JPS5940266A - 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
されるべき被検出電流に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次コ
イルに流れる電流を検出するための抵抗ならびに被検出
電流に応じて予め定める一定周期のデユーティを変えて
発振する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、交流電源か
らの交流電力を電源回路により直流電力に変換して電力
イマ１勢されるようにした電流検出装置に関する。 ２流電力の投入後、所定の短い時間内に電流検出装置が
動作状態になることか要望されている。ところか電）原
註路の直流電力出力側のマルチバイブレータ回路、デユ
ーティ検出回路、応動回路などの負荷のインピーダンス
が低いために電源回路の出力電圧の上昇が遅く、したが
って電流検出装置が動作状態になるまでの時間が良くな
った。 本発明の目的は、−１−述の技術的課題を解決し、交流
電力の投入後、電源回路の出力電圧が素翳りＩ−、■す
るとともに、短時間内に動作状態になる電流検出装置を
提供することである。 以下、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。交流型）原１≦Ｊ
９がらの交流電力は、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Ｉ　Ｑ　／ｉ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２０Ｃ）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）Ａコれる電流Ｉ２の
相互の差（ｉ　１　＝　ｉ　２　）の検出されるべき直
流す９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、磁気マルチバイフレーク回路・
・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１（）
を（ｌｉｉｉえる。 電源回路２は、端子Ｌ　、　Ｎ　、　Ｐ　Ｅ、抵抗２１
，２２、コンデンサ２　：’ｌ　、　２　、ｉ、および
ダイオード２５〜３０を有する。ライン３１は、端子Ｉ
７、抵抗２］、コンデンサ２３および１幀方向

【こダイ
オード２５を介してライン３３に接続される。ダイオー
ド２５のアメードは、ダイオード２Ｇ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のアンードは、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１也は、端３
− 了−ＰＥ、抵抗２２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２０のアン
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３・１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によって直流電力に変換され
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Ｆランジ
゛スタ３５、抵抗３６およびツェナダイオード３’？＋
３８を有する。ライン３３は、トランジスタ３５のエミ
ッタに接続されるとともに、１氏抗：（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
３８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３９からの
正の一定の直流電圧子＼１ｃｃお上４− びライン３４からの負の−・定の直流電圧−Ｖｃｃ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ク回路・１は、抵抗・１０と、可
飽和リアクトル・１］と、マルチバイブレータ回路・１
２とを備える。可飽和リアクトル４１は、コア４３およ
び一対のほぼ等しい巻数ｎを有する２次巻線４４．３次
巻線４５を含む。マルチバイブレーク回路４２は、−月
のスイッチング素子としてのトランジスタ４６．４７、
ツェナダイオード４；３、定電流源４９　、５　ｆｉ、
ダイオード５１〜５８、および抵抗５　り　、６　ｆ’
）を有する。一方向性素子としてのダイオード５３．５
４は対を成す。また一方向性素子としてのダイオ−ド５
５．５６は対を成す。 抵抗４０の一方端には、直流電圧＋Ｖｃｃが印。 加される。抵抗・１０の池方端は、２次および３次コイ
ル４４　、４５の一方端にそれぞれ接続される。２次コ
イル・１４の他方端は、接続点６１に接続される。３次
コイル４５の他方端は、接続点６２１こ接続される。接
続点６１および直流電圧−Ｘ１００間には、トランジス
タ・１Ｇか接続される。トランジスタ・１６には、ｊ四
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−入’　（＋　（＋間には、トランジス
タ／１．７か接続される。トランジスタ４７には、逆方
向なダイオード５２が・ＩＦ列に接続される。 ｄｉ流電圧＋＼“ＣＣ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・１Ｇ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！′１つを介して直流電圧
−＼’ｅｅに接続される。直流電圧子Ｖ　ｃ　ｃ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６
０を介して直流電圧−＼’ｃｃに接続される。直流電圧
子＼７ｃｃは、また、順方向なツェナダイオード、１８
