JPH0534627B2 - - Google Patents

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JPH0534627B2
JPH0534627B2 JP58094713A JP9471383A JPH0534627B2 JP H0534627 B2 JPH0534627 B2 JP H0534627B2 JP 58094713 A JP58094713 A JP 58094713A JP 9471383 A JP9471383 A JP 9471383A JP H0534627 B2 JPH0534627 B2 JP H0534627B2
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JP
Japan
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voltage
capacitor
current
current detection
output
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JP58094713A
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English (en)
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JPS59218969A (ja
Inventor
Yoshihisa Ishigami
Yasumasa Hashimoto
Masaharu Kitado
Hiromi Nishimura
Tetsuo Mori
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、負荷や電力線に流れる通電電流や漏
洩電流を検出する電流検出装置に関する。
背景技術 従来、この種の電流検出装置には、検出される
べき被検出電流の流れるラインに磁気結合された
可飽和リアクトルの2次および3次コイルに第1
および第2のスイツチング素子を各々直列接続し
てこのスイツチング素子を交互に動作させること
によりラインに流れる電流を検出する磁気マルチ
バイブレータ手段を用いたものがあつた。
しかしながら、このものでは、被検出電流が大
きくなると、可飽和リアクトルの磁化特性が、小
電流のときに比べて変化し、磁気マルチバイブレ
ータ手段は高周波発振おこす。そのため、被検出
電流が大きくなると検出を行いづらくなる問題が
あつた。
この問題を解決するために、先に出願人が特願
昭57−158551号(特開昭59−46859号公報)で、
磁気マルチバイブレータ手段の出力電圧が所定値
以上になると高周波発振と判断する手段を提案し
たが、このものでは高周波発振と判断する所定値
の設定が難しく、確実な検出が困難なものであつ
た。
目 的 本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、
被検出電流が小さくても大きくてもどちらも確実
に検出することが可能な電流検出装置を提供する
ことである。
実施例 以下、本発明の一実施例を漏電遮断器を用いて
説明する。第1図は電気的構成を示すブロツク
図、第2図は第1図の詳細な電気回路図、第3図
は第2図の信号波形図である。
第1図に示すように、電源ACより負荷Kにラ
イン21,22を介して電力が供給される経路に
スイツチSW1,SW2を介在させるとともに、
この経路を被検出電流が流れるラインと可飽和リ
アクトルLに磁気結合がなされている。なお、ス
イツチSW1,SW2は同時に開閉され、また同
時にラインの中性線Nが断線した場合の検出ライ
ンPEを開閉するスイツチSW3も追随して開閉さ
れる。
しかして、第2図aのごとく、スイツチSW1
〜SW3を開閉させる電流遮断駆動回路Aは、後
述する出力回路Fからの出力ラインl18を介し
て出力によりコイルL1に電流が流れて励磁し、
スイツチSW1〜SW3を開極させる。また、ラ
インの中性線Nが電源側で断線した場合には分圧
抵抗R1,R2間に電圧が発生してサイリスタT
1が駆動しコイルL1が励磁してスイツチSW1
〜SW3を開極させるようにもなつている。しか
も、ダイオードD1〜D4により全波整流され
る。
次に、電源回路Bは、電流遮断駆動回路Aのコ
イルL1を通じて全波整流された電圧が供給さ
れ、基準ラインl11に対して、電源ラインl1
0に所定の供給電圧を、さらに制御ラインl14
〜l17に動作電圧を出力する。しかして、この
電源回路Bの動作は、電源の投入と同時にトラン
ジスタTr1がオンし、コンデンサC2が充電さ
れる。次に2段目のトランジスタTr4がオンし、
そのエミツタのラインはリツプルのない定電圧を
得る。トランジスタTr4のコレクタの電圧が予
め定めた値を越えると、トランジスタTr13,
Tr14を含む回路で構成される比較器が動作し、
トランジスタTr11,Tr12,Tr3,Tr24
がオンする。このトランジスタTr3のオンによ
りトランジスタTr1はオフする。トランジスタ
Tr24がオンすると比較器のしきい値が下がり
ヒステリシスを持つこととなる。負荷がエネルギ
を消費して、コンデンサC2の電位が下がり、比
較器が反転する。これによつてトランジスタTr
