JPH0522454B2 - - Google Patents
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- JPH0522454B2 JPH0522454B2 JP58151952A JP15195283A JPH0522454B2 JP H0522454 B2 JPH0522454 B2 JP H0522454B2 JP 58151952 A JP58151952 A JP 58151952A JP 15195283 A JP15195283 A JP 15195283A JP H0522454 B2 JPH0522454 B2 JP H0522454B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- level
- conversion
- voltage
- level shift
- 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.)
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は電路の最適な保護・監視を行うため事
故電流を検出する過電流検出装置に関する。
故電流を検出する過電流検出装置に関する。
従来この種の装置として第１図に示されたよう
な過電流検出装置があつた。第１図に示されたよ
うな構成の過電流検出装置において、電路１０の
電流を検出すべく電流検出手段としての変流器２
０が設けられている。電路１０に事故電流が流れ
ると、変流器２０の二次側には変流器２０の変流
比に応じた電流が誘起される。この二次電流は変
流器２０の二次側に接続された全波整流回路３０
により整流された波形変換回路４０に入力され
る。波形変換回路４０は全波整流回路３０の出力
である絶対値波形の信号をその実効値または平均
値に対応する信号に波形変換し、次の分圧回路５
０に与える。分圧回路５０は、例えば３つの抵抗
R1，R2，R3の直列接続体よりなり、波形変換回
路４０の出力電流信号を電圧信号に変換するとと
もに、所定の比に分圧する。上記抵抗R1，R2，
R3の直列接続体の正極側端部の電圧をVo1、抵抗
R1及び抵抗R2の接続中点の電圧をVo2、抵抗R2
及び抵抗R3の接続中点の電圧をVo3とした場合
の、これらの電圧値と、これらに対応する被検出
電流（電路の電流）Ｉとの関係は例えば第２図に
示すように対応付けられている。第２図より容易
に了解されるとおり、電圧信号Vo1はこれに対応
する被検出電流Ｉが定格電流の10倍になつたとき
に基準電圧Vref（後段のＡ／Ｄ変換回路等の信号
処理回路において、その入力信号の有効範囲の上
限値として設定された一定のレベル）に達する。
同様に、電圧Vo2は被検出電流Ｉが定格電流の20
倍になつたときに、電圧Vo3は30倍になつたとき
に、それぞれ基準電圧Vrefに達する。上述のよ
うな各信号電圧Vo1，Vo2，Vo3はそれぞれアナ
ログマルチプレクサ６０を介してＡ／Ｄ変換回路
７０に入力される。アナログマルチプレクサ６０
及びＡ／Ｄ変換回路７０はそれぞれマイクロコン
ピユータ８０の制御信号に同期して動作する。即
ち、アナログマルチプレクサ６０はマイクロコン
ピユータ８０の制御信号に基づいて時分割的に入
力Vo1，Vo2，Vo3を選択し次のＡ／Ｄ変換回路
７０に与える。Ａ／Ｄ変換回路はマイクロコンピ
ユータ８０の制御信号に基づいてアナログマルチ
プレクサ６０より入力された信号をデイジタル信
号に変換しマイクロコンピユータ８０に入力す
る。マイクロコンピユータ８０は所定のプラグラ
ムに従つて上述のようにして入力された信号のレ
ベル判別を実行し、入力信号レベルが予め設定さ
れた基準レベルを超えた時点で所定の時限を発生
する（即ち、所定の限時動作を開始する）。マイ
クロコンピユータ８０は上述の時限が経過した時
点で出力装置９０に駆動信号を発する。出力装置
９０はこの駆動信号に応動し、出力端子９１から
警報、表示、或いは保護装置駆動用等の過電流検
出信号を出力する。上述のマイクロコンピユータ
８０により実行される限時動作における入力信号
（検出信号）レベル（被検出電流Ｉに対応）と発
生時限との関係は、例えば第３図に示すような反
限時特性を持たせてある。このような特性は、保
護対象（電路や負荷等）の熱耐量を考慮して決定
されるが、第３図のものは、いわゆる三限特性
（長限時、短限時、瞬時）である。
な過電流検出装置があつた。第１図に示されたよ
うな構成の過電流検出装置において、電路１０の
