JPH0682133B2

JPH0682133B2 - 電流検出装置

Info

Publication number: JPH0682133B2
Application number: JP13669687A
Authority: JP
Inventors: 和宏石井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1987-05-29
Filing date: 1987-05-29
Publication date: 1994-10-19
Anticipated expiration: 2009-10-19
Also published as: JPS63298168A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は交流や直流電路に流れる電流を検出する電流
検出装置に関するものである。

［従来の技術］従来、この種の電流検出装置として、交流電路に流れる
電流を変流器によつて所定の変流比で２次側に出力電流
を誘起させ、この出力電流を全波整流回路により直流化
されて、分流回路に供給される。このとき、分流回路に
誘起する信号電圧波形は周知の絶対値波形となり、後段
の信号変換回路によつて、その実効値または平均値に対
応する信号に変換される。

上記信号変換回路からの出力信号は、事後処理回路に印
加され、電流値が所定のレベル以上であると判断された
とき、そのレベル検出信号にもとづいて報知手段を駆動
し、発光や警報音を発生させて報知するものが知られて
いる。

この場合、上記事後処理回路の電源回路は分流回路に並
列に接続されている。

［発明が解決しようとする問題点］従来の電流検出装置は、以上のように構成されているの
で、電流検出手段である変流器の２次側電流の一部が電
源回路に流れる。そのため、分流回路に流れる電流が、
交流電路を流れる電流に対応しなくなつて、電流のレベ
ル検出に誤差が生じる。しかも、上記電源回路に流入す
る電流は一定でないから、電流のレベル検出誤差の補正
が困難であつた。

また、電路の電流投入瞬間においては、上記電源回路の
出力が事後処理回路を駆動するのに不十分であるから、
上記電流検出装置が誤動作する欠点があつた。

上記のことは、交流電路に流れる電流を検出する場合に
限られず、直流電路についても同様の欠点を有する。

この発明は上記の問題点を解決するためになされたもの
で、電流のレベル検出精度を高めるとともに、電路の電
流投入瞬間のように、電源回路が不十分な出力状態にあ
るとき、電流のレベル検出の誤動作を防止するととも
に、そのレベル検出を適確に報知できる電流検出装置を
提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］この発明による電流検出装置は、電路に流れる単一方向
の電流の供給を受けて正側・中間・負側の各出力端子に
正電位・中間電位・負電位を出力する直流定電圧電源回
路と、電流検出抵抗体を直列に接続し、上記電流検出抵
抗体の両端間の電位差を増幅する差動増幅器を設けると
ともに、上記差動増幅器や比較回路の正常な動作に不十
分な時には開閉回路が開より閉に動作させない不足電圧
動作禁止回路とその報知手段とを設けたことを特徴とす
る。

［作用］電路を流れる単一方向の全電流は電源回路と電流検出抵
抗体に流れる。このように、全電流が上記検出抵抗体を
通るため、検出電流の誤差が生じない。そのため、電流
のレベル検出精度を高めることができる。

また、不足電圧動作禁止回路を設けたことによつて、電
源回路に流れる電流が小さい時でも誤つた動作をするこ
とがない。

［発明の実施例］第１図はこの発明による電流検出装置の一例を示す回路
図である。

図において、（21）は電源側端子（101）と負荷側端子
（301）との間の電路（11）に介挿された電流検出用の
変流器で、この変流器（21）の２次側には２次出力電流
を単一方向に変える整流回路（30）が接続され、この整
流回路（30）はダイオード（31），（32）の直列回路
と、ダイオード（33），（34）の直列回路とを並列接続
して構成されている。

（500）は整流回路（30）の正側出力端子に接続された
直流定電圧電源回路で、正側端子（5a），中間端子（5
c）および負側端子（5d）をもつている。

第２図は上記電源回路（500）の一例を示し、図におい
て、（502）はたとえばツエナダイオードからなる電圧
制限素子で、この電圧制限素子（502）にはダイオード
（503）を介して平滑用コンデンサ（504）が並列接続さ
れている。

