JPS5940268A - 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、もつと詳しくは、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
次フィルを有する可飽和リアクトル、２次および３次フ
ィルに流れる電流を検出するための抵抗、一対のスイッ
チング素子を有し、相互に異なる半周期に各スイッチン
グ素子を導通遮断させ、被検出電流に応じて予め定める
周期の導通遮断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、前記デューテイヲソれぞれ検出するための−ｔ’
Ｊノテューティ検出回路を設け、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外に応動回路を動作させる
ようにした電流検出装置に関する。

磁気マルチバイブレータ回路を構成する部品にばらつき
が生じていても、被検出電流が零の場合、−ｋｊのスイ
ッチング素子からの各デユーティの波形が５０％のデユ
ーティでピーク値の等しい同一の波形である必要がある
。ところが先行技術においては一月のスイッチング素子
からの出力のピーク値をそれぞれ等しくすることか′困
ｇｌＦであった。

本発明の目的１よ、上述の技術的課題を解決し、磁気マ
ルチバイブレーク回路を構成する部品にば゛らっトが生
じていても、−月のスイッチング素子からの出力の各デ
ユーティの波形が５　（１％のデユーティでしがもピー
ク値の等しい同一のることである。

す、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１９９
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１９≦〕と負荷１９８とは、保護接地のライン
２０（）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（ｉ
ｌ〜ｉ２）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２：’！、２４、およびダイオード
２５〜３０を有する。ライン３１は、端子し、祇−１（
− 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３４
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２７のアノードは、ダイオード２８を逆方向に介し
てライン３４に接続される。接地は、端子ＰＥ、抵抗２
２および順方向にダイオード２つを介してライン３３に
接続される。ダイオード２つのアノードは、ダイオード
３０を逆方向に介してライン３・１に接続される。ライ
ン３３およびライン３４間には、コンデンサ２４が接続
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；Ａシミ力に変換される。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してのトランジ
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４− ンジスタ３５のエミッタに接続されるとともに、抵抗３
６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３５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゛３噌；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３９に接続される
。ライン３つからの正の一定の直流電圧＋＼’ｃｃおよ
びライン３・１がらの負の一定の直流電圧−＼７ｃｃ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１（）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４゜と、可飽和
リアクトル４１と、マルチバイブレータ回路４２とを備
える。可飽和リアクトル４１は、ファ４３および一対の
ほぼ等しい巻数＋１を有する２次巻線４４．３次巻線４
５を含む。マルチバイブレータ回路４２は、一対のスイ
ッチング素子としてのトランジスタ４６，４７、ツエナ
ダィオード、１８、定電流源４．９　、５０、ダイオー
ド５１〜５８、および抵抗５９　、　Ｇ　＋１を有する
。一方向性素子としてのダイオード５３．Ｒ４は対を成
す。また一方向性素子としてのダイオ−ド５５．５６は
対を成す。

抵抗・１０の一方端には、直流電圧子＼’ＣＣが印加さ
れる。抵抗４０の他方端は、２次および３次フィル１１
．４　、４５の一方端にそれぞれ接続される。２次コイ
ル１１・１の他方端は、接続点に１に接続される。３次
コイル４５の他方端は、接続点６２に接続される。接続
点６１および直流電圧−＼／ｃｃ間には、トランジスタ
・１（（か接続される。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４７が接続
される。トランジスタ４７には、逆方向なダイオード５
２が並列に接続される。

直流電圧＋＼ｌｅｅは、定電流源４９および順方向なダ
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４６のベースは、抵抗５９を介して直流電圧−Ｖｃｃ
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
・１７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−Ｖｃｃに接続される。直流電圧＋Ｖ　ｃ　ｃは、
また、順方向なツェナダイオード４８および逆方向なダ
イオード５７　＋　５８を介して接ａ　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に与えられる。