11,Tr12,Tr3,Tr24がオフする。その
後、再びトランジスタTTr1にベース電流が流
れオンし、コンデンサC2が充電される。この動
作によつて電源ラインl10に所定の定電圧を出
力することとなる。さらに、トランジスタTr7
の動作で制御ラインl14に、トランジスタTr
38の動作で制御ラインl15に、抵抗R11を
介して制御ラインl16,l17に動作電圧が送
出される。
さらに、第2図bに基づき磁気マルチ回路Cを
説明する。この磁気マルチ回路Cの発振動作は、
可飽和リアクトルLに回巻された2次および3次
コイルL2,L3、このコイルL2,L3の一端
に各々直列接続されて交互に動作を行うトランジ
スタTr50,Tr61によつて行われ、2次およ
び3次コイルL2,L3に出力される電圧に応答
して、トランジスタTr39,Tr40とトランジ
スタTr73,Tr74により第1および第2のコ
ンデンサC6,C7が各々充放電される。この第
1および第2のコンデンサC6,C7の電圧を、
出力ラインl25,l26より出力する。
しかして、電流検出が行われるライン21,2
2に漏洩電流が発生していない場合には、第1の
コンデンサC6には第3図1に示すような電圧P
1が、第2のコンデンサC7には電圧P2が出力
される。この電圧P1,P2は、トランジスタ
Tr50,Tr61が略同じ周期で交互に動作を行
うため相反したリツプル波形となるがその平均値
は略同じとなる。
一方、電流検出ライン21,22に若干の漏洩
電流が発生すると、トランジスタTr50,Tr6
1の交互に動作するデユーテイ比が変化し、第1
のコンデンサC6の電圧P1と、第2のコンデン
サC7の電圧P2の各々の平均値に差が発生する
こととなる。
また、電流検出ライン21,22に漏洩電流よ
りも極めて大きい地絡電流が発生すると、トラン
ジスタTr50、Tr61が高周波発振を生じ、第
1のコンデンサC6には第3図6に示すような電
圧P1が、第2のコンデンサC7には電圧P2が
出力される。この電圧P1,P2は、トランジス
タTr50,Tr61が高周波発振を行うためリツ
プルの周期が短くかつつその平均値は略同じとな
る。
続いて、第2図cに基づき小電流検出回路Dを
説明する。先ず、トランジスタTr114〜Tr1
22によつて第1の差動増幅器F1を形成し、さ
らにトランジスタTr134〜Tr143によつて
第2の差動増幅器F2を形成し、しかもトランジ
スタTr126〜Tr133によつて第3の差動増
幅器F3を形成している。第1および第2の差動
増幅器F1,F2は、各々磁気マルチ回路Cの出
力ラインl25,l26に接続され、第3図1や
6に示す電圧P1,P2やP6,P7がそれぞれ
与えられる。この第1および第2の差動増幅器F
1,F2の出力電圧は、コンデンサC4とリツプ
ル検出用抵抗R78の直列回路に印加され、この
直列回路には第3図2や7に示す電圧P1,P2
やP6,P7の差電圧P3,P8が印加される。
この印加された電圧は、コンデンサC4には差電
圧P3,P8の平均電圧が発生し、リツプル検出
用抵抗R78には差電圧P3,P8のリツプル電
圧が発生することとなる。このコンデンサC4に
発生する電圧は、電流検出ライン21,22に漏
洩電流が発生していない場合には電圧が発生せ
ず、電流検出ライン21,22に若干の漏洩電流
が発生した場合には磁気マルチ回路Cのデユーテ
イの変化に応じた電圧が発生し、電流検出ライン
21,22に大きい地絡電流が発生した場合には
電圧が発生しない。また、リツプル検出用抵抗R
78に発生する電圧は、電流検出ライン21,2
2に大きな漏洩電流が発生していない場合あるい
は若干の漏洩電流が発生している場合にはその振
幅は大きいが、電流検出ライン21,22に大き
な地絡電流が発生した場合には磁気マルチ回路C
が高周波発振を起こすためその振幅は小さくな
る。このリツプル検出用抵抗R78に発生する電
圧は、出力ラインl21,l22より出力され
る。さらに、コンデンサC4には第3の差動増幅
器F3の入出力が接続され、コンデンサC4の電
圧値に比例する電流値でコンデンサC9に充電を
行う。なお、このコンデンサC9には、コンデン
サC9の充電電荷を放電するトランジスタTr1
13が並列接続されている。したがつて、電流検
出ライン21,22に若干の漏洩電流が発生した
場合には、第3の差動増幅器F3を通じてコンデ
ンサC9が充電されることとなり、コンデンサC
9の電圧が上昇する。
さらに、第2図dに基づき大電流検出回路Eを
説明する。この回路Eは小電流検出回路Dの出力
ラインl21,l22の電圧すなわちリツプル検
出用抵抗R78に発生する電圧P3,P8が所定
値eを越えないときにコンデンサC8を充電し、
コンデンサC8の電圧が所定値Hを越えた場合に
出力ラインl23から検出信号を出力するもので
ある。しかして、電源投入時の出力ラインl2
1,l22の電圧が所定値eを越えない時点で、
コンデンサC8へのミスチヤージを防止するた
め、充電開始のタイミングを放電開始より遅らせ
ている。すなわち、磁気マルチ回路Cの出力ライ
ンl25、すなわちコンデンサC7の電圧は電源
投入時ゼロで、磁気マルチ回路Cが発振を開始す
ると同時に時定数をもつて充電されるが、このコ
ンデンサC7の電圧がトランジスタTr78のベ
ース電圧より高くなつて初めてトランジスタTr
82がオンしてコンデンサC8へ電流が流れ込む