および逆方向なダイオード５７　！　５　）１を介して
接続点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、トランシ゛ス
タ６４　、６５　、　Ｇ６、ダイオード６７゜６８、抵
抗６５３〜７２およびコンデンサ７３を有する。直流電
圧子＼２“（二Ｃ、−＼“ｃ　ｃ間には、定電流）原６
３および抵抗６！〕から成る直列回路、抵抗７０、トラ
ンジスタ６・′１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から成る直列回路がそれぞれ接続され
る。定電流）原６３と抵抗６９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６
８を順方向に介して接続点６１に接続される。トランジ
スタ６・４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６４のエミッタは、トランシ
゛スタ６６のベースに接続される。）・ランシ゛スタ６
Ｇ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・１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３０）、８１、抵抗８２〜８５
およびコンデンサ８６を有し、デユーティ検出回路５と
同様に構成される。ダイオード８　（ｌ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８
６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８８の出力は、差動増幅回路７にり、えられる。 ８− 差動増幅回路７は、演算増幅器）〕９および抵抗９０〜
９３を有する。演算増幅器７５からの出力は、抵抗５〕
０を介して演９増幅器１１９の反転入力にうえられる。 演算増幅器（３３からの出力は、抵抗９１を発して演算
増幅器３８９の非反転入力に与えられる。演算増幅器１
；９の反転入力は、抵抗９２を介して演算増幅器８（）
の出力に接続される。演算増幅器ε）９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９７１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
がらの出力を積算し、半波倍電圧整流回路１（）１と、
加算回路１０２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　ｆ’、ｌ　４　＋　］（、）　５および抵抗
１０６＝　１０９を有する。差動増幅回路７がらの出力
は、抵抗１（）６を介して演算増幅器１０３の反転入力
にり、えられる。演算増幅器１０３の反転・入力は、抵
抗１０７および順方向なダイオード］　０　＝１を介し
て演算増幅器１０３の出力に接続される。演算増幅器１
０３の出力は、順方向なダイオード１０５および抵抗１
０号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１０９を介し
て接地される。抵抗１０７とダイオード１０・１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の非反転入力に与え
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１
１１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！′］４の出力は、時延回路９
Ｇに与えられる。 時延回路５〕６は、電圧電流変換回路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１２（）、コ
ンデンサ１２Ｃ）に充電された電流を一定程度放電し、
応動回路５）を動作させるま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１２Ｇ、ダイオード１２８、ツェナダ
イオード１２つ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１１８および抵抗１１９を有す
る。全波整流回路９４からの出力は、演算増幅器１１６
の非反転入力に与えられる。演算増幅器１１６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１１Ｇの出力に
接続される。演算増幅器１１Ｇの反転入力には、トラン
ジスタ１１７のエミッタが接続１１− される。演算増幅器１１Ｇの出力は、トランジスタ１１
７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１１７のコレクタすなわち電圧電流変換回
路９５の出力および直流電圧−＼’ｃｃ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９７は、トランジスタ１２］、１２
２および抵抗１２３を含む。コンデンサ１２０には、ト
ランジスタ１２１が並列に接続される。接地および直流
電圧−Ｖｃｅ間には、Ｊ氏抗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１
２２のコレクタは、トランジスタ１２１，１２２のべ一
入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１２６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１２− 地されるとともに、順方向なダイオード１２３）および
逆方向なツェナダイオード１２９を介して直流電圧−Ｖ
　ｃ　ｃに接続される。ツェナダイオード１２≦］に１
よ、トランジスタ１３０がｍ兄列１こ接続される。演算