電流を検出すべく電流検出手段としての変流器２
０が設けられている。電路１０に事故電流が流れ
ると、変流器２０の二次側には変流器２０の変流
比に応じた電流が誘起される。この二次電流は変
流器２０の二次側に接続された全波整流回路３０
により整流された波形変換回路４０に入力され
る。波形変換回路４０は全波整流回路３０の出力
である絶対値波形の信号をその実効値または平均
値に対応する信号に波形変換し、次の分圧回路５
０に与える。分圧回路５０は、例えば３つの抵抗
R1，R2，R3の直列接続体よりなり、波形変換回
路４０の出力電流信号を電圧信号に変換するとと
もに、所定の比に分圧する。上記抵抗R1，R2，
R3の直列接続体の正極側端部の電圧をVo1、抵抗
R1及び抵抗R2の接続中点の電圧をVo2、抵抗R2
及び抵抗R3の接続中点の電圧をVo3とした場合
の、これらの電圧値と、これらに対応する被検出
電流（電路の電流）Ｉとの関係は例えば第２図に
示すように対応付けられている。第２図より容易
に了解されるとおり、電圧信号Vo1はこれに対応
する被検出電流Ｉが定格電流の10倍になつたとき
に基準電圧Vref（後段のＡ／Ｄ変換回路等の信号
処理回路において、その入力信号の有効範囲の上
限値として設定された一定のレベル）に達する。
同様に、電圧Vo2は被検出電流Ｉが定格電流の20
倍になつたときに、電圧Vo3は30倍になつたとき
に、それぞれ基準電圧Vrefに達する。上述のよ
うな各信号電圧Vo1，Vo2，Vo3はそれぞれアナ
ログマルチプレクサ６０を介してＡ／Ｄ変換回路
７０に入力される。アナログマルチプレクサ６０
及びＡ／Ｄ変換回路７０はそれぞれマイクロコン
ピユータ８０の制御信号に同期して動作する。即
ち、アナログマルチプレクサ６０はマイクロコン
ピユータ８０の制御信号に基づいて時分割的に入
力Vo1，Vo2，Vo3を選択し次のＡ／Ｄ変換回路
７０に与える。Ａ／Ｄ変換回路はマイクロコンピ
ユータ８０の制御信号に基づいてアナログマルチ
プレクサ６０より入力された信号をデイジタル信
号に変換しマイクロコンピユータ８０に入力す
る。マイクロコンピユータ８０は所定のプラグラ
ムに従つて上述のようにして入力された信号のレ
ベル判別を実行し、入力信号レベルが予め設定さ
れた基準レベルを超えた時点で所定の時限を発生
する（即ち、所定の限時動作を開始する）。マイ
クロコンピユータ８０は上述の時限が経過した時
点で出力装置９０に駆動信号を発する。出力装置
９０はこの駆動信号に応動し、出力端子９１から
警報、表示、或いは保護装置駆動用等の過電流検
出信号を出力する。上述のマイクロコンピユータ
８０により実行される限時動作における入力信号
（検出信号）レベル（被検出電流Ｉに対応）と発
生時限との関係は、例えば第３図に示すような反
限時特性を持たせてある。このような特性は、保
護対象（電路や負荷等）の熱耐量を考慮して決定
されるが、第３図のものは、いわゆる三限特性
（長限時、短限時、瞬時）である。
上述のような従来の装置におけるダイナミツク
レンジ拡大のための構成・機能について更に詳述
する。前述のとおり分圧回路５０の３種類の出力
電圧Vo1，Vo2，Vo3は、上昇率が異なり、それ
ぞれ被検出電流Ｉが定格電流の10倍、20倍、30倍
になつたときに基準電圧Vrefに達する（第２
図）。このような分圧回路５０は検出可能な電流
の上限値及び検出の分解能を拡大する（即ちダイ
ナミツクレンジを拡大する）ために設けられたも
のである。即ち、マイクロコンピユータ８０は被
検出電流（事故電流）Ｉを、その大きさが定格電
流の10倍迄の範囲をVo1について、20倍までの範
囲をVo2について、30倍までの範囲をVo3につい
てそれぞれサンプリング入力することにより検出
する。この場合のVo1からVo2への切換えは、一
般にVo1の値が基準電圧Vrefに達した時点でなさ
れる。Vo2からVo3への切換えも同様である。上
述のように分圧回路５０を用いて上昇率の異なる
複数の検出信号電圧Vo1，Vo2，Vo3を切換えて
事故電流を検出するのは、Ａ／Ｄ変換回路７０の
Ａ／Ｄ変換基準電圧（前述の基準電圧Vrefに相
当するものであり、一般にこの種の装置では約
5Vに設定されるものが多い）及び分解能に制約
があるためである。高分解能のＡ／Ｄ変換回路を
製作することは理論的には可能であるが、回路が
複雑になり、コストが高く、信頼性が低下するの
で実用上は問題が多過ぎる。このため従来はダイ
ナミツクレンジの拡大をはかるためには、一般に
上述のような構成がとられた。しかしながらこの
ような従来の装置では、Ａ／Ｄ変換処理に無駄が