こととなり、これによつて、電源投入時のコンデ
ンサC8へミスチヤージを防止している。さら
に、トランジスタTr86〜Tr89、Tr91〜
Tr95によつて第1の差動増幅器F11を形成
し、小電流検出回路Dの出力ラインl21,l2
2の電圧すなわちリツプル検出用抵抗R78に発
生する電圧P3,P8を増幅し第3図3や8のご
とき電圧P3,P9を出力する。さらに、トラン
ジスタTr90,Tr96〜Tr103によつて第2
の差動増幅器F12を形成し、第1の差動増幅器
F11の出力電圧P3,P9を所定値eと比較を
行い、トランジスタTr105のベースに第3図
4や9のごとき電圧P4出力する。トランジスタ
Tr105は電圧P4に応答してコンデンサC8
の充電電荷を放電する。しかして、このコンデン
サC8には、電流検出ライン21,22に漏洩電
流が発生していない場合あるいは若干の漏洩電流
が発生している場合には第1の差動増幅器F11
の出力電圧P3は周期的に所定値eを越えるため
に第3図5のごとき電圧P5となり十分な充電を
行われず、一方、電流検出ライン21,22に大
きな地絡電流が発生した場合には第1の差動増幅
器F11の出力電圧P9は所定値eを越えること
ができずトランジスタTr105はオフを継続し
充電が行われて第3図10のごとき電圧P10と
なる。このコンデンサC8の電圧P5,P10
は、トランジスタTr106〜Tr111によつて
形成される第3の差動増幅器F13に入力され、
所定値Hと比較されて、この所定値Hを越えた時
点でトランジスタTr111より検出信号が出力
される。
さらに、第2図cに基づき出力手段Fを説明す
る。トランジスタTr142〜Tr150によつて
第1の差動増幅器F21を形成し、小電流検出回
路DのコンデンサC9の電圧と大電流検出回路E
の出力ラインl24の電圧とを入力し、この電圧
がトランジスタTr146のベース電圧を越える
ときに、トランジスタTr155をオフしトラン
ジスタTr156〜Tr158をオンしてサイリス
タT2を動作させる。なお、入力電圧がトランジ
スタTr146のベース電圧を越えるときに、ト
ランジスタTr150がオンしてトランジスタTr
146のベース電圧を下げてヒステリシスによる
動作の安定化を図つている。
このサイリスタT2の動作によつて、コイルL
1が励磁されスイツチSW1〜SW3がオフされ
る。したがつて、負荷Kに流れる電流が遮断され
る。
効 果 以上のように本発明によれば、被検出電流を確
実に検出することができるようになり、特に本発
明では、第1および第2コンデンサの差電圧を取
出し、かつ、この差電圧の高周波出力に対して検
出を行うので、磁気マルチバイブレータ手段に含
まれている第1および第2スイツチング素子の相
互の特性は、たとえば集積回路化によつて一致さ
せるようにすれば、磁気マルチバイブレータ手段
に高周波特性に対するばらつきがあつたとして
も、差電圧の取出しによつて相殺することが可能
となる。したがつてこのばらつきに対して影響の
少ない差電圧から高周波出力を取出して判別する
ので、大きな電流が流れて高周波発振した場合に
おいても、確実な検出を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の電気的構成を示す
ブロツク図、第2図は第1図の電気回路図、第3
図は第2図の信号波形図である。 AC…電源、A…電流遮断駆動回路、B…電源
回路、C…磁気マルチ回路、D…小電流検出回
路、E…大電流検出回路、F…出力回路、、SW
1〜SW3…スイツチ、K…負荷。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 検出されるべき被検出電流の流れるラインに
    磁気結合された2次および3次コイルを有する可
    飽和リアクトルと、2次および3次コイルの一端
    に各々直列接続されて交互に動作を行う第1およ
    び第2のスイツチン素子と、2次および3次コイ
    ルに出力される電圧に応答して各々充放電される
    第1および第2のコンデンサとでなる磁気マルチ
    バイブレータ手段と、 この磁気マルチバイブレータ手段と第1のコン
    デンサの電圧と第2のコンデンサの電圧との差の
    電圧を第3のコンデンサとリツプル検出用抵抗と
    の直列回路に印加し、第3のコンデンサの電圧値
    に比例する電流値で、放電回路が並列接続された
    第4のコンデンサに、充電を行う小電流検出手段
    と、 この漏洩電流検出手段のリツプル検出用抵抗に
    発生する電圧を入力し、この電圧が所定値以下と
    なつた際に検出信号を出力する大電流検出手段
    と、 この大電流検出手段の検出信号が出力された
    際、または前記小電流検出手段の第4のコンデン
    サの電圧が所定値以上となつた際に、検出信号を
    出力する出力手段とで構成したことを特徴とする
    電流検出装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5946859A (ja) * 1982-09-10 1984-03-16 Matsushita Electric Works Ltd 電流検出装置

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