JPS5940265A - 電流検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電流検出装置に関し、もっと詳しくは、検出
されるべぎ被検出電流の流れるラインに関連して設けら
れるとともに被検出電流を検出するための２次および３
次コイルを有する可飽和リアクトル、２次および３次コ
イルに流れる電流を検出するための抵抗、ならびに被検
１出電流に応じて予め定める周期のデユーティを変えて
発振するマルチバイブレータ回路により磁気マルチバイ
ブレーク回路を形成し、前記デユーティをそれぞれ検出
するための一対のデユーティ検出回路、ならびに前記被
検出電流に対応した電流を充電するためのコンデンサ、
お上びコンデンサに充電された電流を一定程度放電し、
応動回路を動作させるまでの時間を定める手段を有し、
各デユーティ検出回路からのデユーティに対応した出力
の相互の差をレベル弁別して弁別レベルを超えたときに
応動回路を動作させるレベル弁別回路を備える電流検出
装置に関する。

先行技術における電流検出装置のレベル弁別回路は、被
検出電流に対応した電流を充電するためのコンデンサ、
およびコンデンサに充電された電流を一定程度放電し、
応動回路を動作させるまでの時間を定める抵抗を有し、
各デユーティ検出回路からのデユーティに対応した出力
の相互の差を単一の弁別レベルでレベル弁別している。

したがって被検出電流が位相制御信号のような手交流で
ある場合には、コンデンサの充電電圧がほぼ０＼゛であ
るので、被検出電流を検出するのが困ｔ１１となり、応
動回路を確実に動作させることができなかった。

本発明の目的は、−に連の技術的課題を解決し、小電流
を検出するとともに応動回路を確実に動作させることか
できる電流検出装置を提供することである。

以下、図面によって本発明の詳細な説明する。第１図は
、本発明の一実施例の回路図である。交流電源１９つか
らの交流電力は、活性のライン３１および中性のライン
３２をそれぞれ介して負荷１９８に与えられる。また交
流電源１９９と負荷１９８とは、保護接地のライン２０
０によって接続される。ライン３１に流れる電流１１お
よびライン３２に流れる電流１２の相互の差（１１〜１
２）の検出されるべき直流および交流の被検出電流たと
えば漏電は、電流検出装置１によって検出される。電流
検出装置１は、電源回路２、スタート回路３、磁気マル
チバイブレータ回路４、デユーティ検出回路５，６、差
ｆ５ｈ増幅回路７、レベル弁別回路８、応動回路５Ｊお
よび電圧検出回路１０を備える。

電源回路２は、端子Ｌ　、　Ｎ　、　Ｐ　Ｅ、抵抗２１
，２２、コンデンサ２３，２・１、およびダイオード２
５〜３０を有する。ライン３１は、端子し、抵抗２１、
コンデンサ２３および順方向にダイオード２５を介して
ライン３３に接続される。ダイオード２５のアノードは
、ダイオード２６を逆方向に介してライン３・１に接続
される。ライン３２は、端子Ｎおよび順方向にダイオー
ド２７を介してライン３３に接続される。ダイオード２
７のアノードは、ダイオード２；］を逆方向に介してラ
イン３・１に接続される。接地は、端子ＰＥ、抵抗２２
および順方向にダイオード２く〕を介してライン３３に
接続される。ダイオード２９のアノードは、ダイオード
３（）を逆方向に介してライン３４に接続される。ライ
ン３３およびライン３・１開には、コンデンサ２４か゛
接続される。ライン３１．３２を介する交流電力は、電
源回路２によって直流電力に変換される。この直流電力
は、ライン３３．３４を介してスタート回路３に与えら
れる。

スタート回路３は、スイッチング素子とじて４− のトランジスタ３５、抵抗３６およびツェナダイオード
３７．３８を有する。ライン３３は、トランジスタ３５
のエミッタに接続されるとともに、抵抗３６を介してト
ランジスタ３５のベースに接続される。トランジスタ３
５のベースはツェナダイオード３７．３８を逆方向にそ
れぞれ介してライン３４に接続される。ツェナダイオー
ド３８のカソードは、接地される。トランジスタ３５の
カソードは、ライン３つに接続される。

ライン３つからの正の一定の直流電圧＋＼７ｃｃおよび
ライン３４からの負の一定の直流電圧−＼ｌｃｃは磁気
マルチバイブレータ回路４、デユーティ検出回路５，６
、差動増幅回路７、レベル弁別回路８、応動回路９およ
び電圧検出回路１０にそれぞれ印加される。

磁気マルチバイブレータ回路４は、抵抗４０と、可飽和
リアクトル４１と、マルチバイブレーク回路４２とを備
える。可飽和リアクトル４１は、コア４３および一対の
ほぼ等しい巻数ｎを有する２次巻線４４．３次巻線４５
を含む。マルチバイブレータ回路・１２は、一対のスイ
゛ンチング素子としてのトランジスタ４．６　、４．７
、゛ツェナダイオード４３；、定電流源、１．９　、５
０、ダイオード５１〜５８、および抵抗５９　＋　６　
（ｌを有する。一方向＝ｌ！Ｉ素子としてのダイオード
５３．５４は幻を成す。またー）ｉ向性素イとしてのダ
イオ−ド５５．５６は対を成す。

抵抗／１．　（ｌの一方端には、直流電圧＋＼“ｃ　ｃ
、が印加される。抵抗Ｘ１０の北方端は、２次および３
次フィル、１４．　、１１．５の一方端にそれぞれ接続
される。２次コイル・１４の皿方端は、接続点６１に接
続される。３次コイル１１５の北方端は、接続点６２に
接続される。接続点６１によび直流電圧−＼’ｃｃ間に
は、トランジスタ・１６が接続さ」する。トランジスタ
４６には、逆方向なダイオード５１が並列に接続される
。接続点６２および直流電圧−＼“Ｃｃ間には、トラン
ジスタ・１７が接続される。トランジスタ４′７には、
逆方向なダイオード５２が並列に接続される。