デユーティ検出回路５は、′定電流源６３、トランジス
タ６４，６５．６　Ｇ、ダイオード６７゜６８、抵抗６
９〜７２およびコンデンサ７３を有する。直流電圧＋Ｖ
ｃｃ＋−Ｖｃｃ間には、定電流源６３および抵抗６９か
ら成る直列回路、抵抗７（）、トランジスタ６４および
抵抗７１から成る直列回路ならびにトランジスタ６５、
順方向なダイオード６７およびトランジスタ６６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つとの接続点は、トランジスタ６４のベースに接続さ
れるとともに、ダイオード６８を順方向に介して接続点
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６
４のエミッタは、トランジスタ６６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７／Ｉ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
７５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、トランジスタ
７７〜７９、ダイオード８０　、８１′、抵抗８２〜８
５およびコンデンサ８６を有し、８− デユーティ検出回路５と同様に構成される。ダイオード
８０のアノードは、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８６との接続点８７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８Ｂの出力は、差動増幅Ｉｉ′ｉ
′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９０
を介して演算増幅器８つの反転入力に与えられる。演算
増幅器８８からの出力は、抵抗９１を介して演算増幅器
８９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８つの出力に接続
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。全波整流回路９４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９
回路１（）２とからなる。

半波倍電圧整流回路１０１は、演算増幅器１０３、ダイ
オード１　（１４＋　１　＋１５および抵抗１　（’１
６−１（）９を有する。差動増幅回路７からの出力は、
抵抗１０Ｇを発して演算増幅器１０３の反転入力にりえ
られる。演Ｗ、増幅器１（）３の反転入力は、抵抗１（
）７および順方向なダイオード］　０．１を介して演算
増幅器１（）３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ｌ　ｆ
ｉ　８を介して演算増幅器１０３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１０５〕を
介して接地される。抵抗１（）７とダイオード１０４と
の接地点１１０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の非反転入力にり−
えられる。接続点１１０すなわち半波倍電圧整流回路１
（）１からの出力は、抵抗１１３を介して演算増幅回路
１１１の非反転入力に与えられる。演算増幅回路１１１
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９４の出力は、時延回路９６
に与えられる。

時延回路９６は、主圧電′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を動作さぜるホ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、ダイオード１２８、ツェナダイオー
ド１２９およびトランジスタ１３０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１１２；オタよび抵抗１１〈〕
を有する。ａ波整流回路１〕４がらの出力は、演算増幅
器１１Ｇの非反転入力にり、えられる。演算増幅器１１
６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１１
６の出力に接続される。演算増幅器１１Ｇの反転入力に
は、１ランノスタ１１７のエミッタが接続される。演算
増幅器１１６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１１°ンのコレクタすなわ挑電圧電流変換
回路９５の出力および直流電圧−Ｖ　Ｃ（：間には、コ
ンデンサ１２０が接続される。コンデンサ１２０には、
カレントミラー回路が並列に接続される。

カレントミラー回路４３７は、トランジスタ１２］、１
２２および抵抗１２３を含む。コンデンサ１２０には、
トランジスタ１２１が並列に接１２− 続される。接地および直流電圧−Ｖ　ｃｃ　ｌｉ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１２１，１２２のベース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１２にの
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ｊ也されるとともに、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１
２９を介して直流電圧−＼’ｃＣに接続される。ツェナ
ダイオード１２９には、トランジスタ１３（）が並列に
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１３０のベースにりえられる。トラ
ンジスタ１２２および直流型１丁−Ｖ　ｃ　ｃ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１、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にり、え
られる。

応動回路３〕は、１リツプリレー１３４、トランジスタ
１３５および抵抗１３６，１３７を含む。

トリップリレー）３・４は、リレーフィル１３８および
リレースイッチ＋　３り　、　Ｉ　／１．　（’ｌを有
する。

トリップリレーのリレースイッチｉ　３り　、　１＝１
．　（１は、交流電源１　り　！Ｊからの交流電力を電
を原回路２に投入するときに！（右曲に導通される。リ
レーコイル１３））か励磁されると、リレースイッチ］
　３　り　、　１−１　ｏは遮断される。直流電圧十＼
１（二（、。

