JP2804868B2 - 回路遮断器 - Google Patents

回路遮断器

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JP2804868B2 JP4238419A JP23841992A JP2804868B2 JP 2804868 B2 JP2804868 B2 JP 2804868B2 JP 4238419 A JP4238419 A JP 4238419A JP 23841992 A JP23841992 A JP 23841992A JP 2804868 B2 JP2804868 B2 JP 2804868B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、回路遮断器に関し、
特に交流電路より検出した回路遮断判定用の電流信号の
波形を再生する積分回路の動作を安定化するようにした
回路遮断器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5は従来の回路遮断器の全体構成を示
すブロック図である。図において、U,V,W,Nは交
流電源(図示しない)の各相、1は各相と負荷を結ぶ相
導体からなる交流電路としての主回路、3は引外し電磁
装置としてのトリップコイルであり、励磁された時に遮
断機構4を介して遮断接点2を開かせ、また消磁された
時に閉じさせる。5は主回路1の各相導体を1次巻線と
する変流器、6は変流器5に接続され主回路1の交流を
直流に変換する整流回路、7はこの整流回路6に接続さ
れ後述する諸回路に所要の電圧を供給する電源回路、8
はこの電源回路7の両端間でトリップコイル3と共に直
列に接続された電子式スイッチである。
【0003】9は主回路1の各相導体に電磁結合された
電流検出コイルとしての空心コイルであり、各相導体の
磁束により負荷電流を検出し、コイル両端に誘起電圧を
発生する。10はこれら空心コイル9の両端に接続さ
れ、発生した誘起電圧を電流信号に再生する過電流信号
再生回路、11は過電流信号再生回路10によって再生
された電流信号を整流する整流信号回路、12A、12
Bはこの整流信号回路11の出力側で互いに接続された
各相の整流信号のうち最大相の整流信号を選択する最大
相選択回路、13,14は最大相選択回路12A,12
Bによって選択された整流信号をそれぞれピーク値,実
効値に変換するピーク値変換回路,実効値変換回路であ
る。
【0004】15は最大相選択回路12からの整流信号
が既定の瞬時引外し特性を超えるとトリップ(引外し)
信号を電子式スイッチ8へ出力する瞬時引外し回路、1
6はピーク値変換回路13からのピーク値変換された整
流信号が既定の短限時引外し特性を超えるとトリップ信
号を電子式スイッチ8へ出力する短限時引外し回路であ
る。これら以外の諸回路はこの発明に直接関係しないの
で、ここではその説明を省略する。
【0005】図6は過電流信号再生回路10の詳細な構
成を示す回路図である。図において、10A〜10Dは
それぞれ積分回路を構成する演算増幅器であり、空心コ
イル9により微分信号の形で検出した誘起電圧を積分し
元の過電流波形を再生する。10A1,10A2は空心
コイル9からの過電流信号を演算増幅器10Aに入力す
る入力抵抗、10A3,10A4は演算増幅器10Aの
反転入力端子と出力端子間に並列接続され積分回路の時
定数回路を構成するフィードバック抵抗,積分コンデン
サである。尚、他の演算増幅器10B〜10Dにおいて
も同様な抵抗、コンデンサを接続して積分回路を構成し
ている。
【0006】次に、従来の回路遮断器の動作について過
電流信号再生回路10の動作に注目して説明する。主回
路1を構成する各相導体に負荷電流が流れると相導体に
磁界が発生する。そしてその磁界を相導体と電磁結合し
ている空心コイル9が電磁誘導作用にて検知すると、空
心コイル9の両端には負荷電流波形を微分処理した波形
をなす誘起電圧が発生する。
【0007】空心9の両端に発生した誘起電圧を例えば
入力抵抗10A1,10A2を通して演算増幅器10A
に入力すると、演算増幅器10Aは積分コンデンサ10
A4、入力抵抗10A3と共に積分回路を構成している
ため入力した誘起電圧を元の負荷電流波形、即ちsin
カーブをなす負荷電流波形が微分され位相の進んだco
sカーブをなす誘起電圧波形となったならば誘起電圧波
形を積分してsinカーブに再生し、電流信号として後
段の整流信号回路11に出力する。整流信号回路11は
入力した電流信号を全波整流し、負荷電流のピーク値を
求めるために最大相選択回路12Aを通してピーク値変
換回路13へ出力する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の回路遮断器は、
以上のように過電流信号再生回路を含む総ての回路の電
源電圧を負荷電流を基に電源回路から供給される。その
ため過電流信号再生回路においては、電源電圧が一定電
圧値までに立ち上がらない状態で演算増幅器が空心コイ
ルより電流信号を取り込むと、電流信号は完全に積分さ
れず不正確な電流信号として出力され後段の回路が誤動
作するという問題点があった。