直流電圧子＼ＩＣ（Ｈは、定電流源４つおよび順方白な
ダイオード５３．５４を介して、トランジスタ４６のベ
ースおよび接続点６２にそれぞれ接続される。トランジ
スタ／１６のベースは、抵抗５つを介して直流電圧−Ｖ
ｃｃに接続される。直流電圧＋Ｖｃｃは、定電流源５０
および順方向なダイオード５５．５６を介してトランジ
スタ・４７のベースおよび接続点６１にそれぞれ接続さ
れる。トランジスタ４７のベースは、抵抗６０を介して
直流電圧−〜’ｃｃに接続される。直流電圧子＼７ｃｃ
は、また、順方向なツェナダイオード・１８および逆方
向なダイオード５７＋５８を介して接続′点６１，６２
にそれぞれ接続される。接続点６１からの出力は、デユ
ーティ検出回路５に与えられる。接続点６２からの出力
は、デユーティ検出回路６にり、えられる。

デユーティ検出回路５は、定電流源６３、トランジスタ
６４．　、６５　、６６、ダイオード６７゜６８、抵抗
６９〜７２およびコンデンサ７３を有する。直流電圧＋
ＶｃＣ，−ＸｉＣｃ間には、定電流源６３および抵抗６
９から成る直列回路、抵抗７０、トランジスタ６・１お
よび抵抗７１から成る直列回路ならびにトランジスタ６
５　、Ｉｆ（’ｉ力方向ダイオード６７およびトランジ
スタ６Ｇから成る直列回路かそれぞれ接続される。定電
流源６３と抵抗６！′Ｊとの接続点は、トランジスタ６
４のベースに接続されるとともに、ダイオード６８を順
方向に介して３＆続点６１に接続される。トランジスタ
６４のコレクタは、トランジスタ６５のベースに接続さ
れる。トランジスタ６４のエミッタは、トランジスタ６
Ｇのベースに接続される。トランジスタ６６には、トー
テムポール出力で駆動される抵抗７２およびコンデンサ
７３からなる直列回路が並列に接続される。

抵抗７２と、コンデンサ７３との接続点７４は、演算増
幅器７５の非反転入力に接続される。演算増幅器７５の
反転入力は、演算増幅器７５の出力に接続される。演算
増幅器７５は、バッファとして機能する。演算増幅器７
５の出力は、差動増幅回路７に与えられる。

デユーティ検出回路６は、定電流源７６、ト８− ランジスタフ７〜７く〕、ダイオード８０１８１、抵抗
８２〜８５およびコンデンサ８６を有し、デユーティ検
出回路５と同様に構成される。ダイオード８（）の７７
−ドは、接続点６２に接続される。抵抗８５およびコン
デンサ８６は、トーテムポール出力で駆動される。抵抗
；８５とコンデンサ８Ｇとの接続点８°７は、バッファ
として機能する演算増幅器８８の非反転入力に接続され
る。演算増幅器８８の出力は、差動増幅回路７に与えら
れる。

差動増幅回路７は、演算増幅器８９および抵抗９（）〜
９３を有する。演算増幅器７５がらの出力は、抵抗９（
）を介して演算増幅器８９の反転入力にり、えちれる。

演算増幅器８８からの出力は、抵抗９１を介して演算増
幅器８つの非反転入力に与えられる。演算増幅器８９の
反転入力は、抵抗９２を介して演算増幅器８９の出力に
接続される。演算増幅器８９の非反転入力は抵抗９３を
介して接地される。差動増幅回路７からの出力は、レベ
ル弁別回路８に与えられる。

レベル弁別回路８は、全波整流回路９４および時延回路
９６を有する。余波整流回路９・１は、差動増幅回路７
からの出力を積算し、半波倍電圧整流回路１０１と、加
算回路１０２とからなる。

半波倍電圧整流回路１（）１は、演算増幅器］　（１３
、ダイオード１０４．］０５および抵抗１０６〜１０９
を有する。差動増幅回路７がらの出力は、抵抗１０Ｇを
介して演算増幅器１０３の反転入力に与えられる。演算
増幅器１０３の反転入力は、抵抗１Ｃ）７および順方向
なダイオード１．０４を介して演算増幅器１０３の出力
に接続される。演算増幅器１０３の出力は、順方向なダ
イオード１０５および抵抗１０８を介して演算増幅器１
０３の反転入力に接続される。演算増幅器１０３の非反
転入力は、抵抗１０９を介して接地される。抵抗１ｆ’
ｌ　７とダイオード１０４との接地点１１（）は、加算
回路１０２の入力に接続される。

加算回路１０２は、演算増幅器１１１および抵抗１１２
〜１１５を有する。差動増幅回路７からの出力は、抵抗
１１２を介して演算増幅回路１１１の非反転入力に与え
られる。接続点１１（）すなわち半波倍電圧整流回路１
０１からの出力は、抵抗１１３を介して演算増幅回路１
１１の非反転入力に与えられる。演算増幅回路］１１の
非反転入力は、抵抗１１４を介して演算増幅器１１１の
出力に接続される。演算増幅器１１１の反転入力は、抵
抗１１５を介して接地される。演算増幅器１１１の出力
すなわち全波整流回路９・１の出力は、時延回路９６に
与えられる。

時延回路９６は、電圧電流変換回路９５、漏電電流に対
応した電流を充電するためのコンデンサ１２０、コンデ
ンサ１２０に充電された電流を一定程度放電し、応動回
路９を動作さぜるまでの時間を定めるカレントミラー回
路９７、ならびに第１の弁別レベルおよび第１の弁別レ
ベル未満の第２の弁別レベルでレベル弁別するための演
算増幅器１２６、グイ、オード１２８、ツェナダイオー
ド１２９およびトランジスタ１−１１＝ ３（）を含む。

