JPS60183923A - 電流検出装置 - Google Patents

電流検出装置

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JPS60183923A
JPS60183923A JP59039956A JP3995684A JPS60183923A JP S60183923 A JPS60183923 A JP S60183923A JP 59039956 A JP59039956 A JP 59039956A JP 3995684 A JP3995684 A JP 3995684A JP S60183923 A JPS60183923 A JP S60183923A
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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】 技術分野 本発明は、負荷や電力線などの/M電を検出する直流検
出装置に関する。
背景技術 先行技術において、検出さnるべき披慣出電流の流れる
ラインに関連して設けら扛ると共に被検出−流を検出す
る可飽和リアク)/しを含む磁気マルヂバイブV−タ回
路は、肢検出直流の流nるラインに漏n醒流が無くても
、そのラインのモ衡電流が大さくなれば発振周波数が尚
くlる。このように宅振周肢数が高くなると、磁気マル
チバイブレータ回路の後段に間続さnる各回路が誤動作
を起し、正常に漏れ醒流を便出しにくかった。
第1図は、先行技術の磁気マルチバイブレーク回路[含
1れるiJ飽和リアクトルの斜視図である。
コアKKは、コイlしLlお工びコイIしL2が巻回さ
扛る。コアにの中心付近には、被検出畦流の流ルるライ
ンllお工びライン12が貫通さnる。
このiJ飽作りアクドルは、第2図に示す工うなり一■
特注を仔する。この可飽和リアク)/しが回路的に励磁
力liaまで励磁する能力を督するものとすると、一般
的に磁気マルチバイブレーフ回路の発振周波数は次の第
1式に示す工うになる。
f= □ ・・・(1) 4 N B +n 8 ただしEは印加電圧%Sはコアにの断面積、へはコアK
に巻回されるコイMの巻線回数である。
ここでラインβ1,12に平衡大区流が流nると、第8
図(1)Ic示す工うにコアにの領域kl、に2の磁束
密度が高くなり飽和状態となる。また第3図(2)に示
す工うに磁力線3Dはコアにの中、U付近で密となり、
コアKL7)と丁寸近の磁力線3C13Bは粗となる。
したがって可飽和リアクトル全体のB−fl特性が第4
図に示すように貧化するため、発振周波数は次の第2式
のようになる。
さらにライン1’L、C2の≠衡電流が大きくなると1
発振周波数は次の第8式のようになる。
ここで第1式〜第8式においてB m ) B m )
 B rn’ の関係により、各発振周波数f、f、f
は次の第4式の関係になろう 乙の第4式に示すようにラインN1.62の平衡電流が
大きくなっていくと、磁気マルチバイブレータ回路の発
振周波数は高くなっていく。したがって、磁気マlレチ
バイグレータ回路の発振周波数はライン!!l、n2の
雫衡胤流時父動し、本来の動作目的を達成することがで
きなくなるう本来の動作目的とは、ラインn1.12に
流れる電流が不嘔衡であるときのみ、1磁気マルチバイ
ブレ一ク回路の出力パルスのデユーティを斐勧させ、後
段の回路に工って#1几醒流を検出することで必る。
目 的 本発明の目的は、h述の技術的課Iaを解決し、破検出
ラインの弔衡電流による誤動作全防止し。
正確に漏1電流を検出することができる直流検出装置を
全提供することである。
爽施例 第5図は1本究明の一実施例のijJ飽和リアすトVが
硬焼さnる成流憎出装置の電気回路図である。
電源回路Aの動作を説明する。スイッチ81゜S2がオ
