JP2017199677A - 漏電遮断器の制御回路 - Google Patents

漏電遮断器の制御回路 Download PDF

Info

Publication number
JP2017199677A
JP2017199677A JP2017090346A JP2017090346A JP2017199677A JP 2017199677 A JP2017199677 A JP 2017199677A JP 2017090346 A JP2017090346 A JP 2017090346A JP 2017090346 A JP2017090346 A JP 2017090346A JP 2017199677 A JP2017199677 A JP 2017199677A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
circuit
base
transistors
bjt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017090346A
Other languages
English (en)
Inventor
チョンクク ソン
Jongkug Seon
チョンクク ソン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LS Electric Co Ltd
Original Assignee
LSIS Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LSIS Co Ltd filed Critical LSIS Co Ltd
Publication of JP2017199677A publication Critical patent/JP2017199677A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H83/00—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current
    • H01H83/10—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current operated by excess voltage, e.g. for lightning protection
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current 
    • G05F1/46—Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is DC
    • G05F1/56—Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is DC using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/575—Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is DC using semiconductor devices in series with the load as final control devices characterised by the feedback circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00—Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02—Regulating voltage or current
    • G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is DC
    • G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/26—Current mirrors
    • G05F3/265—Current mirrors using bipolar transistors only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/123—Automatic release mechanisms with or without manual release using a solid-state trip unit
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H83/00—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current
    • H01H83/02—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current operated by earth fault currents
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/16—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass
    • H02H3/162—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass for AC systems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/26—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
    • H02H3/32—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors
    • H02H3/33—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors using summation current transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H02H3/10—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current additionally responsive to some other abnormal electrical conditions
    • H02H3/105—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current additionally responsive to some other abnormal electrical conditions responsive to excess current and fault current to earth
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/16—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/04—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45—Differential amplifiers
    • H03F3/45071—Differential amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/45479—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of common mode signal rejection
    • H03F3/45484—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of common mode signal rejection in differential amplifiers with bipolar transistors as the active amplifying circuit
    • H03F3/45596—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of common mode signal rejection in differential amplifiers with bipolar transistors as the active amplifying circuit by offset reduction
    • H03F3/456—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of common mode signal rejection in differential amplifiers with bipolar transistors as the active amplifying circuit by offset reduction by using a feedback circuit

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Breakers (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