電圧電流変換回路９５は、演算増幅器１１６、トランジ
スタ１１７、ダイオード１１８および抵抗１１９を有す
る。全波整流回路９４からの出力は、演算増幅器１１６
の非反転入力に与えられる。演算増幅器１１６の反転入
力は、抵抗１１９を介して接地されるとともに、ダイオ
ード１１８を逆方向に介して演算増幅器１１６の出力に
接続される。演算増幅器１１６の反転入力には、トラン
ジスタ１１７のエミッタが接続される。演算増幅器１１
６の出力は、トランジスタ１１７のベースに接続される
。演算増幅器１１６は、反転入力の電圧が非反転入力の
電圧に等しくなるように出力を導出する。

トランジスタ１１７のコレクタすなわち電圧電流変換回
路９５の出力および直流電圧−Ｖｃｃ間には、コンデン
サ１２０が接続される。コンデンサ１２０には、カレン
）ミラー回路が並列に接続される。

カレントミラー回路９７は、トランジスタ１１２− ２１．１２２および抵抗１２３を含む。コンデンサ１２
０には、トランジスタ１２１が並列に接続される。接地
および直流電圧−Ｖｃｃ間には、抵抗１２３およびトラ
ンジスタ１２２から成る直列回路が接続される。トラン
ジスタ１２２のコレクタは、トランジスタ１２１，１２
２のべ一すにそれぞれ接続される。

トランジスタ１１７のコレクタは、演算増幅器１２６の
非反転入力に接続される。演算増幅器１２６の反転入力
は、抵抗１２７を介して接ｊｔ！！されるとともに、順
方向なダイオード１２８および逆方向なツェナダイオー
ド１２９を介して直流電圧−Ｖｃｃに接続される。ツェ
ナダイオード１２９には、Ｆランラスタ１３（）が止列
に接続される。演算増幅器１２６の出力は、抵抗１３１
を介してトランジスタ１３（）のベースに与えられる。

トランジスタ１２２および直流電圧−Ｖｃｃ間には、ト
ランジスタ１９１が接続される。演算増幅器１２６の出
力は、抵抗１９０を介してトランジスタ１９１のベース
にり、えられる。演算増幅器１２６の出力はまた、ダイ
オード１３２を順方向に介して応動回路９に与えられる
。

応動回路っけ、トリップリレー１３４、トランジスタ１
３５および抵抗１３６，１３７を含む。

トリップリレー１３・４は、リレーコイル１３８および
リレースイッチＩ　３９　、１．１．　ｔｉを有する。

トリップリレーのリレースイッチ１３９　、１４．　（
１は、交流電源１９つからの交流電力を電源回路２に投
入するときに）（弯曲に導通される。リレーコイル１３
８が励磁されると、リレースイッチ］　３９　、　］　
４　ｆｉは遮断される。直流電圧＋Ｖ　ｃ　ｃ　。

−Ｖ　ｃ、　ｃ間（こ（土、リレーコイル１３８および
トランジスタ１３５が直列に接続される。トランジスタ
１３５のベースは、抵抗１３６を介して直流電圧−＼’
ｅＣに接続される。トランジスタ１３５のベースには、
抵抗］　３７　Ｚ；よびダイオード１３２　、　］　４
１を介してレベル弁別回路８および電圧検出回路１０か
らの出力が与えられる。

電圧検出回路１（）は、高抵抗値を有する抵抗１５２、
電圧増幅回路１５０、全波整流回路１５５および時延回
路１４９を有する。電圧増幅回路１５（）は、演算増幅
器１５１およ、び抵抗１５３．１５４を含む。演算増幅
器１５１の反転入力は、抵抗１５２を介して端子ＰＥに
接続される。また、演算増幅器１５１の反転入力は、抵
抗１５３を介して演算増幅器１５１の出力に接続される
。演算増幅器１５１の非反転入力は、抵抗１５４を介し
て接地される。演算増幅器１５１の出力、すなわち電圧
増幅回路１５０の出力は、全波整流回路１５５に与えら
れる。

全波整流回路１５５は、半波倍電圧整流回路１５６と、
加算回路１５７とから成る。半波倍電圧整流回路１５６
は、演算増幅器１５８、ダイオード１５９，１．６０お
よび抵抗１６１〜１６４を有し、苧波倍電圧整流回路１
０１と同様に構成される。加算回路１５７は、演算増幅
器１６５および抵抗１６６〜１６つを有し、加算回路１
（）２と同様に構成される。半波倍電圧整流回路１５６
と、加算回路１５７とによって全１５− 被整流回路１５５が形成される。演算増幅器１６５の出
力、すなわち全波整流回路１５５の出力は、時延回路１
４９に与えられる。

時延回路１４　′：〕は、演算増幅器１７（１，１７６
、トランジスタ１７１＋］７７、ダイオード１７２゜１
７８、抵抗１７３，１７５，１８（１，１８１、ツェナ
ダイオード１７９およびコンデンサ１７４を有し、時延
回路９６とほぼ同様に構成される。すなわち時延回路９
６のカレン）ミラー回路９７に代えて抵抗１７５が用い
られる。演算増幅器１７６の出力すなわち時延回路１４
９の出力は、ダイオード１４１を順方向に介して応動回
路９に与えられる。

交流電源１９９および端子Ｌ　、　Ｎ間のライン３１．
３２の途中には、リレースイッチ１３９．］４０がそれ
ぞれ接続される。端子り、Ｎおよび負荷１９８間のライ
ン３　］、　、　３２は、可飽和リアクトル４１のコア
４３の内方または外方の近傍にそれぞれ介在される。

