JPH09311145A

JPH09311145A - 電流検出装置

Info

Publication number: JPH09311145A
Application number: JP8129913A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Yokoyama; 哲也横山; Shigeyuki Yoshihara; 重之吉原; Haruki Hamada; 晴喜浜田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-05-24
Filing date: 1996-05-24
Publication date: 1997-12-02

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成でありながら、検出精度と信頼性を
向上可能な電流検出装置を実現する。【解決手段】ホール素子１５は検出電流が零のとき零Ｖ
を出力し、検出電流が正のとき正電圧を出力し、検出電
流が負のときは負電圧を出力する。オペアンプ１６には
ホール素子１５の出力電圧と定電圧源１７の出力電圧と
が供給される。ホール素子１５の検出電流が零のとき、
電流検出器５の出力電圧は定電圧源１７の出力電圧とほ
ぼ同等となりマイクロコンピュータの入力電圧を５．１
２Ｖとすると、オペアンプ１６の出力電圧は、その中心
電圧が、２．５６Ｖとなるようにする。電流検出器５内
には正電圧源のみ必要で、正負両電源は不要である共に
電流検出器５とマイクロコンピュータとの間に電圧変換
回路は不要であるため簡単な構成でありながら検出精度
と信頼性を向上可能な電流検出装置を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力変換装置の入
出力電流を検出する電流検出器を有する電流検出装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電流検出装置における電流検出器
からの出力電圧は、検出電流が零のとき、電流検出装置
からの出力信号を読み込むマイクロコンピュータ用駆動
電源のＧＮＤレベルと同様のレベルである。また、検出
する電流の方向が正の場合には、電流検出器の出力電圧
は、マイクロコンピュータ用駆動電源のＧＮＤレベルよ
りも高い電圧となり、逆に、検出する電流の方向が負の
場合には、電流検出器の出力電圧は、マイクロコンピュ
ータ用駆動電源のＧＮＤレベルよりも低い電圧となって
いた。

【０００３】マイクロコンピュータ内に搭載されたＡ／
Ｄ変換器の入力信号の電圧範囲は、マイクロコンピュー
タの駆動電源電圧とＧＮＤとの間にすべきである。ま
た、マイクロコンピュータとは、別個に配置される単独
モジュールのＡ／Ｄ変換器の場合も同様に、入力信号の
電圧範囲は、Ａ／Ｄ変換器の駆動電源電圧とＧＮＤレベ
ルとの間にしなければならなかった。

【０００４】したがって、Ａ／Ｄ変換器やマイクロコン
ピュータの入力信号の電圧は、Ａ／Ｄ変換器やマイクロ
コンピュータの駆動電源電圧とＧＮＤレベルとの範囲内
にしなければならず、電圧検出気器からの出力電圧を上
記範囲内とする電圧変換回路が必要であった。

【０００５】なお、電流検出装置に関する公知例として
は、例えば、特開平７−２８８９８６号公報を挙げるこ
とができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電流検出装置においては、電流検出器の出力信号を
検出するマイクロコンピュータやＡ／Ｄ変換器は２線式
の単一電源で駆動させているが、電流検出器の駆動電源
は検出する電流が正負両方向の場合には、ＧＮＤを中心
にして正電源と負電源の両電源が必要でいわゆる３線式
となっているとともに、電圧変換回路が必要で複雑な構
成となっていた。

【０００７】さらに、電圧変換回路にも、正電源と負電
源との両電源が必要であり、そのため回路が複雑となっ
て、電流検出装置が高価格となっていた。また、電圧変
換回路には、コンデンサ等が使用されており、このコン
デンサ等により、検出信号に遅延が生じてしまう。この
ため、過電流検出に遅延時間が生じてしまい、適切な安
全保護にも遅延を生じてしまう可能性があった。

【０００８】また、電圧変換回路を用いる場合には、そ
の電圧変換誤差が生じることがあり、検出した電流と実
際の電流との間に誤差が生じてる場合がある。この場合
には、電動機の回転が脈動して、振動や騒音の発生を招
いてしまうこととなっていた。