多く、またＡ／Ｄ変換処理のビツト誤差（１ビツ
トの誤差に対応するアナログ信号の誤差の値）も
大きい等の問題がある。即ち、Ａ／Ｄ変換回路７
０は第２図における信号電圧Vo1，Vo2，Vo3の
それぞれについてこれらをＡ／Ｄ変換すべく、所
定のＡ／Ｄ変換基準電圧に一定のビツト数を対応
させ、この対応関係に基づいて上記検出信号を分
解していくが、Vo2に関するＯ−Ｐ間の分解ビツ
ト（即ち、デイジタルデータ）はVo1に関するＯ
−Ａ間のデータと同一の被検出値に対応するデー
タ、即ち重複データである。また同様にVo3に関
するＯ−Ｑ間の分解ビツトはVo2に関するＯ−Ｂ
間のデータと重複するものである。従つてVo2に
関するＯ−Ｐ間のデータ及びVo3に関するＯ−Ｑ
間のデータについては無駄なＡ／Ｄ変換処理がな
されることになる。一方実際に利用されるVo2に
ついてのＰ−Ｂ間及びVo3についてのＱ−Ｃ間の
データについては、上述のような無駄な処理がな
される区間から制限を受けて、被検出電流Ｉの変
化に対する信号電圧の変化幅が少ないため、分解
能が低下し、Ａ／Ｄ変換処理におけるビツト誤差
が大きくなつてしまうという問題がある。
レンジ拡大のための構成・機能について更に詳述
する。前述のとおり分圧回路５０の３種類の出力
電圧Vo1，Vo2，Vo3は、上昇率が異なり、それ
ぞれ被検出電流Ｉが定格電流の10倍、20倍、30倍
になつたときに基準電圧Vrefに達する（第２
図）。このような分圧回路５０は検出可能な電流
の上限値及び検出の分解能を拡大する（即ちダイ
ナミツクレンジを拡大する）ために設けられたも
のである。即ち、マイクロコンピユータ８０は被
検出電流（事故電流）Ｉを、その大きさが定格電
流の10倍迄の範囲をVo1について、20倍までの範
囲をVo2について、30倍までの範囲をVo3につい
てそれぞれサンプリング入力することにより検出
する。この場合のVo1からVo2への切換えは、一
般にVo1の値が基準電圧Vrefに達した時点でなさ
れる。Vo2からVo3への切換えも同様である。上
述のように分圧回路５０を用いて上昇率の異なる
複数の検出信号電圧Vo1，Vo2，Vo3を切換えて
事故電流を検出するのは、Ａ／Ｄ変換回路７０の
Ａ／Ｄ変換基準電圧（前述の基準電圧Vrefに相
当するものであり、一般にこの種の装置では約
5Vに設定されるものが多い）及び分解能に制約
があるためである。高分解能のＡ／Ｄ変換回路を
製作することは理論的には可能であるが、回路が
複雑になり、コストが高く、信頼性が低下するの
で実用上は問題が多過ぎる。このため従来はダイ
ナミツクレンジの拡大をはかるためには、一般に
上述のような構成がとられた。しかしながらこの
ような従来の装置では、Ａ／Ｄ変換処理に無駄が
多く、またＡ／Ｄ変換処理のビツト誤差（１ビツ
トの誤差に対応するアナログ信号の誤差の値）も
大きい等の問題がある。即ち、Ａ／Ｄ変換回路７
０は第２図における信号電圧Vo1，Vo2，Vo3の
それぞれについてこれらをＡ／Ｄ変換すべく、所
定のＡ／Ｄ変換基準電圧に一定のビツト数を対応
させ、この対応関係に基づいて上記検出信号を分
解していくが、Vo2に関するＯ−Ｐ間の分解ビツ
ト（即ち、デイジタルデータ）はVo1に関するＯ
−Ａ間のデータと同一の被検出値に対応するデー
タ、即ち重複データである。また同様にVo3に関
するＯ−Ｑ間の分解ビツトはVo2に関するＯ−Ｂ
間のデータと重複するものである。従つてVo2に
関するＯ−Ｐ間のデータ及びVo3に関するＯ−Ｑ
間のデータについては無駄なＡ／Ｄ変換処理がな
されることになる。一方実際に利用されるVo2に
ついてのＰ−Ｂ間及びVo3についてのＱ−Ｃ間の
データについては、上述のような無駄な処理がな
される区間から制限を受けて、被検出電流Ｉの変
化に対する信号電圧の変化幅が少ないため、分解
能が低下し、Ａ／Ｄ変換処理におけるビツト誤差
が大きくなつてしまうという問題がある。
〔発明の概要〕
本発明は上述のような従来の装置における問題
点を解決した新規なこの種の過電流検出装置を提
供しようとするものである。即ち、本発明は、レ
ベルシフト回路を応用することにより、Ａ／Ｄ変
換回路の分解能を最大限に活用して事故電流の検
出精度を向上させ、さらにＡ／Ｄ変換回路やレベ
ルシフト回路を構成する個々の素子の特性変化等
に起因するＡ／Ｄ変換基準電圧の変動による誤差
を低減した過電流検出装置を提供することを目的
としている。
点を解決した新規なこの種の過電流検出装置を提
供しようとするものである。即ち、本発明は、レ
ベルシフト回路を応用することにより、Ａ／Ｄ変
