特許 7529765 フォールトトレラント電源付き電気メータ

(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】2024-07-29

(45)【発行日】2024-08-06

(54)【発明の名称】フォールトトレラント電源付き電気メータ

(51)【国際特許分類】

   G01R 21/00 20060101AFI20240730BHJP

   G01R 11/00 20060101ALI20240730BHJP

【ＦＩ】

G01R21/00 R

G01R11/00 A

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2022509023

(86)(22)【出願日】2020-08-03

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-10-18

(86)【国際出願番号】 US2020044722

(87)【国際公開番号】W WO2021030087

(87)【国際公開日】2021-02-18

【審査請求日】2023-07-19

(31)【優先権主張番号】16/541,762

(32)【優先日】2019-08-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】513113895

【氏名又は名称】ランディス・ギア イノベーションズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＬＡＮＤＩＳ＋ＧＹＲ ＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮＳ， ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100135703

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 英隆

(74)【代理人】

【識別番号】100189544

【弁理士】

【氏名又は名称】柏原 啓伸

(72)【発明者】

【氏名】ラミレス，アニバル ディエゴ

【審査官】島▲崎▼ 純一

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０２９３２１９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０１６３６９５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／０８４１５９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－１８６３８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２６５６６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０３４２１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０５８６６５２７（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２００９－０６３５９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ ２１／００

Ｇ０１Ｒ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フォールトトレラント電源を動作させる方法であって、
交流（ＡＣ）電圧を初期の直流（ＤＣ）電圧に変換するステップと、
前記初期の直流電圧を第１の直流電圧と第２の直流電圧に変換するステップと、
前記第１の直流電圧を計測デバイスに印加するステップと、
前記第２の直流電圧を周辺デバイスに印加するステップと、
前記初期の直流電圧が電圧範囲外である場合、前記周辺デバイスへの前記第２の直流電圧を非活性化するステップと、
前記計測デバイスへの前記第１の直流電圧を維持するステップと
を含む、方法。

【請求項2】

更に、
温度測定値を受信するステップと、
前記温度測定値が温度範囲外の場合、前記周辺デバイスへの前記第２の直流電圧を非活性化するステップと
を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

更に、
ある時間が経過したとき、前記周辺デバイスに前記第２の直流電圧を再印加するステップ
を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

更に、
前記初期の直流電圧が前記電圧範囲外に減少した場合、前記第２の直流電圧および前記周辺デバイスを無効にするステップ
を含む、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

更に、
前記交流電圧を監視するステップと、
前記交流電圧が交流電圧範囲より低下した場合、前記計測デバイスにキャパシタから電力を印加し、計測情報を不揮発性メモリに保存するステップと
を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記交流電圧を監視するステップは、前記交流電圧が交流電圧範囲外であるか否かを判定するステップを含む、請求項５に記載の方法。

【請求項7】

更に、
前記初期の直流電圧を第３の直流電圧に変換するステップと、
前記第３の直流電圧を追加の周辺デバイスに印加するステップと、
前記初期の直流電圧が前記電圧範囲外である場合、前記追加の周辺デバイスへの前記第３の直流電圧を非活性化するステップと、
第１の時間が経過したとき、前記周辺デバイスに前記第２の直流電圧を再印加するステップと、
前記初期の直流電圧が前記電圧範囲外である場合、前記周辺デバイスを無効化し前記追加の周辺デバイスに前記第３の直流電圧を再印加するステップと
を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

更に、
前記初期の直流電圧が前記電圧範囲外より低下した場合、前記周辺デバイスを前記第２の直流電圧から切り離すステップ
を含む、請求項３に記載の方法。

【請求項9】

更に、
前記周辺デバイスに関するエラー状態を記録するステップ
を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

フォールトトレラント電源を動作させる方法であって、
交流（ＡＣ）電圧を初期の直流（ＤＣ）電圧に変換するステップと、
前記初期の直流電圧を第１の直流電圧と第２の直流電圧に変換するステップと、
前記第１の直流電圧を高優先度デバイスに印加するステップと、
前記第２の直流電圧を低優先度デバイスに印加するステップと、
前記初期の直流電圧が電圧範囲外である場合、前記低優先度デバイスへの前記第２の直流電圧を非活性化するステップと、
前記高優先度デバイスへの前記第１の直流電圧を維持するステップと
を含む、方法。

【請求項11】

前記第２の直流電圧は、前記第１の直流電圧と異なる、
請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

更に、
ある時間が経過したとき、前記第２の直流電圧を前記低優先度デバイスに再印加するステップ
を含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項13】