ライン３１　．３２を介する交流電力が投入さ１６− れると、電源回路２はこの交流電力を直流電力に変換す
る。交流電力の投入時には、スタート回路２のトランジ
スタ３５は遮断して、いる。したかって電）原回路２の
直流電力出力側、すなわちライン３３，３４開に接続さ
れるインピーダンスは大である。このインピーダンスが
大であるので、ライン３３．３４間の電圧が急峻に大と
なる。ライン３３および接地間の電圧がスタート回路３
のツェナダイオード３７のツェナ電圧を超えると、トラ
ンジスタ３５は導通する。

トランジスタ３５の導通によって、インピーダンスは小
となる。したがって、磁気マルチバイブレーク回路４、
デユーティ検出回路５，６、差動増幅回路７、レベル弁
別回路８、応動回路９および電圧検出回路１０などへの
直流電力供給が急峻に行なわれ、電流検出装置１が素早
く動作される。

リレースイッチ１３９．１．４０を人為的に導通させた
場合において、負荷１９８において漏電が発生しておら
ず、しかも交流電源１９９において異常がない場合を想
定する。この場合には、可飽和リアクトル４１によって
検出される電流は零であり、後述するように応動回路９
６゜１４９から応動回路９にり、えられる信号は、それ
ぞれローレベルである。このローレベルの信号によって
、トランジスタ　１３５が遮断し、リレーフィル１３８
は？青磁されたままで・ある。したがってリレースイッ
チ１３９．１４．０が導通されたままであり、応動回路
９は動作しない。

磁気マルチバイブレーク回路、１において、２次および
３次コイル４’　４　、４５の巻数をそれぞれｎ、２次
および３次コイル４．４　、４．５に印加されるコイル
印加電圧をＥＣ５可飽和リアクトル４１の飽和磁束をφ
Ｉ１１とすると、磁気マルチバイブレーク回路・１は、
第（１）式で示される一定の周ＭＴで常時発振する。

Ｔ＝４・１１・φ＋ｎ／Ｅｃ　　　　　’−・（＋）マ
ルチバイブレータ回路４２のトランジスタ４６．４７は
、この周期Ｔ内で交互に導通する。

トランジスタ４．７は遮断している。逆にトランスタ４
７は導通している。ライン３１．３２に流れる電流が平
衡している場合には、ライン３１゜３２によって２次お
よび３次コイル４．４．　、４．５に誘起される電圧は
零である。したがってトランジスタ４．６．４７の導通
・遮断のデユーティ比は、５０％となる。

トランジスタ４６が導通し、トランジスタ４７が遮断し
た場合には、抵抗４０からの電流は、３次コイル４５を
介してトランジスタ４７には流れずに、２次フィル４４
を介してトランジスタ４Ｇに流れる。このとき、トラン
ジスタ４６のベース電圧か低いので、定電流源５０がら
の一部電流■１は、ダイオード５６を介してトランジス
タ・１６に流れるとともに、ダイオード５５を介してト
ランジスタ４７には流れなくなる６まだ定電流源４９が
らの一部電流■１は、ダイオード５４を介してトランジ
スタ４７には流れずにダイオード５３を介してトランジ
スタ４６に流れる。トランジスタ４６のベース電圧が高
１９− くなり、トランジスタ・１Ｇのベース電圧をｉ　＋１、
電流増幅率を１１［ｅとすると、コレクタ・エミッタ間
電流かｉ　＋］・ｌ＋　ｒ　ｅになると、トランジスタ
４６は能動領域となる。

トランジスタ４６のべ一又電圧が高くなると、定電流源
５０からの一部電流■１は、ダイオード５６を介してト
ランジスタ４６には流れなくなり、ダイオード５５を介
してトランジスタ４７に流れ、トランジスタ４７が導通
する。また定電流源４つからの一部電流■１は、ダイオ
ード５３を介してトランジスタ４６には流れなくなって
トランジスタ４６が遮断し、ダイオード５４を介してト
ランジスタ４７に流れる。したがって抵抗４０がらの電
流は、２次コイル４４を介してトランジスタ・１６には
流れずに、３次コイル４５を介してトランジスタ４７に
流れる。

トランジスタ４６のコレクタ・エミッタ間電圧、トラン
ジスタ４７のコレクタ・エミッタ間電圧および抵抗４０
の電圧は、第２図（１）、第２図（２）、第２図（３）
にそれぞれ示される。

２０− したがって、　トランジスタ４６　＋　４７のコレクタ
・エミッタ間電圧のピーク値、および抵抗・１０の電圧
のピーク値が一定に定められて、磁気マルチバイブレー
タ回路４からは、ピーク値の等しい同一波形の出力が順
次導出される。

定電流源４．９　、５０から前述の一定の電流■１より
も大なる充分な一定の電流■２を流した場合を想定する
。この場合には、抵抗４．　（ｌの抵抗値をＲ４，Ｏと
、トランジスタ４．６　、４７のコレクタ・エミッタ間
電流が２・＼’、ｃｃ／Ｒ４０になると、すなわち能動
領域になると、トランジスタ４６゜４７は異なるデユー
ティサイクルで急峻に遮断し、発振が継続される。した
がってダイオード５３　、５′４．　、５５　、５６の
順方向電圧に誤差が生じても、トランジスタ４６．４７
のコレクタ・エミッタ間電圧および抵抗４０の電圧のピ
ーク値が一定に定められて、磁気マルチバイブレーク回
路４からは、ピーク値の等しい同一波形の出力が順次導
出される。

デユーティ検出回路５において、磁気マルチパイブレー
ク回路・１のトランジスタ・１６が導通していると外に
は、定電流源６３からダイオード６８を介してトランジ
スタ４６に電流が流れる。したがってトランジスタ６４
．６６が’ｈ”Ｘ＝　Ｔｈし、トランジスタ６５は導通
する。コンデンサ７３は、トランジスタ６５、ダイオー
ド６７および抵抗７２を介して充電される。