【０００９】本発明の目的は、インバータやコンバータ
と称する電力変換装置に備えられている電流検出装置に
おいて、簡単な構成でありながら、検出精度と信頼性を
向上可能な電流検出装置を実現することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

（１）上記目的を達成するため、本発明は次のように構
成される。すなわち、被測定電流に対応して、正負の電
圧信号を出力する電流検出素子を有する電流検出装置に
おいて、電流検出素子から出力される負電圧の絶対値よ
り以上の所定の一定の正電圧を発生する定電圧発生手段
と、電流検出素子からの出力電圧と上記定電圧発生手段
からの一定の正電圧とを加算する加算手段とを備える。

【００１１】電流検出素子から出力される負電圧の絶対
値より以上の所定の一定の正電圧を発生する定電圧発生
手段からの正電圧と、電流検出素子からの出力電圧とが
加算手段により加算されるため、この加算手段からの出
力電圧は、正電圧のみとなる。したがって、電流検出装
置内には、正負両電源は不要であるとともに、電流検出
器の出力電圧を変換するための電圧変換回路は不要とな
り、簡単な構成でありながら、検出精度と信頼性を向上
可能な電流検出装置を実現することができる。

【００１２】（２）上記（１）において、好ましくは、
加算手段の出力電圧は、被測定電流を制御するマイクロ
コンピュータに供給され、定電圧発生手段が発生する一
定の正電圧は、マイクロコンピュータの電源電圧のほぼ
中心値である。

【００１３】（３）また、好ましくは、上記（１）にお
いて、加算手段の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器を介して、
マイクロコンピュータに供給され、定電圧発生手段が発
生する一定の正電圧は、Ａ／Ｄ変換器の基準電圧のほぼ
中心値である。

【００１４】（４）また、好ましくは、上記（１）にお
いて、加算手段の出力電圧を分圧する抵抗を有する抵抗
分圧回路を、さらに備え、この抵抗分圧回路の出力電圧
は、Ａ／Ｄ変換器を介して、マイクロコンピュータに供
給され、Ａ／Ｄ変換器の基準電圧のほぼ中心値である。

【００１５】（５）また、好ましくは、上記（２）にお
いて、電流検出装置は、マイクロコンピュータの電源電
圧を動作電圧源とする。（６）また、好ましくは、上記（１）において、電流検
出素子の出力電圧が零の場合の、加算手段からの出力電
圧を記憶する手段と、この記憶手段に記憶された電圧値
に基づいて、加算手段からの出力電圧を校正する手段と
を、さらに備える。

【００１６】（７）また、好ましくは、上記（１）にお
いて、所定の上限電圧を記憶する上限値記憶手段と、所
定の下限電圧を記憶する下限値記憶手段と、加算手段か
らの出力電圧と上限値記憶手段及び下限値記憶手段に記
憶された上限電圧及び下限電圧とを比較する比較手段
と、この比較手段の比較結果に従い、加算手段からの出
力電圧が、上限電圧と下限電圧との間にあるか否かを判
断する異常電流判断手段とを、さらに備える。

【００１７】（８）また、好ましくは、上記（２）にお
いて、加算手段の出力電圧が中心値よりも大の場合に
は、被測定電流は正極の電流と判断し、加算手段の出力
電圧が上記中心値よりも小の場合には、被測定電流は負
極の電流と判断する手段を、さらに備える。

【００１８】（９）また、好ましくは、上記（１）又は
（２）において、電流検出装置は、単一電源で駆動す
る。（１０）また、好ましくは、上記（１）又は（２）にお
いて、電流検出素子は、ホール素子である。