更に、
前記初期の直流電圧が前記電圧範囲外である場合、前記第２の直流電圧および前記低優先度デバイスを無効にするステップ
を含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項14】

更に、
前記交流電圧を監視するステップと、
前記交流電圧が交流電圧範囲外である場合、前記高優先度デバイスにキャパシタから電力を印加して計測情報を不揮発性メモリに保存するステップと
を含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項15】

前記交流電圧を監視するステップは、前記交流電圧が交流電圧範囲外であるか否かを判定するステップ
を含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

電気メータであって、
交流（ＡＣ）電圧を初期の直流（ＤＣ）電圧に変換するように構成された電源と、
前記初期の直流電圧を第１の直流電圧と第２の直流電圧に変換するように構成された直流－直流コンバータと、
ホストプロセッサと
を含み、
前記ホストプロセッサは、
前記直流－直流コンバータに、前記第１の直流電圧を計測デバイスに印加させ、
前記直流－直流コンバータに、前記第２の直流電圧を周辺デバイスに印加させ、
前記初期の直流電圧が電圧範囲外である場合、前記直流－直流コンバータに、前記周辺デバイスに対する前記第２の直流電圧を非活性化させ、前記計測デバイスに対する前記第１の直流電圧を維持させる
ように構成されている、
電気メータ。

【請求項17】

前記ホストプロセッサは、更に、
ある時間が経過したときを検出して前記周辺デバイスに前記第２の直流電圧を再印加するように構成されている、
請求項１６に記載の電気メータ。

【請求項18】

前記ホストプロセッサは、更に、
前記初期の直流電圧が前記電圧範囲外である場合、前記第２の直流電圧と前記周辺デバイスを無効にするように構成されている、
請求項１６に記載の電気メータ。

【請求項19】

更に、温度センサを備え、
前記ホストプロセッサは、更に、
前記温度センサから温度測定値を受信し、
前記温度測定値が温度範囲外である場合、前記周辺デバイスへの前記第２の直流電圧を非活性化する
ように構成されている、
請求項１６に記載の電気メータ。

【請求項20】

前記ホストプロセッサは、更に、
前記直流－直流コンバータに、前記初期の直流（ＤＣ）電圧を第３の直流電圧に変換させ、
前記直流－直流コンバータに、前記第３の直流電圧を追加の周辺デバイスに印加させ、
閾値の時間、待機し、
前記第２の直流電圧を前記周辺デバイスに再印加して前記第３の直流電圧を前記追加の周辺デバイスに再印加する
ように構成されている、
請求項１６に記載の電気メータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、概略電気メータに関し、より具体的にはフォールトトレラント内部電源を備える電気メータに関する。

【背景技術】

【0002】

電気メータは、通常、エンドユーザー施設に設置され、エアコン、テレビ、照明などの電気負荷によって消費される電力を測定する。いくつかの電気メータは、無線ネットワークを介して消費情報を送信する、電力消費の分析を行う、またはメータ改ざんを検出するなど、測定以上の機能を果たすことができる追加のハードウェアを含む。この追加のハードウェアに電力を供給するために、電力計は、従来の計測システムとこれらの追加のデバイスの両方に電力を供給する内部電源を含む。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

しかし、新しいメータの追加ハードウェア、例えば、プロセッサ、通信装置、ネットワークカードなどは、通常の要件に対して追加の電力を必要とし、短絡または過剰消費などの電力障害のリスクを増加させ、追加の熱を発生させる。既存のソリューションでは、電気的な故障を検出すると、計測機能もオフになる。エンドユーザー宅には電力が供給されているため、一定期間消費電力の測定が行われず、課金情報も失われてしまう。そのため、新しいソリューションが求められている。

【課題を解決するための手段】

【0004】

ある態様と特徴は、電気メータのためのフォールトトレラント電源の技術的改良に関するものである。一例として、システムは、交流（ＡＣ）電圧を初期の直流（ＤＣ）電圧に変換する。このシステムは、さらに、初期の直流電圧を第１の直流電圧と第２の直流電圧に変換する。このシステムは、第１の直流電圧を計測デバイスなどの高優先度デバイスに印加する。第２の直流電圧は、低優先度デバイスや周辺デバイスに印加される。初期の直流電圧が電圧範囲外である場合、システムは、低優先度デバイスへの第２の直流電圧を非活性化し、計測デバイスへの第１の直流電圧を維持する。