増幅器１２６の出力は、抵抗１３１を介してトランジス
タ１３（）のベースに与えられる。トランジスタ１２２
および直流電圧−Ｖ　ｃ　ｃ間には、トランジスタ１９
１が接続される。演算増幅器１２６の出力は、抵抗１９
（）を介してトランジスタ１９１のベースに与えられる
。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、乏られる。 応動回路９は、トリップリレー１３・１、トランジスタ
１３５および抵抗１３６，１３７を含む。 トリップリレー１３・１は、リレーコイル１３２〕およ
びリレースイッチ１３９　、１４０を有する。 トリップリレーのリレースイッチ１３９　、１．１．　
。 は、交流電源１Ｓ〕９からの交流電力を電源回路２に投
入すると外に人為的に導通される。リレーコイル１３８
が励磁されると、リレー人インチ１３９．ｉ　４　（ｌ
は遮断される。直流電圧子’ｔ’　ｃ　ｃ、　。 −＼・′Ｃ（−間１こ１よ、リレーコイル１３；）およ
びトランジスタ１３５か直列に接続される。トランジス
タ１３５のベースは、抵抗１３Ｇを介して直流電圧−＼
７　ｃｃに接続される。トランジスタ１゛３５のベース
には、抵抗１３７およびダイオード＋３２．＋７１１を
介してレベル弁別回路８および電圧検出回路１０からの
出力が与えられる。 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、余波整流回路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１５３．１５／Ｉを含む。演算増幅器１
５１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１
５３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１５４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。半波倍電圧整流回路１５Ｇ
は、演算増幅器１５８、ダイオードＩ　５　’、Ｊ　　
＋　１６０ｒ；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１５
７は、演算増幅器１６５および抵抗１６６〜１６つを有
し、加算回路１Ｃ）２と同様に構成される。半波倍電圧
整流回路１５Ｇと、加勢回路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
なわち全波整流回路１５５の出力は、時延回路１・１つ
に与えられる。 時延回路１・１９は、演算増幅器１７　ｆｌ　、　］　
？　６、トランジスタ１７１．］７７、ダイオード１７
２゜１７８、抵抗１７３＋　＋　７　、”）　ｌ　］　
８　（１、１８１、ツェナダイオード＋　７　り　’Ｊ
：よびコンデンサ１７．１を有し、時延回路３３６とほ
ぼ同様に構成される。すなわち時延回路９６のカレン）
ミラー回路９７に代えて抵抗１７５が用いられる。情勢
増幅器１７６の出力すなわち時延回路１４！〕の出力は
、ダイオード１４１を順方向に介して応動回路９に与え
られる。 交流電源１９つおよび端子Ｌ　、　Ｎ間のライン３１．
３２の途中には、リレースイッチ］　３９　、１４０か
それぞれ接続される。端子り、Ｎおよび負荷１９８間の
ライン３１．３２は、可飽和リアクトル４１のコア／１
．３の内方または外方の近傍にそれぞれ介在される。 ライン：’１１．３２を介する支流電力が投入されると
、電源回路２はこの支流電力を直流電力に変換する。支
流電力の投入時には、スタート回路２のトランジスタ３
５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３３．３４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犬であるの
で、ライン３３．３４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３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３
５は導通する。 １６− １、ランノスタ３５の導通によって、インピーダンスは
小となる。したかつて、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１（）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〒、く動作される。 リレースイッチ］　３９　、　Ｉ　／Ｉ　Ｏを人為的に
導通させた場合において、負荷１９ε（において漏電が
発生しておらず、しかも交’ＪＩＬ電源１５〕９におい
て異常かない場合を想定する。この場合には、可飽和リ
アクトル・１１によって検出される電流は零であり、後
１本するように応動回路９６゜１４９から応動回路５〕
に与えられる信号は、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、トランジスタ　１３５が遮
断し、リレーコイル１３８は消磁されたままである。し
たがってリレースイッチ１３９．１４（ｌが導通された
ままであり、応動回路９は動作しない。 磁気マルチバイブレーク回路４において、２次および３
次フィル４．４　、　＋１．５の巻数をそれぞれｎ、　
２次および３次コイル４．４　、４．５に印加されるコ
イル印加電圧をＥｃ、可飽和リアク１ル４１の飽和磁束
をφｉｎとすると、磁気マルチバイブレーク回路４は、
第（１）式で示される一定の周期Ｔで常時発振する。 Ｔ−４・ｎ・φ１ｎ／Ｅｃ　　　　・・・（１）マルチ
バイブレータ回路４２のトランジスタ４Ｇ、４７は、こ
の周期Ｔ内で交互に導通する。 トランジスタ４７は遮断している。逆にトランジスタ４
Ｇが遮断していると外には、トランジスタ４７は導通し
