、Ｅ１は異常検出部、Ｅ２はタイマーカウンタ、Ｅ３は異常報知器である。期間についてＴlong（第１の判定期間）、Ｔshort（第２の判定期間）、Ｔwindow（計数許可期間）の符号を付加し、計数値についてＮ（クロックの計数値）、Ｎ0 （異常検出のための基準計数値（プリセット値））の符号を付加し、基準時間についてＴ0 の符号を付加して記述する。
【0012】
本発明による電源装置の異常検出システムは、
ゲート端子にゲート信号ＳG が入力されるとターンオンして電源ライン２０に電流を流し、前記ゲート信号ＳG の入力がなくなっても電流が流れ続け、その電流レベルが基準レベル以下まで低下するとターンオフする自己保持型のスイッチング素子１と、異常検出部Ｅ１と、タイマーカウンタＥ２とを備え、前記異常検出部Ｅ１は前記スイッチング素子１を介して前記電源ライン２０に電流が流れている状態を示す通電信号ＳT を入力し、その通電信号ＳT の有無に応じて前記タイマーカウンタＥ２を制御するように構成された電源装置の異常検出システムであって、
前記異常検出部Ｅ１は少なくとも前記ゲート信号が入力されない状態で前記通電信号が入力される第１のモード、前記ゲート信号が入力される状態で前記通電信号が入力されない第２のモードおよび前記ゲート信号が入力される状態で前記通電信号も入力される第３のモードにおける状態判定が可能に構成され、
前記タイマーカウンタＥ２は、入力されるクロックＳA の計数値Ｎが異常検出のための基準計数値Ｎ0 に達したときに異常検出信号ＳB を送出するように構成され、
前記異常検出部Ｅ１は、前記異常検出のための基準計数値Ｎ0 に対応する基準時間Ｔ0 よりも長い第１の判定期間Ｔlongと、前記第１の判定期間Ｔlongよりも短い第２の判定期間Ｔshortと、前記第２の判定期間Ｔshortの終了時点から前記第１の判定期間Ｔlongの終了時点までの期間である計数許可期間Ｔwindowを設定し、
前記第１のモードになると、前記第１および第２の判定期間Ｔlong，Ｔshortおよび前記計数許可期間Ｔwindowにかかわらず前記タイマーカウンタＥ２による計数動作を開始させ、前記タイマーカウンタＥ２は、クロックＳA の計数値Ｎが前記異常検出のための基準計数値Ｎ0 に達したときに前記異常検出信号ＳB を送出するように構成され、
前記第２のモードになると、前記タイマーカウンタＥ２による計数動作を開始させ、前記タイマーカウンタＥ２は、前記第１の判定期間Ｔlongの終了前にクロックＳA の計数値Ｎが前記異常検出のための基準計数値Ｎ0 に達したときに前記異常検出信号ＳB を送出するように構成され、
前記第３のモードになると、前記第２の判定期間Ｔshortの終了時点から前記タイマーカウンタＥ２による計数動作を開始させ、前記タイマーカウンタＥ２は、前記第２の判定期間Ｔshortの終了時点から前記第１の判定期間Ｔlongの終了時点までの期間で表される計数許可期間ＴwindowにおけるによるクロックＳA の計数値Ｎが前記異常検出のための基準計数値Ｎ0 に達しないときには前記異常検出信号ＳB の送出は実行しないように構成されている。
ゲート端子にゲート信号ＳG が入力されるとターンオンして電源ライン２０に電流を流し、前記ゲート信号ＳG の入力がなくなっても電流が流れ続け、その電流レベルが基準レベル以下まで低下するとターンオフする自己保持型のスイッチング素子１と、異常検出部Ｅ１と、タイマーカウンタＥ２とを備え、前記異常検出部Ｅ１は前記スイッチング素子１を介して前記電源ライン２０に電流が流れている状態を示す通電信号ＳT を入力し、その通電信号ＳT の有無に応じて前記タイマーカウンタＥ２を制御するように構成された電源装置の異常検出システムであって、
前記異常検出部Ｅ１は少なくとも前記ゲート信号が入力されない状態で前記通電信号が入力される第１のモード、前記ゲート信号が入力される状態で前記通電信号が入力されない第２のモードおよび前記ゲート信号が入力される状態で前記通電信号も入力される第３のモードにおける状態判定が可能に構成され、
前記タイマーカウンタＥ２は、入力されるクロックＳA の計数値Ｎが異常検出のための基準計数値Ｎ0 に達したときに異常検出信号ＳB を送出するように構成され、
前記異常検出部Ｅ１は、前記異常検出のための基準計数値Ｎ0 に対応する基準時間Ｔ0 よりも長い第１の判定期間Ｔlongと、前記第１の判定期間Ｔlongよりも短い第２の判定期間Ｔshortと、前記第２の判定期間Ｔshortの終了時点から前記第１の判定期間Ｔlongの終了時点までの期間である計数許可期間Ｔwindowを設定し、
前記第１のモードになると、前記第１および第２の判定期間Ｔlong，Ｔshortおよび前記計数許可期間Ｔwindowにかかわらず前記タイマーカウンタＥ２による計数動作を開始させ、前記タイマーカウンタＥ２は、クロックＳA の計数値Ｎが前記異常検出のための基準計数値Ｎ0 に達したときに前記異常検出信号ＳB を送出するように構成され、
前記第２のモードになると、前記タイマーカウンタＥ２による計数動作を開始させ、前記タイマーカウンタＥ２は、前記第１の判定期間Ｔlongの終了前にクロックＳA の計数値Ｎが前記異常検出のための基準計数値Ｎ0 に達したときに前記異常検出信号ＳB を送出するように構成され、
前記第３のモードになると、前記第２の判定期間Ｔshortの終了時点から前記タイマーカウンタＥ２による計数動作を開始させ、前記タイマーカウンタＥ２は、前記第２の判定期間Ｔshortの終了時点から前記第１の判定期間Ｔlongの終了時点までの期間で表される計数許可期間ＴwindowにおけるによるクロックＳA の計数値Ｎが前記異常検出のための基準計数値Ｎ0 に達しないときには前記異常検出信号ＳB の送出は実行しないように構成されている。
【0013】
本発明の上記の構成によれば、次のような作用が発揮される。
【0014】
ゲート信号ＳG の入力が検出されず、かつ通電信号ＳT の入力も検出されないとき（これを第４のモードとする）、タイマーカウンタＥ２も異常報知器Ｅ３も動作することはなく、異常検出とはならない。すなわち、異常検出機能の誤動作は生じない。
【0015】
次に、ゲート信号ＳG が入力されない状態で、かつ通電信号ＳT が入力される第１のモードになると、第１の判定期間Ｔlong、第２の判定期間Ｔshortおよび計数許可期間ＴwindowにかかわらずタイマーカウンタＥ２による計数動作を開始させる。そして、タイマーカウンタＥ２によるクロックＳA の計数値Ｎが異常検出のための基準計数値Ｎ0 （時間としては基準時間Ｔ0 に対応）に達したときに異常検出信号ＳB を送出する。
【0016】
この第１のモードの場合、ゲート信号ＳG の入力がないにもかかわらず、自己保持型のスイッチング素子１が導通し通電信号ＳT の入力が生じてしまっている。自己保持型ゆえにこのスイッチング素子１は導通しっぱなしとなっており、その異常事態は長時間にわたるものとなる。したがって、異常検出についての時間的制約はないと捉えることが可能で、第１の判定期間Ｔlong、第２の判定期間Ｔshortおよび計数許可期間Ｔwindowと比較する必要性はなしとしてかまわない。
【0017】
