JPH0792197A - 入力電流を検知する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 入力電流に対して大きさおよび位相が関連し
ている出力信号を発生する電流センサを提供する。 【構成】 入力電流の第１および第２の部分をそれぞれ
第１および第２の方向に沿って伝導する第１および第２
の導体１２，１４、ならびに第１および第２の導体に磁
気結合され、入力電流の第１および第２の部分間の電流
差に関連して出力信号を発生する環状電流比較器１６を
有する。第１および第２の導体はそれぞれ第１および第
２の所定の抵抗を有し、第１の方向は環状電流比較器の
中孔２４内において第２の方向に対してほぼ反対であ
る。環状電流比較器は、好ましくはトロイド状巻線２２
の周りに巻回されて磁気結合されたフィードバック用お
よび検知用二次巻線２６，２８を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電流を検知する電流セ
ンサに関し、更に詳しくは、検知した入力電流に関連す
る出力信号を発生する電流センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】電力およびエネルギ使用量を計測する誘
導式または電子式電力量計のような多くの電気装置は、
線路電流を検知し、該線路電流に関連する出力信号を発
生する電流センサを必要とする。これらの装置は、広い
範囲の線路電流に対して精確なセンサを必要とする。

【０００３】長い間、誘導式電力量計を使用して、個々
の電気エネルギ使用者による消費エネルギを測定してい
た。この消費はキロワット時で測定されるものである。
誘導式電力量計は一般に別々の電圧コイルおよび電流コ
イルを有するとともに、これらのコイルからの磁束の組
合せによって駆動される回転円板を有している。従来の
誘導式電力量計は線路電流が流れる導体が鉄心内の周り
に巻き付けられ、電流コイルを形成している電流検知回
路を有している。導体を流れる電流により鉄心内に磁束
が発生する。この鉄心内の磁束は同様な電圧コイルから
の磁束と組み合わされて、顧客の消費電気エネルギに関
連する速度で円板を回転する。

【０００４】上述した電流検知回路に変流器を使用し
て、比較的大きな線路電流、すなわち約３２０アンペア
より大きな線路電流を縮尺している。これは比較的大き
な線路電流を適切に測定するのに必要な電流コイル鉄心
の周りの巻数が不可能な程大きくなるからである。変流
器は線路導体と電流検知回路との間に設けられる。この
ような変流器は一般に二次巻線の公称電流が５アンペア
の定格であるが、変流器の熱定格を越えることなく、約
２０アンペアの二次電流を通常流すことができる。導体
と電流検知回路との間に変流器を設けた場合でも、誘導
式電力量計はまだ２０アンペアのような比較的大きな電
流を測定できなければならない。

【０００５】しかしながら、このような比較的大きな電
流は、電子回路または集積回路を一般に利用して、個々
の電気エネルギの使用者の電流電圧使用量を測定する電
子式電力量計によって精確に検知することができない。
集積回路は一般に５ｍＡ以下および５ボルト以下のよう
な小さい信号レベルを受け入れて測定するように設計さ
れている。従って、電子式電力量計の電流センサは、比
較的大きな線路電流をセンサの集積回路によって受け入
れられる比較的小さな入力レベルに低減する大きな変成
比を有していなければならない。

【０００６】このような比較的小さい出力信号を発生す
るために、典型的な変流器は不可能な程大きく、高価に
なるであろう。この増大した大きさおよび価格は部分的
には一次および二次巻線のアンペア回数が適当な動作の
ために等しくなければならないという要求条件に起因し
ている。また、巻線数は、最大入力線路電流が集積回路
の５ｍＡの電流限界よりも小さい値に低減されるように
選択されなければならない。線路電流は一般に０．５Ａ
から２００Ａで変化するので、２００Ａを５ｍＡ以下の
値に変換するために典型的な変流器の変成比は約１００
０００：１である必要がある。１０００００：１の変成
比は比較的大きな巻線数を必要とし、不可能な程大き
く、高価な変流器を必要とするであろう。