ている。ライン３１．３２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次コ
イル４４　、４５に誘起される電圧は零である。したが
ってトランジスタ７１．６　、４．７の導通・遮断のデ
ユーティ比は、５０％となる。 Ｆランラスタ／１．６が導通し、トランジスタ４７が遮
断した場合には、抵抗４０からの電流は、３次コイル４
５を介してトランジスタ・１７には＝１ｑ− 流れずに、２次フィル・１４を介してトランジスタ４６
に流れる。このとき、トランジスタ／ｌ（３のベース電
圧か低いので、定電流源５０からの一部電流■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・・１７に
は流れなくなる。 また定電流源４９からの一定電流１１は、ダイオード５
・１を介してトランジスタ・１７にはｉ％Ｕれずにダイ
オード５３を介してトランジスタ４　Ｇに流れる。トラ
ンジスタ４６のベース電圧が高くなり、トランジスタ４
６のベース電圧を１〕、電流増幅率をｌ＋　ｆ　ｅとす
ると、コレクタ・エミッタ間電流か１１〕・ｈ　ｆ　ｅ
になると、トランジスタ４６は能動領域となる。 トランジスタ４６のベース電圧が高くなると、定電流源
５０からの一部電流■１は、ダイオード５６を介してト
ランジスタ・１６には流れなくなり、ダイオード５５を
介してトランジスタ４７に流れ、トランジスタ・１７が
導通する。また定電流源４９からの一部電流■１は、ダ
イオード５３を介してトランジスタ４６には流れなくな
ってトランジスタ４Ｇが遮断し、ダイオード５４を介し
てトランジスタ４７に流れる。したがって抵抗４０がら
の電流は、２次コイル４４を介してトランジスタ４６に
は流れずに、３次コイル・４５を介してトランジスタ４
７に流れる。 トランジスタ４６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４０
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、　トランジスタ４６　、４．７のコレクタ
・エミッタ間電圧のピーク値、および抵抗／ＩＣ）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４がらは、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４．９　、５０がら前述の一定の電流■１より
も犬なる充分な一定の電流■２を流した場合を想定する
。この場合には、抵抗４０の抵抗値をＲ４，Ｏと、トラ
ンジスタ４６　、４．７のコレクタ・エミッタ間電流が
２・■ｃ　ｃ　／　Ｒ４０になると、ＺＵ− すなわち能動領域になると、トランジスタ４Ｇ。 ・１７は異なるデユーティサイクルで急峻に遮断し、発
振が絹；続される。したかつてダイオード５３．５４＋
５５．５Ｇの順方向電圧に誤差が生じても、トランジス
タ４６　、４．７のコレクタ・エミッタ間電圧および抵
抗４（）の電圧のピーク値が一定に定められて、磁気マ
ルチバイブレーク回路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４Ｇが導通しているときには、
定電流源６３がらダイオード６８を介してトランジスタ
４６に電流が流れる。したがってトランジスタロ４，６
６が遮断し、トランジスタ６５は導通ずる。コンデンサ
７３は、トランジスタ６５、ダイオード６７および抵抗
７２を介して充電される。 トランジスタ４６が遮断しているとぎには、ダイオード
６８が遮断し、トランジスタ６４のベース電圧が高くな
る。したがってトランシスタロ　４．　、６　Ｂか導通
し、Ｆランラスタ６５は遮断する５、コンデンサ７３は
、抵抗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４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８
５を介して充電および放電する。コンデンサ７３，８６
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４からのデ゛ニ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か等しいので、コ
ンデンサ７３の充電電圧は直流電圧十Ｎ’ｃｃ、−Ｖｃ
ｃ間の中間値であるＯ■を基準として」１下する。また
抵抗８５およびコンデンサ８６は磁気マルチバイブレー
タ回路４からのデユーティに応し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８６の充電電圧は直流電圧＋Ｖ　ｃ　ｃ　、　　
Ｖ　ｃ、　ｃ間の中間値である０＼ｌを基準として上下
する。したがってデユーティ検出回路５，６からの出力
の基！（ｆ、電圧が一致し、基準となる電圧を特別に用
意しなくてもよく、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７　Ｓ　、８８を
それぞれ介して差動増幅される。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
か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
］０１においては、差動増幅回路７からの信号の交流性
分を積算するために全波整流が行なわれる。 全波整流回路１Ｃ）１からの出力は、第２図（７）に示
される。レベル弁別回路８の時延回路９６において、ト
ランジスタ１１７のエミッタ電圧が全波整流回路≦３４
からの出力に応じた電圧になるように、抵抗１１９に電
流が流れる。トランジスタ１２１は導通しておりトラン
ジスタ１２１に流れる電流は、漏電感度電流を定める。 フン２３− デンサ１２０　（１流れる電流は、漏電電流と等価であ
り、漏電電流に応じてリレースイッチ１３９１１４　ｎ