トランジスタ４６が遮断しているときには、ダイオード
６８が遮断し、トランジスタ６・１のペース電圧が高く
なる。したがってトランジスタＧ　４　、６　Ｇが導通
し、）・ランンスタ６５は遮断する。コンデンサ７３は
、抵抗７２およびトランジスタ６６を介して放電する。

デユーティ検出回路６においても、デユーティ検出回路
５と同様に、磁気マルチバイブレーク回路４のトランジ
スタ４７の導通・遮断に応じてコンデンサ８６は抵抗８
５を介して充電および放電する。コンデンサ’７３．８
６の電圧は、第２図（４）および第２図（５）にそれぞ
れ示される。

抵抗７２およびコンデンサ７３は、磁気マルチバブレー
タ回路４からのデユーティに応した１・−テムポール出
力で駆動され充電および放電の時定数が等しいので、コ
ンデンサ７３の充電電圧は直流電圧＋Ｖ　ｃ　ｃ　＋−
＼７ｃｃ間の中間値である０■を基準として」１下する
。また抵抗８５およびコンデンサ８６は磁気マルチバイ
ブレータ回路４からのデユーティに応じたトーテムポー
ル出力で駆動され、充電および放電の時定数が等しいの
でコンデンサ８６の充電電圧は直流電圧＋Ｖ　ｃ　ｃ　
、　　Ｖ　ｃ　ｃ間の中間値である０＼７を基準として
上下する。したがってデユーティ検出回路５，６からの
出力の基準電圧が一致し、基準となる電圧を特別に用意
しなくてもよく、デユーティ検出回路５，６相互間の調
整も不要となる。

差動増幅回路７において、デユーティ検出回路５．６か
らの相互に逆相な出力は、演算増幅器７５．８８をそれ
ぞれ介して差動増幅される。差動増幅回路７の出力は第
２図（６）に示される。デユーティ検出回路５，６から
の出力が相互に逆相であるので、差動増幅回路７の検出
感度が倍と２３− なる。レベル弁別回路８の余波整流回路１０１において
は、差動増幅回路７からの信号の交流性分を積算するた
めに全波整流か行なわれる。

全波整流回路１０１からの出力は、第２図（７）に。

示される。レベル弁別回路８の時延回路９６において、
トランジスタ１１７のエミッタ電圧が全波整流回路９４
からの出力に応じた電圧になるように、抵抗１１９に電
流が流れる。トランジスタ１２１は導通しでおリトラン
ソスタ１２１に流れる電流は、漏電感度電流を定める。

コンデンサ１２０に流れる電流は、漏電電流と等価であ
Ｉ）、漏電電流に応じてリレースイッチ１３９．１１４
０を遮断する時間Ｗを定める。トランジスタ１２１に流
れる電流がコンデンサ１２０に流れる電流を」二回って
おり、コンデンサ１２（）の充電電圧は、第２図（８）
に示すように零である（。

電位は−Ｖｃｃ）。ダイオード１２８の順方向電圧とツ
ェナダイオード１２９のツェナ電圧との和は、第１の弁
別レベルを定める。ダイオード１２８の順方向電圧は、
第１の弁別レベル未満の２４− 第２弁別レベルを定める。漏電が起きて、コンデンサ１
２０の充電電圧が第１の弁別レベルを超えると、演算増
幅器１２６の出力は、ノ１イレベル（＋Ｖｃｃ）となる
。演算増幅器１２６の出力がハイレベルになるとトラン
ジスタ１３０が導通し、演算増幅器１２６は第２の弁別
レベルでレベル弁別する。したがってコンデンサ１２０
の電圧が低下しても、弁別レベルが低下し、位相制御信
号のような歪交流の漏電であっても充分に検出される。

また、演算増幅器１２６の出力がハイレベルになるとト
ランジスタ１９１が導通し、トランジスタ１２１が遮断
される。したがってトランジスタ１２１には電流が流れ
なくなり、その分がコンデンサ１２０に充電される。こ
れによって、歪交流の漏電であっても充分に検出される
。

なお、漏電が生していない場合を想定しているので演算
増幅器１２６の出力はローレベルである。

応動回路９において、ダイオード１３２を介するレベル
弁別回路；３がらの出力がローレベルであるのでトラン
ジスタ１３５が遮断し、トリップリレー１３・１のリレ
ーコイル１３８は第２図（９）に示すように消磁された
ままである。したがってリレースイッチ＋　３９　、　
］　４．　（ｉは導通されたままである。

次いで、直流の漏電が第３図（１）に示すように時刻１
１において生じた場合を想定する。この場合の各トラン
ジスタ＝４６　、４７のコレクタ・エミッタ間電圧、お
よび抵抗、１０の電圧は、第３図（２）、第３図（３）
、第３図（４）にそれぞれ示される。

漏電か生じると漏電電流に応してトランジスター４６．
−’＋　７のデユーティ比が５（）％がら変化する。

このデユーティ比の変化が各デユーティ検出回路５，６
によって検出される。デユーティ検出回路５の出力電圧
は第３図（５）に示され、デユーティ検出回路６の出力
電圧は第３図（６）に示される。

したがって差動増幅回路７の出力電圧は第３図（７）に
示すようになり、全波整流回路９４の出力電圧は第３図
（８）に示すようになる。演算増幅器１１６は、トラン
ジスタ１１７のエミッタが全波整流回路９４の出力電圧
に等しくなるように出力信号を導出する。したがってコ
ンデンサ１２０の電圧は第３図（９）に示すように徐々
に高くなる。コンデンサ１２０の電圧が時間Ｗ後の時刻
１２に第１の弁別レベルを超えると、演算増幅器１２６
の出力はハイレベルとなる。したがってトランジスタ１
３５が導通し、リレーコイル１３８が第３図（１０）に
示すように励磁される。