ンされ、交流電源EOからの電力がライン#1.12に
与えられる。ラインβ1.n2に与えらtL fc交交
流比圧、ダイオードDi、D2゜D3.D4.コイルL
、抵抗且1お工びコンデンサCIから成る回路にニジ整
流され、直流電圧になる。交fAE rK源EQからの
覗力が投入さnると同時にライン13に流れる直流電流
に工りトランジスタTriがオンし、コンデンサC2が
充電される。トランジスタIll r iがオンすると
、次にトランジスタT r 2がオンし、そのエミッタ
のライン14はリップル分を含まない定電圧全得る。ト
ランジスタTr 2のコVクタ電泣が予め定めた電位を
越えると、比較器1が動作し、トランジスタTr8にベ
ース電流が流れる。こnによってトランジスタIll 
raがオンしてトランジスタTrlのベースxiを引キ
込み、トランジスタTrl=<オンさせる。一方、これ
と同時比較器lの出力に工つてトランジスタT r l
 21)Eオンし、比較器lの非反転入力端子に与えら
れるしきい値電圧を下げる。
電源回路A(C陵続される負荷回路がエネIレギを消費
シ、コンデンサC2の゛電位が丁がシ、比較器lの反転
入力端子の電位が丁かり、比較器lの出力が反転する。
これによって、トランジスタTr3゜+l′rt 2が
オフし、トランジスタTr tがオンしてコンデンサC
2e光屯していく。
次に制御回路B(1)動作全説明する。電源回路Aのト
ランジスタTr iのエミッタのライン14の電位が予
め定めた値に達するまで、制御回路は、後段の回路の誤
動作を防ぐため磁気マルチパイプV−タ回路Cの余振を
停止させておくもので66゜ラインβ4の電位が予め定
めた値に達すると、比較器2が動作し、磁気マルチバイ
ブレータ回路Cのスイッチ83.84をオンさせる。
次に1−気マIレヂバイプレータ回路Cの1作會睨明す
る。磁気マルチパイプレーク回路Cは、スイッチsB、
84がオンするに従い余振動作が開始さnる。負荷LO
に)L[されるライン#1. #2に関連して設けられ
ると共に、ラインβ1. !!2に流n2る直流を積出
するためのコイル1,1お工びコイtvL22りする可
飽和リアクトルが設けらnるうその可飽和リアクトルの
コイルh1お工びコイルL2の一端は抵抗it 1介し
てライン14に陵続さnる。コイルLlのflit端は
トランジスタlit r4のコレクタに陵続され、コイ
ルL2の池喘はトランジスタ’I’ r 5のコレクタ
に1ν続さnる。コイル、Ll、L2およびトランジス
タTr4.’l’r5を含む回路により、トランジスタ
’If’ r 4がオンしタトキトランジスタTr5が
オフし、また逆にトランジスタTr5がオンしたとキト
ランジスタTr4がオフし、光振が行なわれる。ライン
e1またはライン12Vcvtaれ電流がlい場合、コ
イルLlお工びコイルL2のリアクタンスは変化しない
のでトランジスタ’ll”r4お工び°rr5vオン/
オフのデユーティ比はl:lのま筐でおる。ラインβ1
fたはライン12に漏れ電/fが生じると、コイ/l/
l、お工びL2のリアクタンスは変化するのでトランジ
スタTr4お工びTr5のオン/オフのデユーティ比は
l:lから変化する。酷気マルチバイブレータ回”烙0
は、トランジスタT r 4のコレクタお↓ヒトランジ
スタIll r 5のコレクタから互に位相反転したパ
フレス1言号を送出する。
次にデユーティ検出回路りの動作全説明する。
miJ 記fa ’Xマルナバイプレーク回路Cのトラ
ンジスタTr4お工びトランジスタll’l r5のオ
ン/オフに同W」し、スイッチS5〜S8がオン/オフ
する。
スイッチ85.83は、トランジスタT r 51)i
オンのとキ、オンする。スイッチ86.87は、トラン
ジスタIll r4がオンのとキ、オンする。
ここで磁気マルチバイブレーク回1俗Cが通常の発振動