異常検出について時間的制約がないことからタイマーカウンタＥ２を始動してクロックＳA の計数値Ｎをインクリメント（またはデクリメント）すれば、必ず異常検出のための基準計数値（プリセット値）Ｎ0に達することになり、タイマーカウンタＥ２は異常検出信号ＳB を送出する。
【0018】
次に、ゲート信号ＳG が入力される状態で、かつ通電信号ＳT が入力されない第２のモードになると、タイマーカウンタＥ２による計数動作を開始させる。そして、第１の判定期間Ｔlongの終了前にタイマーカウンタＥ２によるクロックＳA の計数値Ｎが異常検出のための基準計数値Ｎ0 に達したときに異常検出信号ＳB を送出する。
【0019】
この第２のモードの場合、ゲート信号ＳG の入力があるにもかかわらず、通電信号ＳT の入力がなく、自己保持型のスイッチング素子１に異常が生じている。この場合の異常検出の手段として、比較的長い第１の判定期間Ｔlongを設定し、その判定期間内でタイマーカウンタＥ２を動作させる。この第１の判定期間Ｔlongは異常検出のための基準計数値Ｎ0 に対応する基準時間Ｔ0 よりも長い期間であると定めているので、期間内には必ずタイマーカウンタＥ２によるクロックＳA の計数値Ｎは異常検出のための基準計数値Ｎ0 に達することになり、タイマーカウンタＥ２は異常検出信号ＳB を送出する。
【0020】
次に、ゲート信号ＳG の入力が検出される状態で、かつ通電信号ＳT も入力される第３のモードになると、第２の判定期間Ｔshortの終了時点からタイマーカウンタＥ２による計数動作を開始させ、計数許可期間Ｔwindowの終了時点までクロックＳA の計数を許可する。
【0021】
計数許可期間Ｔwindowは比較的長い第１の判定期間Ｔlongよりも短く、この計数許可期間Ｔwindowの範囲内ではタイマーカウンタＥ２によるクロックＳA の計数値Ｎが異常検出のための基準計数値Ｎ0 にまで達することはない。したがって、タイマーカウンタＥ２は異常検出信号ＳB の送出は行わず、異常検出とはならない。すなわち、異常検出機能の誤動作は生じない。
【0022】
ここで、異常検出信号ＳB が入力されると異常状態を報知する異常報知器Ｅ３をさらに備え、
タイマーカウンタは異常報知器Ｅ３に対し異常検出信号ＳB を送出するようにしてもよい。
タイマーカウンタは異常報知器Ｅ３に対し異常検出信号ＳB を送出するようにしてもよい。
【0023】
上記構成の本発明の電源装置の異常検出システムにおいては、次のように構成することが可能である。すなわち、
前記異常検出部は第１の単安定マルチバイブレータ、第２の単安定マルチバイブレータ、ＥｘＯＲゲート、ＮＯＲゲート、ＮＡＮＤゲートを備え、
前記第１の単安定マルチバイブレータは前記比較的長い第１の判定期間を設定し、
前記第２の単安定マルチバイブレータは前記比較的短い第２の判定期間を設定し、
前記ＥｘＯＲゲートは前記第１の単安定マルチバイブレータによる前記第１の判定期間と前記第２の単安定マルチバイブレータによる前記第２の判定期間との差分の前記計数許可期間を設定し、
前記ＮＯＲゲートは前記ＥｘＯＲゲートの出力とクロックパルスとを入力として前記計数許可期間において前記クロックパルスを通過させ、
前記ＮＡＮＤゲートは前記第１の単安定マルチバイブレータによる前記第１の判定期間内での前記ＮＯＲゲートによるクロックパルスの通過数と、前記計数許可期間内での前記ＮＯＲゲートによるクロックパルスの通過数とに真偽を区別する論理を付与して、前記タイマーカウンタに送出するように構成されている。
前記異常検出部は第１の単安定マルチバイブレータ、第２の単安定マルチバイブレータ、ＥｘＯＲゲート、ＮＯＲゲート、ＮＡＮＤゲートを備え、
前記第１の単安定マルチバイブレータは前記比較的長い第１の判定期間を設定し、
前記第２の単安定マルチバイブレータは前記比較的短い第２の判定期間を設定し、
前記ＥｘＯＲゲートは前記第１の単安定マルチバイブレータによる前記第１の判定期間と前記第２の単安定マルチバイブレータによる前記第２の判定期間との差分の前記計数許可期間を設定し、
前記ＮＯＲゲートは前記ＥｘＯＲゲートの出力とクロックパルスとを入力として前記計数許可期間において前記クロックパルスを通過させ、
前記ＮＡＮＤゲートは前記第１の単安定マルチバイブレータによる前記第１の判定期間内での前記ＮＯＲゲートによるクロックパルスの通過数と、前記計数許可期間内での前記ＮＯＲゲートによるクロックパルスの通過数とに真偽を区別する論理を付与して、前記タイマーカウンタに送出するように構成されている。
【発明の効果】
【0024】
本発明によれば、次のような効果が発揮される。
【0025】
上記４つのモードのうち異常検出となるのは第１のモードと第２のモードの２つであり、異常検出とならないのは第３のモードと第４のモードの２つである。異常検出となる第１のモードでは異常検出のための計数動作の期間との比較はしておらず、同じく異常検出となる第２のモードでは異常検出のための計数動作の期間として比較的長い第１の判定期間Ｔlong（異常検出のための基準計数値Ｎ0 に対応する基準時間Ｔ0 よりも長い）と比較している。これによって、２つのモードにおいて異常検出が可能となっている。
【0026】
そして、異常検出としてはならない第３のモードでは計数値Ｎが基準計数値Ｎ0 にまで達しないようにするために、第２のモードの場合に設定する比較的長い第１の判定期間Ｔlongよりも短い計数許可期間Ｔwindowを形成している。この計数許可期間Ｔwindowを形成するのに、比較的短い第２の判定期間Ｔshortを用いて、比較的長い第１の判定期間Ｔlongと比較的短い第２の判定期間Ｔshortとの差分で計数許可期間Ｔwindowを形成している。
【0027】
第２のモードと第１のモードとの相違点は、異常検出のための計数動作の期間と比較するかしないかの単純な相違である。加えて、第２のモードと第３のモードとの相違点は、比較的長い第１の判定期間Ｔlongのみと比較するか、比較的長い第１の判定期間Ｔlongとともに比較的短い第２の判定期間Ｔshortとも比較するかのこれも単純な相違である。第１の判定期間Ｔlongと第２の判定期間Ｔshortの形成の論理は互いに同一または類似のものであり、その相違点は小さなものであって、構成が複雑化する度合いを抑制している。
【0028】
すなわち、本発明によれば、比較的簡単な構成により、異常検出についての誤動作の発生を防止して異常検出の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】本発明にかかわる電源装置の異常検出システムの基本的な構成を示すブロック図
【図2】本発明の実施例における電源装置の異常検出システムの構成を示す回路図
【図3】本発明の実施例における電源装置の異常検出システムの第４のモードの動作を示すタイミングチャート
【図4】本発明の実施例における電源装置の異常検出システムの第１のモードの動作を示すタイミングチャート
【図5】本発明の実施例における電源装置の異常検出システムの第２のモードの動作を示すタイミングチャート
【図6】本発明の実施例における電源装置の異常検出システムの第３のモードの動作を示すタイミングチャート