したがってリレースイッチ１３９　、１．１．　ｏが遮
断され応動装置９が動作する。

次いで、交流の漏電が第４図（１）に示すように時刻ｔ
、　３において生じた場合を想定する。この場合の各ト
ランジスタ４６，４７のコレクタ・エミッタ間電圧は、
第４図（２）、第４図（３）にそれぞれ示される。また
第４図（３）に示す矢符２０１，２０２の部分の拡大図
は、第４図（４）に示される。

漏電が生じると漏電電流に応じてトランジスタ４、６　
、４７のデユーティ比が５０％から変化する。

このデユーティ比の変化が各デユーティ検出回ｚ７− 路５，６によって検出される。デユーティ検出回路５の
出力電圧は第４図（５）に示され、デユーティ検出回路
６の出力電圧は第４図（６）に示される。

したかつて差動増幅回路７の出力電圧は第４図（７）に
示すようになり、全波整流回路９４の出力電圧は第４図
（８）に示される仮想線２０３と零ボルトとの開の電圧
＼“１は、トランジスタ１２１の導通によるコンデンサ
１２０の放電してしまう電圧である。また第・・１図（
８）に示される斜線の部分は、コンデンサ１２０の充電
電流である。

演算増幅器１１６は、トランジスタ１１７のエミッタか
全波整流回路９４の出力電圧に等しくなるように出力信
号を導出する。したがってコンデンサ１２０の電圧は第
４図（９）に示すように徐々に高くなる。コンデンサ１
２０の電圧が時間Ｗ後の時刻１・１に第１の弁別レベル
を超えると、演算増幅器１２６の出力はハイレベルとな
る。したがってトランジスタ１３５が導通し、リレーコ
イル１３８が第・１図（１０）に示すように励磁される
。したがってリレースイッチ１３９．１２８− ４０が遮断され、応動装置９が動作する。

次いで位相角制御された歪交流の漏電が第５図（１）に
示すように時刻ｔ５において生じた場合を想定す゛る。

この場合の各トランジスタ４６，４７のコレクタ・エミ
ッタ間電圧は、第５図（２）、第５図（３）にそれぞれ
示される。漏電が生じると漏電電流に応じてトランジス
タ４６　、４７のデユーティ比が５０％から変化する。

このデユーティ比の変化が各デユーティ検出回路５，６
によって検出される。デユーティ検出回路５の出力電圧
は第５図（４）に示され、デユーティ検出回路６の出力
電圧は第５図（５）に示される。したがって差動増幅回
路７の出力電圧は第５図（６）に示すようになり、全波
整流回路９４の出力電圧は第５図（７）に示すようにな
る。演算増幅器１１６は、トランジスタ１１７のエミッ
タが全波整流回路９４の出力電圧に等しくなるように出
力信号を導出する。したがってコンデンサ１２０の電圧
は第５図（８）に示すように徐々に高くなる。コンデン
サ１２０の電圧が時間Ｗ後の時刻ｔ６に第１の弁別レベ
ルを超えると、演算増幅器１２Ｇの出力はハイレベルと
なる。したかつてトランジスタ１３５が導通し、リレー
コイル１３８か第５図（９）に示すように励磁される。

したがってリレースイッチ１３９　、１４．　ｆ’ｌが
遮断され、応動装置９が動作する。

次いで第１図に示す地点Ｐでライン３２が切断された場
合を想定する。この場合には、交流電源１９つからライ
ン３１を介して負荷１９８に流れる電流は、負荷１９８
からライン３２、端子Ｎ、ダイオード２７、スタート回
路３のライン３つ、ライン３９およびライン３・１間に
接続される負荷、ライン３・１、ダイオード３０、抵抗
２２、端子ＰＥならびにライン２０（）を介して交流電
源１９９に戻る。したがって可飽和リアクトル４１にお
いてはライン３１．３２に流れる電流が平衡しているの
で可飽和リアクトル４１からは応動回路９を動作させる
ことができない。

電源回路２は、交流電源１９９からライン３］　、　２
０　（ｌを介する端子Ｔ−、Ｐ　Ｅ間の交流電力を直流
電力に変換する。したかって電流検出装置１は、電力付
勢されている。抵抗１５２には、演算増幅器１５１の反
転入力の電圧が演算増幅器１５１の非反転入力の電圧と
等しくなるように、わずかなたとえば１００μＡの電流
が流れる。演算増幅器１５１は、このわずがな電流を増
幅して余波整流回路１５５に与える。全波整流回路１５
５および時延回路１４９の動作は、第２図（７）、第２
図（８）、第３図（７）へ・第３図（１０）、第・１図
（７）〜第４図（９）および第５図（６）〜第５１ｋ　
（８）で説明した動作と同様である。したがって演算増
幅器１７６の出力かハイレベルとなってトランジスタ１
３５が導通し、リレーコイル１３８が励磁される。した
がってリレースイッチ１３９゜１４０が遮断し、応動回
路９が動作する。また電流検出装置１に高電圧が印加さ
れた場合などにおいても電圧検出回路１０によって応動
回路５Ｊを動作させることかできる。