換回路の分解能を最大限に活用して事故電流の検
出精度を向上させ、さらにＡ／Ｄ変換回路やレベ
ルシフト回路を構成する個々の素子の特性変化等
に起因するＡ／Ｄ変換基準電圧の変動による誤差
を低減した過電流検出装置を提供することを目的
としている。
以下に図面を用いて本発明の実施例につき詳述
することにより本発明を明らかにする。
することにより本発明を明らかにする。
第４図は本発明の一実施例としての過電流検出
装置を示すブロツク図である。第４図において、
本例の装置には、電路１０の電流検出手段として
変流器２０が設けられている。変流器２０の二次
側にはその二次出力の絶対値を得るための全波整
流回路３０を介して波形変換回路４０が接続され
ている。波形変換回路４０は入力信号波形をその
実効値または平均値に変換して出力するためのも
のである。波形変換回路４０の出力側にはその電
流出力信号を電圧信号に変換するための例えば抵
抗器等でなる電圧変換回路５１が接続されてい
る。電圧変換回路５１の出力側には、その出力信
号電圧を自己の第１の入力ポート６１から受ける
ようにアナログマルチプレクサ６０が接続されて
いる。また、電圧変換回路５１には出力電圧信号
に対し所定のレベルシフトを行うためのレベルシ
フト回路１００が接続されている。このレベルシ
フト回路１００は例えばツエナーダイオードZD1
及びZD2の直列接続体で構成され、この直列接続
体のカソード側が前記電圧変換回路５１の正極側
に接続されている。またツエナーダイオードZD1
とZD2の接続中点が前記アナログマルチプレクサ
６０の第２の入力ポート６２に、ツエナーダイオ
ードZD2のアノード側が第３の入力ポート６３に
それぞれ接続されている。上記ツエナーダイオー
ドZD1及びZD2は、電圧変換回路５１の出力信号
電圧にそれぞれ所定のレベルシフトを与えてアナ
ログマルチプレクサ６０に入力するためのもので
ある。アナログマルチプレクサ６０の出力側にそ
のアナログ出力信号をデイジタル信号に変換する
Ａ／Ｄ変換回路７０が接続されている。また、
Ａ／Ｄ変換回路７０の出力側にはそのデイジタル
出力信号が入力されるようにマイクロコンピユー
タ８０が接続されている。前記アナログマルチプ
レクサ６０及びＡ／Ｄ変換回路７０はマイクロコ
ンピユータ８０よりの制御信号に基づいて同期的
に動作するように構成されている。マイクロコン
ピユータ８０は所定のプログラムに従つて入力信
号のレベルを判別し、入力信号が予め設定された
レベルを超えた時点で所定の時限を発生し（即
ち、所定の限時動作を開始し）、この時限が経過
した時点で駆動信号を出力するように構成されて
いる。マイクロコンピユータ８０の上記駆動信号
が入力されるように出力装置９０が接続されてい
る。出力装置９０はマイクロコンピユータ８０の
駆動信号に応動してその出力端子９１から警報、
表示、或いは保護装置駆動用等の過電流検出信号
を出力するように構成されている。
装置を示すブロツク図である。第４図において、
本例の装置には、電路１０の電流検出手段として
変流器２０が設けられている。変流器２０の二次
側にはその二次出力の絶対値を得るための全波整
流回路３０を介して波形変換回路４０が接続され
ている。波形変換回路４０は入力信号波形をその
実効値または平均値に変換して出力するためのも
のである。波形変換回路４０の出力側にはその電
流出力信号を電圧信号に変換するための例えば抵
抗器等でなる電圧変換回路５１が接続されてい
る。電圧変換回路５１の出力側には、その出力信
号電圧を自己の第１の入力ポート６１から受ける
ようにアナログマルチプレクサ６０が接続されて
いる。また、電圧変換回路５１には出力電圧信号
に対し所定のレベルシフトを行うためのレベルシ
フト回路１００が接続されている。このレベルシ
フト回路１００は例えばツエナーダイオードZD1
及びZD2の直列接続体で構成され、この直列接続
体のカソード側が前記電圧変換回路５１の正極側
に接続されている。またツエナーダイオードZD1
とZD2の接続中点が前記アナログマルチプレクサ
６０の第２の入力ポート６２に、ツエナーダイオ
ードZD2のアノード側が第３の入力ポート６３に
それぞれ接続されている。上記ツエナーダイオー
ドZD1及びZD2は、電圧変換回路５１の出力信号
電圧にそれぞれ所定のレベルシフトを与えてアナ
ログマルチプレクサ６０に入力するためのもので
ある。アナログマルチプレクサ６０の出力側にそ
のアナログ出力信号をデイジタル信号に変換する
Ａ／Ｄ変換回路７０が接続されている。また、
Ａ／Ｄ変換回路７０の出力側にはそのデイジタル