【0005】

これらの例示的な例は、本開示を制限または定義するためではなく、その理解を助けるための例を提供するために言及されている。追加の例およびさらなる説明は、発明の詳細な説明に記載されている。

【図面の簡単な説明】

【0006】

本開示のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、以下の詳細な説明を添付図面を参照して読むと、よりよく理解される。

【0007】

【図1】図１は、本開示の一態様に係る、フォールトトレラント電源を有する電気メータを含む計量環境の一例を示す図である。

【図2】図２は、本開示の一態様に係る、電気メータシステムの概略図である。

【図3】図３は、本開示の一態様に係る、電気メータシステムの模式図である。

【図4】図４は、本開示の一態様に係る、周辺デバイスの故障を検出するための例示的な処理を示すフローチャートである。

【図5】図５は、本開示の一態様に係る、周辺デバイスの検出された障害から回復するための例示的なプロセスを示すフローチャートである。

【図6】図６は、本開示の一態様に係る、メータホスト機能を実装するための例示的なコンピューティングシステムを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本開示の態様は、電気計測システム用のフォールトトレラント内部電源に関するものである。コア計測ハードウェアに加えて、電気計測システムは、ホスト－メータ通信デバイス、無線ネットワーキングカードなどの周辺デバイスを含むことができる。一般に、これらの周辺デバイスは、課金目的のためにアクティブなままである計測機能に対して二次的なものであると考えられている。開示されたソリューションは、計測ハードウェアへの電力を維持しながら、周辺デバイスまたはメータに接続された外部デバイスによって引き起こされる短絡または過電流状況などの障害を検出し、そこから回復することができるフォールトトレラント電源を提供する。

【0009】

いくつかの態様において、開示されたシステムは、計測システムおよび周辺デバイスに供給される１つまたは複数の電圧の指示を受け取るプロセッサ（例えば、ホストプロセッサ）を含む。これらの電圧に基づいて、プロセッサは、電力障害が発生したという判定を行うことができる。故障の例としては、ハードウェアデバイスの故障、短絡、または過電流が挙げられる。これに応答して、プロセッサは、計測ユニットへの電源を接続したまま、周辺デバイスへの出力を非活性化する。

【0010】

ここで図に目を向けると、図１は、本開示の一態様に係る、フォールトトレラント電源を備えた電気メータを含む計量環境の一例を示す図である。計量環境１００は、電気メータ１０１、電源１１０、および顧客機器１９０を含む。電源１１０は、例えば電気メータ１０１の内部機器に電力を供給するため、および電気メータ１０１を介して顧客機器１９０に電力を供給するため、両方に電力を供給する。電源１１０の例としては、配電線および変電所が挙げられる。電力源によって提供される典型的な電圧は、１０８ボルト（Ｖ）、１２０Ｖ、２４０Ｖなどである。電源１１０は、単相または多相であることができる。顧客機器１９０の例としては、ランプ、モータ、家庭用電化製品、産業用機器などがある。

【0011】

電気メータ１０１は、電源１１５、プロセッサ１６５、計測ユニット１２０、および周辺デバイス１３０ａ－ｎのうちの１つまたは複数を含む。より具体的には、電気メータ１０１は、電源１１０から電力を受け取り、接続１０２を介して計測ユニット１２０に、接続１０３を介して電源１１５に、電力を供給する。多相環境では、接続１０２及び接続１０３は、１つ又は複数の相の交流を含む。計測ユニット１２０は、接続１０２を介して電力を受け取り、接続１０７を介して顧客機器１９０に電力を提供し、接続１０２の各相の消費電流を測定する。計測ユニット１２０は、電圧の測定、ゼロクロスの検出、およびピーク需要時間または低需要時間の検出などの高度な分析などの追加機能を実行することができる。

【0012】

電源１１５は、計測ユニット１２０と周辺デバイス１３０ａ－ｎの両方に電力を供給する。周辺デバイス１３０ａ－ｎの例は、通信装置、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ）エクスプレスカード、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）コントローラなどである。特に、電源１１５は、異なるデバイスに別々の電力出力を提供することができる。計測ユニット１２０への接続１０６は、接続１０４ａ－ｎを介して周辺デバイス１３０ａ－ｎにそれぞれ電力を供給する接続１０４ａ－ｎから別々に切り替えられ得る。例えば、電源１１５は、電源１１０からの入力電圧を適切なレベル（例えば、１２Ｖ又は２４Ｖ）に降圧する変圧器を含むことができる。電源１１５は、ＡＣ（交流）をＤＣ（直流）に変換する整流器や、第１の、すなわち初期の直流（ＤＣ）電圧（例えば、１２Ｖ）を第２の、より低い電圧（例えば、３．３Ｖまたは５Ｖ）に変換する他の（例えば、トランジスタベースの）スイッチングデバイスなどの追加のコンバータを含むことも可能である。