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１２０に流れる電流を」二回ってお
り、コンデンサ１２０の充電電圧は、第２図（８）に示
すように零である（電位は−＼’ｃｃ）。ダイオード１
２８の順方向電圧とツェナダイオード１２９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１
２８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。漏電が起きて、コンデンサ１２０の充
電電圧が第１の弁別レベルを超えると、演算増幅器１２
６の出力は、ハイレベル（十Ｖ　ｃ　ｃ　）となる。演
算増幅器１２６の出力がハイレベルになるとトランジス
タ１３０が導通し、演算増幅器１２６は第２の弁別レベ
ルでし゛ベル弁別する。したがってコンデンサ１２０の
電圧が低下しても、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。 ２４− また、演算増幅器１２Ｇの出力がノ１イレベルになると
トランジスタ１９１が導通し、トランジスタ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か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、トリップリレー１３４のリレーコ
イル１３８は第２図（９）に示すように消磁されたまま
である。したがってリレースイッチ１３９　、　ｉ　４
．　Ｏ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ｔ
１においで生じた場合を想定するにの場合の各トランジ
スタ４６．４７のコレクタ・エミッタ間電圧、および抵
抗４０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。 漏電が生じると漏電電流に応じてトランジスタ４、６　
、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、全波整流回路９・１の出力電圧は第３
図（８）に示すようになる。演算増幅器１１Ｇは、トラ
ンジスタ１１７のエミッタが全波整流回路９４の出力電
圧に等しくなるように出力信号を導出する。したがって
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１２０の電圧が時間Ｗ後の時
刻ｔ２に第１の弁別レベルを超えると、演算増幅器１２
６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。 したがってリレースイッチ１３９　、１４．０が遮断さ
れ応動装置９が動作する。 次いで、交流の漏電か第４図（１）に示すように時刻ｔ
３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４図（２）、第４図（３）にそれぞれ示される。ま
た第４図（３）に示す矢符２０　］　、　２０２の部分
の拡大図は、第４図（４）に示される。 ）吊型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５（）％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４図（５）に示され、デユーティ検出回路６の出力
電圧は第４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・１図（７）
に示すようになり、全波整流回路９・４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
電圧−■１は、トランジスタ１２１の導通によるコンデ
ンサ１２（）の放電してしまう電圧である。また第４図
（８）に示される斜線の部分は、コンデンサ１２０の充
電電流である。 ２７− 演算増幅器１１６は、トランジスタ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
４図（９）に示すように徐々に高くなる。コンデンサ１
２（）の電圧が時間Ｗ後の時刻ｔ４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１３９．１４（）が遮断され
、応動装置９が動作する。 次いで位相角制御された歪交流の漏電が第５図（１）に
示すように時刻ｔ５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４６，４７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。漏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の出力型２８− 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。したかつて差動増幅
回路７の出力電圧は第５図（６）に示すようになり、余
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１１Ｇは、トランジスタ１１７のエミ
ッタが全波整流回路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］２０の電圧が時間Ｗ後の時刻１６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１３９　、１　＋１．　（
ｌが遮断され、応動装置９が動作する。 次いで第１図に示す地点Ｐでライン３２か切断された場
合を想定する。この場合には、交流電源１９９からライ
ン３１を介して負荷１９８に流れる電流は、負荷１９８
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３９およびライン３４開に接