【発明を実施するための形態】
【0030】
以下、上記構成の本発明の電源装置の異常検出システムにつき、その実施の形態を具体的な実施例のレベルで詳しく説明する。
【0031】
本発明にかかわる電源装置の異常検出システムの実施例を示す図２において、２０は電源装置における電源ライン、１は電源ライン２０に挿入されたサイリスタなどの自己保持型の半導体スイッチング素子、２はスイッチング素子１のゲート端子に対してゲート信号ＳG を中継供給するゲート基板、３は電源ライン２０に設けた計器用変流器（ＣＴ）で捉える電流を検出するための電流検出回路、４は第１の単安定マルチバイブレータ、５は第２の単安定マルチバイブレータ、６はＥｘＯＲ（排他的論理和）ゲート、７はＮＯＲ（否定論理和）ゲート、８はＮＡＮＤ（否定論理積）ゲート、９は負論理（ローアクティブ）入力のＯＲゲート、１０はＯＲ（論理和）ゲート、１１はタイマーカウンタ、１２はＤフリップフロップ、１３は誤作動検出のための発光ダイオード（ＬＥＤ）、１４は故障復帰用スイッチである。ＮＡＮＤゲート８と負論理入力のＯＲゲート９とは同一の動作論理を有し、互いに置き換え可能である。タイマーカウンタ１１は図１のタイマーカウンタＥ２に対応し、Ｄフリップフロップ１２と発光ダイオード１３は図１の異常報知器Ｅ３に対応している。電流検出回路３、第１の単安定マルチバイブレータ４、第２の単安定マルチバイブレータ５、各種論理ゲート６，７，８，９，１０は図１の異常検出部Ｅ１を構成している。
【0032】
第１の単安定マルチバイブレータ４のＡ１端子にゲート信号ＳG を入力し、第２の単安定マルチバイブレータ５のＢ１端子に電流検出回路３からの通電信号ＳT を入力する。
【0033】
ＥｘＯＲゲート６には第１の単安定マルチバイブレータ４のＱ１出力端子からの制御信号ＳM1と第２の単安定マルチバイブレータ５のＱ１反転出力端子からの制御信号ＳN1が入力される。ＮＯＲゲート７にはクロックパルスＣＬＫとＥｘＯＲゲート６からの制御信号Ｓ1 が入力される。ＮＡＮＤゲート８にはＮＯＲゲート７からの制御信号Ｓ2 とＤフリップフロップ１２のＱ１反転出力端子からの制御信号Ｓ6 が入力される。負論理入力のＯＲゲート９には第１の単安定マルチバイブレータ４のＱ２反転出力端子からの制御信号ＳM2とＤフリップフロップ１２のＱ１反転出力端子からの制御信号Ｓ6 が入力される。ＯＲゲート１０には第２の単安定マルチバイブレータ５のＱ２出力端子からの制御信号ＳN2と負論理入力のＯＲゲート９からの制御信号Ｓ7 が入力される。
【0034】
タイマーカウンタ１１のＣＬＫ入力端子にはＮＡＮＤゲート８からの制御信号Ｓ3 が入力され、ＲＥＳＥＴ入力端子にはＯＲゲート１０からの制御信号Ｓ8 が入力される。Ｄフリップフロップ１２のＣＬＫ入力端子にはタイマーカウンタ１１のＱ４出力端子からのクロックパルスＣＬＫが入力され、ＲＥＳＥＴ入力端子には故障復帰用スイッチ１４からの制御信号Ｓ9 が入力され、Ｑ１出力端子は発光ダイオード１３のアノードに接続され、制御信号Ｓ5 が供給される。
【0035】
次に、以上のように構成された電源装置の異常検出システムの動作を説明する。
【0036】
ＥｘＯＲゲート６の動作論理は、
入力（Ｌ Ｌ） → 出力〔Ｌ〕
入力（Ｌ Ｈ） → 出力〔Ｈ〕
入力（Ｈ Ｌ） → 出力〔Ｈ〕
入力（Ｈ Ｈ） → 出力〔Ｌ〕
である。
入力（Ｌ Ｌ） → 出力〔Ｌ〕
入力（Ｌ Ｈ） → 出力〔Ｈ〕
入力（Ｈ Ｌ） → 出力〔Ｈ〕
入力（Ｈ Ｈ） → 出力〔Ｌ〕
である。
【0037】
ＮＯＲゲート７の動作論理は、
入力（Ｌ Ｌ） → 出力〔Ｈ〕
入力（Ｌ Ｈ） → 出力〔Ｌ〕
入力（Ｈ Ｌ） → 出力〔Ｌ〕
入力（Ｈ Ｈ） → 出力〔Ｌ〕
である。
入力（Ｌ Ｌ） → 出力〔Ｈ〕
入力（Ｌ Ｈ） → 出力〔Ｌ〕
入力（Ｈ Ｌ） → 出力〔Ｌ〕
入力（Ｈ Ｈ） → 出力〔Ｌ〕
である。
【0038】
ＮＡＮＤゲート８および負論理入力のＯＲゲート９の動作論理は、
入力（Ｌ Ｌ） → 出力〔Ｈ〕
入力（Ｌ Ｈ） → 出力〔Ｈ〕
入力（Ｈ Ｌ） → 出力〔Ｈ〕
入力（Ｈ Ｈ） → 出力〔Ｌ〕
である。
入力（Ｌ Ｌ） → 出力〔Ｈ〕
入力（Ｌ Ｈ） → 出力〔Ｈ〕
入力（Ｈ Ｌ） → 出力〔Ｈ〕
入力（Ｈ Ｈ） → 出力〔Ｌ〕
である。
【0039】
まずは、最も基本的なモードである第４のモードから説明する。
【0040】
［１］第４のモード：ゲート信号無し、通電無し⇒正常判定（図３）
第４のモードはゲート信号ＳG の入力が検出されず、かつ通電信号ＳT の入力も検出されない動作モードである。この第４のモードを図３のタイミングチャートを用いて説明する。
第４のモードはゲート信号ＳG の入力が検出されず、かつ通電信号ＳT の入力も検出されない動作モードである。この第４のモードを図３のタイミングチャートを用いて説明する。
【0041】
サイリスタ（自己保持型のスイッチング素子）１のゲート端子に作用するゲート信号ＳG が第１の単安定マルチバイブレータ４に入力されないときは、ゲート信号ＳG のレベルが“Ｌ”レベルに固定化されている。また、電流検出回路３から入力される通電信号ＳT が第２の単安定マルチバイブレータ５に入力されないときは、通電信号ＳT のレベルが“Ｈ”レベルに固定化されている。
【0042】
第１の単安定マルチバイブレータ４のＱ１出力端子から出力される制御信号ＳM1は“Ｌ”レベルとなる。第２の単安定マルチバイブレータ５のＱ１反転出力端子から出力される制御信号ＳN1は“Ｈ”レベルとなる。制御信号ＳM1（“Ｌ”レベル）と制御信号ＳN1（“Ｈ”レベル）を入力したＥｘＯＲゲート６は制御信号Ｓ1 として“Ｈ”レベルを出力する。ＮＯＲゲート７はＥｘＯＲゲート６からの“Ｈ”レベルの制御信号Ｓ1 と周期的に“Ｈ”／“Ｌ”を繰り返すクロックパルスＣＬＫを入力するが、制御信号Ｓ1 が“Ｈ”レベルを継続している関係で、ＮＯＲゲート７は制御信号Ｓ2 として“Ｌ”レベルを出力する。
【0043】
ＮＯＲゲート７からの制御信号Ｓ2 とＤフリップフロップ１２のＱ１反転出力端子からの“Ｈ”レベルに固定化された制御信号Ｓ6 を入力するＮＡＮＤゲート８は、制御信号Ｓ2 が“Ｌ”レベルであるので“Ｈ”レベルに固定化された制御信号Ｓ3 を出力する。
【0044】
ＣＬＫ入力端子に“Ｈ”／“Ｌ”遷移しない制御信号Ｓ3 を入力するタイマーカウンタ１１はカウント動作を停止したままであり、そのＱ４出力端子からのカウントアップ信号Ｓ4 は“Ｌ”レベルを継続する。
【0045】
ＣＬＫ入力端子にタイマーカウンタ１１からの“Ｌ”レベルに固定化されたカウントアップ信号Ｓ4 を入力するＤフリップフロップ１２は、そのＱ１出力端子から出力する点灯制御信号Ｓ5 として“Ｌ”レベルを継続して出力し、したがって、発光ダイオード１３は消灯状態を保持する。
【0046】
この発光ダイオード１３の消灯状態は、第１の単安定マルチバイブレータ４からの制御信号ＳM1が“Ｌ”レベルを維持し、かつ、第２の単安定マルチバイブレータ５からの制御信号ＳN1が“Ｈ”レベルを維持しているという条件下で成立している。
【0047】