−＼’ｃｃ間１こは、リレーフィル１３）１およびトラ
ンジスタ１３５か直列に接続される３、トランジスタ１
３５のベースは、抵抗１；（６を介し一ζＫ」。

流電圧−＼ｌ　ｃ　ｃに接続される。）・ランジスタ１
３５のベースには、抵抗１３７およびダイオード１３２
、］／ｌ］を介してレベル弁別回路３）おＪ−び電圧検
出回路１（）からの出力がｌｊえられる。

電圧検出回路１０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１５０は、演算増幅器１
５１および抵抗１！’１２　、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１５・１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にり、
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１．・と流回路
１５Ｇは、演算増幅器１５８、ダイオード１５９，１６
Ｑおよび抵抗１６１〜１６４を有し、半波倍電圧整流回
路１０１と同様に構成される。加算回路１５７は、演算
増幅器１６５第３よび抵抗１６６〜１６つを有し、加算
回路１０２と同様に構成される。半波倍電圧整流回路１
５６と、加算回路１５７とによって全波整流回路１５５
が形成される。演算増幅器１６５の出力、すなわち余波
整流回路１５５の出１５− 力は、時延回路］　４０に与えられる。

時延回路１４９は、演算増幅器１７　＋’、ｌ　、　ｌ
　７６、トランジスタ１７］＋１７７、ダイオード１７
２゜１７８、抵抗］　７３　＋　＋　７５　＋　］　８
　ｔ）＋　］　８１、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９Ｇとほぼ同様に構成
される。すなわち時延回路５〕（）のカレンｌミラー回
路９７に代えて抵抗１°７５が用いられる。演算増幅器
１７６の出力すなわち時延回路１・１９の出力は、ダイ
オ−トド１１を順り向に介して応動回路９に与えられる
。

交流型）涼１≦〕５〕および端子１−　、　Ｎ間のライ
ン：３１．３２の途中には、リレースイッチ＋　３４’
］　、　］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３４．３２は、可飽和リ
アクトル４１のコア・１３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を介する又流電力か投入されると、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１６− 回路２のトランジスタ３５は遮断している。したがって
電源回路２の直流電力出力側、すなわちライン３３．３
４間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３’３，３．１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：（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。

ｌ・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ｔこがって、磁気マルチバイブレーク回路
・１、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１３　り　、　ｉ　４．　ｆ’）を人為
的に導通させた場合にオ≦いて、負荷１つ）１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９６　。

１・１≦〕から応動回路５〕にＩｊ、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、トランノスタ　１３５が４断し、リレーフィル１
：（８は消磁されたままである１、シたがってリレース
イッチ＋　３９　、　Ｉ　Ｉｌ、　ｆ’ｌが導通された
ままであり、応動回路０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次フィル、１４　、４．５の巻数をそれぞれｎ、２次
および３次コイル４　ｆｉ、　、　４５に印加されるフ
ィル印加電圧＼Ｆｃ、可飽和リアク１ル４１の飽和磁束
をφ口１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期Ｔで常時発振する。

Ｔ＝４・１１・φ１ｏ／Ｅｃ　　　　・・・（１）マル
チバイブレーフ回路４２のトランジスタ４Ｇ、４７は、
この周期Ｔ内で文互に導通する。

）・ランンスタ・１７は遮断している。逆にトランン゛
スタ・１Ｇか遮断しているとき（こは、トランン゛スタ
４７は導通している。ライン３＋、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次フィル・１□’Ｌ　、　−４５に誘起される
電圧は零である。したがって１ランン゛スタ４６　Ｔ　
４７の導通・遮断のデユーティ比は５（）％となる。

トランジスタ・１６が導通し、トランジスタ・１７が遮
断した場合には、抵抗４０がらの電流は、３次フィル４
５を介してトランジスタ・・１７には：歴れずに、２次
コイル４４を介してトランジスタ・１６に流れる。この
とき、Ｆランシ゛スタ４６のベース電圧が低いので、定
電流源５（）がらの−・定電１光［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。