【課題】入力増幅器のオフセット電圧の発生による漏電判定のエラーを防止する漏電遮断器の制御回路を提供する。
【解決手段】本発明による漏電遮断器の制御回路は、回路の零相電流を漏電検出信号として検出する零相変流器１０と、前記漏電検出信号に含まれる高周波ノイズを除去するフィルタ回路部２０と、前記漏電検出信号の電流とフィルタ回路部２０のインピーダンスにより形成される電圧を増幅し、ベースがフィルタ回路部２０の両出力端にそれぞれ接続される一対のトランジスタＱ１、Ｑ２を備える入力増幅器３０と、一対のトランジスタＱ１、Ｑ２のベースに共通に接続され、一対のトランジスタＱ１、Ｑ２に同じ量のベース電流を供給するベース電流発生器６０と、入力増幅器３０から出力される前記増幅された電圧の値と予め設定された基準電圧値とを比較してトリップ制御信号を出力するか否かを決定するトリップ決定回路部４０とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、漏電遮断器に関し、特に、零相変流器（Zero Phase Current Transformer; ZCT）の漏電検出電圧入力を増幅する入力増幅器を有する漏電遮断器の制御回路に関する。
回路遮断器（Circuit Breaker）は、回路に過電流や短絡電流などの事故電流（fault current）が発生するとそれを検出して自動的に回路遮断動作（トリップ動作）を行うことにより、回路と回路に接続された負荷を事故電流から保護する電気機器である。
漏電遮断器（Electric Leakage Circuit Breaker）は、電気エネルギーを供給する電力回路の電流が部分的にでも負荷側に流れずに大地に流れる漏電が発生するとそれを検出して自動的に回路を遮断する構成を、前記回路遮断器にさらに取り付けた電気機器である。
本発明は、このような漏電遮断器に関し、特に、回路に漏電が発生するとそれを検出してトリップ動作を開始するか否かを決定する漏電遮断器の制御回路に関する。
図５は従来技術による漏電遮断器の制御回路の構成を示すブロック図である。
従来技術による漏電遮断器の制御回路は、零相変流器（ＺＣＴ）１０、フィルタ回路部２０、入力増幅器３０及びトリップ決定回路部４０を含む。
零相変流器１０は、内部に回路が貫通する環状のコアと、前記コアに巻回され、前記回路に漏電が発生すると誘導される漏電検出信号としての零相電流（ＩＬ）を出力する二次コイルとを含む。
フィルタ回路部２０は、前記二次コイルに接続され、前記零相電流（ＩＬ）からノイズを除去する。
入力増幅器３０は、フィルタ回路部２０及びトリップ決定回路部４０間に接続される。
入力増幅器３０は、典型的な演算増幅器（Operational Amplifier）で構成されてもよい。
フィルタ回路部２０を通過した零相電流（ＩＬ）は、入力増幅器３０の一対のトランジスタＱ１、Ｑ２のベース電流（Ｉｂ）として供給される。
入力増幅器３０に供給された零相電流（ＩＬ）は、一対のトランジスタＱ１、Ｑ２のベース電流（Ｉｂ）に対するコレクタ電流（Ｉｃ）の比率で増幅される。
入力増幅器３０の出力電流、すなわちコレクタ電流（Ｉｃ）は、一対のトランジスタＱ１、Ｑ２のコレクタに接続されたコレクタ抵抗により電圧となり、トリップ決定回路部４０に印加される。
トリップ決定回路部４０は、増幅された前記漏電検出信号としての入力増幅器３０の出力電圧値と予め設定されたトリップ決定のための基準電圧値とを比較し、前記出力電圧値が前記基準電圧値以上の場合、トリップ動作を開始することを決定し、トリップ制御信号を出力するようにしてもよい。
前記トリップ制御信号は、例えば、公知のマグネチックトリップ機構などのトリップ機構５０に伝達される。
トリップ機構５０は、例えば、コイル（図示せず）と、アーマチュアやプランジャなどの出力部（図示せず）とを含んでもよい。トリップ機構５０は、前記コイルが前記トリップ制御信号により磁化すると、前記コイルの磁力により前記出力部を移動させ、開閉機構（図示せず）が自動的に回路遮断動作（トリップ動作）を行うようにトリガする。
すると、前記開閉機構により可動接点（図示せず）が対応する固定接点（図示せず）から分離し、漏電発生による回路遮断が行われる。
図５を参照すると、入力増幅器３０は、演算増幅器回路で構成されてもよい。
前記演算増幅器回路は、一対のトランジスタＱ１、Ｑ２と、一対のトランジスタＱ１、Ｑ２のコレクタに接続される２つの定電流源と、一対のトランジスタＱ１、Ｑ２のエミッタに共通に接続される１つの定電流源とを含んでもよい。
このような従来技術による漏電遮断器の制御回路において、フィルタ回路部２０を通過した零相電流（ＩＬ）は、入力増幅器３０に入力され、入力増幅器３０の一対のトランジスタＱ１、Ｑ２のベース電流（Ｉｂ）として用いられ、残りの電流
Figure 2017199677
は再び零相変流器１０に送られる。
前記残りの電流
Figure 2017199677
とフィルタ回路部２０のインピーダンス（Ｚ）により電圧降下（Ｖｄ）が生じるが、当該電圧降下（Ｖｄ）は下記数式１のように表される。