出力信号が入力されるようにマイクロコンピユー
タ８０が接続されている。前記アナログマルチプ
レクサ６０及びＡ／Ｄ変換回路７０はマイクロコ
ンピユータ８０よりの制御信号に基づいて同期的
に動作するように構成されている。マイクロコン
ピユータ８０は所定のプログラムに従つて入力信
号のレベルを判別し、入力信号が予め設定された
レベルを超えた時点で所定の時限を発生し（即
ち、所定の限時動作を開始し）、この時限が経過
した時点で駆動信号を出力するように構成されて
いる。マイクロコンピユータ８０の上記駆動信号
が入力されるように出力装置９０が接続されてい
る。出力装置９０はマイクロコンピユータ８０の
駆動信号に応動してその出力端子９１から警報、
表示、或いは保護装置駆動用等の過電流検出信号
を出力するように構成されている。
上述のような構成の本発明の装置の動作を以下
に説明する。
に説明する。
第４図において、電路１０に過電流が流れると
変流器２０の二次側には変流器２０の変流比に応
じた電流が誘起される。この二次電流（検出信
号）は全波整流回路３０によりその絶対値に変換
されて波形変換回路４０に入力される。波形変換
回路４０はこの入力信号波形をその実効値または
平均値に変換して次の電圧変換回路５１に与え
る。電圧変換回路５１は波形変換回路４０の電流
出力信号を電圧信号Vo1′に変換して次のアナロ
グマルチプレクサ６０の第１の入力ポート６１に
与える。また同時に、波形変換回路の出力信号
Vo1′に対してレベルシフト回路１００のツエナ
ーダイオードZD1により第１のレベルシフトがな
されて出力信号Vo2′が得られ、またツエナーダ
イオードZD2により第２のレベルシフトがなされ
て出力電圧Vo3′が得られる。前記出力信号Vo2′，
Vo3′もVo1′と同様に、アナログマルチプレクサ
６０の第２の入力ポート６２及び第３の入力ポー
ト６３にそれぞれ与えられる。上述のような各出
力信号Vo1′，Vo2′，Vo3′のレベルと被検出電流
（事故電流）Ｉとの関係は例えば第５図に示すよ
うなものである。アナログマルチプレクサ６０は
マイクロコンピユータ８０よりの制御信号に同期
して入力信号を時分割的に選択して次のＡ／Ｄ変
換回路７０に与える。Ａ／Ｄ変換回路７０はマイ
クロコンピユータ８０の制御信号に基づいてアナ
ログマルチプレクサ６０からの入力アナログ信号
をデイジタル信号に変換し、これをマイクロコン
ピユータ８０に入力する。マイクロコンピユータ
８０はこの入力信号のレベルを判別し、そのレベ
ルが予め設定されたレベルを超えたことを弁別す
ると所定の限時動作を開始し（即ち、時限を発生
し）所定の時限が経過した時点で駆動信号を発す
る。出力装置９０はこの駆動信号に応動してその
出力端子９１から警報、表示、或いは保護装置駆
動用等の過電流検出信号を発する。尚、上述のマ
イクロコンピユータ８０による限時動作における
入力信号（検出信号）レベル（被検出電流Ｉに対
応）と発生時限との関係は、例えば前述の第３図
と全く同様の三限特性をもたせてある。
変流器２０の二次側には変流器２０の変流比に応
じた電流が誘起される。この二次電流（検出信
号）は全波整流回路３０によりその絶対値に変換
されて波形変換回路４０に入力される。波形変換
回路４０はこの入力信号波形をその実効値または
平均値に変換して次の電圧変換回路５１に与え
る。電圧変換回路５１は波形変換回路４０の電流
出力信号を電圧信号Vo1′に変換して次のアナロ
グマルチプレクサ６０の第１の入力ポート６１に
与える。また同時に、波形変換回路の出力信号
Vo1′に対してレベルシフト回路１００のツエナ
ーダイオードZD1により第１のレベルシフトがな
されて出力信号Vo2′が得られ、またツエナーダ
イオードZD2により第２のレベルシフトがなされ
て出力電圧Vo3′が得られる。前記出力信号Vo2′，
Vo3′もVo1′と同様に、アナログマルチプレクサ
６０の第２の入力ポート６２及び第３の入力ポー
ト６３にそれぞれ与えられる。上述のような各出
力信号Vo1′，Vo2′，Vo3′のレベルと被検出電流
（事故電流）Ｉとの関係は例えば第５図に示すよ
うなものである。アナログマルチプレクサ６０は
マイクロコンピユータ８０よりの制御信号に同期
して入力信号を時分割的に選択して次のＡ／Ｄ変
換回路７０に与える。Ａ／Ｄ変換回路７０はマイ
クロコンピユータ８０の制御信号に基づいてアナ
ログマルチプレクサ６０からの入力アナログ信号
をデイジタル信号に変換し、これをマイクロコン
ピユータ８０に入力する。マイクロコンピユータ
８０はこの入力信号のレベルを判別し、そのレベ