また定電流源４９からの一定電流１は、ダイオード５４
を介してトランジスタ・１７には流れずにダイオード５
３を介してトランジスタ４６に流れる。ｌ・ランジスタ
４６のベース電圧が高くなり、トランン゛スタ４６のベ
ース電圧を１１〕、電流増幅率をｈ　ｒ　ｅとすると、
コレクタ・エミッ１９− 夕闇電流がｉ　ｌ＋・ｌ＋　ｆ　ｅになると、トランジ
スタ・１Ｇは能動領域となる。

トランジスタ・・１Ｇのベース電圧が高くなると、定電
流源５０がらの・冗電流１１は、ダイオード５６を介し
て１ランノ又夕４にには流れなくなり、ダイオード５５
を介して１ランジスタ・１７に流れ、トランジスタ・１
７が導通する。また定電流源、１！Ｕがらの一定電流１
１は、ダイオード５３を介してトランノスタ４Ｇには流
れなくなってトランジスタ・１６が遮断し、ダイオード
５・１を介してトランジスタ・１７に流れる。したがっ
て抵抗／ＩＯからの電流は、２次コイル４・１を介して
トランジスタ・１６には流れずに、３次フィル・１５を
介してトランジスタ４７に流れる。

トランノスタ７Ｉ６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４
０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。

したがって、トランノスタ４６　、４７のコレクタ・エ
ミッタ間電圧のピーク値、および抵抗２０− １１０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パ１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／Ｉ　９　、５　ｆｉがら前述の一定の電流１
１よりも火なる光分な一定の電流■２を流した場合を想
定する。この場合には、抵抗・１０の抵抗値をＲ，１，
０と、トランジスタ４６　＋　４７のコレクタ・エミッ
タ間電流が２・＼’　ｃ　ｃ　／　Ｒ４ｆ’）になると
、すなわち能動領域になると、トランジスタ４６゜・１
７は異なるデユーティサイクルで急峻に遮断し、発振か
継続される。したかってダイオード５３、５４　、５５
　、５６の順方向電圧に誤差が生しても、トランジスタ
４　Ｇ　、　４７のコレクタ・エミッタ間電圧および抵
抗４０の電圧のピーク値か一定に定められて、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。

デユーティ検出回路５において、磁気マルチバイブレー
タ回路４のトランジスタ４６が導通しているときには、
定電流源６３がらグイオ−ドロ２（を介してトランジス
タ／１Ｇに電流が流れる。したがってトランジスタ６４
．６６か遮断し、トランノスタ６５は導通する。コンデ
ンサ７３は、トランジスタ（（５、ダイオード（１゛７
および抵抗７２を介して充電される。

トランジスタ・１６か遮断しているとぎには、ダイオー
ド６８がｊ席順し、トランノスタ６，１のベース電圧か
高くなる。したがってトランジスタ６４　、６６か導通
し、トランジスタＧ５は遮断する。コンテ゛ンサ７３（
土、抵４丸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・１のトラン
ジスタ４７の導通・遮断に応してコンデンサ８６は抵抗
３）５を介して充電および放電する。コンデンサ７３１
８６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・１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７：）の充電電圧は直流電圧＋Ｖ　（二ｃ　、
−＼７ｃｃ間の中間値であるＯＶを基準として−に下す
る。また抵抗３３５およびコンデンサ８６は磁気マルチ
バイブレータ回路・１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）（６の充電電圧は直流電圧十＼Ｉ
　ｃ　ｃ：　、−＼’ｅｅ間の中間値である０＼・“を
基準として」−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）１（準電圧が一致し、基準となる
電圧を１、ｙ別に用；にしなくてもよく、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
ぞれ介しで差動増幅される。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がら
の出力が相互に逆相であるので、差動増幅回路７の検出
感度が倍となる。レベル弁別回路８の全波整流回路１０
１においては、差動増幅回路７がらの信号の交流２３− 性分を積算するために全波整流か行なわれる。

