JPS6017367A

JPS6017367A - 電流検出装置

Info

Publication number: JPS6017367A
Application number: JP58125112A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Ishigami; 石神　義久; Yasumasa Hashimoto; 橋本　育昌; Masaharu Kitadou; 正晴北堂; Hiromi Nishimura; 西村　広海; Tetsuo Mori; 森　哲男
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1983-07-08
Filing date: 1983-07-08
Publication date: 1985-01-29
Also published as: JPH0534628B2

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】技術公費本発明は、負荷や電力線の漏電を検出する電流検１（′
Ｇ装置に関する。

背景技術第１図は、本発明の基礎となる電流検出装置の電気的構
成を示すブロック図である。負荷にの電力線に漏電が生
じたとき、フィルＬ　２　、　Ｌ　３により磁気マルチ
バイブレータ回路りの発振周期が変動し、デユーティ検
出回路Ｅまたは前段周波数検知回路Ｆにより漏電が生じ
たことを検出する。その検出信号は、出力回路Ｈを介し
て電流遮断駆動回路Ａを駆動させ、スイッチＳＷＩ〜Ｓ
　’Ｗ　３をオフさせる。したがって負荷にへ電力は、
遮断されることになる。

先に本件出願人が提案したデユーティ検出回路Ｅ付近の
詳細な電気回路図を第２図に示す。第２図において、コ
ンデンサＣ７の電位が第３図に示すライン３ａのように
予め設定されたしきい値ＶＴを越えてから、デユーティ
検出回路Ｅは動作する。

つまりデユーティ検出回路Ｅの前段の磁気マルチバイブ
レーク回路りの発振動作により、コンデンサＣ７が予め
設定された電位にまで充電されてからデユーティ検出回
路Ｅが動作する。

たとえば、電力線に地絡事故が発生していて電源投入と
同時に大漏電電流が発生したとき、磁気マルチバイブレ
ータ回路りは正常な発振をしないで高周波発振となる。

その時コンデンサＣ７への充電は少なく、第３図に示す
ライン３ｂのようにしきい値ＶＴを越えない。これを解
決するためにしきい値ＶＴを下げることが考えられるが
、しきい値を極端に下げることは、回路設計上複雑であ
り、ノイズにも弱い。

目　的本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、簡単な回
路構成でしかもノイズにも強い電流検出装廿を提供する
ことである。

実施例第１図は、本発明の基礎となる全体の電気的構成を示す
ブロック図である。電流遮断駆動回路Ａめ詳細な電気回
路図は、第４図（ａ）に示す。電流遮断駆動回路Ａは、
後段の出力回路Ｈからの出力により、コイルＬ１を励磁
させ、スイッチＳＷＩ〜ＳＷ３をオフさせる回路である
。

本発明の一実施例の電源回路Ｂの詳細な電気回路図は、
第４図（ａ）に示す。電源投入と同時にトランジスタＴ
ｒｉがオンし、コンデンサＣ２が充電される。次に２段
目のトランジスタＴｒ４がオンし、そのエミッタのライ
ンはリップルのない定電圧を得る。トランジスタＴｒ４
のコレクタの電圧が予め定めた値を超えると、トランジ
スタＴｒ１３、Ｔｒ１４を含む回路で構成される比較器
が動作し、トランジスタＴｒｌｌ、Ｔｒ１２．Ｔｒ３゜
Ｔｒ２４がオンする。このトランジスタＴｒ３のオンに
よりトランジスタＴｒｉのベース電流を吸い込む。した
がって、トランジスタＴｒｉはオフする。トランジスタ
Ｔｒ２４がオンすると比較器のしきい値が下がりヒステ
リシスを持つことになる。負荷がエネルギを消費して、
コンデンサＣ２の電位が下がり、比較器が反転する。こ
れによつ゛てトランジスタＴｒｌｌ、Ｔｒ１２．Ｔｒ３
．Ｔｒ２４がオフする。その後再びトランジスタＴｒ１
にベース電流が流れ、トランジスタＴｒｌはオンしλコ
ンデンサＣ２が充電される。

また電源回路Ｂは、後段の磁２マルチバイブレーク回路
りおよびデユーティ検出回路Ｅの動作特性を改善するた
めにヒステリシスをもたせている。

電源投入後、電源Ｖｃｃが上昇し一定電圧に達するにベ
ース電流が流れ、トランジスタＴｒ２５２およびＴｒ３
０はオンする。これによってヒステリシスが働き、ツェ
ナダイオードＤ２００のカソードの電位ＶＡが下がる。

これによりトランジスタＴｒ２５０．Ｔｒ２５１が確実
にオンし、トランジスタＴｒ２５２．Ｔｒ３０へのベー
ス電流が増大する。本回路にヒステリシスを持たせ、ト
ランジスタＴｒ３０を確実にオンさせることにより比較
器の反転、つまり磁気マルチバイブレータ回路りおよび
デユーティ検出回路Ｅの切り換え特性を一改魯すること
ができる。

