JPH049579Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は断続して発生する一次電流を絶縁した
二次出力として検出し得る断続電流検出器の改良
に関する。

一般に、断続し発生する電流（以下断続電流と
いう）すなわち電力用チヨツパ装置などの出力電
流の如き断続的な値を生じる電流を検出するため
通常の変流器を採用しても、その断続電流には直
流成分を含み偏磁が生じて正確な電流を検出する
ことはできず、この種の電流を検出するために従
来第１図に示すような電流検出器いわゆる直流変
流器が用いられる。

第１図は公知例の直流変流器の要部構成を示す
もので、１，２は変流器ブロツク、３，３′，
３″は抵抗、４，４′，４″，４はダイオード、
５は交流電源である。ここに、変流器ブロツク１
は一次電流I₁したがつて検出すべき断続電流が流
れる一次巻線１１、磁心１２および一次電流I₁を
変流出力する二次巻線１３から構成され、他の変
流器ブロツク２も同様な一次巻線２１、磁心２２
および二次巻線２３から構成され、さらには一次
巻線１１，２１と二次巻線１３，２３は図中黒丸
印が巻始めとなる極性にあるものである。

このようにして構成される直流変流器は公知で
ありその詳細な説明を省略するが、第１図におい
ては交流電源５の正負の各期間に対し磁心１２，
２２の少なくともいずれかを常に不飽和状態に保
ち、この不飽和状態下における等アンペアターン
の作用すなわち変流作用によつて抵抗３″に一次
電流I₁に対応する変流出力が得られるものとな
る。ここでT₁，T₂は出力端子を示している。

かくの如き従来装置は、２個の変流器ブロツク
を必要とするほか多くのダイオードや抵抗を必要
として機構が複雑になり、特に交流電源を要して
交流電源をもたない用途に採用できないものであ
つた。また交流電源を得る一般電力機器応用にあ
つても当然考慮すべき停電過渡状態での検出が不
可能となるために別な交流電源を作る必要が生じ
て大形不経済になるものとなつていた。

本考案は上述したような点に鑑みて、電力用チ
ヨツパ装置やその他の直流変換装置の出力電流あ
るいは半導体電力変換装置における半導体電流な
ど一方極性で発生する断続電流を検出する機能を
有し、かつ交流電源を必要としない簡単な構成か
らなり広く適用可能な断続電流検出器を提供する
ものである。以下本考案を実施例図面を参照して
詳細説明する。

第２図は本考案の一実施例を示す接続図で、６
は一次巻線６１、磁心６２および二次巻線６３か
ら構成される公知の変流器ブロツク、７はダイオ
ード、８は抵抗、９は直流電源９１および抵抗９
２からなる定電流源である。図中第１図と同符号
のものは同じ機能を有する部分を示す。ここに、
変流器ブロツク６は、一次巻線６１に検出すべき
一次電流I₁が通流され二次巻線６３より一次電流
I₁に応じた変流出力を絶縁して与えるものであ
り、その一次電流I₁の通流には一般に磁心６２を
貫通して使用されるものである。また一次巻線６
１と二次巻線６３とは図示の黒丸印が巻始めとな
る極性関係をもつている。さらにまた定電流源９
は、変流器ブロツク６の二次側つまり二次巻線６
３に並列接続されるダイオード７と抵抗８の直列
回路に、直流電源９１と抵抗９２とで例示の如く
結線されて磁心６２の磁束を所定の方向にバイア
スするように備えられるものである。

かかる実施例の動作は第３図および第４図の如
く示される。すなわち、第３図、第４図は第２図
装置の出力波形図、その変流器ブロツクの磁心の
動作を示す励磁アンペアターン（AT）と磁束
（φ）の関係を示す図である。ここで、一次電流
I₁は例えば電力用チヨツパ装置の出力電流波形で
あり、i_Bは定電流源９出力すなわちバイアス電流
である。

さて、第３図において期間PD₁では（I₁＝０）
であり、定電流源９が直流電源９１の電圧値と抵
抗９２の値からおよそ決定される一定の電流I_Bを
供給するものとなる。したがつて抵抗８の値をＲ
とすれば、（i₂＝I_B）、（V₀＝Ｒ・I_B）であり、二次
巻線６３およびダイオード７には二次巻線６３の
内部抵抗による若干の電圧が例示の如く残留する
ものとなる。この電流I_Bによつて磁心６２の磁束
φは第４図における点Ａで示す如き負の飽和状態
にある。なお、かくの如き電流I_Bすなわちバイア
ス電流i_Bの値は（I₁＝０）の状態で磁心６２を飽
和させ得るものであればよい。したがつて、これ
は保磁力程度の極めて小さい値で無視することが
可能であるが、説明の都合上誇大して示してあ
る。