【０００７】不可能な程大きく、高価であることに加え
て、典型的な変流器の磁心は、線路導体に流れる交流
（ＡＣ）が直流の上に重畳された場合飽和する。直流電
流、そして磁心の飽和は、一般に線路導体に接続された
種々の電気装置による交流電流信号の半波整流に起因す
るか、または線路導体上に直流成分を故意に重畳して、
適正な電流検知および消費電気エネルギの測定を妨害す
ることによりメータの不正操作を行おうとする人に起因
している。

【０００８】更に、典型的な変流器は、多相電力量計の
他の変流器のような隣接する電気装置に影響を与える外
部磁界を発生する。また、典型的な変流器における変流
は、多相電力量計に使用されている隣接する電流センサ
のような外部源からの入射磁界によって悪影響を受け
る。このような典型的な変流器の別の電流センサは、１
９８０年１月に発行された米国特許第４，１８２，９８
２号および１９８５年１月に発行された米国特許第４，
４９２，９１９号に記載されている（以下、それぞれ
´９８２および ´９１９特許と略称する）。この ´９
８２および ´９１９特許は、線路導体を異なる断面積
を有する１つ以上の主分路および並列な補助分路に分割
することを開示している。電流は２つの分路の断面積に
ほぼ比例して２つの分路に分割される。補助分路はトロ
イド状の磁心の中孔を通過する。変流器は、トロイド状
の磁心と、１巻きの一次巻線を形成している補助分路
と、二次巻線を形成しているトロイド状の磁心の周りに
巻回された多巻き巻線との組合わせで構成されている。

【０００９】前記 ´９８２および ´９１９特許に開示
されている分路は、温度変動によって実質的に抵抗が変
動する銅から構成されている。これは銅がかなりの熱抵
抗係数を有しているからである。更に、広い範囲の可能
性のある線路電流にわたる線路電流を適当な大きさにす
るためには、主分路および補助分路の断面積はそれぞれ
不可能な程大きくなったり、小さくなる。その上、並列
な主分路および補助分路は、外部源から発生する磁界の
みならず、他の分路に流れる電流によって発生する磁界
によって影響される。例えば、主分路の電流は補助分路
に流れる電流によって発生磁界によって影響される。更
に、電流分割器の平行な導体間の磁気結合によって２つ
の平行な導体間に相互インダクタンスが発生する。この
インダクタンスは比較的簡単な抵抗分割器を複雑なイン
ピーダンス分割器に変形するととともに、主分路および
平行な補助分路に流れる電流の位相シフトをインダクタ
ンスによって生じる。適切な計測精度には電流センサの
縮小拡大された出力信号の大きさおよび位相角の両方が
線路電流の大きさおよび位相角を正確に反映しているこ
とが必要であるので、電流センサの出力信号に反映され
る並列な分路の位相シフトは計測精度を損なう。

【００１０】同軸電流センサが、１９９１年１１月１９
日に発行された米国特許第５，０６６，９０４号に開示
されている。この同軸電流センサは、線路導体に流れる
電流を２つの同軸的に配列された導体間に分割する。中
心導体はトロイド状の磁心の中孔に通され、トロイド状
の磁心内に電流の流れを誘起する。また、検知およびフ
ィードバック用の二次巻線がトロイド状の磁心の周りに
巻回されている。トロイド状の磁心内の電流により該電
流に比例して検知巻線内に電流が誘起される。検知用二
次巻線に誘起された電流に従って増幅器は、制御および
補償信号をフィードバック用の二次巻線に供給する。制
御信号によるフィードバック巻線内の電流の流れは、中
心導体内の電流の流れによって誘起される電流に大きさ
がほぼ等しく、方向が反対の他の電流をトロイド状の磁
心内に誘起する。この結果生じるトロイド状の磁心内の
正味の電流は入力電流の変化がない定常状態においてほ
ぼゼロである。入力電流の変化により、トロイド状磁心
内には、中心導体に流れる電流に対してほぼ直線的に電
流が誘起される。これは、過大な交流線路電流または重
畳された直流電流により磁心が飽和することを防止する
ように定常状態においてトロイド状磁心内の正味の電流
がほぼゼロを維持されているからである。また、フィー
ドバック用二次巻線は中心導体を流れる電流に比例する
出力電流を発生する。