【００１９】（１１）また、上記目的を達成するため、
本発明は次のように構成される。すなわち、被測定多相
電流の、各相の電流に対応して、それぞれの正負の電圧
信号を出力する電流検出素子を有する電流検出装置にお
いて、電流検出素子から出力される負電圧の絶対値より
以上の所定の一定の正電圧を発生する定電圧発生手段
と、電流検出素子からの各相電流毎に対応する出力電圧
と定電圧発生手段からの一定の正電圧とを加算する第１
の加算手段と、この加算手段により出力された、各相電
流毎に対応する電圧値を、互いに加算する第２の加算手
段と、この第２の加算手段により加算された電圧値と、
所定の電圧値とを比較する比較手段と、この比較手段の
比較結果に従い、被測定電流が異常であるか否かを判断
する異常電流判断手段とを備える。（１２）好ましくは、上記（１）又は（１１）におい
て、被測定電流は、電気自動車に搭載される交流電動機
に流れる電流である。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形
態の電流検出装置を用いた、電力変換装置である３相の
インバータ装置と、その制御回路を組み合わせた概略構
成図である。図１において、１は主直流電源で、いわゆ
る負荷を駆動するためのものである。２は、主直流電源
１からの直流電流を交流電流に変換する６つのスイッチ
ング素子で構成された３相のインバータ回路であり、３
は主直流電源１とインバータ回路２との間に配置された
電路遮断器である。

【００２１】また、４は交流負荷装置であり、この例に
おいては交流電動機である。５、６、７は、インバータ
回路２と交流電動機４とを接続する電線の途中に配置さ
れた電流検出器であり、負荷制御の制御内容により、配
置される電流検出器の数は異なるが、図１の例における
交流電動機は３相交流電動機であるため、電流検出器の
数は、３個となっている。これら電流検出器５、６、７
の外形や中身は、互いに同一とし、以下、代表として電
流検出器５の内容を説明する。

【００２２】８はマイクロコンピュータで、このマイク
ロコンピュータ８は、Ａ／Ｄ変換器９と、中央演算処理
装置（ＣＰＵ）１０とを備えている。Ａ／Ｄ変換器９
は、電流検出器５の出力信号をディジタル信号に変換し
て、ＣＰＵ１０に入力する。ＣＰＵ１０は、Ａ／Ｄ変換
器９からのディジタル信号に基づいて、インバータ回路
２のスイッチング素子を駆動するＰＷＭ信号をゲートド
ライブ回路１３に出力する。

【００２３】ゲートドライブ回路１３は、マイクロコン
ピュータ８からのＰＷＭ信号により、インバータ装置２
内のスイッチング素子を駆動する。１１はマイクロコン
ピュータ８を駆動するための定電圧源であり、この定電
圧源１１は、定電圧制御回路１１₂と、この定電圧制御
回路１１₂により制御されるスイッチング素子１１₁とを
備えている。この定電圧源１１の出力電圧は、この例に
おいては、５．１２［Ｖ］とする。

【００２４】１２は定電圧源１１の低圧電源であり、定
電圧源１１の５．１２［Ｖ］よりも高い電圧を出力可能
なものとする。定電圧源１１は安価にするため降圧型と
し、しかも非絶縁型とする。

【００２５】図２は、電流検出器５の内部構成を示す図
である。図２において、電流検出器５の駆動電力は、低
圧電源１２から供給される。電流検出器５内の１４は、
低圧電源１３の電圧を変換するスイッチングレギュレー
タを用いた定電圧源であり、非絶縁型である。また、１
５は検出する電線の電流（被測定電流）量により出力電
圧が変化するホール素子（電流検出素子）である。ここ
でいうホール素子は一般的なもので、定電圧源１１を操
作電圧源とし、検出電流が零のとき零［Ｖ］出力で検出
電流が正方向のときは、正電圧の信号が出力され、検出
電流が負方向のときは、負電圧の信号が出力されるもの
を用いる。

【００２６】１６は、定電圧源１４の電源を用いたホー
ル素子１５の出力電流は、小さいので出力安定化を図る
ためオペアンプを用いた安定化回路（加算手段）であ
る。このオペアンプ１６の電源は、定電圧源１４であ
る。１７は電流検出器５の出力信号の電圧がＡ／Ｄ変換
器９の入力電圧範囲内とするため、この入力電圧範囲の
中心電圧（基準電圧）を出力する定電圧源である。マイ
クロコンピュータ８及びＡ／Ｄ変換器９用の定電圧源１
１の出力電圧を５．１２［Ｖ］とすると、この定電圧源
１６の出力電圧は、半分の２．５６［Ｖ］とする。

【００２７】オペアンプ１６に定電圧源１７の電圧を加
え、ホール素子１５の検出電流が零のとき、電流検出器
５の出力電圧は、定電圧源１７の出力電圧とほぼ同等と
なる。