【0013】

電源１１５は、プロセッサ１６５と連動して動作し、過電圧、過熱、電気ノイズなどの故障を検出する。これに応答して、電源１１５は、一定期間または恒久的に１つまたは複数の周辺デバイスをシャットダウンするなどの措置を取ることができる。プロセッサ１６５の例には、マイクロコントローラ、信号プロセッサ、および汎用プロセッサが含まれる。電源１１５は、接続１０５を介してプロセッサ１６５に接続する。電源１１５によって生成された１つ以上の電圧の状態は、接続１０５を介してプロセッサ１６５に提供される。さらに、接続１０５は、プロセッサ１６５が、計測ユニット２２０及び周辺デバイス１３０ａ－ｎへの電力を粒単位で個別に制御することを可能にする。例えば、プロセッサ１６５は、周辺デバイス１３０ａ－ｎを適宜選択的に非活性化または再活性化することができる。

【0014】

図２は、本開示の一態様に係る、電気メータシステムの概略図である。電気メータ１０１の一例である電気メータシステム２００は、電源２１５、計測ユニット２２０、ディスプレイ２３５、ゼロクロス検出器２４０、周辺デバイス２３０ａ－ｎ、スイッチ２４４ａ－ｎ、インターフェース２４５、及びホストデバイス２６０のうちの１つ以上を含む。

【0015】

計測ユニット２２０は、計測のための電力を受け取る。描かれているように、計測ユニット２２０は、第１の位相で電圧２０１ａを受け、第２の位相で電圧２０１ｂを受けるが、計測ユニット２２０は、任意の数の位相で動作することができる。計測ユニット２２０は、特定の相の電圧を検出する電圧センサ２２１ａ－ｂと、特定の相で消費される電流を検出する電流センサ２２２ａ－ｎとを含む。電圧センサ２２１ａ－ｂは、電圧２０１ａ－ｂおよび電流センサをサンプリングし、有効エネルギー、無効エネルギー、停電および他の関連するサービス情報を計算することができる。

【0016】

計測ユニット２２０はまた、計量集積回路（ＩＣ）２２４を含み、これは、デジタル領域またはアナログ領域で動作するハードウェアを含むことができる。不揮発性であってもよいメモリ２２６は、例えば、計量情報が、別の装置への送信のために、またはユーティリティメータリーダーによる抽出のために、ホストデバイス２６０に提供される前に、計量情報を格納するために使用される。

【0017】

ゼロクロス検出器２４０は、それぞれが異なる位相（ただし、任意の数の位相が可能）を表す電圧２０１ａ－ｂを監視する。ゼロクロス検出器２４０は、交流電圧がゼロ閾値を通過するたびに、パルス２４１を出力する。パルス２４１は、計量目的のために計測ユニットによって使用され、また、ＡＣ電力がメータに失われたことを早期に示すために電源２１５によって使用される。ゼロクロス検出器２４０は、単相対多相の検出も提供することができる。場合によっては、この機能は、計測ユニット２２０に、例えば、計量ＩＣ２２４に統合される。

【0018】

電源２１５は、電力を受け取り、内部デバイスに電力を供給する。例えば、電源２１５は、電圧２１０を介して計測ユニットに、および電圧２１１ａ－ｎを介して周辺デバイス２３０ａ－ｎに、それぞれ電力出力を提供する。電源２１５は、パルス２４１と電圧２１１ａ－ｎの両方に関する情報を含む電圧監視信号２１６をホストデバイス２６０に送る。これに対して、ホストデバイス２６０は、障害の存在を判定し、制御信号２６２ａ－ｎを介して、電源に制御を発することができる。制御の例は、障害が発生した場合に１つ以上の電圧２１１ａ－ｎへの電力を無効にすることを含む。電源は、図３－図４に関してさらに議論される。