余波整流回路１０１からの出力は、＠２図（７）に示さ
れる。レベル弁別回路８の時延回路１〕６において、ト
ランジスタ１１７のエミッタ電ｊＥか全波整流回路＜１
４からの出力に応した電圧になるように、抵抗１１！〕
に電流が流れる。トランジスタ１２１は導通しておリト
ランノスタ１２１に流れる電流は、漏電感度電流を定め
る。コンデンサ１２（）に流れる電流は、漏電電流と等
価であり、漏電電流に応してリレースイッチ１３９　、
１．４　（’１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１２（）に流れる電
流を一１＝　１ｊ７１つており、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
は一＼７ｃｃ）。ダイオード１２ε；の順方向電圧とツ
ェナダイオード１２≦〕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第２弁別レベルを定める。漏
電が起とて、コンデンサ１２０の充電電圧か第１の弁別
レベルを超え２４− ると、演算増幅器１２Ｇの出力は、ハイレベル（十＼７
ｃｃ）となる。演算増幅器１２Ｇの出力がハイレベルに
なるとトランジスタ１３０か導通し、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１２（）の電圧か低下しても、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１２Ｇの出力がハイレベルになるとト
ランジスタ１９１が導通し、Ｆランラスタ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、漏電が生じ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８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、トリツブリレー１３・１のリレー
フィル１３ｓは１２図（９）に示すように消磁されたま
まである。したかつてリレースイッチ１３９．］　４　
（ｌ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において生した場合を想定する。この場合の各トラン
ジスタ・Ｌ　６．−４７のコレクタ・エミッタ間電圧、
および抵抗４（）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。

都電が生じるとＡ１）電電流に応して１ランンスタ４６
、・１７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−）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、余波整流回路１〕・１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
ランシ゛スタ１１７のエミッタが余波整流回路９４の出
力電圧に等しくなるように出力信号を導出する。したか
つてコンデンサ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１２（）の電圧が時間Ｗ
後の時刻Ｌ２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３図（
１０）に示すように励磁される。

したかつてリレースイッチ１３９　、１４．　（ｌが遮
断され応動装置５〕か動作する。

次いで、交流の漏電か第・１図（１）に示すように時刻
１３においで生じた場合を想定する。この場合の各トラ
ンシ゛スタ４６　、−’Ｉ　７のコレ２１１５７２間電
圧は、第１１図（２）、第４図（７（）にそれぞれ示さ
れる。また第４図（３）に示す矢符２０］、２（）２の
部分の拡大図は、第４図（４）に示される。

）都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か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４図（５）に示され、デューテ２７− イ検出回路０の出力電圧は第・１図（６）に示される。

しｒこがって差動増幅回路７の出力電圧は第７１図（７
）に示すようになり、余波整流回路９４の出力電圧は第
・４図（８）に示される仮想線２０３と零ボルトとの間
の電Ｌ１゛＼“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ｔこ
第・１図（８）に示される斜線のｆｆ、分は、コンデン
サ１２Ｃ）の充電電流である。

演ｔ？、増幅器１１Ｇは、トランジスタ１１７のエミッ
タが１℃波整流回路５〕・１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Ｍ１２　
＋’＋の電圧は第・１図（９）に示すように徐々に高く
なる。コンデンサ１２０の電圧か時間Ｗ後の時刻Ｌ４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か
導通し、リレーコイル１３８が第４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］　３９　
、１４（）が遮断され、応動装置く〕が動作する。

次いで位相角制御された歪又流の漏電か第５２８− 図（１）に示すように時刻１　ｔ　５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４．６　、４
７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。）吊篭が生じると漏電電
流に応じてトランジスタ４．６　、４．７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５〕・４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１２（）の電圧が時間
Ｗ後の時刻＋６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
ンノスタ１３５が導通し、リレーコイル１３８が第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］　：Ｊ、　９　、１４　＋’＋か遮＠され、応動
装置９が動作する。