Figure 2017199677
すなわち、入力増幅器３０により増幅されるのは零相電流（ＩＬ）とフィルタ回路部２０のインピーダンス（Ｚ）の積からなる零相電流（ＩＬ）の電圧変換値のみでなければならないが、上記数式１のように、
Figure 2017199677
と入力増幅器３０の増幅度の積に相当する零相電流（ＩＬ）の電圧変換値の誤差（オフセット電圧）が発生する。
当該零相電流（ＩＬ）の電圧変換値の誤差は後続のステージのトリップ決定回路部４０のトリップ決定において誤動作を起こすことがあるという問題があった。
本発明は、このような従来技術の問題を解決するためになされたものであり、漏電検出信号の増幅において誤差（オフセット電圧）の発生を防止することにより正確な漏電判定を行うことができる漏電遮断器の制御回路を提供することを目的とする。
本発明の上記目的は、回路の零相電流を漏電検出信号として検出する零相変流器と、前記漏電検出信号に含まれる高周波ノイズを除去するフィルタ回路部と、前記漏電検出信号の電流及び前記フィルタ回路部のインピーダンスにより形成される電圧を増幅し、ベースが前記フィルタ回路部の両出力端にそれぞれ接続される一対のトランジスタを備える入力増幅器と、前記一対のトランジスタのベースに共通に接続され、前記一対のトランジスタに同じ量のベース電流を供給するベース電流発生器と、前記入力増幅器から出力される前記漏電検出信号としての前記増幅された電圧の値と予め設定された基準電圧値とを比較してトリップ制御信号を出力するか否かを決定するトリップ決定回路部とを含む、本発明による漏電遮断器の制御回路を提供することにより達成することができる。
本発明の好ましい一態様によれば、前記ベース電流発生器は、電流ミラー回路で構成される。
本発明の好ましい他の態様によれば、前記電流ミラー回路は、ＢＪＴ（Bipolar Junction Transistor）ミラー回路である。
本発明の好ましいさらに他の態様によれば、前記電流ミラー回路は、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）ミラー回路である。
本発明の好ましいさらに他の態様によれば、前記電流ミラー回路は、基準電流が流れる第１ＢＪＴと、前記第１ＢＪＴのベースに接続されるベースを有し、前記基準電流と同じ電流値の出力電流を供給する第２ＢＪＴと、前記第１ＢＪＴのベースに接続されるベースを有し、前記基準電流と同じ電流値の出力電流を供給する第３ＢＪＴとを含む。
本発明の好ましいさらに他の態様によれば、前記第１ＢＪＴ、前記第２ＢＪＴ及び前記第３ＢＪＴは、同じ電気的特性を有するＢＪＴで構成される。
本発明の好ましいさらに他の態様によれば、本発明による漏電遮断器の制御回路は、前記ベース電流発生器に接続され、前記一対のトランジスタのベースに供給される前記ベース電流を調整することにより、前記ベース電流に対する前記一対のトランジスタのコレクタ電流のゲインを調整するゲイン調整器をさらに含む。
本発明の好ましいさらに他の態様によれば、前記ゲイン調整器は、定電圧源と、前記定電圧源に直列に接続される可変抵抗とから構成され、前記可変抵抗の抵抗値の調整により前記ベース電流を調整するように構成される。
本発明による漏電遮断器の制御回路は、従来技術とは異なり、検出した零相電流が入力増幅器を構成する一対のトランジスタのベース電流として用いられるのではなく、一対のトランジスタのベース電流を供給するベース電流発生器を備えるので、零相電流と２つのトランジスタのベース電流の差を発生させる電圧降下、すなわちオフセット電圧が生じない。従って、入力増幅器により増幅される漏電検出信号にオフセット電圧が含まれないので、正確な漏電判定を行える漏電遮断器の制御回路を提供できるという効果がある。
また、本発明による漏電遮断器の制御回路は、ゲイン調整器を用いて入力増幅器の一対のトランジスタのベース電流を調整することにより、一対のトランジスタのコレクタ電流、すなわち出力電流の変化（ゲイン）及び出力電圧の変化（ゲイン）を調整でき、このような特性により、トリップ決定回路部の入力信号としての前記漏電検出信号のレベル（電圧レベル）を容易に調整できるという効果がある。
本発明の好ましい一実施形態による漏電遮断器の制御回路の構成を示すブロック図である。 図１に示すベース電流発生器の一構成例（能動素子としてＢＪＴを用いた構成例）を示す回路図である。 図１に示すベース電流発生器の他の構成例（能動素子としてＭＯＳＦＥＴを用いた構成例）を示す回路図である。 本発明の好ましい他の実施形態による漏電遮断器の制御回路の構成を示すブロック図である。 図３に示すゲイン調整器の一構成例を示す回路図である。 従来技術による漏電遮断器の制御回路の構成を示すブロック図である。
前述した本発明の目的とそれを達成する本発明の構成及びその作用効果は、添付図面を参照した本発明の好ましい実施形態についての以下の説明によりさらに明確に理解できるであろう。
まず、図１を参照して、本発明の好ましい一実施形態による漏電遮断器の制御回路の構成について説明する。