【００１１】同軸電流センサは、特に電力量計に使用さ
れる線路電流の検知および拡大縮小化の技術を大幅に進
歩させたが、更に改良することが要望されている。特
に、同軸導体は、各導体に流れる電流によって生じる磁
界およびその結果として生じる他の導体内の自己インダ
クタンスにより磁気結合する。この相互インダクタンス
はその結果として生じる拡大縮小された出力電流に位相
シフトまたはエラーを生じる。更に、同軸電流センサ
は、設計が比較的複雑であるので、製造するのに費用が
かかる。その上、電流が同軸導体間に分割される比率は
導体の断面積に依存しているので、電流分割比は導体の
第１の端部から材料の一部に穴をあけること等により導
体の抵抗を微調整することにより調節することができ
る。このような導体の除去または穴あけは、導体の配列
および大きさにより困難である。

【００１２】特に、電子式電力量計の線路電流の検知に
使用され、入力電流に関連する大きさおよび位相角を有
する出力電流を発生する電流センサを提供することが要
望されているが、電流センサは、まだ出力信号に位相シ
フトを結果として生じる電流センサの平行な導体間の磁
気結合を含む多くの欠陥を有している。特に、約５ｍＡ
以下の大きさを有する出力信号を発生し、顧客の消費電
気エネルギを測定するために電子回路または集積回路を
利用した電子式電力量計と使用するための入力電流の大
きさおよび位相に関連している電流センサを提供するこ
とが要望されている。

【００１３】

【発明の目的】従って、本発明の目的は、入力電流を検
知する改良された方法および装置を提供することにあ
る。本発明の他の目的は、入力電流信号を検知し、関連
する出力電流信号を発生する改良された方法および装置
を提供することにある。

【００１４】本発明の別の目的は、入力電流信号を検知
し、該入力電流信号に大きさおよび位相が関連している
出力電流信号を発生する改良された方法および装置を提
供することにある。

【００１５】

【発明の概要】これらおよび他の目的は、本発明によれ
ば第１および第２の導体、および該第１および第２の導
体に磁気結合された検知手段を有する差分電流センサに
より達成される。第１の導体、好ましくは第１の抵抗体
は、第１の所定の抵抗を有し、入力電流の第１の部分を
伝導する。第２の導体、好ましくは第２の抵抗体は、第
２の所定の抵抗を有し、入力電流の第２の部分を伝導す
る。そして、入力電流は、第１および第２の所定の抵抗
に反比例して第１および第２の導体間に分割される。第
１および第２の導体に磁気結合された検知手段は、入力
電流の第１および第２の部分間の電流差に関連する出力
信号を発生する。この出力電流は、顧客の消費電気エネ
ルギを正確に測定するように電子式電力量計の集積回路
によって検出される。

【００１６】検知手段は、好ましくは環状電流比較器で
あり、更に好ましくは中孔が貫通しているトロイド状巻
線である。第１および第２の導体の両方がトロイド状巻
線の中孔を通って延在し、組み合わされて変流器の単巻
き一次巻線を形成している。変流器の磁心はトロイド状
巻線によって形成されている。第１の導体は好ましくは
入力電流の第１の部分を第１の方向に伝導し、第２の導
体は入力電流の第２の部分を第２の方向に伝導する。第
１の方向はトロイド状巻線の中孔内において第２の方向
とほぼ反対である。また、第１および第２の導体はトロ
イド状巻線の中孔内においてほぼ平行である。

