JPH03179270A - 電流・電圧検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電話機、ファクシミリ、などの通信機器やその
他制弾機器等に用いられる直流電流あるいは直流電圧の
検出装置に関し、特に微小電流を電源ラインと分離して
検出する方式の電流・電圧検出器を提供するものである
。

（従来の技術） 第４図は従来の直流電流検出器の構成例を示す回路図で
ある。第４図において１はフォトダイオード２とフォト
トランジスタ３からなるフォトカップラーであり、抵抗
４を通して流れる一次電流によりフォトダイオード２が
発光し、この光によりフォトトランジスタ３を流れる電
流が変化し。

出力端子５の電圧変化から入力端子の有無や大きさを検
出することが出来る。

第５図は従来の直流電流検出器の他の構成例を示す回路
図である。第５図において６は一部にギャップ部７を有
するリング状の磁気コアであり。

−次電流を流すための巻線８が施されている。またギャ
ップ部７の中にはホール素子９が配置されている。抵抗
］０を通して一次電流が流れると巻線８により磁気ファ
６の中に一次電流の大きさに比例した磁束が発坐し、ギ
ャップ部７にも一次電流の大きさに比例した磁界か発生
する。第５図において抵抗１１および１２によりホール
素子９にバイアス電流を流し、ホール素子の出力端子を
差動１ダ幅器１３に接続してｊＱ幅することにより堆幅
器１３の出力端子１４に一次電流にほぼ比例した出力電
圧を？りることか出来る。

（角・７決しようとする課題） しかしながら１以上第４図および第５図に示した従来の
電流検出器においては、何れも一次電流の大きさとして
数ｍＡ以上か要求される。すなわち第４図においてはフ
ォトダイオードに数ｍＡ以上の７ｄ流を流さないとフォ
トトランジスタを動作させることか出来ない。また第５
図においても１ｍ　Ａ以下の一次電流てホール素子を動
作させるためには特別に透磁率の高い材料を用い　しか
も磁気コアに数百回の巻き線を必要とする。

本発明の技術的課題は、簡単な構成で、−次電流ライン
と直流的に分離された状態で、１ｍＡ以下の一次電流の
大きさおよび一次電圧あるいは一次電流の有無あるいは
大きさの検出が可能な直流電圧・電流検出器を提供する
ことにある。

（課題を解決するための手段） 本発明によれば、一次側電源により発振する発振回路と
３分極処理された圧電セラミックス板に一対の人力電極
およびこれと直流的に分離された一対の出力電極を形成
した人力電極対および出力電極対を有する圧電素子と、
前記圧電素子の出力電極対に発生する電圧を増幅するた
めの増幅回路と、前記増幅回路の出力電圧を直流電圧に
変換するための整流回路を有し、前記発振回路出力を前
記圧電素子の人力電極対に印加し、前記圧電素子の出力
電極対に発生する交流電圧の大きさから前記一次側電源
の電圧あるいは前記発振回路に流れ込む一次側電流の大
きさを検出することを特徴とする電流・電圧検出器が得
られる。

（実施例） 以下本発明の実施例について図面を用いて詳しく説明す
る。第２図は本発明の電流検出器に用いる圧電素子の実
施例を示す構造図である。第２図において、圧電素子１
５は厚さ方向に分極処理された矩形板状の圧電セラミッ
クスの長さ方向略半分の位置の表裏両面にほぼ全面にわ
たって電極１６．１６’が形成されている。また圧電セ
ラミックス板の長さ方向のもう一方の略半分の位置には
表裏両面にほぼ全面にわたって電極１７．１７’が形成
されている。第１図において、電極１６゜１７および１
６’、１７’　はそれぞれ電気的に分離されている。