本発明の好ましい一実施形態による漏電遮断器の制御回路は、零相変流器（ＺＣＴ）１０、フィルタ回路部２０、入力増幅器３０、ベース電流発生器６０及びトリップ決定回路部４０を含む。
トリップ機構５０は、周知のように、マグネチックコイルと、前記マグネチックコイルが励磁するとその磁力により回動するアーマチュアや前進するプランジャなどの機械的出力部とを含み、前記漏電遮断器の制御回路により動作する機構である。
トリップ機構５０の機械的出力は、周知のように、トリップスプリング、ラッチ、リンクなどから構成された開閉機構がトリップ動作を行うようにトリガする。
零相変流器１０は、従来技術と同様に、回路に漏電が発生すると生成される零相電流（ＩＬ）を漏電検出信号として検出する。
零相変流器１０は、内部に回路が貫通する環状のコアと、前記コアに巻回され、誘導された前記零相電流（ＩＬ）を出力する二次コイルとを含む。
フィルタ回路部２０は、前記漏電検出信号に含まれる高周波ノイズを除去する回路部であって、公知のローパスフィルタ（Low Pass Filter）回路部で構成されてもよい。
フィルタ回路部２０から出力される電流が入力増幅器３０のベース電流（Ｉｂ）として用いられる従来技術とは異なり、本発明においては、前記零相電流（ＩＬ）が再び零相変流器１０に送られる。
本発明においては、フィルタ回路部２０が有するインピーダンスをＺとすると、高周波成分が除去された零相電流（ＩＬ）とフィルタ回路部２０のインピーダンス（Ｚ）による電圧（電圧降下）、すなわち
Figure 2017199677
が入力増幅器３０により増幅される。
すなわち、本発明においては、オフセット電圧による誤差が生じることなく、前記漏電検出信号としての零相電流（ＩＬ）とフィルタ回路部２０のインピーダンス（Ｚ）による電圧、すなわち前記漏電検出信号の電圧変換値のみ入力増幅器３０により増幅されるので、後続のステージでトリップ決定回路部４０により正確な漏電判定が行われることになる。
入力増幅器３０は、前記漏電検出信号の電流、すなわち零相電流（ＩＬ）とフィルタ回路部２０のインピーダンス（Ｚ）により形成される電圧を増幅する。
入力増幅器３０は、典型的な演算増幅器で構成されてもよい。
入力増幅器３０は、ベースがフィルタ回路部２０の両出力端にそれぞれ接続される一対のトランジスタＱ１、Ｑ２を備える。
入力増幅器３０は、一対のトランジスタＱ１、Ｑ２のコレクタに定電流を供給する定電流源と、一対のトランジスタＱ１、Ｑ２のエミッタに共通に定電流を供給する定電流源とをさらに備える。
ベース電流発生器６０は、一対のトランジスタＱ１、Ｑ２のベースに共通に接続され、一対のトランジスタＱ１、Ｑ２に同じ量のベース電流（Ｉｂ）を供給する。
ベース電流発生器６０は、図２Ａ又は図２Ｂに示すように、電流ミラー回路で構成されてもよい。
図２Ａは、ベース電流発生器６０の一構成例として、ＢＪＴミラー回路で構成された場合を示す。
図２Ａを参照すると、前記ＢＪＴミラー回路は、ベース同士が当接して接続されるＢＪＴ３ Ｑ３、ＢＪＴ４ Ｑ４及びＢＪＴ５ Ｑ５を含む。
前記ＢＪＴミラー回路は、基準電流（Ｉｒｅｆ）を供給する定電流源（符号なし）をさらに含んでもよい。
ＢＪＴ３ Ｑ３には前記基準電流（Ｉｒｅｆ）が流れる。つまり、前記基準電流（Ｉｒｅｆ）はＢＪＴ３ Ｑ３のコレクタ及びベースに供給される。
ＢＪＴ４ Ｑ４は、ＢＪＴ３ Ｑ３のベースに接続されるベースを有し、前記基準電流（Ｉｒｅｆ）と同じ電流値の出力電流、すなわちコレクタ電流（Ｉｃ）を供給する。ＢＪＴ４ Ｑ４のコレクタには電流出力端子が接続される。
ＢＪＴ５ Ｑ５は、ＢＪＴ３ Ｑ３のベースに接続されるベースを有し、前記基準電流（Ｉｒｅｆ）と同じ電流値の出力電流、すなわちコレクタ電流（Ｉｃ）を供給する。ＢＪＴ５ Ｑ５のコレクタには電流出力端子が接続される。
ＢＪＴ３ Ｑ３、ＢＪＴ４ Ｑ４及びＢＪＴ５ Ｑ５のエミッタは接地される。
ＢＪＴ３ Ｑ３、ＢＪＴ４ Ｑ４及びＢＪＴ５ Ｑ５は、同じ電気的特性を有するＢＪＴで構成されてもよい。
図２ＡのＢＪＴミラー回路は、前記基準電流（Ｉｒｅｆ）と同じ電流値の出力電流（Ｉｏｕｔ）をＢＪＴ４ Ｑ４及びＢＪＴ５ Ｑ５のコレクタに接続された前記電流出力端子を介して出力する。
図２Ｂは、ベース電流発生器６０の他の構成例として、ＭＯＳＦＥＴミラー回路で構成された場合を示す。
図２Ｂの構成例は、能動素子としてＭＯＳＦＥＴを用いたことを除いては、能動素子としてＢＪＴを用いた図２Ａの構成例と同様である。
よって、図２Ｂの構成例の構成及び作用については、図２Ａを参照して説明した通りであるのでその説明を省略する。
一方、図１において、トリップ決定回路部４０は、入力増幅器３０から出力される前記漏電検出信号としての前記増幅された電圧の値と予め設定された基準電圧値とを比較してトリップ制御信号を出力するか否かを決定する。
次に、図１を参照して、本発明の好ましい一実施形態による漏電遮断器の制御回路の動作について簡単に説明する。
零相変流器１０は、回路に漏電が発生すると生成される零相電流（ＩＬ）を漏電検出信号として検出する。