作全行なっていると想定して、以下第6図の波形図を参
照して動作をi兄明する。デユーティ検出回路りにおい
て、スイッチS5とスイッチS6と抵抗ft1lとの接
続点aiCは第6図(2)に示すようなパルス信号が与
えらnる。1友スイッチS7とスイッチS8と抵抗13
との硬焼点すには、第6図(3)に示すようなパlレス
信号が与えられる。
これによって、抵抗R11と抵抗lL12とコンデンサ
C8との妾続点呂からは第6図(1)に示すような直流
電圧の信号PIが送出される。抵抗ル18ト抵抗凡12
とコンデンサC4との硬焼点すからは、第6図(1)に
示す工うな直流電圧の1言号P2が送出される。
次に洲周波槻知回路Eの動作を説明する。比較器8の反
転入力端子にId ml記デユーティ模出回路D(1)
硬焼点6からの信号が与えられ、比較器8の非反転入力
端子には前記デユーティ検出口路りの硬焼点すからの1
言号が与えられるうこnにエリ比較器8は動作し、トラ
ンジスタT r 6−2能動化する。トランジスタTr
6のコレクタ・エミッタ間にはコンデンサC5が陵続さ
れ、トランジスタTr6のコレクタには第6図(4)に
示すは号1’ 4が送出さnる。このIN号P4は比較
器3の非反転入力端子に与えられ、比軟器30反反転入
力端子は第6図(4)に示すラインA4のレベルのしき
い値電圧が与えられる。これに工り比較器3は動作し、
トランジスタTr7LJI動化する。トランジスタTr
7のコレクタ・エミッタ間にはコンデンサC6が硬焼さ
れ、トランジスタIll r 7のコレクタには第6図
(5)に示す1ゴ号P5が送出さ扛る。この1河号P5
は比較器4の非反転入力端子に与えら扛、比較器4の反
転入力1瑞子には第6図(5)に示すラインA5のレベ
ルのしさい値電圧が与えらnる。このようには号P5の
レベルは、比較器3にニジラインA5で示すレベlしの
しきい値&Ifニジ低くなるように設定される。この状
態では、比較器4の出力にニジスイッチ89はオン式れ
な^。
ここでたとえばライン11に漏れ電流が生じて。
磁気マルチバイブレータ回路Cの出カバIレスのデユー
ティ比が変化したときの動作?説明する。このときデユ
ーティ検出回路1)の接続点すには、第7図(2)に示
す工うなバ〜スIB号が与えられ、硬焼点すには第7図
(3)に示す工うなパルス1ぎ号が与えられる。したが
ってデユーティ検出回路りの接続点aから第7図(1)
に示す工うな信号I’llが送出さn、硬焼点すから第
7図(1)に示す工うな信号P12が送出さnる。比較
器8は、第7図(2)に示すハ/l/スtg号と第7図
(3)に示すパルス信号とに工りe作し、トランジスタ
Tr62能動化するウ トランジスタTr6のコレクタ
からは第71a+4)に示す1ゴ号1’ 14が送出さ
nる。この@号P14のレベルは、比較器80反反転入
力端子与えらnるラインA4で示すレベ2しのしきい値
電圧工り低い。したがって比較器3の出力は、トランジ
スタ1゛r7をオフさぞ、コンデンサ06を定電流源b
6の電流にニジ光αさぜる。こ扛によりトランジスタT
r7のコレクタ電圧は、第7図(5)に示すラインA6
の工うに北昇し、比較器40反伝八へ端子に4えられる
ラインA5で示すレベルのしきい値市圧工り晶くなり、
比較器4はスイッチS9をオンさせる。
次K [[圧/電流変換回路Fv動作と説明する。
O11記品周波検知回路すのスイッチs9がオンされる
ことによって定電流源b8の直流は、コンデンサC7に
流れ込み、コンデンサ07r充屯する。
比較g= 6とダイオード1)13とトランジスタIl
l r9と、比較器5とダイオードD14とトランジス
タTr8とに工りバツファ金(1戊し、比較器6の反転
入力端子に与えられfc信号との電位差と抵抗抗14の
抵抗粗で刷った妊流値に父侯し、トランジスタT r 
9およびIll r sのコレクタからの直流でコンデ
