JPS5826251B2 - 電流異常検出回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複数の負荷に同波形の交流電流を流し、いずれ
か１つあるいはそれ以上の負荷が開放又は短絡して異常
電流が流れた場合に、この異常電流を高速度にかつ高感
度で検出するようにした電流異常検出回路に関するもの
である。

一般に、電磁偏向を用いる成極線管等においては、偏向
コイルが開放事故を起こすと、螢光体がビーム焼によっ
て損傷されるという問題がある。

従来よりこのような問題を解決するために、第１図に示
すような回路を使用して異常電流を検出することが知ら
れている。

第１図にち−いてＴ１ 〜Ｉ、は入力端子、Ｌ１〜Ｌｎ
は負荷コイル、Ｌ１〜Ｌｎはコイル電流微調用の調整コ
イル、Ｔ１〜Ｔｎは検出トランス、Ｔ１□〜Ｔ、 は
一次巻線、Ｔ１□〜Ｔｎ２ は検出巻線、１は検出電圧
ｖｐ１ を取り出す出力端子である。

上記構成において、入力端子■１〜Ｉ、に同波形の交流
電流を印加すると、この電流は負荷コイルＬ１〜Ｌｎ、
調整コイルＬ１〜Ｌｎ、一次巻線Ｔ１□〜Ｔｎ１ を介
してアースへ流れる。

その結果負荷コイルＬ１〜Ｌｎがそれぞれ駆動され、検
出巻線Ｔ１２〜Ｔｎ２に一次側とは逆極性の誘起パルス
が発生する。

第１図からも明らかなように検出巻線ＴＩ２〜Ｔｎ２
は直列に接続されているから、出力端子１には各検出巻
線の誘起パルスを加え合わせた電圧ｖｐ１が定常値とし
て出力される。

い１、仮に負荷コイルＬ３が開放事故を起こしたとする
と、対応する検出トランスＴ３の検出巻線Ｔ３□にはパ
ルスが発生せず、検出電圧■、１は定常値より１／ｎだ
け小さくなる。

したがってこの検出電圧Ｖ、１ の変化によって電流に
異常が生じたことを検出することができる。

また、仮に負荷コイルＬ３が短絡事故を起こしたとする
と、検出トランスＴ３には大電流が流れ、それに応じて
検出巻線Ｔ３□のパルスも大きくなり、検出電圧Ｖ、１
が定常値より大きくなる。

したがつＣ１この場合にも検出電圧ｖｐの変化によって
電流に異常が生じたことを検出することができる。

ところが、この場合には、ｎが大きくなるにつれて異常
時の検出電圧と定常時の検出電圧との比が小さくなり、
検出レベル感度が悪くなるという問題がある。

また、通常時に出力パルスを発生させるため、１次巻線
にインダクタンス値が発生し、負荷コイルのインピーダ
ンス値が小さい場合には、検出巻線の挿入によって電流
が左右されるという問題もある。

そして、検出感度の悪化を解決するために、従来より第
２図に示すように、検出巻線Ｔ１□、Ｔ２□等の一端を
並列に取り出し、ＮＯＲ回路２を介して検出電圧■ｐ２
を取り出すことも考えられている。

このようにすれば、任意の負荷コイルの開放事故に対し
て完全に感度を上げることができるが、短絡事故につい
ては検出できず、しかも能動素子を用いたＮＯＲ回路が
必要になるからそれだけ高価になるという問題がある。

本発明はこのような問題を解決するようにした電流異常
検出回路を提供するものである。

以下本発明の一実施例について第３図、第４図とともに
説明する。

第３図は２ｎ（ｎ＝１ ２． ３・・・・・・）個す鵡
ア偶数個の場合を示している。

そしてＴ１ 〜■２ｎは入力端子、Ｌ１〜Ｌ２ｎは負荷
コイル、Ｔ１〜Ｔ２ｎは検出トランス、Ｔ１□〜ＴＴ−
Ｔ は各検出トランスの一次巻２ｎ１９１２２ｉ１
２ 線に相当する第１．第２の巻線、Ｔ１３〜Ｔ２ｎ３は各
検出トランスの検出巻線、１は検出電圧の出力端子であ
る。

なお、第３図中ａ、 ｂは互に結合される点を示してい
る。

図からも明らかなように、検出トランスＴｉの第２の巻
線Ｔｉ２には隣接する負荷コイルＬｉ＋１からの電流が
逆極性になるように供給され、また各検出トランスの第
１．第２の巻線は互に打ち消し合う方向に接続されてい
る。