【００１７】入力電流の第１および第２の部分は両者間
の電流差に関連する電流をトロイド状巻線内に誘起す
る。これは入力電流の第１および第２の部分がトロイド
状巻線の中孔内において反対方向に流れるからである。
磁気的に誘起された電流で入力電流を検知することによ
り、入力電流における過渡電圧を抑制し、電流センサを
保護するように出力信号は入力電流から分離される。

【００１８】また、検知手段は、好ましくはトロイド状
巻線内に誘起される電流を磁気的に検知する手段を有す
る。トロイド状巻線内に誘起される電流を磁気的に検知
する手段は、好ましくはトロイド状巻線の周りに巻回さ
れるとともに該トロイド状巻線に磁気結合されて、出力
信号を発生する二次巻線を有する。トロイド状巻線内の
電流を磁気的に検知する手段は、フィードバック用二次
巻線および検知用二次巻線を有し、各二次巻線はトロイ
ド状巻線の周りに巻回されるとともに、トロイド状巻線
に磁気結合され、両者間に増幅回路が設けられている。
フィードバック用および検知用二次巻線および関連する
増幅回路を組み合わせることにより、入力電流信号の大
きさおよび位相に関連する、好ましくは比例する出力信
号を発生する。また、二次巻線および関連する増幅回路
は、トロイド状巻線が飽和することを防止するように電
流の第１およ第２の部分間の電流差によって誘起される
電流に対して大きさが等しく、方向が反対の第２の電流
をトロイド状巻線内に誘起する。

【００１９】第１および第２の導体の抵抗はほぼそれぞ
れの断面積に依存している。それぞれの抵抗は導体に切
り欠きを形成することにより容易に調整することができ
る。その結果生じる切り欠きのある導体の抵抗は切り欠
きの大きさに直接関連して変化する。第１および第２の
導体の両方の第１の端部が第１の脚部に接続され、第１
および第２の導体の両方の第２の端部が第２の脚部に接
続されるように第１および第２の導体は好ましくは第１
および第２の脚部間に延在している。第１の導体または
ワイヤは、好ましくは第１の端部からトロイド状巻線の
中孔までトロイド状巻線の第１の面に沿って延在し、ト
ロイド状巻線の中孔から第２の脚部までトロイド状巻線
の第２の面に沿って延在している。第２の導体またはワ
イヤは、好ましくは、第１の脚部からトロイド状巻線の
中孔までトロイド状巻線の第２の面に沿って延在し、ト
ロイド状巻線の中孔から第２の脚部までトロイド状巻線
の第１の面に沿って延在している。第１および第２の脚
部は好ましくは標準の電力量計のベースと係合し、電気
的に接触するように設計されている。

【００２０】本発明の電流検知方法および装置は、入力
電流信号を検知し、入力電流が分割される第１および第
２の導体間の電流差に基づいて入力電流信号の大きさお
よび位相に関連する出力電流信号を発生することが可能
である。更に、本発明の電流センサは、第１および第２
の導体間の相互インダクタンスによる出力信号の位相の
エラーをかなり低減または除去する。

【００２１】

【実施例の説明】次に、本発明の好適実施例が示されて
いる添付図面を参照して本発明について更に詳細に以下
に説明する。しかしながら、本発明は、多くの異なる形
態で実施し得るものであり、ここに説明した実施例に限
定されると解釈されるべきものではない。むしろ、本実
施例は、本開示が完璧かつ完全であり、本技術分野に専
門知識を有する者に対して本発明の範囲を完全に伝える
ように設けられているものである。同じ符号が全体にわ
たって同じ構成要素を示している。