【0009】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、回路の電源電圧が一定値に立ち
上がった事を検知した後に、回路の動作を有効とするこ
とができる回路遮断器を得ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明に係る回路遮断
器は、交流電路を流れる電流検出時に電流値に応じた誘
起電圧を発生する電流検出コイルと、この電流検出コイ
ルに発生した誘起電圧を積分し電流波形を再生する積分
回路と、この積分回路を構成する演算増幅器の入力端子
と出力端子間に接続されたコンデンサを短絡する短絡手
段と、前記演算増幅器の電源電圧の立ち上がりを検出
し、電圧値が予め設定した値以下のときに前記短絡手段
を短絡して前記積分回路を無効とし、電圧値が予め設定
した値に至った時に前記短絡手段に対し短絡解除信号を
出力して前記積分回路を有効とする短絡制御手段とを備
えたものである。
【0011】
【作用】この発明における回路遮断器は、回路の電源電
圧が一定値までに立ち上がるまでは、積分回路を構成す
るコンデンサの両端を短絡手段にて短絡し、電流のコン
デンサへ充電を停止して積分動作を停止し、短絡制御手
段にて電源電圧が一定値まで立ち上がったことを検出し
たならば短絡手段による短絡を解除し、電流をコンデン
サに充電して積分動作を開始することで誘起電圧の積分
を可能にする。
【0012】
【実施例】実施例1.以下、この発明に一実施例を図に
ついて説明する。図1は本実施例に係る回路遮断器の全
体構成を示すブロック図である。尚、図中図5と同一符
号は同一又は相当部分を示す。図において、7Aは本実
施例における電源回路、101は本実施例における過電
流信号再生回路であり電源回路7Aより動作電源が供給
される。図2は図1に示した過電流信号再生回路101
の一部構成を示した回路図である。図中図6と同一符号
は同一又は相当部分を示す。図において、QA〜QCは短
絡手段としてのFETであり、演算増幅器10A〜10
Cの入力端子と出力端子間に接続されたフィードバック
抵抗10A3〜10C3と積分コンデンサ10A4〜1
0A4から構成される並列回路の両端を外部信号により
短絡或は開放する。
【0013】102は短絡制御手段としての積分開始電
圧検出回路であり、その構成としてQ1は各FETQA
Cにゲート信号を与えるトランジスタであり、コレクタ
はコレクタ抵抗R1を介して電源回路7Aのグランド端
子GGに接続され、エミッタは電源回路7Aのマイナス
電源ラインV−に接続されている。またベースとグラン
ド端子GG間にはベースに一定電圧を与えるツェナーダ
イオードZD1と抵抗R2の直列回路が接続され、更に
ベースとエミッタ間にはベースにおいて抵抗R2と直列
接続される抵抗R3が接続されている。
【0014】即ちベースにはツェナー電圧を抵抗R2
3で分圧した電圧が与えられ、この分圧電圧がトラン
ジスタQ1の動作電圧に到るとトランジスタQ1はオンし
てFETQA〜QCのゲートにマイナス電位を与えオフ動
作させる。
【0015】図4は電源回路7Aの出力部を表す回路図
である。図において、C1は一端がプラス電源ライン
に、他端がグランド端子GGに接続されたコンデンサで
あり、グランド端子GGから見てプラス電源ラインに例
えば+12Vを与える。C2は一端がマイナス電源ライ
ンに、他端がグランド端子GGに接続されたコンデンサ
であり、グランド端子GGから見てマイナス電源ライン
に例えばー12Vを与える。ZD2はコンデンサC1
並列接続されたツェナーダイオードであり、プラス側電
源を+12Vの一定電圧に制限する。
【0016】次に、上記構成に従って本実施例の動作に
ついて説明する。先ず、整流回路6より負荷電流に比例
した直流電圧が電源回路7Aに印加されると、電源回路
の出力部(図4)に設けたコンデンサC1,C2には図3
の電源電圧特性に示される様に徐々に電荷が充電され
る。この時プラス電源ラインに接続されたコンデンサC
1の充電電圧が+12Vに達すると、ツェナーダイオー
ドZD2がブレイクダウンを起こしプラス側電源V+を
+12Vに制限する。
【0017】だが、マイナス側電源に関してはコンデン
サC2に抵抗R4を並列接続してあるためリップル成分
等、電源の変動要素がマイナス電源に現れ、電源電圧が
一定のマイナス電圧V−に至るまでに時間を要するよう
になつている。従って、このマイナス電源電圧V−が一
定電圧(ー12V)に至った時点で電源回路7Aの電源
電圧が一定値に立ち上がったことを検知することができ
る。
【0018】以上のように構成された電源回路7Aのグ
ランド端子GGとマイナス電源ラインをそれぞれ電流信
号再生回路101に内蔵された積分開始電圧検出回路1
02のグランド端子GGとマイナス電源端子V−に接続
する。この状態で遮断接点2を投入し、変流器5を通し
て負荷電流を整流回路6に流し直流電圧を電圧回路7A
に印加するとプラス、マイナスの電源電圧は徐々に立ち
上がる。しかし、マイナス電源電圧V−は前述したよう
にプラス電源電圧V+に比較して一定電圧に立ち上がる
までに時間を要する。
【0019】従って、積分開始電圧検出回路102にお