そして互に隣接する検出トランス間は第１の巻線と第２
の巻線とが互に逆極性になるように順次接続されている
。

また、各検出トランスの検出巻線は交互に逆極性で直列
接続されている。

なお、この場合、１つの検出トランスＴｉを通って次の
検出トランスＴｉ＋１へ流れ込む極性を逆にして接続す
れば、検出巻線Ｔ’ｔａ〜Ｔｎ３は交互に逆極性にする
必要はない。

上記構成において、正常時には各負荷コイルＬ１〜Ｌ２
ｎに同振幅、同位相の電流が流れ、各検出トランスでは
各巻線の電流による磁束が互に打ち消し合うため、検出
巻線から出力端子１へ現われる検出電圧ｖ、３は零とな
る。

このとき、負荷コイルＬ３が開放になったとすると、検
出トランスＴ２．Ｔ３間に磁束バランスの差が生じ、検
出巻線Ｔ２３．Ｔ３３には互に逆極性の出力パルスが発
生する。

このとき、検出巻線Ｔ２３とＴ３３は互に逆極性に接続
されているから、第４図ａに示すように検出巻線Ｔ２３
に振幅Ａなるパルスｖ２が生じると、検出巻線Ｔ３３に
も振幅Ａなるパルスｖ３が発生することになり、他の検
出巻線にはパルスが発生しないから、このときの検出電
圧Ｖｐ３は Ｖ −ΣＶｉ−Ｖ ＋ｖ３−２Ａ ｐ３ ２ となる。

また、負荷コイルＬ２ｔたはＬ４が開放になると、第４
図ａに示すように上述とは極性の異なるパルスＶ１．
Ｖ２ またはｖ３．ｖ４が発生し、検出電圧ｖ、３は２
Ａとなる。

すなわち、任意の負荷コイルＬｉが開放事故を起こすと
、２人なる検出電圧が現われ、Ｌｉが奇数番目か偶数番
目かによって検出電圧Ｖｐ３の極性が逆になる。

同様に、負荷コイルＬ３が短絡事故を起こしたとすると
、第４図すに示すように振幅Ｂなる負のパルスが発生し
、検出電圧Ｖｐ３は一２Ｂとなり、負荷コイルＬ２ ＋
Ｌ４が短絡すると検出電圧ｖ、３は２Ｂになる。

短絡の場合には、磁束バランスが大きくひらく。

−ｃ ０４（φ１−φ１＋１） いよ４発生ｔ 電圧が大きくなる。

したがって一般にはＡ＜Ｈの関係があり、また検出トラ
ンスＴｉは大電流で飽和するので、パルスは細くなりが
ちである。

次に負荷コイルが２ｎ＋１（ｎ＝１．２．３・・・・・
・）個すなわち奇数個の場合について第５図とともに説
明する。

この場合には負荷コイルＬ１ とＬ２ｎ＋１の接続関
係が若干異なる。

第３図の実施例の１捷では検出巻線の極性が互に逆にな
っているため、必ず検出電圧の現われない場合が起り得
る。

たとえば、ｎ＝１のときに負荷コイルＬ１が開放事故を
起こしたとすると、検出トランスＴ２はバランスしてそ
の検出巻線Ｔ２３の出力は零であるが、検出トランスＴ
１．Ｔ２で発生する出力は逆極性になるため、見掛は玉
検出電圧がｖ、３が零になる。

このため、第５図の実施例では負荷コイルＬ１゜Ｌ２ｎ
＋１の一端をそれぞれ検出トランスＴ１゜Ｔ２ｎに巻回
して接地し、他の負荷コイルはすべて第３図と同様に接
続している。

なお、検出巻線Ｔ１３〜Ｔ２ｎ３は第３図と同様に交互
に逆極性に直列接続し、その両端間に出力端子１を設け
る。

□ｎ こ０場合・検出電圧Ｖｐ・ は÷−￥ｉで与えられ、各
負荷コイルが開放、短絡した時に発生するパルスはそれ
ぞれ第６図ａ、 ｂに示すように２Ａ。

２Ｂとなり、負荷コイルＬ１．Ｌ２ｎ＋１の場合のみＡ
およびＢとなる。

次に第７図に具体的実施例として、本発明を水平偏向出
力回路に応用し７たものを示す。

水平出力トランジスタ３のベースには発振、ドライブ段
よりスイッチング用ドライブ電流が供給される。

ダンパーダイオード４．および帰線期間共振用コンデン
サ５が、それぞれトランジスタ３に並列接続され、トラ
ンジスタ３のコレクタには電源十Ｂから水平出カドラン
ス６の主巻線を介して直流電圧が印加される。