【００２８】Ａ／Ｄ変換器９でＡ／Ｄ変換された値は、
ＣＰＵ１０により、以下のように把握される。ただし、
ここでのＡ／Ｄ変換器９は、１０ｂｉｔのものとして考
える。電流検出器５の出力信号の電圧（Ａ／Ｄ変換器の
入力電圧）が５．１２［Ｖ］とすると、ＣＰＵ１０の読
み込み値は１６進数表示では、｀３ＦＦ｀、電流検出器
５の出力信号の電圧が０［Ｖ］の場合は｀０００｀と読
み込む。

【００２９】また、電流検出器５の出力電圧が２．５６
［Ｖ］であるときは、｀１ＦＦ｀である。ＣＰＵ１０は
｀１ＦＦ｀の値は、検出電流は零［Ａ］、｀１ＦＦ｀よ
りも高い値であれば、電流検出器５の向きと同じ正方向
に電流が流れていると判断し、｀１ＦＦ｀よりも低い値
であれば、電流検出器５の向きと逆の負方向に電流が流
れていると判断させることができる。

【００３０】ここで、例を用いて説明する。電流検出器
５の仕様は、検出電流が１００［Ａ］あたり出力信号の
変化する電圧値は１［Ｖ］とする。実際に電流検出器５
と同じ向きの正方向に１００［Ａ］流れているとする
と、電流検出器５の出力信号の電圧は３．５６［Ｖ］で
ある。ＣＰＵ１０は、Ａ／Ｄ変換器９から１６進表示で
は｀２Ｃ８｀という値を受け取る。以降｀｀内は、１
６進数であることを示す。ここでは１ｂｉｔあたり１
［Ａ］の変化量に相当する。よって、ＣＰＵ１０では｀
１ＦＦ｀を中心いわゆる零［Ａ］と考えるため、３．５
６［Ｖ］が１００［Ａ］と判断させることができる。

【００３１】また、電流検出器５の向きと逆方向に１０
０［Ａ］電流が流れているとすると出力信号の電圧は、
１．５６［Ｖ］となる。このとき、ＣＰＵ１０はＡ／Ｄ
変換器９から｀１３８｀という値を受け取る。そこでＣ
ＰＵ１０は、｀１ＦＦ｀よりも｀０Ｃ８｀小さいことを
判断し、−１００［Ａ］と判断することができる。

【００３２】このように、電流検出器５の出力信号はＡ
／Ｄ変換器９を故障させないためのリミッタ回路を別と
して、電圧変換回路無しで両方向の電流値を検出するこ
とができる。また、電流検出器５の内部には、正電圧源
のみでよく、正負両電源は不必要である。

【００３３】以上のように、本発明の第１の実施形態に
よれば、電圧検出素子１５の出力電圧に正の定電圧源１
７からの電圧を加算し、マイクロコンピュータ８に出力
するように構成したので、電流検出器５内には、正電圧
源のみ必要で、正負両電源は不要であるとともに、電流
検出器５とマイクロコンピュータ８との間に電圧変換回
路は不要であるため、簡単な構成でありながら、検出精
度と信頼性を向上可能な電流検出装置を実現することが
できる。

【００３４】図３は、本発明の第２の実施形態を示す概
略構成図であり、図１に示したマイクロコンピュータ８
内のＡ／Ｄ変換器９が、マイクロコンピュータ８の外付
けとされた場合の例である。

【００３５】この図３の例の場合は、マイクロコンピュ
ータ８内にＡ／Ｄ変換器が搭載されていないもしくは利
用できない場合の例であり、その他の部分は、図１の例
と図３の例とは同等となっている。この図３の例におい
ても、Ａ／Ｄ変換器９の電源電圧は、マイクロコンピュ
ータ８の電源電圧と同一としたほうがよく、この電源電
圧をＶＣＣとすると、電流検出器５の定電圧源１７の出
力電圧は、ＶＣＣ／２とする。この図３の例において
も、図１の例と同様な効果を得ることができる。