ンサC7ヲ充電していくつなお比較器6の非反転入力端
子はデユーティ検出回路りの飯絖点Ill K妥続され
、比較器5の非反1賦人カ端子はデユーティ構出1rj
l路りの硬焼漬すに限読さ汎る。一方、抵抗R15とト
ランジスタTrloとトランジスタTrllと刀)らi
戊る定直流用き出し回路しこより、予め設定された東流
値まではコンデンサC7の電位をL昇させない。
出力回路Gは、コンデンサc7の覗1〜γが予メ定めた
値以北VCなると、比較器7炉らスイッチsl。
821オフさぜる1ゴ号を送出する。これVこよって、
負荷LOは聞流r匡諒EQから遮断される。
以北の工うにフ1ンt) t b−工びライン12の鼓
検出直流が小さいときは、bii気マルチバイフレーク
回路(3の出力パルスのデユーティ比を妊Lt/に流貧
換回路上゛で検出する。また彼模出電流が太きZ、!l
ij:、ba気マ?レチバイブレータ回路Cの出カバI
レスの周波数0鮨団くlす、晶周政検知回路すでその周
波at:検出する。したがって高尚波憎知回路Eお工び
電圧/直流斐換回路上゛によりて、彼検出直流金確実に
炊出することができる。
第8図は、負荷LOの漏れ直流である1ル検出直流1g
と、電圧/直流父換回路十′のトランジスタIll r
9お工びIll rsのコレクタ〃)ら送出さnる東均
出力酸流10との関係を示すクラブである。破線で示す
従来の唯1f:/直流変換回路の特性に対して1本発明
の一実施例の醒印/醒流徒換回路P′の特注は実線で示
す。この火線で承す特性はデユーティ検出回路L)の出
力信号にリップルが含才れている場廿であり、このよう
な特性により第9図(1)〜第9図(3)に示す工うz
mm検出湾流あっても第9図(4)に示す工うな交流屈
流k 1<1出したのと同じ(咲出動作状態に十分近づ
けることができる。従来の高周波検出回路の人力として
デユーティ炊出回路りの硬焼点す、b間の電圧をローパ
スフィルタに与え、微分してリップル分だけ検出してい
たが、ノイズにニジ問読点ル、b間の電圧が髪化し、リ
ップル分に急峻な醒圧父化が生じ、高周波検出回路が誤
動作しやすく、耐ノイズ性が悪かった。ところが本Il
+夾施例の上圧/電流友換回路に゛は、デユーティ検出
回路りの陸読点6.b間の電圧変化に関■なく動作する
ので、耐ノイズ性を回1さぜることができる。
第1θ図は、本足明の一実施例の「1」飽和リアクトル
の斜視図である。第10図において% 13i1 記第
1図に示す構1戊要素に対応するもの、には同一のど照
符を符す。コアKには、コイルLlお工ヒコイlしL2
が巻回される。コアにの中心呼返は%彼検出厄流の流n
るラインllとライン12とがねじられた状愚で貫通す
る。第11図に示フー↓うにラインe1奮流rする東流
工は、コアKK嶽束hl。
ル2を宅生させ、ライン12を流れる直流IはコアKK
磁束bl*b2(zj白生させ心。し〃箋し、磁束al
と磁束b2とは互いに打ち消し会い、hIi來a2と一
束IJ1とは互いに打ち消し廿う。し′fcがってコア
に//)磁束密度は小きくlシ、飽和しない工うになる
っこれに工つて前記第4式に示す工うl関係の@振周波
数の貧化を防止することができ、ライン11.12に流
nる+−衡亀直流大きくなっても、第5図に示す一気マ
ルチバイプレータ回路Cの宛振周波数の貧化全小さくす
ることができる。
第12図は、本石間の能の実施例の町比和リアクトルの
斜視図である。第12図において、第1θ図に示す(黄
成決素に対応するものには同一の参照符を符す。コアK
には、コイルLlお工びコイルL 2が巻回される。コ
アにの中−[)11近は、被検出電流の流扛るラインp
1とラインe2とがねじられt状態で貫通する。コアに
のコイル1,1.L2を含む両1til1面には、磁気
遮へい板nl、ii2がそnぞれ設けられる。第13図
金参照して1i束について説明する。−束a1.b1.