（505）は上記正側端子（5a）に接続された基準電圧発
生回路、（506）は基準電圧発生回路（505）に直列接続
された電圧制限素子で、この電圧制限素子（506）と基
準電圧発生回路（505）の接続点は上記電源回路（500）
の中間端子（5c）に接続されている。さらに、上記基準
電圧発生回路（505）の出力端子は電源回路（500）の基
準端子（5b）に接続されている。

上記電源回路（500）の負側端子（5d）は、第１図で示
すように、電流検出抵抗体（40）に接続され、この電流
検出抵抗体（40）の他端は整流回路（30）の負側出力端
子に接続されている。上記構成によつて、検出抵抗体
（40）には負荷電流に対応する全波整流波形電流が流れ
る。

（60）は電流検出抵抗体（40）の電圧降下を電源回路
（500）の中間電位V_oを基準とする信号に変換する差動
増幅回路である。この差動増幅回路（60）は演算増幅器
（63）と４つの抵抗体（64），（65），（66），（67）
から構成されている。

上記差動増幅回路（60）の電力は電源回路（500）から
供給され、差動増幅回路（60）の入力端子は電流検出抵
抗体（40）に接続されている。

（70）は比較回路で、この比較回路は図示されていない
平滑回路を含んでおり、平滑された上記差動増幅器（6
0）の出力電圧と基準電圧とを比較して、上記出力電圧
が基準電圧を越えたとき、その出力端子（70a）に出力
する公知の回路である。

（81）は整流回路（30）の正側出力端子（5a）に接続さ
れた発光素子、（121）は発光素子（81）に抵抗体（6
2）を介して直列接続された開閉回路で、この開閉回路
（121）の他端は電源回路（500）の負側端子（5d）に接
続されている。上記発光素子（81）は開閉回路（121）
が開より閉に切換ることにより発光するように構成され
ている。

（50）は不足電圧動作禁止回路で、この不足電圧動作禁
止回路（50）は、第２図で示すように比較器（53）と電
圧分割回路（51）とから構成され、抵抗体R7とR8からな
る電圧分割回路（51）は電源回路（500）の正側端子（5
a）と中間端子（5c）に接続されるとともに、上記抵抗
体R7とR8の接続点が上記比較器（53）の一方の入力端子
に接続され、比較器（53）の他方の入力端子は基準端子
（5b）に接続されている。（55）は不足電圧動作禁止回
路（50）の出力スイツチで、この出力スイツチ（55）が
閉成されることにより、開閉回路（121）が閉成可能な
ように構成されている。

つぎに、上記構成の動作について説明する。

交流電路（11）に電流が流れると、変流器（21）の２次
巻線に固有の変流比で定まつた２次電流が流れる。この
２次電流を整流回路（30）で単一方向の電流に変換し、
整流回路（30）の出力電流が電源回路（500）と検出抵
抗体（40）を通つて整流回路（30）に帰る。この時、電
源回路（500）と検出抵抗体（40）には交流電路（11）
の負荷電流に対応する全波整流波形電流が流れる。

上記電源回路（500）に全波整流波形電流が流れ込む
と、この電源回路（500）の各出力端子（5a），（5
b），（5c）および（5d）には、第３図で示すような接
地された中間端子（5c）の電位V_oを基準とした電圧（＋
Ｖ），（V_ref），（−Ｖ）が発生する。その場合、上記
出力端子（5a）の出力電圧（＋Ｖ）にはリツプル分が含
まれていてもよい。出力電圧（＋Ｖ）と出力電圧
（V_ref）の関係は（＋Ｖ）＞（V_ref）である。

また、電源回路（500）の出力電圧は不足電圧動作禁止
回路（50）に供給され、ヒステリシスを持つた比較器
（53）のため出力電圧（＋Ｖ）が第３図のONレベルより
大きくなれば出力スイツチ（55）を閉じ、出力電圧（＋
Ｖ）がOFFレベルより小さくなれば出力スイツチ（55）
を開く。

このONレベルとOFFレベルの差は、出力電圧（＋Ｖ）の
リツプル分より大きく設定されており、リツプル分によ
り出力スイツチ（55）がON,OFFを繰返さないように設定
されている。

すなわち、出力電圧（＋Ｖ）が規定値以上で、出力電圧
（V_ref）が十分安定し、出力電圧（−Ｖ）が規定値のと
きのみ、不足電圧動作禁止回路（50）の出力スイツチ
（55）が閉じる。