ルが予め設定されたレベルを超えたことを弁別す
ると所定の限時動作を開始し（即ち、時限を発生
し）所定の時限が経過した時点で駆動信号を発す
る。出力装置９０はこの駆動信号に応動してその
出力端子９１から警報、表示、或いは保護装置駆
動用等の過電流検出信号を発する。尚、上述のマ
イクロコンピユータ８０による限時動作における
入力信号（検出信号）レベル（被検出電流Ｉに対
応）と発生時限との関係は、例えば前述の第３図
と全く同様の三限特性をもたせてある。
次に本発明におけるダイナミツクレンジ拡大の
ための構成・作用について更に詳述する。
ための構成・作用について更に詳述する。
前述のように、第４図における電圧変換回路５
１に誘起する電圧Vo1′及びレベルシフト回路１
００におけるツエナーダイオードZD1によりレベ
ルシフトされた信号Vo2′、ツエナーダイオード
ZD2によりレベルシフトされた信号Vo3′とこれら
に対応する被検出電流Ｉとの関係は第５図に示さ
れたようなものである。即ち、 Vo2′＝Vo1′−Vref Vo3′＝Vo1′−２×Vref （但し、VrefはＡ／Ｄ変換における基準電圧） なる関係が成立しており、電圧Vo2′はVo1′に対
しＡ／Ｄ変換基準電圧Vrefだけのレベルシフト
を与えることにより、また電圧Vo3′はVo1′に対
しＡ／Ｄ変換基準電圧Vrefの２倍のレベルシフ
トを与えることにより得られる。
１に誘起する電圧Vo1′及びレベルシフト回路１
００におけるツエナーダイオードZD1によりレベ
ルシフトされた信号Vo2′、ツエナーダイオード
ZD2によりレベルシフトされた信号Vo3′とこれら
に対応する被検出電流Ｉとの関係は第５図に示さ
れたようなものである。即ち、 Vo2′＝Vo1′−Vref Vo3′＝Vo1′−２×Vref （但し、VrefはＡ／Ｄ変換における基準電圧） なる関係が成立しており、電圧Vo2′はVo1′に対
しＡ／Ｄ変換基準電圧Vrefだけのレベルシフト
を与えることにより、また電圧Vo3′はVo1′に対
しＡ／Ｄ変換基準電圧Vrefの２倍のレベルシフ
トを与えることにより得られる。
第５図の信号Vo1′，Vo2′，Vo3′に対するアナ
ログマルチプレクサ６０における入力信号の選択
動作は、マイクロコンピユータ８０よりの制御信
号に基づき、例えば、被検出電流が定格電流の10
倍までの範囲はVo1′が、20倍までの範囲は
Vo2′が、80倍までの範囲はVo3′がそれぞれ選択
されるようにして行なわれる。尚、同図におい
て、縦軸をＡ／Ｄ変換後の出力（VrefはＡ／Ｄ
変換の飽和ビツト相当）とすると、V′01のＡ／Ｄ
変換出力はＯ−Ａ−Ｃの特性を、Vo2′のＡ／Ｄ
変換出力はＯ−Ｐ−Ｂ−Ｃの特性を、Vo3′の
Ａ／Ｄ変換出力はＯ−Ｑ−Ｃの特性をそれぞれ示
す。Ａ／Ｄ変換回路７０は上述のようなVo1′，
Vo2′，Vo3′の各信号に対し、検出信号として利
用する範囲を、Vo1′に関してはそのＯ−Ａ間、
Vo2′に関してはそのＰ−Ｂ間、Vo3′に関しては
そのＱ−Ｃ間のみにそれぞれ限定し、これら限定
された区間の信号に対応させてＡ／Ｄ変換の基準
ビツト数（入力信号レベルの最大変化幅に対応す
るビツト数）を割当てるので、Ａ／Ｄ変換回路７
０の分解能を最大限に利用することができる。
ログマルチプレクサ６０における入力信号の選択
動作は、マイクロコンピユータ８０よりの制御信
号に基づき、例えば、被検出電流が定格電流の10
倍までの範囲はVo1′が、20倍までの範囲は
Vo2′が、80倍までの範囲はVo3′がそれぞれ選択
されるようにして行なわれる。尚、同図におい
て、縦軸をＡ／Ｄ変換後の出力（VrefはＡ／Ｄ
変換の飽和ビツト相当）とすると、V′01のＡ／Ｄ
変換出力はＯ−Ａ−Ｃの特性を、Vo2′のＡ／Ｄ
変換出力はＯ−Ｐ−Ｂ−Ｃの特性を、Vo3′の
Ａ／Ｄ変換出力はＯ−Ｑ−Ｃの特性をそれぞれ示
す。Ａ／Ｄ変換回路７０は上述のようなVo1′，
Vo2′，Vo3′の各信号に対し、検出信号として利
用する範囲を、Vo1′に関してはそのＯ−Ａ間、
Vo2′に関してはそのＰ−Ｂ間、Vo3′に関しては
そのＱ−Ｃ間のみにそれぞれ限定し、これら限定
された区間の信号に対応させてＡ／Ｄ変換の基準
ビツト数（入力信号レベルの最大変化幅に対応す
るビツト数）を割当てるので、Ａ／Ｄ変換回路７
０の分解能を最大限に利用することができる。
従つて、第２図に基づき説明した従来の装置に
おけるようにＯ−Ｐ間及びＯ−Ｑ間（第２図）の
分解ビツト（即ち、デイジタルデータ）が全く無
駄になつてしまうという問題が回避される。また