タイマーカウンタ１１からＤフリップフロップ１２のＣＬＫ入力端子に入力されるカウントアップ信号Ｓ4 は“Ｌ”レベルを維持していて、クロック入力が不活性であるため、Ｄフリップフロップ１２のＱ１反転出力端子からの制御信号Ｓ6 は“Ｈ”レベルを保持する。第１の単安定マルチバイブレータ４のＱ２反転出力端子からの制御信号ＳM2も“Ｈ”レベルを保持していて負論理入力のＯＲゲート９の２入力は“Ｈ”，“Ｈ”であるので、負論理入力のＯＲゲート９からの制御信号Ｓ7 は“Ｌ”レベルとなる。第２の単安定マルチバイブレータ５のＱ２出力端子からの制御信号ＳN2は“Ｌ”レベルであるので、ＯＲゲート１０からの制御信号Ｓ8 は“Ｌ”レベルであり、タイマーカウンタ１１に対してはリセットは作用しない。
【0048】
以上のように、ゲート信号ＳG の入力が検出されず、したがって正常な応答結果として通電信号ＳT の入力も検出されない第４のモードにあっては、発光ダイオード１３は消灯したままであり、異常報知とはならない。したがって、故障復帰用スイッチ１４は操作されず、制御信号Ｓ9 は“Ｌ”レベルのままである。
【0049】
［２］第１のモード：ゲート信号無し、通電有り⇒異常判定（図４）
次に、異常検出になる第１のモードについて説明する。第１のモードはゲート信号ＳG の入力が検出されていないのにもかかわらず、通電信号ＳT の入力が検出されてしまう異常状態の場合の動作である。すなわち、自己保持型のスイッチング素子１に対してゲート信号ＳG を送出していないのにもかかわらず、スイッチング素子１がターンオンしてしまうので、発光ダイオード１３を点灯させる場合である。この第１のモードを図４のタイミングチャートを用いて説明する。
次に、異常検出になる第１のモードについて説明する。第１のモードはゲート信号ＳG の入力が検出されていないのにもかかわらず、通電信号ＳT の入力が検出されてしまう異常状態の場合の動作である。すなわち、自己保持型のスイッチング素子１に対してゲート信号ＳG を送出していないのにもかかわらず、スイッチング素子１がターンオンしてしまうので、発光ダイオード１３を点灯させる場合である。この第１のモードを図４のタイミングチャートを用いて説明する。
【0050】
（１）イベント時刻ｔ10～ｔ11での動作
自己保持型のスイッチング素子１のゲート端子に対してゲート信号ＳG を立ち上げていないにもかかわらず、突然時刻ｔ10において電流検出回路３から通電信号ＳT が入力された場合を検討する。通電信号ＳT は、図３の第４のモードのスイッチング素子１の非導通状態を示す場合には連続する“Ｈ”レベル状態となるが、スイッチング素子１が不測に導通する異常の場合には、その自己保持特性のために図４に示すように、“Ｈ”，“Ｌ”が極短周期で繰り返される信号形態の連続パルスとなる。この連続パルスの開始時刻をイベント時刻ｔ10とする。
自己保持型のスイッチング素子１のゲート端子に対してゲート信号ＳG を立ち上げていないにもかかわらず、突然時刻ｔ10において電流検出回路３から通電信号ＳT が入力された場合を検討する。通電信号ＳT は、図３の第４のモードのスイッチング素子１の非導通状態を示す場合には連続する“Ｈ”レベル状態となるが、スイッチング素子１が不測に導通する異常の場合には、その自己保持特性のために図４に示すように、“Ｈ”，“Ｌ”が極短周期で繰り返される信号形態の連続パルスとなる。この連続パルスの開始時刻をイベント時刻ｔ10とする。
【0051】
第１の単安定マルチバイブレータ４においては、ゲート信号ＳG が“Ｌ”レベルを継続していることからワンショットパルスの制御信号ＳM1は変化せず、“Ｌ”レベルを継続する。同時並行的に制御信号ＳM2も変化せず“Ｈ”レベルを継続する。
【0052】
一方、第２の単安定マルチバイブレータ５においては、ワンショットパルスの制御信号ＳN1をＱ１反転出力端子から出力する。通電信号ＳT が異常で際限なく繰り返されるため、第２の単安定マルチバイブレータ５はワンショット動作を際限なく繰り返し、ワンショットパルスの制御信号ＳN1の“Ｌ”レベル状態も変化なくそのまま継続される。つまり、制御信号ＳN1の立下り変化は１回限りとなる。
【0053】
ＥｘＯＲゲート６は、イベント時刻ｔ10の瞬間直後では連続“Ｌ”レベルの制御信号ＳM1と“Ｈ”レベルから極短のパルス幅で“Ｌ”レベルへ立ち下がる制御信号ＳN1とを入力として、制御信号ＳN1と同様に立ち下がる制御信号Ｓ1 を出力する。この場合の制御信号Ｓ1 は、“Ｈ”レベルから極短のパルス幅で“Ｌ”レベルへ立ち下がり、引き続いて“Ｌ”レベルを維持する。
【0054】
ＮＯＲゲート７は、“Ｌ”レベルの制御信号Ｓ1 と、“Ｈ”，“Ｌ”が極短周期で繰り返される信号形態のクロックパルスＣＬＫとを入力として、そのクロックパルスＣＬＫを反転させた反転クロックパルス／ＣＬＫを制御信号Ｓ2 （反転クロックパルスＳ2 ）として出力する。なお、この反転クロックパルスＳ2 はイベント時刻ｔ12を越えても続くことになる。
【0055】
ＮＡＮＤゲート８は、１入力がＤフリップフロップ１２からの制御信号Ｓ6 の“Ｈ”レベルであるから、もう１つの入力の反転クロックパルスＳ2 を反転させ、“Ｌ”，“Ｈ”を繰り返す正転クロックパルスＳ3 を出力する。この正転クロックパルスＳ3 はクロックパルスＣＬＫと同期した信号となるが、これがタイマーカウンタ１１のＣＬＫ入力端子に入力されるので、タイマーカウンタ１１はそのパルスを計数する。タイマーカウンタ１１はある時間の経過後、基準計数値Ｎ0 まで計数しカウントアップ（プリセット値到達）する。この時刻をイベント時刻ｔ11とする。
【0056】
タイマーカウンタ１１がカウントアップするとＤフリップフロップ１２の状態が変化するが、カウントアップするまでは変化しないので、イベント時刻ｔ11までは制御信号Ｓ4 ，Ｓ5 ，Ｓ6 ，Ｓ7 ，Ｓ8 も変化しない。
【0057】
（２）イベント時刻ｔ11～ｔ12での動作
イベント時刻ｔ11においてタイマーカウンタ１１の基準計数値Ｎ0 までのカウントアップが成立するとカウントアップ信号Ｓ4 が単発パルスの状態で立ち上がり、これに起因してＤフリップフロップ１２のＱ１出力端子から出力される点灯制御信号Ｓ5 が“Ｌ”レベルから反転して“Ｈ”レベルに立ち上がり、発光ダイオード１３を点灯させ、異常報知となる。イベント時刻ｔ11の瞬間直後にはカウントアップ信号Ｓ4 は“Ｌ”レベルへ復帰する。
イベント時刻ｔ11においてタイマーカウンタ１１の基準計数値Ｎ0 までのカウントアップが成立するとカウントアップ信号Ｓ4 が単発パルスの状態で立ち上がり、これに起因してＤフリップフロップ１２のＱ１出力端子から出力される点灯制御信号Ｓ5 が“Ｌ”レベルから反転して“Ｈ”レベルに立ち上がり、発光ダイオード１３を点灯させ、異常報知となる。イベント時刻ｔ11の瞬間直後にはカウントアップ信号Ｓ4 は“Ｌ”レベルへ復帰する。
【0058】
Ｄフリップフロップ１２のＱ１反転出力端子から出力される制御信号Ｓ6 がイベント時刻ｔ11において“Ｈ”レベルから反転して“Ｌ”レベルに変化し、これに応動して、ＮＡＮＤゲート８から出力されるクロックパルスＳ3 は“Ｈ”レベルを継続する状態に変化し、負論理入力のＯＲゲート９から出力される制御信号Ｓ7 、ＯＲゲート１０から出力されるリセット制御信号Ｓ8 も“Ｈ”レベルを継続する状態に変化する。