【００２２】まず、図１および図５を参照すると、本発
明による電流センサ１０が示されている。この電流セン
サ１０は、第１の導体１２および第２の導体１４を有す
るとともに、この第１および第２の導体に磁気結合さ
れ、入力信号２０の位相および大きさに関連する出力信
号１８を発生する検知手段１６を有している。図４およ
び図５に図式的に示されているように、第１の導体１
２、好ましくは第１の抵抗体は第１の所定の抵抗Ｒ1 を
有し、入力電流Ｉinの第１の部分Ｉ1 が流れる。第２の
導体１４は、好ましくは第２の抵抗体は、第２の所定の
抵抗Ｒ2 を有し、入力電流Ｉinの第２の部分Ｉ2 が流れ
る。入力電流２０は第１および第２の導体の個々の抵抗
の逆の関係で第１および第２の導体間に分割される。特
に、入力電流Ｉinの第１および第２の部分は次式の通り
である。

【００２３】Ｉ1 ＝Ｉin〔Ｒ2 ／（Ｒ1 ＋Ｒ2 ）〕 Ｉ2 ＝Ｉin〔Ｒ1 ／（Ｒ1 ＋Ｒ2 ）〕 検知手段１６は、入力電流の第１および第２の部分間の
電流差に関連する（好ましくは比例する）出力信号１８
を発生し、第１および第２の導体に磁気結合している。
好ましくは、検知手段１６は環状電流比較器を有し、更
に好ましくはトロイド状巻線２２を有し、該巻線には図
２に示すように中孔２４が貫通している。トロイド状巻
線２２は一般に鉄のような導電材からなる多数の個々の
巻線から構成されている。

【００２４】次に、図４を参照すると、第１の導体１２
は入力電流の第１の部分Ｉ1 を第１の方向に沿って流
し、第２の導体１４は入力電流の第２の部分Ｉ2 を第２
の方向に沿って流す。第１の方向はトロイド状巻線２２
の中孔２４内において第２の方向のほぼ反対である。更
に、第１および第２の導体は図２に示すようにトロイド
状巻線２２の中孔２４内でほぼ平行である。

【００２５】第１および第２の導体に流れる入力電流の
第１および第２の部分の両方はトロイド状巻線２２内に
流れる電流を誘起する。入力電流の第１および第２の部
分における流れが反対方向であるために、その結果とし
てトロイド状巻線２２内に誘起される電流は入力電流の
第１および第２の部分によって誘起される個々の電流の
差となっている。そして、その結果としてトロイド状巻
線２２内に誘起される電流は入力電流の第１および第２
の部分間の電流の差に関連している。磁気的に誘起され
た電流に基づいて入力電流２０を検知することにより、
電流センサ１０は出力信号１８と線路電流との間を隔離
し、入力電流２０への高い過渡電圧を抑制し、電流セン
サ１０を保護する。

【００２６】第１および第２の導体はトロイド状巻線２
２の中孔２４内においてほぼ平行であるので、それぞれ
の導体を通る電流の流れによって生じる磁界による両者
間の相互インダクタンスは大きさがほぼ等しく、極性が
反対である。そして、その結果生じる第１および第２の
導体間の相互インダクタンスはかなり低減または除去さ
れる。従って、出力信号１８の位相角は、かなり低減ま
たは除去された相互インダクタンスにより入力電流２０
の位相角を一層正確に反映する。