【００３６】図４は、本発明の第３の実施形態を示す概
略構成図であり、図に３おける電流検出器５、６、７と
Ａ／Ｄ変換器９との間に電流検出器５、６、７の出力電
圧をＡ／Ｄ変換器９の入力電圧範囲にする抵抗分圧回路
１８を設けた例であり、その他の部分は、図３の例と同
様となっている。

【００３７】そして、この図４の例は、電流検出器５の
出力信号の電圧がＡ／Ｄ変換器の入力可能電圧範囲を超
える場合に有効である。例えば、電流検出器５の定電圧
源１７の出力電圧が５．１２［Ｖ］で、電流検出器５の
出力信号の電圧範囲が９．１２〜１．１２［Ｖ］である
場合、この電圧範囲を抵抗分圧回路１８により２分の１
とする。これにより、Ａ／Ｄ変換器９の入力信号は、図
３に示した例と同様とり、よってＣＰＵ１０の処理も同
様となる。この第３の実施形態においても、第１の実施
形態と同様な効果を得ることができる。

【００３８】図５は、本発明の第４の実施形態を示す概
略構成図であり、定電圧源１１と図２に示した定電圧源
１４とを共用化した場合の例である。図６は、定電圧源
１１と定電圧源１４とを共用化した場合の電流検出器５
の内部構成図である。ただし、この図６には、定電圧源
１１は省略してある。このように、定電圧源１１と定電
圧源１４とを共用化すれば、電流検出器５の定電圧源１
４を省略することができ、構成をより簡単化することが
できる。この第４の実施形態においては、第１の実施形
態と同様な効果を得ることができる他、電流検出器５の
構成を、さらに簡単化することが可能である。

【００３９】図７は、本発明の第５の実施形態における
マイクロコンピュータ８の動作フローチャートである。
この第５の実施形態は、上述した第１〜第４の実施形態
のうちのいずれの構成でも適用可能であるので、図示は
省略する。

【００４０】第５の実施形態においては、ＣＰＵ１０が
検出する電流を零と判断した場合、電流検出器５の出力
信号のレベルを記憶する機能を持たせる例である。マイ
クロコンピュータ８はインバータ回路２のスイッチング
素子を駆動するためにＰＷＭ信号を出力するが、ＰＷＭ
信号を出力しないときは、スイッチング素子が駆動しな
いため、電流検出器５、６、７の検出電流は零である。

【００４１】このとき、電流検出器５、６、７の出力電
圧はマイクロコンピュータ８の電源電圧の半分である
２．５６［Ｖ］が望ましい。しかしながら、製造誤差や
オフセット分の存在等により、スイッチング素子が駆動
していないにも拘らず、電流検出器５から２．６１
［Ｖ］を出力したとする。そして、その値が、例えば、
１０［Ａ］相当の電流が流れているに等しい電流値であ
ると、ＣＰＵ１０が判断するように予め設定されている
場合には、その時の出力電圧値を検出電流零［Ａ］と判
断させる。

【００４２】そして、マイクロコンピュータ８がＰＷＭ
信号を出力して、インバータ回路２を駆動させ、電流検
出器５が２．６６［Ｖ］出力したとする。この場合、検
出電流は、２０［Ａ］であると判断するように、予め設
定されていれば、上述したように、実際には、零電流で
あるにも拘らず１０［Ａ］と判断したのであるから、電
流検出器５の出力電圧が２．６６［Ｖ］の場合は、２０
−１０＝１０［Ａ］が実際の電流であると判断させる機
能をソフトウェアで実行する。

【００４３】以上の動作を、図７に示したフローチャー
トを用いて説明する。図７のステップ２００において、
マイクロコンピュータ８は、インバータ回路２又はゲー
トドライブ回路１３が動作を停止しているか否かを判断
し、停止していれば、ステップ２０１に進む。そして、
このステップ２０１において、検出器５、６、７の検出
電圧を検出電流に変換する。次に、ステップ２０２にお
いて、ステップ２０１において変換した検出電流を検出
誤差電流として、内部メモリ（図示せず）に記憶する。
そして、処理はステップ２００に戻る。