次いで第１図に示す地点Ｙ）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〈）から
ライン３１を介して負荷１９８に流れる電流は、負荷１
９８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３９
、ライン３！〕およびライン３４間に接続される負荷、
ライン３・１、ダイオード３（）、抵抗２２、端子丁）
ト：ならびにライン２　ｆ）０を介して交流電源１５Ｊ
９に戻る。したがって可飽和リアクトル・１１にオうい
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］　９９からライン３１、２　
ｒ）　（’）を介する端子Ｉ−、Ｐ　Ｅ間の交流電力を
直流電力に変換する。したがって電流検出装置１は、電
力付勢されでいる。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
電流か流れる。演算増幅器１５１は、このわずかな電流
を増幅して全波整流回路１５５に与える。全波整流回路
１５５および時延回路１４９の動作は、第２図（７）、
第２図（８）、第３図（７）〜第３図（１０）、第４図
（７）〜第４図（９）および第５図（６）〜第５図（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の出力がハイレベルとなってトランジスタ１３５
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
９を動作さぜることがでとる。

第６図は、本発明の他の実施例の回路図であり、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３（）１のスタート３１− 回路３０２において、ライン３３．３４間には、ツェナ
ダイオード３０３　、抵抗３０４およびツェナダイオー
ド３（）５から成る直列回路ならびに抵抗３０６　、３
０７から成る直列回路がそれぞれ接続される。ライン３
９．３４間には、抵抗３０８およびツェナダイオード３
０９から成る直列回路が接続される。ツェナダイオード
３０５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３０６と抵抗３０７との接続点は、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から成る直列
回路が並列に接続される。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３　］　４．　、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３１．６　、３１７を順方向に
介して演算増幅器３１０の出力に接続される。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。

３２− 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ク回路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＋Ｖｃｃ＋−Ｖｃｃ間には、トラ
ンジスタ３２２および抵抗３２３か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）原４９
は、順方向なダイオード３２４およびスイッチング素子
としてのトランジスタ３２５を介して直流電圧−Ｖｃｃ
に接続される。定電流源５０は、順方向なグイオーＶ３
２６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３２８において、直流
電圧＋Ｖ’ｃｃ、−Ｖｃｃ間には、抵抗１２７および複
数（図示４つ）の順方向なダイオード３２９〜３３２が
ら成る直列回路が接続される。ダイオード３２９のアノ
ードは、演算増幅器１２６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１３０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３２９〜３３１の順方向電圧は、第２の
弁別レベルを定める。演算増幅器１２６の出力および直
流電圧−入’ｃｃ間には、抵抗３３３、順方向なダイオ
ード３３４および抵抗３３５がら成る直列回路か接続さ
れる。ダイオード３３４のカソードは、１ランジスタ１
３０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−＼・“ｃｃ間には、抵抗１８３０お上複
数（図示・１つ）の順方向なダイオード３３８〜３４１
が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１７Ｇの反
転入力に接続される。ダイオード３４（）のカソードは
、トランジスタ１７７のフレフタに接続される。ダイオ
ード３３８〜３４１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３３８〜３・１０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−＼Ｉ　ｃｃ間には、抵抗３　’１
２、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のペースに接続される。

トリップリレー１３４のリレースイッチ１３９、１４．
０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３５，３１１は遮断
している。したか゛ってライン３３．３４間の直流電圧
が急峻に」二昇する。ライン３３．３４の直流電圧＋Ｖ
’ｃｃ。

Ｖｃｃ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。ツェナダイオード３０３は、
コンデンサ２４が異常な高電圧になるのを防止する。

一；ｔｂ− 抵抗３　（’、１６　＋　３０７．３１２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
４開の電圧かツェナダイオード３（）５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３０１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。したかってライン３９．
３４から直流電圧＋Ｖ　ｃ　ｃ　、　−Ｖ　（：　ｃ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が拒列に接続されたことになる。したがって
抵抗３ｆ’ｌ　６　＋　３０７　＋　３１１に分圧され
て演算増幅器３１（）の反転入力に与えられる基準電圧
が上昇する。したがって演算増１’？２　器３１　（ｌ
の出力か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３３．３４間の電圧Ｅ
Ｔで直流電力を出力し、電圧ＥＴ未満のライン３３．３
４間の電圧Ｅ２（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３
６− は交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タ回路３１９において、抵抗４０
の電圧が低いと外には、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／Ｉ９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３．２６には流れない。可飽和リアクトル４１
が飽和して、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
４．９　、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３２４，３２６を介してトランジスタ３２５に全て流
れる。したかっていずれか一方が導通していたトランジ
スタ、１６．．１．７の両方とも遮断する。したか゛つ
てトランジスタ４　Ｇ　＋　４７の電圧のピーク値をそ
れぞれ等しくすることかでとる。