【0059】
（３）イベント時刻ｔ12以降での動作
発光ダイオード１３の点灯によって異常が発生したことが報知されるが、その確認後イベント時刻ｔ12において故障復帰用スイッチ１４が操作されてリセット制御信号Ｓ9 が“Ｈ”レベルに立ち上げられると、制御信号Ｓ5 ，Ｓ6 ，Ｓ7 ，Ｓ8 は初期状態に復帰し、点灯していた発光ダイオード１３は消灯する。その後、スイッチング素子１を修復することになる。
発光ダイオード１３の点灯によって異常が発生したことが報知されるが、その確認後イベント時刻ｔ12において故障復帰用スイッチ１４が操作されてリセット制御信号Ｓ9 が“Ｈ”レベルに立ち上げられると、制御信号Ｓ5 ，Ｓ6 ，Ｓ7 ，Ｓ8 は初期状態に復帰し、点灯していた発光ダイオード１３は消灯する。その後、スイッチング素子１を修復することになる。
【0060】
もし、故障復帰用スイッチ１４を操作しなければ、発光ダイオード１３の点灯すなわち異常報知は続行される。
【0061】
［３］第２のモード：ゲート信号有り、通電無し⇒異常判定（図５）
次に、これも異常検出になる第２のモードについて説明する。第２のモードはゲート信号ＳG の入力が検出されているにもかかわらず、通電信号ＳT の入力の検出がなされない異常状態の場合の動作である。すなわち、自己保持型のスイッチング素子１に対してゲート信号ＳG を送出したにもかかわらず、スイッチング素子１がターンオンしないので、発光ダイオード１３を点灯させる場合である。この第２のモードを図５のタイミングチャートを用いて説明する。
次に、これも異常検出になる第２のモードについて説明する。第２のモードはゲート信号ＳG の入力が検出されているにもかかわらず、通電信号ＳT の入力の検出がなされない異常状態の場合の動作である。すなわち、自己保持型のスイッチング素子１に対してゲート信号ＳG を送出したにもかかわらず、スイッチング素子１がターンオンしないので、発光ダイオード１３を点灯させる場合である。この第２のモードを図５のタイミングチャートを用いて説明する。
【0062】
（１）イベント時刻ｔ20～ｔ22での動作
イベント時刻ｔ20において、ゲート信号ＳG が単発パルスの状態で“Ｌ”レベル状態から“Ｈ”レベルに立ち上がり、ゲート基板２を介して自己保持型のスイッチング素子１のゲート端子に印加される。これによって通常（正常動作時）であればスイッチング素子１がトリガされてターンオンして、スイッチング素子１を通る電源ライン２０に電流が流れ、図６（第３のモード）に示すように、電流検出回路３はその検出信号を通電信号ＳT （微小パルス幅の矩形波２個分（“Ｈ”→“Ｌ”→“Ｈ”→“Ｌ”→“Ｈ”）のパルス信号）として第２の単安定マルチバイブレータ５に送出するはずのところ、何らかの不具合により通電信号ＳT のパルス入力がなされない（図５）、という場合を検討する。通電信号ＳT としては、入力がないことから第４のモード（図３）の場合と同様に連続する“Ｈ”レベル状態となる。第１の単安定マルチバイブレータ４は、単発パルスのゲート信号ＳG の入力によって状態が変化するが、第２の単安定マルチバイブレータ５の方は第３のモードの場合とは異なり、状態は変化しない。
イベント時刻ｔ20において、ゲート信号ＳG が単発パルスの状態で“Ｌ”レベル状態から“Ｈ”レベルに立ち上がり、ゲート基板２を介して自己保持型のスイッチング素子１のゲート端子に印加される。これによって通常（正常動作時）であればスイッチング素子１がトリガされてターンオンして、スイッチング素子１を通る電源ライン２０に電流が流れ、図６（第３のモード）に示すように、電流検出回路３はその検出信号を通電信号ＳT （微小パルス幅の矩形波２個分（“Ｈ”→“Ｌ”→“Ｈ”→“Ｌ”→“Ｈ”）のパルス信号）として第２の単安定マルチバイブレータ５に送出するはずのところ、何らかの不具合により通電信号ＳT のパルス入力がなされない（図５）、という場合を検討する。通電信号ＳT としては、入力がないことから第４のモード（図３）の場合と同様に連続する“Ｈ”レベル状態となる。第１の単安定マルチバイブレータ４は、単発パルスのゲート信号ＳG の入力によって状態が変化するが、第２の単安定マルチバイブレータ５の方は第３のモードの場合とは異なり、状態は変化しない。
【0063】
まず、第１の単安定マルチバイブレータ４においては、後述する第３のモード（図６）も同様の動作状態となる。すなわち、短パルス“Ｈ”レベルのゲート信号ＳG が印加されたイベント時刻ｔ20のタイミングでＱ１出力端子からワンショットパルスの制御信号ＳM1が“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに立ち上がる。なお、このワンショットパルスの制御信号ＳM1のパルス幅はワンショット期間であり、これは比較的長い（異常検出のための基準計数値Ｎ0 に対応する基準時間Ｔ0 よりも僅かに長い）第１の判定期間Ｔlongである。第１の判定期間Ｔlongの終了時点はイベント時刻ｔ22となる。
【0064】
一方、第２の単安定マルチバイブレータ５においては、電流検出回路３から入力される通電信号ＳT の不具合によりワンショットパルスの制御信号ＳN1は“Ｈ”レベル状態を維持したままとなり、ＥｘＯＲゲート６はワンショットパルスの制御信号ＳM1を反転した制御信号Ｓ1 を出力する。この制御信号Ｓ1 はイベント時刻ｔ22までは“Ｌ”レベルを継続する。なお、イベント時刻ｔ22を過ぎると反転して“Ｈ”レベルとなり、あとは“Ｈ”レベルを継続することになる。
【0065】
比較的長い第１の判定期間Ｔlongにおいて“Ｌ”レベルの制御信号Ｓ1 とクロックパルスＣＬＫを入力するＮＯＲゲート７はクロックパルスＣＬＫの“Ｈ”，“Ｌ”を反転させたクロックパルスＳ2 （反転クロックパルス／ＣＬＫ）を出力する。
【0066】
Ｄフリップフロップ１２のＱ１反転出力端子から出力される制御信号Ｓ6 が“Ｈ”レベルとなっている期間（ｔ20～ｔ21）において、ＮＡＮＤゲート８は反転クロックパルスＳ2 を再反転した状態のクロックパルスＳ3 （クロックパルスＣＬＫに同期した信号）をタイマーカウンタ１１のＣＬＫ入力端子に入力し、計数を開始する。この計数はイベント時刻ｔ20から開始され、基準計数値Ｎ0 まで進められる（カウントアップ（プリセット値到達））。
【0067】
（２）イベント時刻ｔ21～ｔ22での動作
イベント時刻ｔ21はタイマーカウンタ１１のカウントアップ時刻である。カウントアップしたタイマーカウンタ１１は、そのＱ４出力端子からカウントアップ信号Ｓ4 を単発パルスの状態で出力する。カウントアップ時刻ｔ21は制御信号ＳM1の第１の判定期間Ｔlongの終了時刻ｔ22よりも早い時刻である。
イベント時刻ｔ21はタイマーカウンタ１１のカウントアップ時刻である。カウントアップしたタイマーカウンタ１１は、そのＱ４出力端子からカウントアップ信号Ｓ4 を単発パルスの状態で出力する。カウントアップ時刻ｔ21は制御信号ＳM1の第１の判定期間Ｔlongの終了時刻ｔ22よりも早い時刻である。
【0068】