更に、直流阻止及び８字補正を兼ねる８字補正コンデン
サ７が、トランジスタ３のコレクタと負荷コイルたる偏
向コイル８，９゜１０の共通接続点の間に挿入され、振
幅調整用コイル１１，１２．１３が上記各偏向コイル８
，９゜１０に直列に接続されている。

そして偏向コイル８の電流はトランスＴ１の第１の巻線
Ｔ１□を介して接地され、それに対する第２の巻線ＴＩ
２は、偏向コイル９からの電流が供給され、かつ第１．
第２の巻線Ｔｌｌ Ｔ１２はそれらの磁束の極性が互に
打ち消し合う様に接続されている。

その巻線Ｔ１□を通った電流は、隣接する検出トランス
Ｔ２ の第１の巻線Ｔ２□を介して接地されている。

検出トランスＴ２は、検出トランスＴ１ と同様に巻
線Ｔ２１とＴ２□とが互に打ち消し合う様に偏向コイル
１０から電流が流し込捷れる。

捷た各検出トランスＴ１．Ｔ２には、それぞれ検出巻線
Ｔ１３＋ Ｔ２３が設けられた、その接続関係は、第７
図の極性に示す如く、互に逆極性に直列接続され、一端
を接地し、他端を出力端子とし、検出電圧ｖｐ５ を取
り出すように構成されている。

この場合、第５図、第６図で説明した様に正。

負のパルスが現われるが、各コイルの開放、短絡時のパ
ルスと検出電圧の関係は第８図ａ−・ｆに示すようにな
る。

第７図の場合は、第５図の一般形において２ｎ＋１−３
の場合を示しており、一般形と同様に任意の１つの負荷
コイルの開放、短絡時に検出出力電圧を発生するが、負
荷が３個の場合に限って言えば、３つのうちの２個のコ
イルの同時開放、同時短絡時の検出も可能となる。

例えば、コイル８とコイル１０が同時開放の場合は第８
図Ｃの極性を反転した出力となる。

コイル８とコイル９．コイル９とコイル１０の同時開放
も検出可能となるとともに、同時短絡も同様に検出可能
となる。

このようにして得られた検出電圧ｖ、５ を倍電圧整流
回路１４を介して、直流電圧ｖ８に変換し、この直流電
圧Ｖ８ で陰極線管カットオフ回路１５を制御して陰極
線管１６〜１８をカットオフにする。

な釦、第７図の実施例において、偏向コイル８゜１０の
開放と偏向コイル９の開放とで極性が異なることを利用
し、故障モードの識別をすることもできる。

すなわち、第９図に示すように、整流回路１９を、ダイ
オード２０．コンデンサ２１よりなる正の整流回路と、
ダイオード２２．コンデンサ２３よりなる負の整流回路
で構成し、正および負の制御電圧によって対応する陰極
線管をカットオフすることもできる。

捷た、第１０図のように正のパルスでコンデンサ２４を
介してトランジスタ２５を導通させ、負のパルスでコン
デンサ２６を介してトランジスタ２７を導通させるよう
な検出回路２８を用いそれぞれ対応する陰極線管をカツ
トオフすることも可能である。

また、第７図の実施例のような３陰極線管の場合には、
中央に配置したもののみが他に比較して２倍近い出力が
発生し、さらには、２つのトランスにコイルがまたがっ
ているため、特に螢光体の弱いものに配置すると安全率
を高めることができる。

一般にｎ個の場合の電流波形は同波形である事が要求さ
れているが、各電流の振幅が少し位変化する場合には、
出力パルスにも少しは変化分が発生するが、実用上問題
の無いレベル筐で下げて使用すれば何ら問題にはならな
い。

又、位相の少し異った波形が検出トランスに加えられて
も、検出電圧はパルス幅の極端に細い出力となり、これ
ら雑音成分は平滑作用によって動作レベル以下におさえ
ることができるので、各コイル電流の位相。

波形の若干の差は許される。

又、本発明は、出力パルスレベルが負荷コイルの開放お
よび短絡する場合を考えているので十分大きく、シたが
って正常状態の時の電流バランスの差による若干の出力
は、検出電圧に対して無視できる状態にすることは十分
可能である。