フィルタ回路部２０は、前記漏電検出信号、すなわち零相電流（ＩＬ）に含まれる高周波ノイズを除去する。そして、フィルタ回路部２０は、零相電流（ＩＬ）とフィルタ回路部２０のインピーダンス（Ｚ）による電圧、すなわち
Figure 2017199677
を入力電圧として入力増幅器３０に印加する。
なお、フィルタ回路部２０から出力される零相電流（ＩＬ）がトランジスタのベース電流として用いられる従来技術とは異なり、本発明においては、ベース電流発生器６０が入力増幅器３０の一対のトランジスタＱ１、Ｑ２に同じ量のベース電流（Ｉｂ）を供給する。
前記零相電流（ＩＬ）は、再び零相変流器１０に送られる。
本発明において、前記漏電検出信号としての零相電流（ＩＬ）は、フィルタ回路部２０のインピーダンス（Ｚ）により入力電圧
Figure 2017199677
に変換される。よって、本発明において、増幅される前の前記漏電検出信号は、フィルタ回路部２０において形成される電圧値となる。
フィルタ回路部２０において形成される前記漏電検出信号としての入力電圧
Figure 2017199677
は、入力増幅器３０によりベース電流（Ｉｂ）に対するコレクタ電流（Ｉｃ）の比率で増幅される。
コレクタ電流（Ｉｃ）は、コレクタ抵抗により電圧に変換され、一対のトランジスタＱ１、Ｑ２のコレクタに接続された電流出力端子を介して出力されるようにしてもよい。
すなわち、図１において、それぞれのトランジスタＱ１、Ｑ２のコレクタに接続された電流出力端子の電圧は、入力増幅器３０から出力される前記漏電検出信号の増幅された電圧信号として、トリップ決定回路部４０に印加される。
トリップ決定回路部４０は、入力増幅器３０から出力される前記漏電検出信号としての前記増幅された電圧の値と予め設定された基準電圧値とを比較してトリップ制御信号を出力するか否かを決定する。
例えば、前記漏電検出信号としての前記増幅された電圧の値が前記予め設定された基準電圧値以上の場合、トリップ決定回路部４０は、トリップ制御信号を後続のステージのトリップ機構５０に出力する。
トリップ機構５０は、例えば、コイル（図示せず）と、アーマチュアやプランジャなどの出力部（図示せず）とを含んでもよい。トリップ機構５０は、前記コイルが前記トリップ制御信号により磁化すると、前記コイルの磁力により前記出力部を移動させ、開閉機構（図示せず）が自動的に回路遮断動作（トリップ動作）を行うようにトリガする。
すると、前記開閉機構により可動接点（図示せず）が対応する固定接点（図示せず）から分離し、漏電発生による回路遮断が行われる。
以下、図３及び図４を参照して、本発明の好ましい他の実施形態による漏電遮断器の制御回路について説明する。
図３に示す本発明の好ましい他の実施形態による漏電遮断器の制御回路は、ゲイン調整器７０をさらに含むことを除いては、図１に示す本発明の好ましい一実施形態による漏電遮断器の制御回路と同様である。
よって、説明の重複を避けるために、ゲイン調整器７０についてのみ図３及び図４を参照して説明する。
ゲイン調整器７０は、ベース電流発生器６０に接続され、入力増幅器３０の一対のトランジスタＱ１、Ｑ２のベースに供給されるベース電流（Ｉｂ）を調整することにより、前記ベース電流（Ｉｂ）に対する一対のトランジスタＱ１、Ｑ２のコレクタ電流（Ｉｃ）のゲインを調整する。
図４に示すように、ゲイン調整器７０は、定電圧源７０ａと、定電圧源７０ａに直列に接続される可変抵抗７０ｂとを含んでもよい。
よって、定電圧源７０ａから印加される一定電圧に対して可変抵抗７０ｂの抵抗値を手動で調整することにより、可変抵抗７０ｂに流れる出力電流が変化する。
ここで、ゲイン調整器７０の出力電流は、基準電流（Ｉｒｅｆ）としてベース電流発生器６０に供給される。
可変抵抗７０ｂの抵抗値を調整することにより、ゲイン調整器７０の出力電流である基準電流（Ｉｒｅｆ）を調整することができ、従って、電流ミラー回路で構成されたベース電流発生器６０から出力される同じ電流値を有する２つのベース電流（Ｉｂ）を調整することができる。
一方、入力増幅器３０のベース電流（Ｉｂ）とコレクタ電流（Ｉｃ）の関係は下記数式２のように表される。
Figure 2017199677
ここで、βは入力増幅器３０の増幅度である。
上記数式２から分かるように、増幅度（β）が一定である場合、前記ベース電流（Ｉｂ）が増加すると前記コレクタ電流（Ｉｃ）も増加し、前記ベース電流（Ｉｂ）が減少すると前記コレクタ電流（Ｉｃ）も減少する。
従って、前記ベース電流（Ｉｂ）の大きさを調整することにより、前記コレクタ電流（Ｉｃ）が変化する程度、すなわちゲインを調整することができる。
また、前記コレクタ電流（Ｉｃ）は、コレクタ抵抗（図１及び図３においてコレクタに接続された抵抗記号を参照）により電圧に変換され、入力増幅器３０の出力信号としてトリップ決定回路部４０に供給される。
１０ 零相変流器
２０ フィルタ回路部
３０ 入力増幅器
４０ トリップ決定回路部
５０ トリップ機構
６０ ベース電流発生器
７０ ゲイン調整器