カウントアップ信号Ｓ4 がＣＬＫ入力端子に入力されたＤフリップフロップ１２においては、Ｑ１出力端子から“Ｈ”レベルに立ち上がった点灯制御信号Ｓ5 が出力され、発光ダイオード１３が点灯し、異常報知となる。
【0069】
同時にイベント時刻ｔ21において、Ｄフリップフロップ１２のＱ１反転出力端子から出力される制御信号Ｓ6 が“Ｌ”レベルに反転し、ＮＡＮＤゲート８から出力される制御信号Ｓ3 が“Ｈ”レベルに変化し固定化される。また、負論理入力のＯＲゲート９から出力される制御信号Ｓ7 が“Ｈ”レベルに立ち上がり、ＯＲゲート１０から出力される単発パルスのリセット制御信号Ｓ8 も“Ｈ”レベルに立ち上がり、タイマーカウンタ１１の計数がゼロクリアされる。
【0070】
タイマーカウンタ１１が計数を開始するイベント時刻ｔ20からカウントアップするイベント時刻ｔ21までの時間Ｔupは、ワンショットパルスの制御信号ＳM1が“Ｈ”レベルとなっている比較的長い第１の判定期間Ｔlongよりも短く設定されている。
【0071】
（３）イベント時刻ｔ22～ｔ23での動作
一方、イベント時刻ｔ22においては、第１の単安定マルチバイブレータ４のＱ１出力端子から出力されるワンショットパルスの制御信号ＳM1が“Ｌ”レベルに立ち下がるのに同期してＱ２反転出力端子から出力される制御信号ＳM2が単発パルスの状態で、イベント時刻ｔ22で“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに立ち下がり、次いでイベント時刻ｔ23で“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに立ち上がる。
一方、イベント時刻ｔ22においては、第１の単安定マルチバイブレータ４のＱ１出力端子から出力されるワンショットパルスの制御信号ＳM1が“Ｌ”レベルに立ち下がるのに同期してＱ２反転出力端子から出力される制御信号ＳM2が単発パルスの状態で、イベント時刻ｔ22で“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに立ち下がり、次いでイベント時刻ｔ23で“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに立ち上がる。
【0072】
イベント時刻ｔ22では制御信号ＳN1は“Ｈ”レベルを継続しているが、制御信号ＳM1が“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルへと変化するので、ＥｘＯＲゲート６から出力されるクロック通過許可信号Ｓ1 は“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルへと変化する。クロック通過許可信号Ｓ1 はイベント時刻ｔ22以降は“Ｈ”レベルを維持し、それに連動して制御信号Ｓ2 は“Ｌ”レベルを維持し、制御信号Ｓ3 は“Ｈ”レベルを維持する。タイマーカウンタ１１はイベント時刻ｔ21以降はアップカウントのインクリメント動作を停止することになる。
【0073】
（４）イベント時刻ｔ23～ｔ24での動作
制御信号Ｓ7 を出力する負論理入力のＯＲゲート９は、制御信号Ｓ6 と制御信号ＳM2を２入力とするが、時刻ｔ21までは２入力がＳ6 ＝“Ｈ”，ＳM2 ＝“Ｈ”であるので制御信号Ｓ7 は“Ｌ”レベルであり、時刻ｔ21以降では２入力がＳ6 ＝“Ｌ”，ＳM2 ＝“Ｈ”であるので制御信号Ｓ7 は“Ｈ”レベル、制御信号ＳM2が“Ｌ”レベルとなっているごく短い期間ｔ22～ｔ23では２入力がＳ6 ＝“Ｌ”，ＳM2 ＝“Ｌ”であるので制御信号Ｓ7 は引き続いて“Ｈ”レベル、時刻ｔ23以降では２入力がＳ6 ＝“Ｌ”，ＳM2 ＝“Ｈ”なので制御信号Ｓ7 はさらに引き続いて“Ｈ”レベルとなる。ＯＲゲート１０に対して第２の単安定マルチバイブレータ５から入力される制御信号ＳN2は“Ｌ”レベルであるので、ＯＲゲート１０から出力される制御信号Ｓ8 は制御信号Ｓ7 と同じ波形となる。制御信号Ｓ7 ，Ｓ8 の“Ｈ”レベルは時刻ｔ24まで続く。
制御信号Ｓ7 を出力する負論理入力のＯＲゲート９は、制御信号Ｓ6 と制御信号ＳM2を２入力とするが、時刻ｔ21までは２入力がＳ6 ＝“Ｈ”，ＳM2 ＝“Ｈ”であるので制御信号Ｓ7 は“Ｌ”レベルであり、時刻ｔ21以降では２入力がＳ6 ＝“Ｌ”，ＳM2 ＝“Ｈ”であるので制御信号Ｓ7 は“Ｈ”レベル、制御信号ＳM2が“Ｌ”レベルとなっているごく短い期間ｔ22～ｔ23では２入力がＳ6 ＝“Ｌ”，ＳM2 ＝“Ｌ”であるので制御信号Ｓ7 は引き続いて“Ｈ”レベル、時刻ｔ23以降では２入力がＳ6 ＝“Ｌ”，ＳM2 ＝“Ｈ”なので制御信号Ｓ7 はさらに引き続いて“Ｈ”レベルとなる。ＯＲゲート１０に対して第２の単安定マルチバイブレータ５から入力される制御信号ＳN2は“Ｌ”レベルであるので、ＯＲゲート１０から出力される制御信号Ｓ8 は制御信号Ｓ7 と同じ波形となる。制御信号Ｓ7 ，Ｓ8 の“Ｈ”レベルは時刻ｔ24まで続く。
【0074】
すでに説明したようにイベント時刻ｔ21における発光ダイオード１３の点灯によって異常が発生したことが報知されるが、その確認後イベント時刻ｔ24において故障復帰用スイッチ１４が操作されてリセット制御信号Ｓ9 が“Ｈ”レベルに立ち上げられると、制御信号Ｓ5 ，Ｓ6 ，Ｓ7 ，Ｓ8 は初期状態に復帰し、点灯していた発光ダイオード１３は消灯する。その後、スイッチング素子１を修復することになる。
【0075】
もし、故障復帰用スイッチ１４を操作しなければ、発光ダイオード１３の点灯すなわち異常報知は続行される。
【0076】
［４］第３のモード：ゲート信号有り、通電有り⇒正常判定（図６）
次に、異常検出とはならない第３のモードについて説明する。第３のモードはゲート信号ＳG の入力が検出され、これに適正に応動する状態で、自己保持型のスイッチング素子１がターンオンし、発光ダイオード１３の点灯は起こらない場合の動作である。この第３のモードを図６のタイミングチャートを用いて説明する。
次に、異常検出とはならない第３のモードについて説明する。第３のモードはゲート信号ＳG の入力が検出され、これに適正に応動する状態で、自己保持型のスイッチング素子１がターンオンし、発光ダイオード１３の点灯は起こらない場合の動作である。この第３のモードを図６のタイミングチャートを用いて説明する。
【0077】
（１）イベント時刻ｔ30～ｔ31 での動作
イベント時刻ｔ30において、自己保持型のスイッチング素子１のゲート端子に作用するゲート信号ＳG が単発パルスの状態で“Ｌ”レベル状態から“Ｈ”レベルに立ち上がり、ゲート基板２を介してスイッチング素子１のゲート端子に印加される。これによって所期通りにスイッチング素子１がトリガされてターンオンし、電源ライン２０に所期通りに電流が流れると、電流検出回路３を介して通電信号ＳT が第２の単安定マルチバイブレータ５のＢ１入力端子に入力される。スイッチング素子１の正常なターンオン動作を所期通りに検出した場合、電流検出回路３は通電信号ＳT として微小パルス幅の矩形波２個分（“Ｈ”→“Ｌ”→“Ｈ”→“Ｌ”→“Ｈ”）のパルス信号を出力する。パルス信号２個分が過ぎると、通電信号ＳT は連続した“Ｈ”レベル状態を保持する。