【００４４】ステップ２００において、インバータ回路
２又はゲートドライブ回路１３が動作停止状態ではない
場合は、ステップ２０３に進む。そして、このステップ
２０３において、電流検出器５、６、７により検出され
た電圧を検出電流に変換する。次に、ステップ２０４に
おいて、ステプ２０３で変換した検出電流から、上記内
部メモリに記憶された検出誤差電流を減算し、実電流と
する。そして、この算出した実電流に基づいて、インバ
ータ回路２の動作を、ゲートドライブ回路１３を介して
制御する。ステップ２０４の処理が終了すれば、ステッ
プ２００に戻る。このようにして、製造誤差等により発
生するオフセット電圧を校正して、正確な電流を検出す
ることができる。

【００４５】上述した第５の実施形態においては、第１
の実施形態と同様な効果を得ることができる他、製造誤
差等により発生するオフセット電圧を校正して、正確な
電流を検出することができる。

【００４６】図８は、本発明の第６の実施形態における
マイクロコンピュータ８の内部機能ブロック図である。
この第６の実施形態においても、上述した第５の実施形
態と同様に、第１〜第４の実施形態のうちのいずれの構
成でも適用可能であるので、図示は省略する。そして、
この第６の実施形態は、検出した電流値が所定範囲を越
えるか否かを判断し、越えた場合には、電路遮断器３に
より、電源１とインバータ回路２とを遮断する機能を備
える例である。

【００４７】図８において、ＣＰＵ１０の電流値換算部
１０２は、Ａ／Ｄ変換処理部１０１からの出力電圧を電
流値に換算する。そして、換算した電流値は、比較部１
０５及び１０６の入力部に供給される。上限値記憶部１
０３には、検出電流の上限値、例えば、４．０［Ｖ］に
対応する電流値が記憶されている。また、下限値記憶部
１０４には、検出電流の下限値、例えば、１．０［Ｖ］
に対応する電流値が記憶されている。そして、上限値記
憶部１０３に記憶された電流値は、比較部１０５の入力
部に供給され、下限値記憶部１０４に記憶された電流値
は、比較部１０６の入力部に供給される。

【００４８】比較部１０５においては、電流値換算部１
０２から供給された電流値が、上限値記憶部１０３から
供給された電流値以上であれば、過大電流異常判断処理
部１０７への出力信号を“Ｈ”レベルとする。また、比
較部１０６においては、電流値換算部１０２から供給さ
れた電流値が、下限値記憶部１０４から供給された電流
値以下であれば、過大電流異常判断処理部１０７への出
力信号を“Ｈ”レベルとする。

【００４９】過大電流異常判断処理部１０７は、比較部
１０５又は１０６からの出力信号が“Ｈ”レベルとなる
と、電路遮断器３を開として、電源１とインバータ回路
２とを遮断する。

【００５０】上述した第６の実施形態においては、第１
の実施形態と同様な効果を得ることができる他、電動機
３に過大電流が流れることを防止することができる。

【００５１】なお、この第６の実施形態においては、各
電流検出器５、６、７毎に過大電流が流れているか否か
を判断させても良いし、３つの電流検出器５、６、７の
うちのいずれか１つを代表として選択し、その検出器が
検出した電流に基づいて、過大電流が流れているか否か
を判断するように構成してもよい。

【００５２】図９は、本発明の第７の実施形態における
マイクロコンピュータ８の内部機能ブロック図である。
この第７の実施形態においても、上述した第５及び第６
の実施形態と同様に、第１〜第４の実施形態のうちのい
ずれの構成でも適用可能であるので、図示は省略する。
そして、この第７の実施形態は、第６の実施形態と同様
に、検出した電流値が所定範囲を越えるか否かを判断
し、越えた場合には、電路遮断器３により、電源１とイ
ンバータ回路２とを遮断する機能を備える例である。そ
して、この第７の例においては、各電流検出器５、６、
７の検出電流を加算して、その加算した値に基づいて、
異常電流を検出する例である。

【００５３】図９において、Ａ／Ｄ変換データ取り込み
部１０８、１０９、１１０により、電流検出器５、６、
７の検出値を、それぞれ、ＩＵＨ、ＩＶＨ、ＩＷＨに変
換する。次に、減算部１１１、１１２、１１３で、所定
の値、ここでは、｀２ＦＦ｀を、ＩＵＨ、ＩＶＨ、ＩＷ
Ｈから減算し、減算した結果の値ＩＵ、ＩＶ、ＩＷを加
算部１１４に供給する。