a2.b2については、前記第11図で説明じたので省
略する。
ラインllに流れる電流により発生ずる磁束el。
glお工びラインe2に流れる直流により発生する磁束
e2.g2は、遮ヘイ板)11.ii2に工って吸収さ
れ、コアKに磁界の影響をなくする。これによって前記
第1θ図で説明し′fc工うな効果を得ることができる
第14図は、4−、発明のさらに池の実施例の可飽和リ
アク)Jしの斜視図である。第14図において、第1O
図に示す構成要素に対応するものには同一の参照符を符
す。コアKには、コイルLlお工びコイlしL2が巻回
される。コアにの中心呼返は。
岐憔出直流の流nるラインllとライン12とがねじら
れた伏ルで貫通する。コアにのコイルLl。
L 2茫含む内周面には、磁気遮へい仮H8が設けらn
る。この工うに(再収することによって、ライ:/[+
、n2に流しる平衡直流によるコアKに与える磁束の影
響金小さくすることができる。
第15図は、本究明の池の実施例のijJ飽和リアクト
ルの斜視図でるる。第15図において、第14図に示す
構成要素に対応するものには同一の参照符r符す。コア
Kには、コイルLlお工びコイルL2が巻回されるうコ
アにの中心ト」−近は、被検出電流の流tLるラインe
1とラインe2とがねじらnた伏5で貫通する。コアに
のコイルLl、L2(l:含む外周…i IiCは、峰
気趙へい仮H4が設けらnる。このように構成すること
VCよって、ライン/J1.12に流nる平衡直流によ
るコアKに与える1磁束の影響?小さくすることができ
る。
第16図は、本禎明の能の実施例のIJ飽和リアクトル
の斜視図である。第16図において、第1O図に示す1
1′心成安素に対応するものVCは同一の謬照符?符す
。コアKvr−は、コイ1しLlお工びコイルL2が巻
回さnる。コアにの中・[> トj’近は、彼(噴出1
4i流のfiE nるライン11とライン12とがねじ
らtした状態で貫通する。コアにのコイルLl、J。
2を含む外周面と両11111面と内側面とには、1磁
気遮へい板u5が設けられる。この二うにN4成するこ
とに工つて、ラインg1.lzに流nる平衡直流による
コアKに与える磁束の影響を小さくシ、また磁気遮へい
板li5はコアにの外ケースも兼ねる。
効 果 以LL7)工うに本究明に↓nば、ラインの少なくとも
構出に関連する区間をねし合せることによって、ライン
に流れる≠衡区流の通電時の磁気マルチバイブレータ回
路の狛振周波数の増大で軽減し。
≠衡大東流による誤動作可能性の軽減、お工び被検出電
流の感((直流の増加を軽減することができ、正確に漏
f′L祇流を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は先行技術における可飽和リアクトルの斜視図、
第2図は第1図に示す可飽和リアクトルのす衡眠流の零
時のB −]1特1生曲槻、第3図は第1図に示すiJ
飽和リアクトルに大≠衡直流が流したときの磁束を説明
するための図、第4図は第1図に示すiJ飽和リアクト
ルに大平衡直流が流れたときのB−月特注曲線、第5図
は本発明の一実施例のiJ飽和リすクトルが陸続される
小〕流憎出装置の亀気回1洛図、第6図は一気マルチバ
イブレータ回路Cの埋常宅振時における回路の動作を説
明するための波形図、第7図は磁気マルチバイブレーク
回路CLD品周波g振時における回路の動作を説明する
ための波形図、第8図はMIth/戒流変換回流変換回
動作茫説明するためのグラフ、第9図は電E/’直流斐
換回路に゛の動作?説明するための波形図、第10図は
本発明の一実施例の可飽和リアクトMの斜視図、第11
図は第10図の可飽和リアク)/L/(1)磁束を睨明
するための図、第12図は本発明の池の実施例の可飽和
リアクトルの斜視図。 第18図は第12図の可飽和リアクトルの磁束を睨明す