イベント時刻ｔ30において、自己保持型のスイッチング素子１のゲート端子に作用するゲート信号ＳG が単発パルスの状態で“Ｌ”レベル状態から“Ｈ”レベルに立ち上がり、ゲート基板２を介してスイッチング素子１のゲート端子に印加される。これによって所期通りにスイッチング素子１がトリガされてターンオンし、電源ライン２０に所期通りに電流が流れると、電流検出回路３を介して通電信号ＳT が第２の単安定マルチバイブレータ５のＢ１入力端子に入力される。スイッチング素子１の正常なターンオン動作を所期通りに検出した場合、電流検出回路３は通電信号ＳT として微小パルス幅の矩形波２個分（“Ｈ”→“Ｌ”→“Ｈ”→“Ｌ”→“Ｈ”）のパルス信号を出力する。パルス信号２個分が過ぎると、通電信号ＳT は連続した“Ｈ”レベル状態を保持する。
【0078】
単発パルスのゲート信号ＳG の立ち上がりエッジによって、第１の単安定マルチバイブレータ４と第２の単安定マルチバイブレータ５の状態がともに変化する。
【0079】
まず、第１の単安定マルチバイブレータ４においては、“Ｈ”レベルのゲート信号ＳG が印加されたイベント時刻ｔ30においてＱ１出力端子からワンショットパルスの制御信号ＳM1が“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに立ち上がる。なお、このワンショットパルスの制御信号ＳM1のパルス幅は比較的長い第１の判定期間Ｔlongである。ワンショットパルスの制御信号ＳM1の“Ｈ”レベル期間は時刻ｔ33までとなり、時刻ｔ33以降は“Ｌ”レベルに保持される。
【0080】
電流検出回路３から入力される通電信号ＳT は所定のサイクル（２回）だけ“Ｌ”，“Ｈ”を繰り返した後、“Ｈ”レベルに安定化する。第２の単安定マルチバイブレータ５においては、通電信号ＳT が印加されると、Ｑ１反転出力端子から出力されるワンショットパルスの制御信号ＳN1が“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに立ち下がる。このワンショットパルスの制御信号ＳN1のパルス幅は比較的短い第２の判定期間Ｔshortである。
【0081】
第２の単安定マルチバイブレータ５によるワンショットパルスの制御信号ＳN1の“Ｌ”レベル期間は時刻ｔ31までとなり、時刻ｔ31以降は“Ｈ”レベルに保持される。制御信号ＳM1の比較的長い第１の判定期間Ｔlongは、制御信号ＳN1の比較的短い第２の判定期間Ｔshortよりも長く設定されている（Ｔshort＜Ｔlong）。
【0082】
イベント時刻ｔ30以降の両制御信号ＳM1，ＳN1の変化に対してＥｘＯＲゲート６の出力状態の変化を調べると、第１の単安定マルチバイブレータ４からの制御信号ＳM1は“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに変化し、第２の単安定マルチバイブレータ５からの制御信号ＳN1は“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに変化しているが、２入力の組み合わせ（“Ｈ”と“Ｌ”）には変わりがないので、ＥｘＯＲゲート６からの制御信号Ｓ1 には変化がなく、第２の単安定マルチバイブレータ５の比較的短い第２の判定期間Ｔshort（ｔ30～ｔ31）では制御信号Ｓ1 は“Ｈ”レベルとなる。
【0083】
以上の結果、比較的短い第２の判定期間Ｔshortの範囲内では、ＮＯＲゲート７の２入力は“Ｈ”レベルの制御信号Ｓ1 とクロックパルスＣＬＫであるので、ＮＯＲゲート７から出力される制御信号Ｓ2 は“Ｌ”レベルとなる。
【0084】
ＮＡＮＤゲート８の２入力はＤフリップフロップ１２からの“Ｈ”レベルの制御信号Ｓ6 とＮＯＲゲート７からの“Ｌ”レベルの制御信号Ｓ2 であるので、ＮＡＮＤゲート８から出力されるクロックパルスＳ3 は“Ｈ”レベルとなる。このクロックパルスＳ3 はタイマーカウンタ１１のＣＬＫ入力端子に入力されるが、クロックパルスＳ3 は“Ｈ”レベルの連続信号であるので、計数動作は行われない。
【0085】
タイマーカウンタ１１のＱ４出力端子から出力されるカウントアップ信号Ｓ4 は変化せず“Ｌ”レベルのままであり、Ｄフリップフロップ１２からの点灯制御信号Ｓ5 も“Ｌ”レベルのままと、いずれも第４のモード（図３）の場合と同様になり、発光ダイオード１３は消灯状態を保持する。
【0086】
（２）イベント時刻ｔ31～ｔ32での動作
次のイベント時刻は第２の単安定マルチバイブレータ５の比較的短い第２の判定期間Ｔshortがタイムアップした時刻ｔ31である。このイベント時刻ｔ31においては、それまで“Ｌ”レベルとなっていた第２の単安定マルチバイブレータ５からの制御信号ＳN1が“Ｈ”レベルへと立ち上がる。第１の単安定マルチバイブレータ４の比較的長い第１の判定期間Ｔlongはまだタイムアップしていないので、第１の単安定マルチバイブレータ４からの制御信号ＳM1は“Ｈ”レベルを継続している。その結果、イベント時刻ｔ31～ｔ32の期間にわたり、ＥｘＯＲゲート６の２入力は“Ｈ”，“Ｈ”となり、その制御信号Ｓ1 は“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルへと立ち下がる。
次のイベント時刻は第２の単安定マルチバイブレータ５の比較的短い第２の判定期間Ｔshortがタイムアップした時刻ｔ31である。このイベント時刻ｔ31においては、それまで“Ｌ”レベルとなっていた第２の単安定マルチバイブレータ５からの制御信号ＳN1が“Ｈ”レベルへと立ち上がる。第１の単安定マルチバイブレータ４の比較的長い第１の判定期間Ｔlongはまだタイムアップしていないので、第１の単安定マルチバイブレータ４からの制御信号ＳM1は“Ｈ”レベルを継続している。その結果、イベント時刻ｔ31～ｔ32の期間にわたり、ＥｘＯＲゲート６の２入力は“Ｈ”，“Ｈ”となり、その制御信号Ｓ1 は“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルへと立ち下がる。
【0087】
この“Ｌ”レベルとなった制御信号Ｓ1 とクロックパルスＣＬＫとがＮＯＲゲート７に入力され、出力される制御信号Ｓ2 はクロックパルスＣＬＫに対してタイミング的に“Ｈ”／“Ｌ”が反転した反転クロックパルスとなる。クロックパルスＣＬＫは常時的に発振され続けている矩形波信号である。ＥｘＯＲゲート６から出力される制御信号Ｓ1 は、“Ｌ”レベルの状態でクロックパルスＣＬＫを通過させるクロック通過許可信号Ｓ1 として機能する。
【0088】
反転クロックパルスである制御信号Ｓ2 はＮＡＮＤゲート８の１入力となる。ＮＡＮＤゲート８の他の１入力はＤフリップフロップ１２のＱ１反転出力端子から出力される制御信号Ｓ6 であり、この制御信号Ｓ6 は“Ｈ”レベルである。ＮＡＮＤゲート８は一方の入力が“Ｈ”レベルに維持されている状態では、他方の入力の論理レベル（“Ｈ”，“Ｌ”）を反転した論理レベル（“Ｌ”，“Ｈ”）を出力する。したがって、ＮＡＮＤゲート８からタイマーカウンタ１１に対して入力される制御信号Ｓ3 は、クロックパルスＣＬＫに同期したクロック制御信号となる。このクロックパルスＳ3 をＣＬＫ端子に入力したはタイマーカウンタ１１においては、計数動作が開始される。