Claims (8)

  1. 回路の零相電流を漏電検出信号として検出する零相変流器と、
    前記漏電検出信号に含まれる高周波ノイズを除去するフィルタ回路部と、
    前記漏電検出信号の電流及び前記フィルタ回路部のインピーダンスにより形成される電圧を増幅し、ベースが前記フィルタ回路部の両出力端にそれぞれ接続される一対のトランジスタを備える入力増幅器と、
    前記一対のトランジスタのベースに共通に接続され、前記一対のトランジスタに同じ量のベース電流を供給するベース電流発生器と、
    前記入力増幅器から出力される前記漏電検出信号としての前記増幅された電圧の値と予め設定された基準電圧値とを比較してトリップ制御信号を出力するか否かを決定するトリップ決定回路部とを含む、漏電遮断器の制御回路。
  2. 前記ベース電流発生器は、電流ミラー回路で構成される、請求項１に記載の漏電遮断器の制御回路。
  3. 前記電流ミラー回路は、ＢＪＴ（Bipolar Junction Transistor）ミラー回路である、請求項２に記載の漏電遮断器の制御回路。
  4. 前記電流ミラー回路は、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）ミラー回路である、請求項２に記載の漏電遮断器の制御回路。
  5. 前記電流ミラー回路は、
    基準電流が流れる第１ＢＪＴと、
    前記第１ＢＪＴのベースに接続されるベースを有し、前記基準電流と同じ電流値の出力電流を供給する第２ＢＪＴと、
    前記第１ＢＪＴのベースに接続されるベースを有し、前記基準電流と同じ電流値の出力電流を供給する第３ＢＪＴとを含む、請求項２に記載の漏電遮断器の制御回路。
  6. 前記第１ＢＪＴ、前記第２ＢＪＴ及び前記第３ＢＪＴは、同じ電気的特性を有するＢＪＴで構成される、請求項５に記載の漏電遮断器の制御回路。
  7. 前記ベース電流発生器に接続され、前記一対のトランジスタのベースに供給される前記ベース電流を調整することにより、前記ベース電流に対する前記一対のトランジスタのコレクタ電流のゲインを調整するゲイン調整器をさらに含む、請求項１に記載の漏電遮断器の制御回路。
  8. 前記ゲイン調整器は、定電圧源と、前記定電圧源に直列に接続される可変抵抗とから構成され、前記可変抵抗の抵抗値の調整により前記ベース電流を調整するように構成される、請求項７に記載の漏電遮断器の制御回路。
JP2017090346A 2016-04-28 2017-04-28 漏電遮断器の制御回路 Pending JP2017199677A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160052316A KR102485879B1 (ko) 2016-04-28 2016-04-28 누전차단기
KR10-2016-0052316 2016-04-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017199677A true JP2017199677A (ja) 2017-11-02