【００５４】加算部１１４は、減算部１１１、１１２、
１１３から供給されたＩＵ、ＩＶ、ＩＷを加算し、ＩＡ
ＬＬを算出する。算出した値ＩＡＬＬは、比較部１１６
のい入力部に供給される。そして、基準電流値記憶部１
１５に記憶された基準電流値と、値ＩＡＬＬとが比較部
１１６で比較される。この値ＩＡＬＬが基準電流値を越
える場合には、異常判断処理部１１７により異常と判断
され、電路遮断器３が開とされて電源１とインバータ回
路２とが、遮断される。

【００５５】上述した第７の実施形態においては、第６
の実施形態と同様に、第１の実施形態と同様な効果を得
ることができる他、電動機３に過大電流が流れることを
防止することができる。

【００５６】なお、上述した例においては、２線式の単
一電源仕様のマイクロコンピュータもしくはＡ／Ｄ変換
器のみに有効である。また、電力変換装置は直流から交
流に変換するインバータ装置の例をあげて説明したが、
交流から直流に、または直流から直流に変換するコンバ
ータ装置にも適用できる。

【００５７】また、上述した例においては、電流検出素
子を、ホール素子としたが、ホール素子に限らず、例え
ば、コイル等の他の電流検出素子でも適用可能である。
また、上述した本発明の電流検出装置は、電気自動車の
電動機制御用の電流検出装置に適用することが最も好ま
しいが、電気自動車の電動機制御用のみならず、例え
ば、電車、エレベータ、圧延機等の他の電動機制御用に
も適用可能である。

【００５８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の電流検出装
置によれば、次のような効果がある。電流検出器の出力
信号は、検出する電線の電流方向に関係なく、マイクロ
コンピュータ或いはＡ／Ｄ変換器の入力電圧範囲に収め
ることができ、マイクロコンピュータ或いはＡ／Ｄ変換
器の駆動電源のグランドよりも低い電圧を出力するマイ
ナス電源は不必要となる。

【００５９】また、電流検出器とＡ／Ｄ変換器との間に
３線式のプラス電源とマイナス電源が必要な電圧変換回
路が必要でなくなり、検出精度と信頼性が向上できる効
果がある。

【００６０】電圧変換回路が不要になったことで電流検
出精度が向上し、検出電流の異常時に素早く保護をかけ
られる効果がある。

【００６１】電流検出器の出力電圧精度が悪化した場合
でも、マイクロコンピュータにより誤差分を補正するよ
うに、誤差分を記憶してその分を加算または減算させる
ことができるので適正な電流検出値を得られる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態の電流検出装置を用
いた、電力変換装置と、その制御回路を組み合わせた概
略構成図である。