第６図は、本発明の他の実施例の回路図であ３１− リ、第１図の実施例と対応する部分には同一の参照符を
付す。電流検出装置３０１のスタート回路３０２におい
て、ライン３３．３４間には、ツェナダイオード３　（
＋　３　、抵抗３　（＋　４およびツェナダイオード３
０５がら成る直列回路ならびに抵抗３０６　＋　３０７
から成る直列回路がそれぞれ接続される。ライン３９．
３４間には、抵抗３０８およびツェナダイオード３０９
から成る直列回路が接続される。ツェナダイオード３０
５のカソードは、演算増幅器３１０の非反転入力に接続
される。抵抗３（）６と抵抗３０７どの接続点は、演算
増幅器３１０の反転入力に接続される。抵抗３０６には
、トランジスタ３１１および抵抗３１２がら成る直列回
路が並列にｊ＆続される。トランジスタ３１１のベース
は、抵抗３１３を介してライン３３に接続されるととも
に、抵抗３１４．．３１５を介してトランジスタ３５の
ベースに接続される。抵抗３１４と抵抗３１５との接続
点は、ダイオード３１６，３１７を順方向に介して演算
増幅器３１０の出力に接続３２− される。ツェナダイオード３０９のカソードは、演算増
幅器３１８の非反転入力に接続される。

演算増幅器３１８の反転入力は、演算増幅器３１８の出
力に接続されるとともに接地される。

磁気マルチバイブレータ回路３１９において、抵抗４０
には抵抗３２０および可飽和リアクトル４１の飽和を検
出するツェナダイオード３２１から成る直列回路が並列
に接続される。直流電圧＋＼’ｅｃ＋　−Ｖｃｃ間には
、トランジスタ３２２および抵抗３２３がら成る直列回
路が接続される。トランジスタ３２２のベースは、ツェ
ナダイオード３２１のカソードに接続される。定電流源
４つは、順方向なダイオード３２４およびスイッチング
素子としてのＦランラスタ３２５を介して直流電圧−Ｖ
ｃｃに接続される。定電流源５０は、順方向なダイオー
ド３２６を介してトランジスタ３２５のコレクタに接続
される。

トランジスタ３２５のベースは、トランジスタ３２２の
コレクタに接続される。

レベル弁別回路３２７の時延回路３２ε；において、直
流電圧子＼“’ｃｃ、−Ｖｃｃ間には、抵抗１２７およ
び複数（図示・１つ）の順方向なダイオード３２９〜３
３２から成る直列回路か接続される。ダイオード３２つ
のアノードは、演算増幅器１２Ｇの反転入力に接続され
る。ダイオード３３１のカソードは、トランジスタ１３
０のコレクタに接続される。ダイオード３２９〜３２２
の順方向電圧は、第１の弁別レベルを定める。

またダイオード３２！Ｊ〜３３１の１１Ｍ方向電圧は、
第２の弁別レベルを定める。演算増幅器１２６の出力ｔ
５よび直流電圧−＼“ｃｃ間には、抵抗３３３、順方向
なダイオード３３１１および抵抗３３５がら戒る直列回
路が接続される。ダイオード３３４のカソードは、トラ
ンジスタ１３０のベースに接続される。

電圧検出回路３３６の時延回路３３７において、接地お
よび直流電圧−Ｖｃｅ間には、抵抗１８０およ複数（図
示４つ）の順方向なダイオード３３８〜３・１］から成
る直列回路が接続される。

ダイオード３３８のアノードは、演算増幅器１７６の反
転入力に接続される。ダイオード３・１Ｃ）のカソード
は、トランジスタ１７７のコレクタに接続される。ダイ
オード３３８〜３，４１の順方向電圧は、第１の弁別レ
ベルを定める。またダイオード３３８・〜３４．　Ｏの
順方向電圧は、第２の弁別レベルを定める。演算増幅器
１７６の出力および直流電圧−Ｖ　ｃ　ｃ間には、抵抗
３４２、順方向なダイオード３４３および抵抗３４・１
から成る直列回路が接続される。ダイオード３４３のカ
ソードは、トランジスタ１７７のベースに接続される。

１リツプリレー１３４のリレースイッチ１３９　、　］
　４０を導通させると交流電源１９９がらの交流電力は
、電源回路２に投入される。スタート回路３０２におい
て、交流電力の投入時にはトランジスタ３５．３］１は
遮断している。したがってライン３３　、３４間の直流
電圧が急峻に上昇する。ライン３３．３４の直流電圧子
＼７’　ｃ　ｃ　Ｈ−〜’ｃｃは、演算増幅器３１０、
応動回路９およびレベル弁別回路８に印加される。ツェ
ナグイ−３５＝ オード３０３は、コンデンサ２４が異常な高電圧になる
のを防止する。

抵抗３０６　、３０７　、３　］　２の抵抗値は、たと
えば５０にΩに等しく設定される。ライン３３゜３・１
間の電圧がツェナダイオード３０５のツェナ電圧を超え
ると、ツェナダイオード３０５が導通し、演算増幅器３
０１の出力はハイレベルからローレベルとなる。演算増
幅器３１０の出力がローレベルになると、トランジスタ
３５，３１１は導通する。したがってライン３９　、３
４から直流電圧子＼’ｃｃ、−＼’ｃｃが急峻に導出さ
れる。

またトランジスタ３１１が導通するので、抵抗３０６に
抵抗３１２が並列に接続されたことになる。したがって
抵抗３０６，３０７，３１１に分圧されて演算増幅器３
１０の反転入力に与えられる基準電圧が−に昇する。し
たがって演算増幅器３１　Ｑの出力がローレベルからハ
イレベルにはなりにくくなる。スタート回路３０２は、
ライン３３．３／１間の電圧ＥＩで直流電力を出力し、
電圧ＥＴ未満のライン３３．３４間の電圧Ｅ３６− ２（Ｅｌ＞Ｅ２）で直流電力を遮断する。したがって、
交流電源２０１の電圧変動の発生あるいは２流電力の遮
断後においても、電流検出装置３０１は能動化される。