【0019】

ホストデバイス２６０は、１つ以上の制御信号を介して電源２１５を制御することができる。例えば、ホストデバイス２６０は、制御信号２６１及び制御信号２６２ａ－ｎを電源２１５に送信する。制御信号２６１に基づいて、電源２１５は、例えば、出力電圧２１０を制御することによって、計測ユニット２２０への電力を活性化または非活性化することができる。制御信号２６２ａ－ｎに基づいて、電源２１５は、例えば、電圧２１１ａ－ｎを制御することによって、１つ以上の周辺デバイス２３０ａ－ｎへの電力を活性化または非活性化することが可能である。ホストデバイス２６０、例えばプロセッサ２６５によって実行される処理の例は、図４－図５に関してさらに説明される。

【0020】

ホストデバイス２６０は、通信インターフェース２２８を介して計測ユニット２２０に接続する。ホストデバイス２６０は、通信インターフェース２２８を介して、計量情報および課金情報を受信することができる。ホストデバイス２６０はまた、例えば、計量停止、エンドユーザー構内への電力遮断、または他の機能を実行するコマンドを発行することによって、通信インターフェース２２８を介して計測ユニット２２０を制御することができる。ホストデバイス２６０は、プロセッサ２６５を使用して、計量情報および改ざんイベントなどの他の情報を処理し、メモリ２６２に情報を格納する。ホストデバイス２６０は、スイッチ２４４ａ－ｎに接続する。スイッチ２４４ａ－ｎは、メータ上に外付けされるか、またはカバーを取り外すことによってユーザによってアクセス可能であり得る。スイッチ２４４ａ－ｎは、例えば需要リセットなど、設定の何らかの制御、構成、またはカスタマイズを提供する。いくつかの場合、電気メータシステムは、ユーザがディスプレイ上でサービス関連情報（例えば、ライン電圧、電流、および／または位相角）を読み取ることを可能にする磁気的に作動するスイッチを含むことができる。いくつかの場合において、ホストデバイス２６０は、コンピュータおよび監視装置などの外部装置との接続を提供するインターフェース２４５ａ－ｎに接続する。インターフェース２４５ａ－ｎの例は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）およびシリアルインターフェースである。場合によっては、計測ユニット２２０及びホストデバイス２６０は、単一の集積回路に統合される。ホストデバイスの例は、図６に関してさらに議論される。

【0021】

いくつかの態様において、電気メータシステム２００は、温度センサ２３６を含むことができる。温度センサ２３６は、電気メータシステム２００の内部に配置されることができ、および／または電子機器アセンブリの一部を形成することができる。温度センサ２３６は、電気メータシステム２００内の電子機器の現在の温度を提供するために、ホストデバイス２６０とインターフェースする。

【0022】

例えば、プロセッサ２６５は、電気メータシステム２００内の温度を連続的に監視することができる。温度が安全な動作温度範囲の外にある場合、プロセッサ２６５は、電源３１５に、計測ユニット２２０への電力を維持しながら、１つ以上の周辺デバイス２３０ａ－ｎをシャットダウンさせることができる。プロセッサ２６５は、温度を監視し続けることができ、電気メータシステム２００が安全な動作温度範囲に戻ると、プロセッサ２６５は、１つ以上の周辺デバイス２３０ａ－ｎを再びオンにするようにさせることができる。いくつかの場合において、安全な動作温度範囲は、約＋８０摂氏から＋８５摂氏以下である。

【0023】

図３は、本開示の一態様に係る、電気計測システムの追加の概略図である。図３は、フォールトトレラント電源システム３００を描いており、このシステムは、計測ユニット２２０、電源３１５、ホストデバイス３６０、および周辺デバイス２３０ａ－ｎを含む。電源３１５は、電圧２０１ａおよびニュートラル３０１を受信し、入力の交流（ＡＣ）電圧を初期の電圧３３１まで降圧するＡＣ－ＤＣコンバータ２３０を含む。一例では、初期の電圧３３１は１２Ｖであるが、初期電圧は任意の電圧とすることができる。初期の電圧は、その後、特定の機器のニーズを満たすためにさらに低下させることができる電圧である。