【図２】電流検出器内部の構成図である。

【図３】この発明の第２の実施形態の概略構成図であ
る。

【図４】この発明の第３の実施形態の概略構成図であ
る。

【図５】この発明の第４の実施形態の概略構成図であ
る。

【図６】図５の例における電流検出器の内部構成図であ
る。

【図７】この発明の第５の実施形態における動作フロー
チャートである。

【図８】この発明の第６の実施形態における機能ブロッ
ク図である。

【図９】この発明の第７の実施形態における機能ブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１直流電源２インバータ回路３電路遮断器４交流電動機５電流検出器６電流検出器７電流検出器８マイクロコンピュータ９Ａ／Ｄ変換器１０ＣＰＵ１１定電圧源１２低圧電源１３ゲートドライブ回路１４定電圧源１５ホール素子１６安定化回路１７定電圧源１８抵抗分圧回路１０１Ａ／Ｄ変換処理部１０２電流値換算部１０３上限値記憶部１０４下限値記憶部１０５比較部１０６比較部１０７過大電流異常判断処理部１０８、１０９、１１０Ａ／Ｄ変換データ取り込み部１１１、１１２、１１３減算部１１４加算部１１５基準電流値記憶部１１６比較処理部１１７異常判断処理部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定電流に対応して、正負の電圧信号を
出力する電流検出素子を有する電流検出装置において、
上記電流検出素子から出力される負電圧の絶対値より以
上の所定の一定の正電圧を発生する定電圧発生手段と、
上記電流検出素子からの出力電圧と上記定電圧発生手段
からの上記一定の正電圧とを加算する加算手段とを備え
ることを特徴とする電流検出装置。
【請求項２】請求項１記載の電流検出装置において、上
記加算手段の出力電圧は、上記被測定電流を制御するマ
イクロコンピュータに供給され、上記定電圧発生手段が
発生する一定の正電圧は、上記マイクロコンピュータの
電源電圧のほぼ中心値であることを特徴とする電流検出
装置。
【請求項３】請求項１記載の電流検出装置において、上
記加算手段の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器を介して、マイ
クロコンピュータに供給され、上記定電圧発生手段が発
生する一定の正電圧は、上記Ａ／Ｄ変換器の基準電圧の
ほぼ中心値であることを特徴とする電流検出装置。
【請求項４】請求項１記載の電流検出装置において、上
記加算手段の出力電圧を分圧する抵抗を有する抵抗分圧
回路を、さらに備え、この抵抗分圧回路の出力電圧は、
Ａ／Ｄ変換器を介して、マイクロコンピュータに供給さ
れ、上記Ａ／Ｄ変換器の基準電圧のほぼ中心値であるこ
とを特徴とする電流検出装置。
【請求項５】請求項２記載の電流検出装置において、上
記電流検出素子は、上記マイクロコンピュータの電源電
圧を動作電圧源とすることを特徴とする電流検出装置。
【請求項６】請求項１記載の電流検出装置において、上
記電流検出素子の出力電圧が零の場合の、上記加算手段
からの出力電圧を記憶する手段と、この記憶手段に記憶
された電圧値に基づいて、上記加算手段からの出力電圧
を校正する手段とを、さらに備えることを特徴とする電
流検出装置。
【請求項７】請求項１記載の電流検出装置において、所
定の上限電圧を記憶する上限値記憶手段と、所定の下限
電圧を記憶する下限値記憶手段と、上記加算手段からの
出力電圧と上記上限値記憶手段及び下限値記憶手段に記
憶された上限電圧及び下限電圧とを比較する比較手段
と、この比較手段の比較結果に従い、上記加算手段から
の出力電圧が、上記上限電圧と下限電圧との間にあるか
否かを判断する異常電流判断手段とを、さらに備えるこ
とを特徴とする電流検出装置。
【請求項８】請求項２記載の電流検出装置において、上
記加算手段の出力電圧が上記中心値よりも大の場合に
は、上記被測定電流は正極の電流と判断し、上記加算手
段の出力電圧が上記中心値よりも小の場合には、上記被
測定電流は負極の電流と判断する手段を、さらに備える
ことを特徴とする電流検出装置。
【請求項９】請求項１又は２記載の電流検出装置におい
て、上記電流検出素子及び加算手段は、単一電源で駆動
することを特徴とする電流検出装置。
【請求項１０】請求項１又は２記載の電流検出装置にお
いて、上記電流検出素子は、ホール素子であることを特
徴とする電流検出装置。
【請求項１１】被測定多相電流の、各相の電流に対応し
て、それぞれの正負の電圧信号を出力する電流検出素子
を有する電流検出装置において、上記電流検出素子から
出力される負電圧の絶対値より以上の所定の一定の正電
圧を発生する定電圧発生手段と、上記電流検出素子から
の各相電流毎に対応する出力電圧と上記定電圧発生手段
からの上記一定の正電圧とを加算する第１の加算手段
と、この加算手段により出力された、各相電流毎に対応
する電圧値を、互いに加算する第２の加算手段と、この
第２の加算手段により加算された電圧値と、所定の電圧
値とを比較する比較手段と、この比較手段の比較結果に
従い、上記被測定電流が異常であるか否かを判断する異
常電流判断手段とを備えることを特徴とする電流検出装
置。
【請求項１２】請求項１又は１１記載の電流検出装置に
おいて、上記被測定電流は、電気自動車に搭載される交
流電動機に流れる電流であることを特徴とする電流検出
装置。