例えば出力を倍電圧整流すれば、ダイオードの導通レベ
ル以下の電圧は無視できるし、制御入力に閾値を設定す
る事も可能である。

以上述べた実施例に沿って効果を列挙すると次のように
なる。

（１）通常時には検出電圧が零ボルトにあり、任意の負
荷が開放あるいは短絡した際には、必ず検出電圧が現わ
れるから、異常状態が確実に検出できるっ （２）検出電圧は正あるいは負のパルスとして現われ、
これは能動素子を用いずに実質的にＯＲ回路の動作を行
なわせるものであるから、回路構成を簡略化し、安価に
することができる。

（３）従来のように検出トランスの個数の増加による検
出感度の低下がないから、種々のタイプに応用できる。

（４）検出トランスは個数に関係なく同一のものを製造
すればよいから、回路構成を簡略化することができる。

しかも一次巻線は棒状コアにバイファイラ巻きすればよ
く、その上に検出巻線を任意の巻数比で巻回すればよい
から、複数なＥ■ココアボビンを必要としない。

（５）検出電圧が正、負の両極性で現われるから、これ
を利用して故障モードの識別が行なえる。

（６）コアの巻線によるパルス出力電圧を取り出すので
非常に高速の検出が可能である。

（７）正常状態では磁束が打ち消し合うように構成する
ため、偏向コイルの電流値が検出トランスに影響される
ことはなく、シたがって既設計の回路に挿入することも
可能であるし、また検出装置のみ削除しても回路は何ら
問題なく動作する。

以上のように、本発明は複数の負荷の開放、短絡事故を
正確にかつ迅速に検出することができ、しかも検出電圧
の極性によって故障モードを識別することも可能である
等の優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来例を示す回路図、第３図。 第４図ａ、ｂは本発明の一実施例を示す回路図およびそ
の動作説明図、第５図、第６図は本発明の第２の実施例
を示す回路図およびその動作説明図、第７図、第８図ａ
−ｆは本発明の第３の実施例を示す回路図およびその動
作説明図、第９図、第１０図は本発明の第４．第５の実
施例を示す回路図である。 Ｔ１ 〜Ｉ、・・・・・・入力端子、Ｌｌ 〜Ｌｎ・・
・・・・負荷コイル、Ｔ１〜Ｔｎ・・・・・・検出トラ
ンス、Ｔ１１〜Ｔｎ１ ・・・・・・第１の巻線、Ｔ１
１〜Ｔｎ１ ・・・・・・第２の巻線、Ｔ１３〜Ｔｎ３
・・・・・・検出巻線、１・・・・・・出力端子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 略同位相、同波形の交流電流が供給される２ｎ（ｎ
   ＝１．２．３・・・・・・〕個の負荷と、互の磁束が打
   ち消し合うような極性で配置された第１．第２の巻線並
   びに検出巻線を有する２ｎ個の検出トランスとを備え１
   ．Ｋ（Ｋ＝２．３・・・・・・２ｎ）番目の負荷の一端
   をａン１）番目の検出トランスの第２の巻線を介してに
   番目の検出トランスの第１の巻線に接続するとともに、
   （Ｋ＋１）番目の負荷の一端をに番目の検出コイルの第
   ２の巻線に接続し、１番目の負荷の一端を２ｎ番目の検
   出トランスの第２の巻線を介して１番目の検出トランス
   の第１の巻線に接続し、さらに各検出トランスの検出巻
   線を交互に逆極性に直列接続し、上記直列接続された検
   出巻線の両端から検出電圧を取り出すようにした事を特
   徴とする電流異常検出回路。 ２ 略同位相、同波形の交流電流が供給される（２ ｎ
   ＋ １）（ｎ＝ １ 、２ 、３・・・・・う 個の負
   荷と、互の磁束が打ち消し合うような極性で配置された
   第１゜第２の巻線並びに検出巻線を有する２ｎ個の検出
   トランスとを備え、ｋ（ｋ＝２，３・・・・・・２ｎ）
   番目の負荷の一端をに一１番目の検出トランスの第２
   の巻線を介してに番目の検出トランスの第１の巻線に接
   続し、（ｋ＋１）番目の負荷の一端をに番目の検出トラ
   ンスの第２の巻線に接続し、１番目の負荷の一端を１番
   目の検出トランスの第１の巻線に接続し、（２ｎ＋１
   ）齢目の負荷の一端を２ｎ番目の検出トランスの第２の
   巻線に接続し、さらに各検出トランスの検出巻線を交互
   に逆極性に直列接続し、上記直列接続された検出巻線の
   両端から検出電圧を取り出すようにしたことを特徴とす
   る電流異常検出回路。