【0024】

周辺デバイスの種類によって、特定の電圧が必要とされる場合がある。例えば、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓは３．３Ｖを必要とし、無線カードは３．３Ｖを必要とし、無線機は４Ｖを必要とすることができる。電力コンバータ３１７は、初期の電圧３３１を電圧３３２（一例は３．３Ｖ）に変換し、電圧３３２を計測ユニット２２０に供給する。電力コンバータ３１８ａ－ｎの各々は、初期の電圧３３１を異なる電圧に変換することができる。例えば、電力コンバータ３１８ａは、初期の電圧３３１を３．３Ｖに変換することができ、電力コンバータ３１８ｂは、初期の電圧３３１を５Ｖに変換することができる。電圧３１１ａ－ｎは、それぞれ周辺デバイス２３０ａ－ｎに供給される。電圧３１１ａ－ｎの例は３．３Ｖと５Ｖである。場合によっては、２つの周辺デバイス２３０ａ－ｎが同じ電圧を必要とすることがあっても、異なる電力コンバータ３１８ａ－ｎを使用し、電源３１５に異なる周辺デバイスを個別にオン／オフする能力を与えることが可能である。

【0025】

電源３１５は、抵抗器Ｒ１及びＲ２に初期の電圧３３１を供給する。例えば、＋１２ボルト直流（ＤＣ）の初期電圧を考えると、Ｒ１＝８２ｋΩ、Ｒ２＝１２ｋΩであり、この場合、Ａ／Ｄコンバータ３２０に行く電圧の範囲は約１．５３Ｖ直流（ＤＣ）である。Ａ／Ｄ（アナログ－デジタル）コンバータ３２０は、抵抗Ｒ１とＲ２の間に接続されており、分圧器として動作させることができる。Ａ／Ｄコンバータ３２０は、Ｒ１とＲ２の間で測定された電圧を周期的にサンプリングし、デジタルの電圧監視信号３１６をホストデバイス３６０に提供する。ホストデバイス３６０は、ゼロクロス検出器２４０から初期電圧監視信号３１６とパルス２４１を受信する。初期電圧監視信号３１６とパルス２４１を使用して、ホストデバイス２６０はフォールトトレラント電力管理を実装する。ホストデバイス２６０は、これらの信号を使用して、過電流障害または他のエラーの早期検出を形成し、メータの計測機能を維持するための修正措置をとる。図４は、処理の一例を説明するものである。

【0026】

議論したように、１つ以上の周辺デバイス２３０ａ－ｎは、過電流、短絡、または他の故障を引き起こす可能性がある。例えば、ＡＣライン電圧が最低ライン電圧閾値（例えば、１２０Ｖ）以上であるにもかかわらず、初期の電圧３３１が閾値未満のままである場合、１つ以上の周辺デバイス２３０ａ－ｎの部分における過剰消費または短絡のいずれかが、低電圧を引き起こしていると考えられる。図４は、故障を特定するための処理の一例を説明する図である。

【0027】

図４は、本開示の一態様に係る、周辺デバイスの故障を検出するための例示的なプロセス４００を示すフローチャートである。プロセス４００は、ホストデバイス２６０上のプロセッサ２６５によって、または別のプロセッサによって実装され得る。

【0028】

ブロック４０１において、プロセス４００は、交流（ＡＣ）電圧を初期の直流（ＤＣ）電圧に変換することを含む。例えば、ＡＣ－ＤＣコンバータ３３０は、電圧２０１ａ（ＡＣ）を初期の電圧３３１（例えば、１２Ｖ）に変換する。

【0029】

ブロック４０２において、プロセス４００は、初期直流電圧を第１直流電圧および第２直流電圧に変換することを含む。例えば、電力コンバータ３１７は、初期の電圧３３１を電圧３３２に変換し、電力コンバータ３１８ａは、初期の電圧３３１を電圧３１１ａに変換する。

【0030】

ブロック４０３において、プロセス４００は、第１の直流（ＤＣ）電圧を計測デバイスに印加することを含む。例えば、ホストデバイス２６０は、電力コンバータ３１７に、電圧３３２を計測ユニット２２０に供給させる。

【0031】

ブロック４０４において、プロセス４００は、第２の直流（ＤＣ）電圧を周辺デバイスに印加することを含む。例えば、ホストデバイス２６０は、電力コンバータ３１８ａに、周辺デバイス２３０ａに電圧３１１ａを供給させる。

【0032】

ブロック４０５において、プロセス４００は、初期の直流（ＤＣ）電圧が電圧範囲外であることを検出し、周辺デバイスへの第２の直流電圧を非活性化することを含む。例えば、ホストデバイス２６０は、初期電圧監視信号３１６を分析する。初期電圧監視信号３１６が範囲外、例えば、範囲以下であることを検出すると、ホストデバイス２６０は、制御信号２６２ａを発行することによって、電力コンバータ３１８ａに周辺デバイス２３０ａへの電圧３１１ａを非活性化させる。ある場合には、ホストデバイス２６０は、任意の周辺デバイスを非活性化する前に、パルス２４１をチェックして、メータがＡＣ電力を有するかどうかを判定することができる。