他方、上記差動増幅回路（60）の電力は電源回路（50
0）から供給され、差動増幅回路（60）の入力は電流検
出抵抗体（40）から供給される。この差動増幅回路（6
0）の利得Ａは、第４図からであり、第５図で示すような出力電圧特性Ｂとなる。

ところで、上記差動増幅回路（60）を適正に動作させる
ためには、つぎの条件を満足させることが肝要である。

これを第４図で示す電源回路（500）と差動増幅回路（6
0）の等価回路で説明すると、上記回路（60）が差動増
幅器として働くには、演算増幅回路（60）の入力電位V
1,V2が電源回路（500）の出力電圧（＋Ｖ）と出力電圧
（−Ｖ）に間の電位である必要がある。（第６図参照）差動増幅回路（60）の入力側抵抗体R_inと出力側抵抗体R
_outはこの条件を満たすように設定される。上記差動増
幅回路（60）の出力が所定の電流領域を越えたとき、比
較回路（70）から出力信号を出す。

比較回路（70）の出力は不足電圧動作禁止回路（50）の
出力スイツチ（55）を経由して開閉回路（121）の入力
をトリガし、開閉回路（121）を開より閉にして発光素
子（81）を発光させる。

なお、交流電路（11）を流れる電流が、たとえば定格電
流の10％〜20％程度の小さいとき、電源回路（500）の
出力電圧として、比較回路（70）の動作に不十分な状態
がある。その状態で比較回路（70）が誤つた出力を出す
のを防ぐため、不足電圧動作禁止回路（50）の出力スイ
ツチ（55）が開となつて開閉回路（121）の閉動作を防
ぐ。

第７図に他の実施例を示す。この例では発光素子（81）
に代えて、固体リレー（82）を介してブザー（83）を駆
動するものである。この場合、ブザー（83）の制御電源
は他の制御電源（84）より得てもよい。

なお、上記実施例においては、便宜上、交流電路（11）
の電流検出装置について説明したけれども、直流の電流
検出装置に適用してもよいことはいうまでもない。

［発明の効果］以上のように、この発明によれば、電源回路と電流検出
抵抗体を直列に接続して、電路を流れる単一方向の全電
流が上記検出抵抗体を流れるから、検出電流の誤差が生
じない。そのため、電流のレベル検出精度を高めること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による電流検出装置の一例を示す回路
図、第２図は電源回路と不足電圧動作禁止回路の一例を
示す回路図、第３図は電源回路と不足電圧動作禁止回路
の動作説明図、第４図は電源回路と差動増幅回路の等価
回路図、第５図は差動増幅器の特性図、第６図は電源回
路と差動増幅回路の動作説明図、第７図はこの発明によ
る電流検出装置の他の例を示す回路図である。（11）…交流電路、（21）…変流器、（30）…整流回
路、（40）…電流検出抵抗体、（50）…不足電圧動作禁
止回路、（60）…差動増幅回路、（70）…比較回路、
（81）…発光素子、（83）…ブザー、（121）…開閉回
路、（500）…電源回路、（84）…他の制御電源。なお、図中の同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電路に流れる単一方向の電流の供給を受け
て正側・中間・負側の各出力端子に正電位・中間電位・
負電位を出力する直流定電圧電源回路と、この電源回路
に直列接続された電流検出抵抗体と、上記電源回路の出
力により電力が供給されかつ前記単方向電流に比例する
前記電流検出抵抗体の電圧降下を前記電源回路の出力の
正電位と負電位の間でかつ中間電位を基準とする出力信
号に変換する差動増幅回路と、前記電源回路から電力が
供給されかつ前記単方向電流に比例する前記差動増幅回
路の出力電圧と基準電圧とを比較する比較回路と、この
比較回路の出力により開より閉に操作される開閉回路
と、この開閉回路が閉じることにより駆動されて発光な
いし警報音を発生する報知手段と、前記直流定電圧電源
回路の出力電圧が前記差動増幅器や前記比較回路の正常
な動作に不十分な時には前記開閉回路が開より閉に誤動
作しないように接続された不足電圧動作禁止回路とを具
備したことを特徴とする電流検出装置。