【００２７】また、検知手段１６はトロイド状巻線２２
内に誘起される電流を磁気的に検知する手段を有するこ
とが好ましい。トロイド状巻線２２内の電流を磁気的に
検知する手段は、トロイド状巻線２２の周りに巻回され
て、該トロイド状巻線２２に磁気結合された、出力信号
１８を発生する二次巻線を有することが好ましい。更に
好ましくは、トロイド状巻線２２内の電流を磁気的に検
知する手段は、図５に示すようにフィードバック用二次
巻線２６、検知用二次巻線２８、および増幅回路３０を
有する。磁気トロイド状巻線２２の電流によりかつ該電
流に比例して検知用巻線２８に電流が誘起される。増幅
回路３０は検知用巻線２８に誘起される電流に応答し
て、フィードバック用巻線２６に制御信号、すなわち補
償信号を供給する。制御信号によるフィードバック用巻
線２６内の電流の流れはトロイド状巻線２２内に電流を
発生する。この電流は入力電流の第１および第２の部分
間の電流差によって誘起される電流に対して大きさがほ
ぼ等しく、方向が反対である。定常状態におけるトロイ
ド状巻線２２内にその結果生じる正味の電流はほぼゼロ
である。入力電流２０の変化によりトロイド状磁心すな
わち巻線２２に誘起される電流は入力電流の第１および
第２の部分間の電流差に関連してほぼ直線的に誘起され
る。これは定常状態の正味の電流を最小に維持すること
により、トロイド状磁心２２が飽和することが防止され
るためである。また、フィードバック用二次巻線２６は
入力電流２０の大きさおよび位相に関連する（好ましく
は比例する）出力信号１８を発生する。

【００２８】集積回路を利用した電子式電力量計が必要
とする大きな変成比を得るために、２つの変成比を定め
る２つの異なる電流変換が本発明の電流センサ１０によ
って達成される。２つの変成比の積は全電流センサ１０
の変成比であり、出力信号１８の大きさと入力電流２０
の大きさ間の関係を定める。特に、第１の変成比は入力
電流２０を第１および第２の導体間に分割することによ
り得られる。それらの間の電流分割は個々の導体の断面
積および抵抗によって定められる。好ましくは、第１お
よび第２の導体を同じ材料、好ましくはアルミニュウム
材で形成して、同じ固有抵抗を有するようにする。更
に、好ましくは、第１および第２の導体の断面積を同じ
にする。第１および第２の導体間の電流分割を変えるた
めに、図３に示すように、切り欠き３２を導体の少なく
とも一方に形成して、その抵抗を調整し、流れる電流を
低減する。切り欠きを形成した導体の抵抗は切り欠きの
大きさ、すなわち深さおよび幅によって直接変化し、よ
り大きな切り欠きはより大きな抵抗を形成する。

【００２９】好適実施例では、第１の導体１２に切り欠
きを形成し、入力電流２０の約４２．５％を流し、切り
欠きのない第２の導体１４は入力電流の約５７．５％を
流す。入力電流が２０Ａの場合、第１の導体１２に流れ
る電流の第１の部分Ｉ1 は約８．５Ａであり、第２の導
体１４に流れる電流の第２の部分Ｉ2 は約１１．５Ａで
ある。従って、入力電流の第１および第２の部分間には
３Ａの電流差が存在する。

【００３０】第２の変成比は、トロイド状磁心すなわち
巻線２２の回りの二次巻線数によって得られる。更に詳
しくは、変流器の一次および二次側のアンペア回数は同
じである。第１および第２の導体は、変流器の磁心を形
成しているトロイド状巻線２２の周りに１巻き（１ター
ン）の一次巻線を効率的に形成するが、検知用二次巻線
２８の巻線数は出力信号１８を最適化するように変える
ことができる。そして、１巻きの一次巻線と電流の第１
および第２の部分間の電流差との積、すなわち上述した
例では（１巻き）×（１１．５−８．５）Ａ＝３アンペ
ア回数は、検知用二次巻線２８の巻き回数とこれにより
出力される出力信号１８との積に等しい。従って、検知
用二次巻線２８の巻き回数を増大することにより、第２
の変成比は増大し、その結果の出力信号１８は低下す
る。