【0033】

ブロック４０６において、プロセス４００は、計測デバイスへの第１の直流電圧を維持することを含む。ホストデバイス２６０は、計測ユニット２２０への電圧３３２を維持する。

【0034】

障害を検出すると、ホストデバイス２６０は、１つまたは複数のアクションを取ることができる。例えば、ホストデバイス２６０は、障害からの回復を試み、警告を送信し、又は１つ以上の周辺デバイスを無効にすることができる。一例では、閾値の時間が満たされた後、ホストデバイス２６０は、制御信号２６２ａ－ｎを電力コンバータ３１８ａ－ｎに送り、すべての周辺デバイス２３０ａ－ｎに電力を供給し直すようにさせる。図５に関して議論されたプロセス５００のような、異なるプロセスを使用することができる。

【0035】

図５は、本開示の一態様に係る、周辺デバイスの検出された故障から回復するための例示的なプロセスを示すフローチャートである。プロセス５００は、ホストデバイス２６０上のプロセッサ２６５によって、または別のプロセッサによって実施され得る。

【0036】

ブロック５０１において、プロセス５００は、計測デバイス、第１の周辺デバイス、および第２の周辺デバイスに直流（ＤＣ）電力を印加することを含む。ブロック５０１において、プロセス５００は、プロセス４００のブロック４０１－４０４に関して説明されたのと実質的に同様の動作を含む。 例えば、ホストデバイス２６０は、電力コンバータ３１７に計測ユニット２２０に電力を供給させ、電力コンバータ３１８ａに周辺デバイス２３０ａに電力を供給させ、電力コンバータ３１８ｎに周辺デバイス２３０ｎに電力を供給させる。

【0037】

ブロック５０２において、プロセス５００は、故障を検出することを含む。ブロック５０２において、プロセス５００は、プロセス４００のブロック４０５に関して説明されたのと実質的に同様の動作を含む。例えば、ホストデバイス２６０は、初期電圧監視信号３１６が範囲外であることを検出する。範囲の例は、予想される１２Ｖの初期電圧に対して１０Ｖ－１２Ｖである。ホストデバイス２６０は、電力コンバータ３１７に、計測ユニット２２０への電力を維持させる。

【0038】

ブロック５０３において、プロセス５００は、ある時間が経過したことを判定し、第２の周辺デバイスを非活性化状態に維持しながら第１の周辺デバイスを再活性化することを含む。ホストデバイス２６０は、電力を再活性化する前に、障害が潜在的にそれ自体を修正することを可能にするために、ある時間待機する。ホストデバイス２６０は、次に、電力コンバータ３１８ａに電圧３１１ａを周辺デバイス２３０ａに再活性化させるために制御信号２６２ａを発行する。ホストデバイス２６０は、電力コンバータ３１８ｎに周辺デバイス２３０ｎを非活性化状態に維持させる。

【0039】

ブロック５０４において、プロセス５００は、初期の直流（ＤＣ）電圧が電圧範囲外で減少したことを判定し、第１の周辺デバイスを無効にすることを含む。ホストデバイス２６０は、初期電圧監視信号３１６を受信し、初期電圧監視信号３１６が２回目の範囲外であると判定する。ホストデバイス２６０は、この第２の障害が検出された後、周辺デバイス２３０ａを無効にする。他の態様では、ホストデバイス２６０は、周辺デバイスをオンラインに戻すために、その周辺デバイスを無効にする前に３回以上試みることができる。場合によっては、ホストデバイス２６０は、故障を永久的なものとして記憶し、メータを修理することができるまで周辺デバイス２３０ａへの電力供給を無効にすることができる。

【0040】

ブロック５０５において、プロセス５００は、第２の周辺デバイスを再活性化することを含む。例えば、ホストデバイス２６０は、周辺デバイス２３０ｎへの電圧３１１ｎを再活性化するために制御信号２６２ｎを発行する。

【0041】

いくつかの場合において、異なる周辺デバイス２３０ａ－ｎは、異なる優先順位を有し得る。例えば、ＷｉＦｉデバイスは、無線機よりも高い優先順位を有し得る。その場合、障害後、ホストデバイス２６０は、無線を再活性化することを試みる前に、ＷｉＦｉデバイスを再活性化することを試みる。