つぎに、期間PD₂において一次電流I₁が流れる
に、磁心６２は飽和状態を脱して不飽和となりそ
の磁束φが第４図に示す如き特性線にそつて点Ａ
から正の方向に移行するものとなる。このとき一
次巻線６１と二次巻線６３の間には等アンペアタ
ーンの関係が成立する。これにより、いま一次巻
線６１、二次巻線６３の巻数をN₁，N₂とすれ
ば、二次巻線６３の電流i₂は｛i₂＝（N₁／N₂）・
I₁｝になり、出力電圧V₀および二次巻線６３の電
圧V₂は｛V₀＝V₂＝（N₁／N₂）・I₁・Ｒ｝となつて
正確な検出出力を得ることができる。またこの期
間PD₂におけるバイアス電流i_Bの変化を無視して
（i_B＝I_B）とすれば、ダイオード７には（i_D＝i₂−
I_B）の電流が流れダイオード電圧V_Dが（V_D＝０）
である。

つぎにまた、期間PD₃において（I₁＝０）にな
ると、保磁力を零として表した第４図特性をもつ
理想の磁心では二次巻線６３に定電流源９におけ
る直流電源９１の全電圧が印加され、この電圧に
よつて磁心６２の磁束φは負の方向に移行して飽
和に達するものとなる。この間二次巻線６３の電
流i₂、ダイオード７の電流i_D、バイアス電流i_Bと
ともに零となる。なお、磁心６２には実用上保磁
力に伴う若干の電流が流れるために（i₂≠０）、
（i_B≠０）、（V₀≠０）であるが、前述した如く無
視することができる。

第５図は本考案の他の実施例を示すもので、
６′は変流器ブロツクである。図中第２図と同符
号のものは同じ構成部分を示す。すなわち、第５
図に示すものは、変流器ブロツク６′が一次巻線
６１′、磁心６２′、二次巻線６３′およびバイア
ス巻線６４′から構成されるものであつて、バイ
アス巻線６４′を有して定電流源９が二次巻線６
３′を含む出力部分と絶縁されてなる。

さらにかかる第５図装置の機能および動作を第
２図装置に比較して述べれば、第２図に示すもの
は（I₁＝０）である期間PD₁にて電流I_Bに相当す
る出力電圧V₀が（V₀＝Ｒ・I_B）が残留するもの
であるに対し、（I₁＝０）の期間では（V₀＝０）
である代りに（I₁＝０）の期間において電流I_Bに
相当する分だけ検出する電圧が減少したものとな
り、バイアス巻線６４′の巻線N₃より出力電圧V₀
が、 V₀＝N₁／N₂・Ｒ・I₁−N₃／N₂・Ｒ・I_B となるものである。ここで、前記バイアス電流は
前述したように微少で無視することができ、した
がつて｛V₀＝（N₁／N₂）・I₁Ｒ｝の関係になる。
またかくの如き装置はつぎの如く適用することが
できる。

第６図は第５図装置が適用されたトランジスタ
チヨツパ装置の一例を示すもので、１０１は直流
電源、１０２はトランジスタ、１０３は負荷、１
０４はフライホイールダイオード、１０５は平滑
リアクトルである。また図示のように第５図に示
した部分と同一機能を有する部分を同じ符号で付
してある。かかるトランジスタチヨツパ装置は慣
用されているものであつてその詳細説明を省略す
るが、第６図に示すものは、第５図における直流
電源９１をトランジスタチヨツパ装置の直流電源
１０１で兼ねたものとして断続電流検出部分を効
用できることは明らかである。

以上説明したように本考案によれば、交流電源
を必要とせずに断続電流の検出機能を有し簡単な
構成から小型化された簡便な装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は公知例の直流変流器を示す要部構成
図、第２図は本考案の一実施例を示す接続図、第
３図、第４図は第２図装置の動作を説明するため
示した出力波形図、磁心の特性図、第５図は本考
案の他の実施例を示す接続図、第６図は第５図装
置の適用例を示すトランジスタチヨツパ装置の接
続図である。 １，２，６，６′……変流器ブロツク、７……
ダイオード、８……抵抗、９……定電流源、１０
１……直流電源、１０２……トランジスタ、１０
３……負荷。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 磁心とその磁心に巻かれ検出すべき断続電流が
   流れる一次巻線とその一次巻線に通流する電流を
   変流出力する二次巻線とを有する変流器部分、こ
   の変流器部分の二次巻線に並列に出力検出用抵抗
   とダイオードの直列回路部分を接続し、かつ前記
   磁心の磁束を所定の方向にバイアスするバイアス
   部分を具備するようにしたことを特徴とする断続
   電流検出器。