るための図、第14図は本相明のさらに池の実施例の可
飽和リアク)/しの斜視図、第15図および第16図は
本発明の也の各実施例の口J飽和リアクトルの斜視図で
ある。 11、(!2・・・ライン、Ll、L2・・・コイル、
C・・・磁気マルチバイブレーク回路%1)・・・デユ
ーティ゛妊圧斐換回路、E・・・高周波検知回路、K・
・・コア、111.412.HB、li4.n5・・・
m%遮へt、nlk代理人 弁理士 西教主一部 図面の浄書(内容に変更なし) 第1図 第2図 第6@ ↑ 通常発振時1 第 7!!O 高M疲弘振時 第8図 液液act、流■9 第9図 時間 0間 第10図 第11 図 第12図 第13図 第14図 第15図 第16図 手 続 補 正 書(75氏) ■、事件の表示 特願昭59−39956 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 住所 名 称 (5B3) 松下電工株式会社代表者 4、代理人 住 所 大阪市西区西本町1丁目13番38号新興産ビ
ル国際 1′丁うLEX 0525−5985 IMT
APT J国際 FAX G111&GIl(06)5
38−02476、補正の対象 明#i書、図面および委任状 7、補正の内容 (1)明細書および図面の浄書(内容に変更なし)。 (2)委任状を別紙のとおり補充する。 以上 f−続補:l’: ’N: 昭和59年 8 J121日 1、事件の表示 特願昭59 39956 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 住所 名称(583)松下電]−株式会社 代表者 4、代理人 住 所 大阪市西区西本町1丁目13番38号 新興産
ビル国装置LEX 0525−5985 INTAPT
 J国際 FAX GII&GII (06)538−
0247xti話(+)6)5.”+8−0263(代
表)6、補正の月象 明細書の発明の詳細な説明の■・■および図面7、補正
の内容 (1)明細書第2頁f:tS20 ?テロにおいて「励
磁する」とあるを、 1−励磁される−1に訂正する。 (2)図面の第5図、第12図、第15図および第16
し1を別紙のとおりに訂正する。 以」− 第12図 第15図 第16図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ゆ出さ扛るべき披検出電流の流れる2本のライン
    に関連して設けられる可飽和リアクトル音素み発振動作
    を行なう磁気マルチバイブレータ回路と、この磁気マル
    チバイブレーク回路71jらの出力の被検出直流が小さ
    い際、その出力のデユーティを検出する回路と、磁気マ
    ルチバイブレーク回路からの出力のIInIn型出電流
    きい際、その出力の周波aを検知する回路とを含みs 
    Ril記ラインの漏れ醒流を検出する直流検出装置にお
    いて%r3iJ記ラインの少なくとも@出に関連する区
    間をねじ鋒せることを特徴とする直流検出装置。
  2. (2) )]?I記町飽和リアクトルに磁気遮へい板を
    設けることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の直
    流検出装置。
JP59039956A 1984-03-01 1984-03-01 電流検出装置 Expired - Lifetime JPH0619379B2 (ja)

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JP59039956A JPH0619379B2 (ja) 1984-03-01 1984-03-01 電流検出装置

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