第５図におけるＰ−Ｂ間Vo2′及びＱ−Ｃ間
Vo3′を第２図におけるＰ−Ｂ間Vo2及びＱ−Ｃ間
Vo3と比較すれば明らかなように本発明によれば
ダイナミツクレンジが大幅に拡大される。上述の
実施例においてレベルシフト回路１００として
は、ツエナーダイオードZD1及びZD2による２段
のレベルシフトを行なう態様のものを適用した
が、より多くの段数のレベルシフトを行なう態様
のものを適用することにより、更に過電流検出の
精度を向上させることができる。尚、上述の本発
明の装置において、Ａ／Ｄ変換回路７０のＡ／Ｄ
変換基準電圧をツエナーダイオードにより得て、
且つ複数段のレベルシフト量をこれと同定格のツ
エナーダイオードのｎ個（但し、ｎ＝１、２、
３、……）の直列接続体（即ち、一段目はツエナ
ーダイオード１個、２段目はツエナーダイオード
２個の直列接続体、…）により行う構成をとるこ
とにより、個々の素子の特性変化等に起因する
Ａ／Ｄ変換基準電圧の変動による誤差を低減でき
る。また、各ツエナーダイオードは直列接続され
ているので、各段のツエナーダイオードのレベル
シフト値が次段のレベルシフトにおける基準値と
なり、いわゆるレベルシフトによる不連続点がな
い。また使用するツエナーダイオードの個数が最
小限で済む。従つてこのような構成をとることに
より安定したＡ／Ｄ変換結果が得られ、高精度で
信頼性が高く、且つ安価な過電流検出装置が実現
できる。
おけるようにＯ−Ｐ間及びＯ−Ｑ間（第２図）の
分解ビツト（即ち、デイジタルデータ）が全く無
駄になつてしまうという問題が回避される。また
第５図におけるＰ−Ｂ間Vo2′及びＱ−Ｃ間
Vo3′を第２図におけるＰ−Ｂ間Vo2及びＱ−Ｃ間
Vo3と比較すれば明らかなように本発明によれば
ダイナミツクレンジが大幅に拡大される。上述の
実施例においてレベルシフト回路１００として
は、ツエナーダイオードZD1及びZD2による２段
のレベルシフトを行なう態様のものを適用した
が、より多くの段数のレベルシフトを行なう態様
のものを適用することにより、更に過電流検出の
精度を向上させることができる。尚、上述の本発
明の装置において、Ａ／Ｄ変換回路７０のＡ／Ｄ
変換基準電圧をツエナーダイオードにより得て、
且つ複数段のレベルシフト量をこれと同定格のツ
エナーダイオードのｎ個（但し、ｎ＝１、２、
３、……）の直列接続体（即ち、一段目はツエナ
ーダイオード１個、２段目はツエナーダイオード
２個の直列接続体、…）により行う構成をとるこ
とにより、個々の素子の特性変化等に起因する
Ａ／Ｄ変換基準電圧の変動による誤差を低減でき
る。また、各ツエナーダイオードは直列接続され
ているので、各段のツエナーダイオードのレベル
シフト値が次段のレベルシフトにおける基準値と
なり、いわゆるレベルシフトによる不連続点がな
い。また使用するツエナーダイオードの個数が最
小限で済む。従つてこのような構成をとることに
より安定したＡ／Ｄ変換結果が得られ、高精度で
信頼性が高く、且つ安価な過電流検出装置が実現
できる。
以上を要するに、本発明によればＡ／Ｄ変換回
路のＡ／Ｄ変換基準電圧をツエナーダイオードに
より得て、且つレベルシフトを行なう複数段のレ
ベルシフト用素子をこれと同定格のツエナーダイ
オードを直列接続して適用したので、個々の素子
の特性変化等に起因するＡ／Ｄ変換基準電圧の変
動による誤差が低減できると共に、入力信号を所
定の範囲の区間毎に次の区画との間に不連続点が
生じないように順次レベルシフトし、Ａ／Ｄ変換
回路の分解能を最大限に有効利用することができ
る。従つて事故電流の検出精度が向上し、且つダ
イナミツクレンジの広い過電流検出装置が実現で
きる。更に本発明の装置は構造が簡単で信頼性が
高く、安価であるため実用性が高い。
路のＡ／Ｄ変換基準電圧をツエナーダイオードに
より得て、且つレベルシフトを行なう複数段のレ
ベルシフト用素子をこれと同定格のツエナーダイ
オードを直列接続して適用したので、個々の素子
の特性変化等に起因するＡ／Ｄ変換基準電圧の変
動による誤差が低減できると共に、入力信号を所
定の範囲の区間毎に次の区画との間に不連続点が
生じないように順次レベルシフトし、Ａ／Ｄ変換
回路の分解能を最大限に有効利用することができ
る。従つて事故電流の検出精度が向上し、且つダ
イナミツクレンジの広い過電流検出装置が実現で
きる。更に本発明の装置は構造が簡単で信頼性が
高く、安価であるため実用性が高い。
第１図は従来の過電流検出装置を示すブロツク
図、第２図は第１図の装置の動作を表わす特性
図、第３図は一般的な過電流検出装置の特性を示
す特性図、第４図は本発明の一実施例としての過