いては、グランド端子GGのグランド電位より見てマイ
ナス電源電圧V−は、トランジスタQ1のベースに接続
されたツェナーダイオードZD1がブレイクダウンを起
こす電位まで下がっていない。そのためトランジスタQ
1のベースには動作電圧はかからずオフ状態であること
からコレクタに接続された抵抗R1間の電位はグランド
電位となって各FETQA〜QCのゲートに伝えられる。
その結果各FETQA〜QCはオン動作してソース、ドレ
イン間が導通状態になり、各演算増幅器10A〜10C
に設けたフィードバック抵抗10A3〜10C3と積分
コンデンサ10A4〜10C4の並列回路の両端は各F
ETQA〜QCによって短絡される。これにより電源回路
の電圧が一定値に確立されない間は演算増幅器は積分動
作を行うことがないため誤った積分出力を後段の整流信
号回路11に出力することがない。
【0020】しかし、マイナス電源電圧V−が一定電圧
値に下がると、ツェナーダイオードZDはブレイクダウ
ンを起こしツェナー電圧を発生する。このツェナー電圧
を抵抗R3とR2の比で分圧した電圧をトランジスタQ1
のベースとエミッタにかけると、トランジスタQ1はオ
ン動作しコレクタに接続した抵抗R1間の電位をマイナ
ス電源電圧V−に下がる。
【0021】その結果各FETQA〜QCはオフ動作して
ソース、ドレイン間が非導通状態になり、各演算増幅器
10A〜10Cに設けたフィードバック抵抗10A3〜
10C3と積分コンデンサ10A4〜10C4の並列回
路の両端の短絡は解除される。これにより電源回路の電
圧が一定値に確立され後に演算増幅器が積分動作を行う
ことで正常な積分出力を後段の整流信号回路11に出力
することになる。
【0022】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、交流電
路を流れる電流検出時に電流値に応じた誘起電圧を発生
する電流検出コイルと、この電流検出コイルに発生した
誘起電圧を積分し電流波形を再生する積分回路と、この
積分回路を構成する演算増幅器の入力端子と出力端子間
に接続されたコンデンサを短絡する短絡手段と、前記演
算増幅器の電源電圧の立ち上がりを検出し、電圧値が予
め設定した値以下のときに前記短絡手段を短絡して前記
積分回路を無効とし、電圧値が予め設定した値に至った
時に前記短絡手段に対し短絡解除信号を出力して前記積
分回路を有効とする短絡制御手段とを備え、演算増幅器
の電源電圧が一定値に確立された後に演算増幅器による
積分動作を可能としたことで電源立ち上がり時に誤った
積分出力が出されることがないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のによる回路遮断器の一実施例の構成
を示すブロック図である。
【図2】本実施例による電流信号再生回路の構成を示す
回路図である。
【図3】本実施例による電源回路の電源電圧立ち上がり
特性を示す特性図である。
【図4】本実施例による電源回路の出力部を示す回路図
である。
【図5】従来の回路遮断器の構成を示すブロック図であ
る。
【図6】従来の電流信号再生回路の構成を示す回路図で
ある。
【符号の説明】
1 主回路 9 空心コイル 10A〜10C 演算増幅器 102 積分開始電圧検出回路 QA〜QC FET
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−135563(JP,A) 特開 平2−232875(JP,A) 特開 平4−135948(JP,A) 実開 昭61−141988(JP,U) 実開 昭63−33949(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02H 3/08 - 3/52

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電路を流れる電流検出時に電流値に
    応じた誘起電圧を発生する電流検出コイルと、この電流
    検出コイルに発生した誘起電圧を積分し電流波形を再生
    する積分回路と、この積分回路を構成する演算増幅器の
    入力端子と出力端子間に接続されたコンデンサを短絡す
    る短絡手段と、前記演算増幅器の電源電圧の立ち上がり
    を検出し、電圧値が予め設定した値以下のときに前記短
    絡手段を短絡して前記積分回路を無効とし、電圧値が予
    め設定した値に至った時に前記短絡手段に対し短絡解除
    信号を出力して前記積分回路を有効とする短絡制御手段
    とを備えたことを特徴とする回路遮断器。
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JPS61141988U (ja) * 1985-02-22 1986-09-02
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JPH0710656B2 (ja) * 1990-09-27 1995-02-08 株式会社カンセイ 車両用乗員保護装置

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