Family

ID=58632265

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017090346A Pending JP2017199677A (ja) 2016-04-28 2017-04-28 漏電遮断器の制御回路

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10559434B2 (ja)
EP (1) EP3240130A1 (ja)
JP (1) JP2017199677A (ja)
KR (1) KR102485879B1 (ja)
CN (1) CN107340797A (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10910825B2 (en) * 2018-03-21 2021-02-02 Eaton Intelligent Power Limited Input impedance management and leakage current detection
KR101979216B1 (ko) * 2018-08-08 2019-05-17 주식회사 써니아이씨 누설전류 검출장치 및 이 장치를 갖는 누전차단기
KR102672226B1 (ko) * 2019-01-07 2024-06-05 엘에스일렉트릭(주) 누설 전류의 유형을 출력할 수 있는 누전 차단기 및 그 제어 방법
US11411385B2 (en) 2020-12-03 2022-08-09 Kedu Electric Co., Ltd. Timing leakage protection circuit and device containing same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4639684A (en) * 1984-11-06 1987-01-27 Harris Corporation Differential input stage for the realization of low noise and high precision bipolar transistor amplifiers
US6636111B1 (en) * 2002-07-26 2003-10-21 Linear Technology Corporation Bootstrap circuit to cancel input bias currents of a differential amplifier over most of common-mode input voltage range
WO2004001924A1 (en) * 2002-06-24 2003-12-31 Shakira Limited Residual current detection circuit
JP2010272523A (ja) * 2009-05-21 2010-12-02 Ls Industrial Systems Co Ltd 回路遮断器用異常電流検出回路
US20110234322A1 (en) * 2010-03-23 2011-09-29 Analog Devices, Inc. Apparatus and method for reducing current noise