【００３１】電流センサ１０全体の変成比、そして出力
信号１８と入力電流２０の大きさ間の関係は、入力電流
２０を第１および第２の導体間に分割することにより定
められる第１の変成比と、一次および二次巻線間のアン
ペア回数関係または変流器を構成するトロイド状磁心
（２２）に基づく第２の変成比との積である。図１に示
すように、入力電流２０は好ましくは第１および第２の
導体の両方の第１の端部１２ａ，１４ａを接合した典型
的には銅からなる第１の脚部３４によって供給される。
第１および第２の導体の第２の端部１２ｂ，１４ｂは好
ましくは第２の脚部３６に接合され、この第２の脚部も
銅で構成するのが好ましい。第１の導体１２、典型的に
はワイヤは、第１の脚部３４からトロイド状巻線２２の
第１の面２２ａに沿ってトロイド状巻線２２の中孔２４
まで延在し、該中孔２４からトロイド状巻線２２の第２
の面２２ｂに沿って第２の脚部３６まで延在している。
第２の導体１４、典型的にはワイヤは、第１の脚部３４
からトロイド状巻線２２の第２の面２２ｂに沿ってトロ
イド状巻線２２の中孔まで延在し、該中孔２４からトロ
イド状巻線２２の第１の面２２ａに沿って第２の脚部３
６まで延在している。第１および第２の脚部は、顧客に
供給している入力線路電流２０を測定し得るように標準
の電子式電力量計のベースに係合し、かつ電気的に接続
されるように設計されている。

【００３２】電流センサ１０の特定の構成は大きく変化
するが、検知手段１６はその動作および長寿を促進する
ように絶縁材３８でカプセル封じすることが好ましい。
更に好ましくは、この絶縁材をプラスチック材とする。
更に、図１および２のカプセル封じされた検知手段１６
から延在しているワイヤ４０は外部増幅回路３０（図示
せず）に接続される。ワイヤ４０は共通のプリント回路
基板４２まで延在し、この回路基板上で検知用およびフ
ィードバック用二次巻線の各端部とワイヤ４０の一方と
の間の電気的接触が行われる。本発明の範囲から逸脱す
ることなく、検知手段１６から延在しているワイヤ４０
を除去するために増幅回路３０を検知手段１６とともに
カプセル封じしてもよい。 図面および明細書におい
て、本発明の典型的な好適実施例について例示した。特
定の用語を使用しているが、この用語は包括的で記述的
な意味にのみ使用され、制限のために使用されているも
のではない。本発明の範囲は特許請求の範囲に記載され
ている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電流センサの斜視図である。

【図２】図１の線２−２’に沿った図１の電流センサの
断面図である。

【図３】本発明の導体の抵抗を調整するための切り欠き
の拡大部分斜視図である。

【図４】図１の電流センサの電気回路図である。

【図５】トロイド状巻線ならびに検知用およびフィード
バック用二次巻線を有する本発明の電流センサの簡略構
成図である。

【符号の説明】

１０ 電流センサ １２ 第１の導体 １４ 第２の導体 １６ 検知手段 ２２ トロイド状巻線 ２４ 中孔 ２６ フィードバック用二次巻線 ２８ 検知用二次巻線 ３０ 増幅回路