第７図は、本発明の１世の実施例の磁気マルチバイブレ
ーク回路３・１６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付す。

この磁気マルチバイブレータ回路３４６は、磁気マルチ
バイブレータ回路４．　、３１９に代えて電流検出装置
１主たは電流検出装置３Ｃ）１に用いられる。各トラン
ジス９４、６　、−１７のエミッタおよび直流電圧＝Ｖ
ｃｃ開には、スイッチング素子としてのトランジスタ３
４７が接続される。直流電圧子＼７ｃｃ、−Ｖｃｃ間に
は、抵抗３４３；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３．１４）’）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
の電圧が低いと外には、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　、３　／１
．９が遮断し、トランジスタ３４７は導通する。定電流
ｉ原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からの電流は
、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・１０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３２１が導通すると、トランジスタ３
２２．３４９が導通してトランジスタ３４７は遮断する
。したがっていずれか一方か′導通していたトランノそ
夕４６　、４．７の両方とも遮断する。したがってトラ
ンジスタ４６　＋　４７の電圧のピーク値をそれぞれ等
しくすることかで外る。

以−にのように本発明によれば、前記磁気マルチバイブ
レータ回路に一定電流を導出する定電３９− 流源、前記一方のスイッチング素子および他方のスイッ
チング素子の制御入力端子に一定電流を分流して与える
ための一対の一方向性素子、ならびに一方のスイッチン
グ素子の制御入力端子および他方のスイッチング素子に
一定電流を分流して与えるための池の一対の一方向性素
子を設けるようにしすこので、電流検出装置における磁
気マルチバイブレーク回路を構成する部品にばらつきが
生じていても、一対のスイッチング素子からの出力の各
デユーティの波形が５０％のデユーティで、しかもピー
ク値の等しい波形とすることができる。

【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図は本発明の他の実
施例の回路図、第７図は本発明の飢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　、３
４６・・・磁気マルチバイブレータ回路、５，６・・・
デュ４０− 一テイ検出回路、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・・・抵抗、４１・・・可飽和リアク
トル、４４・・・２次コイル、４５・・・３次コイル、
４．６．４７・・・トランジスタ、４９．５０・・・定
電流源、５３゜５４、　、５５　、５６・・・ダイオー
ド代理人　　弁理士　西教圭一部 第２図 第３図 （４）　　珂斗杢什４と…ヒ （６）Ｏ−−− （７）Ｏ （８）。 （９） ○　　　　　　　○　　　　　　　　　　　　○−−−
−−１−−Ｖ１−−− Ｅ 特許庁艮官殿 １、事件の表示 特願昭５７−１５２３１７ 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　　　出願に 名　称　　（５８３）　　松下電］−株式会月４、代理
人 住　所　大阪市西区西本町１丁目１３番３８号　新興節
ビル５、補正命令の日付 昭和５７年１１月３０日（発送日） ６、補正の対象　　明細書

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 検出されるべき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、−月のス
   イッチング素子を有し、相互に異なる半周期に各スイッ
   チング素子を導通遮断させ、被検出電流に応じて予め定
   める周期の導通遮断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Ｊ：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を設け、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
   るようにした電流検出装置において、 前記磁気マルチバイブレーク回路には、一定電流を導出
   する定電流源、前記一方のスイッチング素子および他方
   のスイッチング素子の制御入力端子に一定電流を分流し
   て与えるための一対の一方向性素子、ならびに一方のス
   イッチング素子の制御入力端子および他方のスイッチン
   グ素子に一定電流を分流して与えるための池の−ｔＪの
   一方向性素子が設けられることを特徴とする電流検出装
   置。