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4150411A (en) * 1977-12-15 1979-04-17 General Electric Company Ground fault circuit interrupter utilizing a single transformer
JPH06196945A (ja) 1992-12-24 1994-07-15 Toshiba Corp 差動増幅回路
JP3684568B2 (ja) 1999-06-22 2005-08-17 横河電機株式会社 遅延時間可変回路
US6255887B1 (en) 1999-08-12 2001-07-03 Texas Instruments Incorporated Variable transconductance current mirror circuit
FR2850495B1 (fr) 2003-01-24 2005-06-03 Schneider Electric Ind Sas Dispositif de protection differentielle et appareil de coupure electrique comportant un tel dispositif
US7271444B2 (en) * 2003-12-11 2007-09-18 International Business Machines Corporation Wrap-around gate field effect transistor
KR100647150B1 (ko) 2004-12-22 2006-11-23 (주) 아모센스 자성코어를 갖는 누전차단기
KR100933533B1 (ko) * 2007-07-11 2009-12-23 주식회사 코본테크 누전차단기의 전자파장애 방지장치
WO2009014143A1 (ja) 2007-07-24 2009-01-29 Panasonic Electric Works Co., Ltd. 充電監視装置
KR101466851B1 (ko) 2008-12-30 2014-11-28 주식회사 동부하이텍 3개 입력들을 비교하는 비교 회로
JP2010183721A (ja) 2009-02-05 2010-08-19 Mitsumi Electric Co Ltd Ａｃ電源検出回路および直流電源装置
EP2815478B1 (en) * 2012-02-15 2017-03-22 Qualcomm Incorporated Surge protection for differential input/output interfaces
JP6255700B2 (ja) 2013-04-16 2018-01-10 富士電機株式会社 差動増幅器および漏電遮断器
KR101864624B1 (ko) 2014-07-11 2018-06-07 엘에스산전 주식회사 누전 차단기용 누전 결정 회로

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4639684A (en) * 1984-11-06 1987-01-27 Harris Corporation Differential input stage for the realization of low noise and high precision bipolar transistor amplifiers
WO2004001924A1 (en) * 2002-06-24 2003-12-31 Shakira Limited Residual current detection circuit
US6636111B1 (en) * 2002-07-26 2003-10-21 Linear Technology Corporation Bootstrap circuit to cancel input bias currents of a differential amplifier over most of common-mode input voltage range
JP2010272523A (ja) * 2009-05-21 2010-12-02 Ls Industrial Systems Co Ltd 回路遮断器用異常電流検出回路
US20110234322A1 (en) * 2010-03-23 2011-09-29 Analog Devices, Inc. Apparatus and method for reducing current noise

Also Published As

Publication number Publication date
EP3240130A1 (en) 2017-11-01
KR20170123098A (ko) 2017-11-07
US20170316896A1 (en) 2017-11-02
KR102485879B1 (ko) 2023-01-06
US10559434B2 (en) 2020-02-11
CN107340797A (zh) 2017-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101068718B1 (ko) 회로차단기용 이상전류 검출회로
CN112803901B (zh) 一种基于自适应过流保护的功率放大器
JP6900046B2 (ja) 交流電流を遮断するための回路
US10559434B2 (en) Control circuit for electric leakage circuit breaker
US6707651B2 (en) ARC fault or ground fault or ARC fault/ground fault trip signal generator and trip unit employing the same
CN104052021B (zh) 用于电力电路开关的控制电路
CN102893477B (zh) 故障电流保护开关
US10622169B2 (en) Circuit interrupter and receptacle with temperature based trip
CN207884483U (zh) 一种可编程电源的过压保护装置及可编程电源
KR101724645B1 (ko) 누설전류 검출용 집적회로 및 누전차단기
KR20170109939A (ko) 누전 차단기의 누전 검출 회로
US20140268435A1 (en) Current saturation detection and clamping circuit and method
WO2016052487A1 (ja) インダクタンス測定装置およびインダクタンス測定方法
JPH1062453A (ja) 電流センサ
KR20180032076A (ko) 모터 보호 계전기
JP6969884B2 (ja) 電流検出アンプ
KR102096481B1 (ko) 누설전류 검출용 반도체 집적회로 및 이 반도체 집적회로를 갖는 누전차단기
KR101292183B1 (ko) Ｄｃ 개폐모듈
KR102018852B1 (ko) 전원 차단 장치
CA3081724C (en) HIGH OUTPUT CURRENT TRANSCONDUCTANCE AMPLIFIER
US12625168B2 (en) Current measurement device and current measurement method
Loreto et al. Residual Current Circuit Implemented in Complementary Metal Oxide Semiconductor for Remanence Correction
KR100638239B1 (ko) 누전 차단기
JP2001148615A (ja) Ｍｏｓ−ｆｅｔ増幅回路
JPS6019490Y2 (ja) 漏電しゃ断器

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180213

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181023

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20181211

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20181218

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20190423