【0042】

障害の後、または回復プロセスの任意の時点で、ホストデバイス２６０によって様々なアクションが実行され得る。例えば、ホストデバイス２６０は、外部デバイスにメッセージを送信するか、または不揮発性メモリに障害または回復を記録することができる。例えば、両方のデバイスを正常に再活性化した後、電力コンバータ３１８ａ－ｎのすべてを有効化しても過電流が再表示されない場合、そのイベントをログに記録することが可能である。他の場合、プロセッサは、誤動作の時間および起源（例えば、どの周辺デバイスか）を記録し、次に、この情報を電力会社などの外部エンティティに伝達することができる。

【0043】

さらに、ホストデバイス２６０は、メータ自体への電力供給（例えば、入線電圧）に障害があるかどうかを検出し、それに応じて行動を起こすこともできる。例えば、ＡＣライン電圧がラインサイクルの閾値数内で範囲外に落ちる場合、ホストデバイス２６０は、すべての重要な情報が不揮発性メモリに保存されるまで、システム（例えば、計測ユニット２２０及び／又は周辺デバイス２３０ａ－ｎ）を備えた１つ以上のコンポーネントの動作を維持するために、１つ以上のキャパシタに蓄積されたエネルギーを使用することができる。キャパシタは、初期の電圧３３１と接地との間に接続することができる。すべての重要な情報が不揮発性メモリに保存されると、ホストデバイス２６０は、計測機能を停止し、キャパシタ内のエネルギーが枯渇するか、交流（ＡＣ）停電が解決されるまで交流（ＡＣ）ラインの監視を継続することが可能である。

【0044】

図６は、本開示の一態様に係る、メータホスト機能を実装するための例示的なコンピューティングシステムを示す。コンピューティングデバイス６００の描かれた例は、１つ以上のメモリデバイス６０４に通信可能に結合されたプロセッサ６０２（例えば、プロセッサ２６５）を含む。プロセッサ６０２は、メモリデバイス６０４に格納されたコンピュータ実行可能なプログラムコード６３０（例えば、フォールトトレラント電力機能を実装するコード）を実行し、メモリデバイス６０４に格納されたデータ６２０（例えば、計測データまたは故障データ）、またはその両方をアクセスする。プロセッサ６０２の例は、マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（「ＦＰＧＡ」）、または他の任意の適切な処理デバイスを含む。プロセッサ６０２は、単一の処理装置を含む、任意の数の処理装置又はコアを含むことができる。コンピューティングデバイスの機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの組み合わせで実装され得る。

【0045】

メモリデバイス６０４は、データ、プログラムコード、またはその両方を格納するための任意の適切な非一過性のコンピュータ可読媒体を含む。コンピュータ可読媒体は、プロセッサにコンピュータ可読命令又は他のプログラムコードを提供することができる任意の電子、光学、磁気、又は他のストレージデバイスを含むことができる。コンピュータ可読媒体の非限定的な例としては、フラッシュメモリ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＡＳＩＣ、または処理装置が命令を読み出すことができる他の任意の媒体が挙げられる。命令は、例えば、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ、Ｊａｖａ、またはスクリプト言語を含む任意の適切なコンピュータプログラミング言語で書かれたコードからコンパイラまたはインタプリタによって生成されたプロセッサ固有の命令を含んでもよい。コンピューティングデバイス６００は、プロセッサ６０２を構成するプログラムコード４３０を実行し、本明細書に記載される動作のうちの１つ以上を実行する。例えば、プログラムコード４３０は、プロセッサに図６に記載される動作を実行させる。

【0046】

コンピューティングデバイス６００は、入力デバイスまたは出力デバイスなどの多数の外部デバイスまたは内部デバイスを含むこともできる。例えば、コンピューティングデバイス６００は、インターフェース６４６を備えて示されている。インターフェース６４６は、入力デバイスから入力を受け取り、または出力デバイスに出力を提供することができる。１つ以上のバス６０６も、コンピューティングデバイス６００に含まれる。バス６０６は、コンピューティングデバイス６００のそれぞれの１つのコンポーネントまたは複数のコンポーネントを通信可能に結合している。

【0047】

一般的考慮事項

【0048】

本主題は、その特定の態様に関して詳細に説明されてきたが、当業者は、前述の理解を得た時点で、そのような態様に対する変更、変形、および同等物を容易に作り出すことができることが理解されるであろう。したがって、本開示は、限定ではなく例示の目的で提示されており、当業者に容易に明らかになるような本主題に対する変更、変形、および／または追加を含めることを排除するものではないことを理解されたい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】