続される負荷、ライン３４、ダイオード３０、抵抗２２
、端子ＰＥならびにライン２００を介して交流電源１９
つに戻る。したがって可飽和リアクトル４１においては
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ｉ原回路２は、交流電源１９つからライン３１、２　
＋’ｌ　（ｌを介する端子１−　、　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
、電カイ」勢されている。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１００
μＡの電流が流れる。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Ｆ　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の出力かハイレベルとなってトランジス
タ１３５か導通し、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−動量路９を動作させることができる。 第６図は、本発明の池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３０１のスタート回路３０２におい（、ライン
３３．３４間には、ツェナダイオード３０３、抵抗３０
４およびツェナダイオード３０５から成る直列回路なら
びに抵抗３０　Ｇ、３０７から成る直列回路かそれぞれ
接続される。ライン３９．３４間には、抵抗３（）８お
よびツェナダイオード３０９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３１（）の非反転入力３１− 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３１４　、３１−５を介してトランジスタ３
５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３１６　、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。 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タ回路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
接続さ一３２＝ 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。定電流源４つは、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、順方向なダイオード３２Ｇ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３２．７の時延回路３２８において、直
流電圧＋Ｖ’　ｃｃ　＋　−Ｖ　ｃｃ間には、抵抗１２
７および複数（図示４つ）の順方向なダイオード３２９
〜３３２から成る直列回路が接続される。ダイオード３
２９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３２９〜３
２２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−Ｖｃｅ間には、抵抗３３３、順方向なダイオー
ド３３４および抵抗３３５から成る直列回路が接続され
る。ダイオード３３１１のカソードは、トランジスタ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Ｊ
）よび直流電圧−＼７ｃｃ間には、抵抗１ｔ３９お上複
数（図示４つ）の順方向なダイオード；９３８〜３，１
１がら成る直列回路が接続される。 ダイオード３３８の７７−ドは、演算増幅器１゛７Ｇの
反転入力に接続される。ダイオード３４０のカソードは
、トランジスタ１７７のコレクタに接続される。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３３８〜３４０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−〜’Ｃｅ間には、抵抗３４２、順方
向なダイオード３４３および抵抗３４１１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のベースに接続される。 トリップリレー１３・１のリレースイッチ１３９　、１
．４．０を導通させると交流電源１９りからの交流電力
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　、３
］、　］は遮断している。したがってライン３３　、３
　、＝１間の直流電圧が急峻に−１−昇する。ライン３
３．３４の直流電圧十＼“’　ｃ　＜：　。 −〜’ｃｃは、演算増１’ｌ’ｌ器３１０、応動回路９
およびレベル弁別回路３）に印加される。ツェナダイオ
ード３０３は、コンデンサ２・１が異常な高電圧になる
のを防市する。 抵抗３０　Ｇ　、　３（’）　７　、３１．２の抵抗値
は、たとえば５（）ＫΩに等しく設定される。ライン３
３゜３４間の電圧がツェナダイオード３０５のツェナ電
圧を超えると、ツェナダイオード３（）５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３１Ｃ）の出力がローレベルになると、
トランシ゛スタ３５，３１１は導通する。したがってラ
イン３９．３　／ｌがら直流電圧十Ｖ　ｃ　ｃ　、　−
Ｖ　ｃ　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が並列に接続されたことになる。したがって
抵抗３０６，３０７，３１１に分圧されて演算増幅器３