磁気マルチバイブレーク回路３１９において、抵抗４０
の電圧が低いとぎには、ツェナダイオード３２１は遮断
している。したがってトランジスタ３２２，３２５は遮
断している。定電流源、１９からの電流は、ダイオード
５３あるいはダイオード５を介して流れ、ダイオード３
２４には流れない。また定電流源５０からの電流は、ダ
イオード５５あるいはダイオード５６を介し　　。

て流れ、ダイオード３２６には流れない。可飽和リアク
トル４１が飽和して、抵抗４　（ｌの電圧が高くなって
、抵抗４０の電圧がツェナダイオード３２１のツェナ電
圧を超えると、ツェナダイオード３２４が導通する。

ツェナダイオード３２４が導通すると、トランジスタ３
２２が導通しトランジスタ３２５も導通する。定電流源
４９．５０からの電流は、ダイオード５３．５４および
ダイオード５５．５６を介して流れずに、ダイオード３
２４　、３２６を介してトランジスタ３２５に全て流れ
る。したがっていずれか一方が導通していたトランジス
タ４．６　、４．７の両方とも遮断する。したがってト
ランジスタ４６　、　＝、１７の電圧のピーク値をそれ
ぞれ等しくすることができる。

第７図は、本発明の他の実施例の磁気マルチバイブレー
ク回路３・４６を示す回路図であり、第１図および第６
図の実施例と対応する部分には同一の参照符を（−１す
。この磁気マルチバイブレーク回路３・１６は、磁気マ
ルチバイブレーク回路、１，３１９に代えて電流検出装
置１または電流検出装置３０１に用いられる。各トラン
ジスタ４６．４７のエミッタおよび直流電圧−Ｖ　ＣＣ
間には、スイッチング素子としてのトランジスタ３４７
か接続される。直流電圧子＼’ｃｃ、−Ｖｃｃ間には、
抵抗３４８およびトランジスタ３４９から成る直列回路
が接続される。トランジスタ３２２のコレクタは、抵抗
３５０を介してトランジスタ３４９のベースに接続され
る。

磁気マルチバイブレーク回路３４６において、抵抗４０
の電圧が低いときには、ツェナダイオード３２１は遮断
している。したがってトランジスタ３２２　、３４．９
か゛遮断し、トランジスタ３・・１７は導通する。定電
流源４９からの電流は、ダイオード５３あるいはダイオ
ード５４を介して流れ、また定電流源５０がらの電流は
、ダイオード５６を介して流れ、トランジスタ４６，４
７のいずれか一方が導通する。抵抗４０の電圧が高くな
って、抵抗４０の電圧がツェナダイオード３２１のツェ
ナ電圧を超えると、ツェナダイオード３２／Ｉが導通す
る。

ツェナダイオード３２１が導通すると、トラ。

ンジスタ３２２，３４９か導通してトランジスタ３４７
は遮断する。したがっていずれが一方が導通していたト
ランジスタ４６　、４．７の両方とも遮断する。したが
ってトランジスタ４．６　、４７の電圧のピーク値をそ
れぞれ等しくすることかできる。

以」―のように本発明によれば、レベル弁別回路におい
て、コンデンサの充電電圧が予め定める第１の弁別レベ
ルを超えたときに応動回路を動作させるとともに、第１
の弁別レベル未満の第２の弁別レベルでレベル弁別する
ようにしたので、被検出電流が歪波交流である場合にお
いても被検出電流を検出し、応動回路を確実に動作させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の回路図、第２図〜第５図は
その動作を説明するための図、第６図は本発明の池の実
施例の回路図、第７図は本発明の他の実施例の磁気マル
チバイブレータ回路３４６を示す回路図である。 １　、３０１・・・電流検出装置、４，３１９，３４６
・・・磁気マルチバイブレーク回路、５，６・・・デユ
ーティ検出回路、７・・・差動増幅回路、８，３２７・
・・レベル弁別回路、９・・・応動回路、３１．３２・
・・ライン、４０，１２７・・・抵抗、４１・・・可飽
和リアクトル、４４・・・２次コイル、４５・・・３次
フィル、４０− ９７・・・カレントミラー回路、１２６・・・演算増幅
器、１２８，３２９〜３３２・・・ダイオード、］３０
・・・トランジスタ 代理人　　弁理士　西教圭一部 第２図 第　３　図 （６）Ｏ−＝−−へ〜−〜−一へ一一一一一（７）ｏ□ （８）。 （９） 手続補正書く方式） １、事件の表示 特願昭５７−１５２３１４ ２、発明の名称 電流検出装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　出願人 名　称　　（５８３）　　松下電］二株式会社４、代理
！（ 住　所　大阪市西区西本町１丁目１３番３８号　新興産
ビル昭和５７年１１月３０日（発送日） ６、補正の対象　　明細書 ３３８−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 検出されるべ外被検出電流の流れるラインに関連して設
   けられるとともに被検出電流を検出するための２次およ
   び３次コイルを有する可飽和リアクトル、２次および３
   次コイルに流れる電流を検出するための抵抗、ならびに
   被検出電流に応して予め定める周期のデユーティを変え
   て発振するマルチバイブレーク回路により磁気マルチバ
   イブレータ回路を形成し、前記デユーティをそれぞれ検
   出するための一対のデユーティ検出回路、ならびに前記
   被検出電流に対応した電流を充電するためのコンデンサ
   、およびコンデンサに充電された電流を一定程度放電し
   、応動回路を動作させるまでの時間を定める手段を有し
   、各デユーティ検出回路からのデユーティに対応した出
   力の相互の差をレベル弁別して弁別レベルを超えたとき
   に応動回路を動作させるレベル弁別回路を備える電流検
   出装置において、 前記レベル弁別回路は、前記コンデンサの充電電圧が予
   め定める第１の弁別レベルを超えたときに、応動回路を
   動作させるとともに、第１の弁別レベル未満の第２の弁
   別レベルでレベル弁別することを特徴とする電流検出装
   置。