【0089】
第２の単安定マルチバイブレータ５においては、Ｑ２出力端子から出力される制御信号ＳN2は、Ｑ１反転出力端子から出力されるワンショットパルスの制御信号ＳN1の立ち上がりタイミングを検出する信号で、単発パルスとしてイベント時刻ｔ31に生成されるように構成されている。この単発パルスの制御信号ＳN2は、タイマーカウンタ１１に対するリセット信号の機能を有している。
【0090】
イベント時刻ｔ31において、制御信号ＳN1の立ち上がりに同期した制御信号ＳN2の単発パルスの立ち上がりによって、ＯＲゲート１０からタイマーカウンタ１１のＲＥＳＥＴ端子に入力される単発パルスのリセット制御信号Ｓ8 が立ち上がり、タイマーカウンタ１１のカウント動作がゼロクリアされる。このイベント時刻ｔ31でのタイマーカウンタ１１のゼロクリアと計数開始とが同期しているので、カウントは「０」からのリスタートとなる。しかし、タイマーカウンタ１１においては、規定の基準計数値Ｎ0 は大きめの数値を設定されており、イベント時刻ｔ31～ｔ32の期間内ではタイマーカウンタ１１は基準計数値Ｎ0 までカウントアップ（プリセット値到達）することはなく、そのＱ４出力端子からはカウントアップ信号Ｓ4 として“Ｈ”レベルを出力することはない。したがって、発光ダイオード１３は消灯状態を保持する。
【0091】
（３）イベント時刻ｔ32～ｔ34での動作
イベント時刻ｔ32において、ＮＡＮＤゲート８のクロックパルスＳ3 は“Ｈ”レベルに立ち上がり、固定化される。すなわち、タイマーカウンタ１１によるカウント動作は停止し、カウントアップ（プリセット値到達）となる。
イベント時刻ｔ32において、ＮＡＮＤゲート８のクロックパルスＳ3 は“Ｈ”レベルに立ち上がり、固定化される。すなわち、タイマーカウンタ１１によるカウント動作は停止し、カウントアップ（プリセット値到達）となる。
【0092】
次のイベント時刻は第１の単安定マルチバイブレータ４の比較的長い第１の判定期間Ｔlongがタイムアップした時刻ｔ33である。このイベント時刻ｔ33においては、第１の単安定マルチバイブレータ４から出力されるワンショットパルスの制御信号ＳM1が“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルへ立ち下がる（比較的長い第１の判定期間Ｔlongの終了）。一方、第２の単安定マルチバイブレータ５から出力されるワンショットパルスの制御信号ＳN1は“Ｈ”レベルを維持しているので、ＥｘＯＲゲート６から出力される制御信号Ｓ1 は“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルへ立ち上がる。ＮＯＲゲート７から出力される制御信号Ｓ2 は“Ｌ”レベルである。ＮＡＮＤゲート８の２入力（Ｓ2 ，Ｓ6 ）が“Ｌ”，“Ｈ”となるので、ＮＡＮＤゲート８から出力されるクロックパルスＳ3 はパルス変化を規制され、一定振幅の“Ｈ”レベルの直流状態へ移行する。
【0093】
一方、イベント時刻ｔ33においては、第１の単安定マルチバイブレータ４のＱ１出力端子から出力されるワンショットパルスの制御信号ＳM1が“Ｌ”レベルに立ち下がるのに同期してＱ２反転出力端子から出力される制御信号ＳM2が単発パルスの状態で“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに立ち下がり、直後のイベント時刻ｔ34で再び“Ｈ”レベルに立ち上がる。
【0094】
この単発パルスの“Ｌ”レベルとなる矩形波信号の制御信号ＳM2が負論理入力のＯＲゲート９に入力され、他の１入力の制御信号Ｓ6 が“Ｈ”レベルであるため、負論理入力のＯＲゲート９から出力される制御信号Ｓ7 は単発パルスの状態で“Ｈ”レベルに立ち上がる矩形波信号となる。このときＯＲゲート１０に対して第２の単安定マルチバイブレータ５から入力される制御信号ＳN2は“Ｌ”レベルであるので、ＯＲゲート１０から出力される制御信号Ｓ8 は単発パルスの“Ｈ”レベルの制御信号Ｓ7 と同期したものとなる。すなわち、リセット制御信号Ｓ8 がタイマーカウンタ１１のＲＥＳＥＴ端子に入力される。この２つの制御信号Ｓ7 ，Ｓ8 の単発パルスの存在期間は時刻ｔ33～ｔ34である。
【0095】
すなわち、タイマーカウンタ１１は、その基準計数値Ｎ0 に達する以前の段階でゼロクリアされてしまい、したがって、タイマーカウンタ１１のＱ４出力端子から“Ｈ”レベルのカウントアップ信号Ｓ4 が出力されることはなく、Ｄフリップフロップ１２の状態も変化しない。つまり、Ｄフリップフロップ１２のＱ１出力端子から出力される点灯制御信号Ｓ5 は“Ｌ”レベルのままであり、発光ダイオード１３は消灯状態を保つ。Ｄフリップフロップ１２のＱ１反転出力端子から出力される制御信号Ｓ6 は“Ｈ”レベルを保つ。
【0096】
以上詳述したように、この第３のモードでは、自己保持型のスイッチング素子１のゲート端子に対してターンオンさせるためのゲート信号ＳG が印加され、電流検出回路３がスイッチング素子１の通電状態を所期通り正確に検出する動作態様となり、この応動作用は目的とする動作内容と期待する結果の動作内容とが整合性を有し、矛盾がないものであり、そのことが発光ダイオード１３の消灯状態継続となって現れている。すなわち、発光ダイオード１３の非点灯をもって、電源装置の異常検出システムの正常状態をそのまま所望の通り適正に報知することになる。
【産業上の利用可能性】
【0097】
本発明は、電源装置の異常検出システムに関して、構成の簡単化とともに、異常検出の信頼性を向上させる技術として有用である。
【符号の説明】
【0098】
Ｅ１ 異常検出部
Ｅ２ タイマーカウンタ
Ｅ３ 異常報知器
ＳG ゲート信号
ＳT 通電信号
Ｔlong 比較的長い第１の判定期間
Ｔshort 比較的短い第２の判定期間
Ｔwindow 計数許可期間
１ サイリスタなどの自己保持型のスイッチング素子
４ 第１の単安定マルチバイブレータ
５ 第２の単安定マルチバイブレータ
６ ＥｘＯＲゲート
７ ＮＯＲゲート
８ ＮＡＮＤゲート
９ 負論理入力のＯＲゲート
１０ ＯＲゲート
１１ タイマーカウンタ
１２ Ｄフリップフロップ
１３ 発光ダイオード（ＬＥＤ）
１４ 故障復帰用スイッチ
２０ 電源ライン
Ｅ２ タイマーカウンタ
Ｅ３ 異常報知器
ＳG ゲート信号
ＳT 通電信号
Ｔlong 比較的長い第１の判定期間
Ｔshort 比較的短い第２の判定期間
Ｔwindow 計数許可期間
１ サイリスタなどの自己保持型のスイッチング素子
４ 第１の単安定マルチバイブレータ
５ 第２の単安定マルチバイブレータ
６ ＥｘＯＲゲート
７ ＮＯＲゲート
８ ＮＡＮＤゲート
９ 負論理入力のＯＲゲート
１０ ＯＲゲート
１１ タイマーカウンタ
１２ Ｄフリップフロップ
１３ 発光ダイオード（ＬＥＤ）
１４ 故障復帰用スイッチ
２０ 電源ライン
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】