１０の反転入力に与えられる基準電圧か」１昇する。し
たがって演算増幅器３１０の出力が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３（）２は、
ライン３３．３４開の電圧ＥＩで直流電力を出力し、電
圧ＥＩ未渦のライン３３．３４間の電圧Ｅ２（Ｅｌ＞Ｅ
２）で直流電力を遮断する。したがって、交流電源２０
１の電圧変動の発生あるい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ク回路３１９において、抵抗４０
の電圧が低いときには、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４つからの電流は、ダイオード５
３あるいはダイオード５を介して流れ、ダイオード３２
４に３６− 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５Ｇを介して流れ、ダイオー
ド３２６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
４９．５（１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。したがっていずれか一方が導通していたトランシ
゛スタ４６，４７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
することができる。 第７図は、本発明の他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ク回路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
または電流検出装置３０１に用いられる。各トランンス
ｙ　４．６　、　＜、　７のエミッタおよび直流電圧−
Ｖｃｅ間には、スイッチング素子としてのトランジスタ
３４７が接続される。直流電圧＋Ｖ　ｃ　ｃ　、　　Ｖ
　ｃ　ｃ間には、抵抗３４８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３，１つ
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
の電圧が低いと鰺には、ツェナダイオード３２】は遮断
している。したがってトランジスタ３２２　、３４．９
が遮断し、トランジスタ３４７は導通する。定電流源４
９からの電流は、ダイオード５３あるいはダイオード５
４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４６，４７のい
ずれか一方が導通する。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３２］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
。しすこがっていずれか一方が導通していたトランジス
タ４　Ｇ　、　４７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
しくすることができる。 以−１二のように本発明によれば、交流電力の投入時に
遮断して電源回路の直流電力出力側のインピーダンスを
大とするとともに、電を原回路の出力電圧か予め定めた
電圧を超えたと外に導通するスイッチング素子を有する
スタート回路を設けたので、電源回路の出力電圧が素早
く」−昇し、短時間内に電流検出装置を動作状態にする
ことがでとる。

【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３９− 〜第５図はその動作を説明するだめの図、第６図は本発
明の池の実施例の回路図、第７図は本発明の他の実施例
の磁気マルチバイブレータ回路３４６を示す回路図であ
る。 ］　、　３０１・・・電流検出装置、２・・・電源回路
、３゜３０２・・・スタート回路、４，３１９，３４６
・・・磁気マルチバイブレータ回路、５，６・・・デユ
ーティ検出回路、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、３５・・・トランジスタ、４０・・・抵抗
、４１・・・可飽和リアクトル、４４・・・２次フィル
、４５・・・３次コイル、１９９・・・支流電源 代理人　　弁理士　西教圭一部 ＝４０− 第２図 −ＶＣＣ 第３図 （６）　　Ｏ＝ （９） ３５２ 手続補正再（方式） １、事件の表示 特願昭５７−１５２３４５ 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　　　出願入 名　称　　（５８３）　　松下電工株式会社４、代理入 住　所　大阪市西区西本町１丁目１３番３８号　新興塵
ビル昭和５７年１１月３０日（発送日）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 検出されるべき被検１１１□電流の流れるラインに関連
   しで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次コイルに流れる電流を検出するための抵抗、な
   らびに被検出電流に応じて予め定める周期のデユーティ
   を変えて発振するマルチバイブレーク回路により磁気マ
   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交流電源からの又流電力
   を電源回路により直流電力に変換して電力付勢される電
   流検１１）装置において、 前記交流電力の投入時に遮断して電源回路の直流電力出
   力側のインピーダンスを犬とするとともに、電源回路の
   出力電圧が予め定めた電圧を超えたときに導通するスイ
   ッチング素子を有するスタート回路が設けられることを
   特徴とする電流検出装置。