圧電素子においては、一般に駆動電極を圧電素子を必要
とする振動モードで効率良く励振することが可能な位置
に形成することにより圧電振動子として使用することが
出来る。すなわち第２図に示すように、入力電極対１６
．１６’　を圧電セラミックス板の一方の端部からおよ
そ１／４の位置を中心に形成した場合、圧電振動子は両
端部から１７′４の位置が振動の節点となるような一波
長共振で最も高率良く振動する。人力電極対１６，１６
′に印加する電圧の周波数を圧電振動子１５の共振周波
数にほぼ等しくすると、圧電振動子１５はその共振周波
数で振動するため、出力電極対１７．１７’間には同じ
周波数の電圧を発生する。

第１図は本発明の電圧・電流検出器の実施例の構成を示
す回路ブロック図である。第１図において発振回路１８
の出力は圧電振動子１５の人力電極対１６．１６’　に
印加され、圧電振動子の１５の出力電極対１７．１７’
　は増幅回路１つに接続され、増幅回路１９の出力は整
流回路２０により圧電振動子１５の出力電圧の大きさに
対応した直流電圧に変換される。整流回路２０の出力電
圧の大きさはコンパレータ回路２１により判別される。

したがって発振回路１８として出力電圧の大きさが発振
回路１８の電源電圧の大きさにほぼ比例して変化する方
式の発振回路を用いた場合には、入力電源電圧の大きさ
を整流回路２０の出力電圧として検出することが出来る
。また一次側電流回路に直列に抵抗を接続し、一次側電
流の大きさを抵抗の％Ｉｊ　、：ｒ電圧として取り出し
この電圧を前記発振回路の電源電圧とすることにより一
次側電流の大きさを同様に整流回路２０の出力電圧とし
て検出することが出来る。

第１図の回路ブロック図に示した発振回路１８゜増幅回
路１つ、増幅回路２０およびコンバレータロ路２１は通
常一般に用いられている回路を使用することが可能であ
り、目的とする性能およびコストなどに応じて適宜選定
すればよい。

第３図は本発明の電圧・電流検出器の特性例である。簡
単のため出力電圧は交流電圧のｐｅｃｋ　ｔ。

ｐｅｅｋの値で示しである。第３図からも分かるように
電源電圧の値で１．５Ｖ以上あれば電流値１ｍＡ以下の
電流でも、電源ラインと分離して検出することが出来る
。

（効果） 以上示したように本発明によれば、圧電素子の人力イン
ピーダンスが非宿に大きいため、簡単な構成で一次電源
ラインと直流的に分離された状態で、１ｍＡ以下の一次
側電流および１．５Ｖ以上の一次側電圧の大きさおよび
その有無を検出可能な直流電圧・電流検出器を得ること
ができ、実用的にその効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電流検出器の実施例の回路構成図、第
２図は本発明の電流検出器に用いられる圧電振動子の実
施例の構造図、第３図は本発明の電流検出器の動作特性
例、第４図および第５図は従来の電流検出器の構成図で
ある。 １：フォト力ップラー、２：フォトダイオード。 ３：フォトトランジスタ、４，１０，１１，１２゜：抵
抗、５：出力端子、６：リングコア、７：ギヤツプ部、
８：巻き線、９：ホール素子、１３：差動増幅器、１４
：差動増幅器出力端子、１５：圧電振動子、１６．１６
’　　：人力電極、１７．１７′　：出力電極、１８：
発振回路、１つ：増幅回路、２０：整流回路、２１：コ
ンパレータ回路。 第 図 第２図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一次側電源により発振する発振回路と，分極処理
   された圧電セラミックス板に一対の入力電極およびこれ
   と直流的に分離された一対の出力電極を形成した入力電
   極対および出力電極対を有する圧電素子と，前記圧電素
   子の出力電極対に発生する電圧を増幅するための増幅回
   路と、前記増幅回路の出力電圧を直流電圧に変換するた
   めの整流回路を有し，前記発振回路出力を前記圧電素子
   の入力電極対に印加し，前記圧電素子の出力電極対に発
   生する交流電圧の大きさから前記一次側電源の電圧ある
   いは前記発振回路に流れ込む一次側電流の大きさを検出
   することを特徴とする電流・電圧検出器。