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力電流を検知する電流検知装置であっ
   て、 入力電流の第１の部分を伝導する第１の伝導手段と、 前記入力電流の第２の部分を伝導する第２の伝導手段
   と、 前記第１および第２の伝導手段に磁気結合され、前記入
   力電流の前記第１および第２の部分間の電流差に関連す
   る出力信号を発生する検知手段とを有する電流検知装
   置。
2. 【請求項２】 前記第１の伝導手段は、第１の所定の抵
   抗を有する第１の導体であり、前記第２の伝導手段は、
   第２の所定の抵抗を有する第２の導体であり、前記検知
   手段は、貫通している中孔を持つトロイド状巻線を有す
   る請求項１記載の電流検知装置。
3. 【請求項３】 前記検知手段は、前記入力電流の前記第
   １および第２の部分間の前記電流差によつて前記トロイ
   ド状巻線内に誘起される電流を磁気的に検知する手段を
   有する請求項２記載の電流検知装置。
4. 【請求項４】 前記トロイド状巻線内に誘起された前記
   電流を磁気的に検知する前記手段は、前記トロイド状巻
   線の周りに巻回されるとともに該トロイド状巻線に磁気
   結合されて、前記出力信号を発生する二次巻線を有する
   請求項３記載の電流検知装置。
5. 【請求項５】 前記第１の導体は切り欠きを有し、該第
   １の導体の抵抗は該切り欠きの大きさに関連して変化す
   る請求項２記載の電流検知装置。
6. 【請求項６】 前記出力信号は、前記入力電流の前記第
   １および第２の部分間の前記電流差に正比例する請求項
   ２記載の電流検知装置。
7. 【請求項７】 前記入力電流の前記第１および第２の部
   分の大きさの和は、前記入力電流の大きさにほぼ等しい
   請求項２記載の電流検知装置。
8. 【請求項８】 第１の所定の抵抗を有し、入力電流の第
   １の部分を第１の方向に伝導する第１の抵抗体と、 第２の所定の抵抗を有し、前記入力電流の第２の部分を
   第２の方向に伝導する第２の抵抗体と、 前記入力電流の前記第１および第２の部分に従って前記
   入力電流に関連する出力信号を発生する環状電流比較器
   であって、前記第１および第２の抵抗体が前記電流比較
   器の中孔を通って配置され、前記第２の方向が前記第１
   の方向とほぼ反対である環状電流比較器とを有する電流
   検知装置。
9. 【請求項９】 前記環状電流比較器は、前記中孔が貫通
   しているトロイド状巻線を有する請求項８記載の電流検
   知装置。
10. 【請求項１０】 前記環状電流比較器は、前記入力電流
    の前記第１および第２の部分の電流差によって前記トロ
    イド状巻線内に誘起される電流を磁気的に検知する手段
    を有する請求項９記載の電流検知装置。
11. 【請求項１１】 前記トロイド状巻線内に誘起される前
    記電流を磁気的に検知する前記手段は、 前記トロイド状巻線の周りに巻回されるとともに該トロ
    イド状巻線に磁気結合された検知用二次巻線と、 前記検知用二次巻線に接続された入力および出力を有す
    る増幅手段と、 前記トロイド状巻線の周りに巻回されるとともに該トロ
    イド状巻線に磁気結合され、第１の端部が前記増幅手段
    の前記出力に接続されたフィードバック用二次巻線であ
    って、前記トロイド状巻線内に誘起された電流の直流成
    分が実質的に除去されるフィードバック用二次巻線とを
    有する請求項１０記載の電流検知装置。
12. 【請求項１２】 入力電流を伝導する第１の脚部と、 該第１の脚部に第１の端部が接続された第１のワイヤ
    と、 前記第１の脚部に第１の端部が接続された第２のワイヤ
    と、 出力電流を伝導する第２の脚部であって、前記第１およ
    び第２のワイヤの両方の第２の端部に接続されている第
    ２の脚部と、 前記第１および第２のワイヤの両方が通り抜ける中孔を
    有するトロイド状巻線とを有する電流検知装置。
13. 【請求項１３】 前記トロイド状巻線の周りに巻回さ
    れ、前記入力電流に関連する出力信号を発生する二次巻
    線を更に有する請求項１２記載の電流検知装置。
14. 【請求項１４】 入力電流を所定の比率を有する第１お
    よび第２の部分に分割し、 前記第１および第２の部分間の電流の差を検知し、 前記検知した電流差に関連する出力信号を発生するステ
    ップを有する、入力電流を検知する方法。
15. 【請求項１５】 前記分割ステップは、入力電流の前記
    第１の部分を第１の方向に伝導し、入力電流の第２の部
    分を第２の方向に伝導するステップを有し、前記検知ス
    テップは、前記第１および第２の部分の電流の両方をト
    ロイド状巻線の中孔を通過させ、前記第１および第２の
    部分間の前記電流差に正比例する電流を前記トロイド状
    巻線内に誘起するステップを有する請求項１４記載の方
    法。