電流検出装置を示すブロツク図、第５図は第４図
の装置の動作を表わす特性図である。 １０……電路、２０……変流器、３０……全波
整流回路、４０……波形変換回路、５０……分圧
回路、５１……電圧変換回路、６０……アナログ
マルチプレクサ、７０……Ａ／Ｄ変換回路、８０
……マイクロコンピユータ、９０……出力装置、
１００……レベルシフト回路。
図、第２図は第１図の装置の動作を表わす特性
図、第３図は一般的な過電流検出装置の特性を示
す特性図、第４図は本発明の一実施例としての過
電流検出装置を示すブロツク図、第５図は第４図
の装置の動作を表わす特性図である。 １０……電路、２０……変流器、３０……全波
整流回路、４０……波形変換回路、５０……分圧
回路、５１……電圧変換回路、６０……アナログ
マルチプレクサ、７０……Ａ／Ｄ変換回路、８０
……マイクロコンピユータ、９０……出力装置、
１００……レベルシフト回路。
Claims (1)
- １ 電路に流れる電流を検出する電流検出手段、
前記電流検出手段の出力信号をその実効値または
平均値に変換する波形変換手段、前記波形変換手
段の出力信号レベルに所定の段数のレベルシフト
を与えるレベルシフト手段、前記波形変換手段及
びレベルシフト手段の各アナログ出力信号をデイ
ジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段、前記Ａ／
Ｄ変換手段の出力信号を受けてその信号レベルを
判別するレベル判別手段、前記レベル判別手段の
出力信号に基づいて所定の時限を発生する時限発
生手段、及び前記時限発生手段の出力信号に基づ
いて過電流検出信号を発する出力手段を具備した
過電流検出装置において、前記Ａ／Ｄ変換手段は
自己のＡ／Ｄ変換基準電圧を発生するためのツエ
ナーダイオードを有するものであり、且つ前記レ
ベルシフト手段はレベルシフト用素子として前記
ツエナーダイオードと同一のツエナー電圧を有す
るｎ個（ｎ＝１、２、３、……）のツエナーダイ
オードが直列接続されて個々のレベルシフト量を
アナログマルチプレクサを介して前記Ａ／Ｄ変換
手段に入力するように構成されたものであること
を特徴とする過電流検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15195283A JPS6046716A (ja) | 1983-08-20 | 1983-08-20 | 過電流検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15195283A JPS6046716A (ja) | 1983-08-20 | 1983-08-20 | 過電流検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6046716A JPS6046716A (ja) | 1985-03-13 |
| JPH0522454B2 true JPH0522454B2 (ja) | 1993-03-29 |
Family
ID=15529788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15195283A Granted JPS6046716A (ja) | 1983-08-20 | 1983-08-20 | 過電流検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6046716A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62115495A (ja) * | 1985-11-15 | 1987-05-27 | 株式会社 サト− | 拡大文字作成装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5594521A (en) * | 1979-01-10 | 1980-07-18 | Mitsubishi Electric Corp | Input circuit for digital protection relay |
-
1983
- 1983-08-20 JP JP15195283A patent/JPS6046716A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6046716A (ja) | 1985-03-13 |
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