制御回路Ｃの詳細な電気回路図は、第４図（ｂ）に示す
。制御回路Ｃは、後段の回路の動作を制御するもので、
トランジスタＴｒ３８のエミッタのラインに動作可能電
圧が送出される。

磁気マルチバイブレータ回路りの詳細な電気１回路図は
、第４図（ｂ）に示す。磁気マルチバイブレーク回路り
の発振動作は、フィルＬ　２　、　Ｌ　３　、コンデン
サＣ３、トランジスタＴｒ５０．Ｔｒ６１によって行な
われる。磁気マルチバイブレータ回路りの出力信号とし
ては、トランジスタＴｒ３９のコレクタから第５図（］
）に示すような信号Ｐ１、トランジスタＴｒ７３のコレ
クタから第５図０）に示すような信号Ｐ２が送出する。

また漏洩電流が生じた場合、負荷にのライン］、２の電
流が変化し、トランジスタＴｒ３９のコレクタからは第
５図（６）に示すような信号Ｐ６、トランジスタＴｒ７
３のコレクタからは第３図（６）に示すような信号Ｐ７
をそれぞれ送出する。

デユーティ検出回路Ｅ１の詳細な電気回路図は、第４図
（ｂ）に示す。漏電電流が流れていない場合デユーティ
検出回路Ｅ１に電源投入後、磁気マルチ回路りのコンデ
ンサＣ６、Ｃ７に急速充電を行なう。第６図のライン６
０ｆで示す電源ＶＣＣが予め定まった電圧に達すると、
急速充電を止め、磁気マルチバイブレータ回路りが発振
する。コンデンサＣ６、Ｃ７の電位はライン６】ｌ！で
示すように電源Ｖｃｃと同じ電位まで充電される。また
磁気マルチパイプレーク回路りの発振により〜コンデン
サＣ６、Ｃ７の電位は、１　／　２　Ｖ　ｃ　ｃにおち
つく。ここでデユーティ検出回路Ｅ１のライン６２Ｉ！
で示すしきい値を１／２Ｖｃｃ＋ΔＶ＝０．７Ｖに設定する。ライン６１／で示すコンデンサＣ６゜Ｃ７
の電位がライン６２１！で示す前記しきい値より下がる
と、デユーティ検出回路Ｅｌを動作させる。

第４図（Ｃ）に示すコンデンサＣ８の電位は、ライン６
３１！で示す。

次に第７図を参照して、大漏電電流が流れた場合の動作
を説明する。ライン７０Ｉ！で示す電源Ｖｃｃの上昇と
ともに、ライン７１Ｊで示すコンデンサＣ７の電位は上
がる。電源Ｖｃｃが定電圧になると、コンデンサＣ７の
充電が止まり、磁気マルチバイブレータ回路りが発振を
開始する。大漏電電流が流れているため、磁気マルチバ
イブレータ回路りは高周波発振する。ライン７１１で示
すコンデンサＣ７の電位はライン７２１！で示すしきい
値より下がり、ライン７０１！で示す電源ＶＣＣよりも
低い値となる。コンデンサＣ７の電位は必ずしきい値よ
り下がるため、デユーティ検出回路Ｅ１は動作する。

デユーティ検出回路Ｅ１において、トランジスタＴｒ２
０１〜Ｔ　ｒ　２０３により急速充電回路を構成する。

またトランジスタＴｒ２０４〜Ｔｒ２１２により、比較
器を構成する。電源投入後、電源Ｖｃｃが上昇し、同時
に急速充電回路が動作する。

電源Ｖｃｃが定電圧に達すると充電が止まり、磁気マル
チバイブレータ回路りが発振する。磁気マルチバイブレ
ーク回路りのコンデンサＣ７の電位は、電源Ｖｃｃの近
くから１／２Ｖｃｃへ近づく。その途中でしきい値（１
／２Ｖｃｃ＋ΔＶ）より下がると、比較器が反転し、ト
ランジスタＴｒ２１６がオンする。

トランジスタＴｒ２１７．Ｔｒ２１８．Ｔｒ２１４は、
カレントミラーを構成する。トランジスタＴｒ２１３が
オンし、トランジスタＴｒ２１１がオフし、比較器のレ
ベルは電源Ｖｃｃに上がる。それと同時にトランジスタ
Ｔｒ　２１８がオンし１ラインＩ！２７に電流を流す。

前段周波数検知回路Ｆの詳細な電気回路図は、第４図（
ｃ）に示す。トランジスタＴｒｌ１４．Ｔｒ１１５、Ｔ
ｒｌｌＯ，Ｔｒ１２０．Ｔｒ１２１゜Ｔｒ１２２．Ｔｒ
１２３．Ｔｒｌ１６．Ｔｒｌ１７、Ｔｒｌ１８によって
差動増幅器Ｆ１が形成される。またトランジスタＴｒ１
３４．Ｔｒ１３５゜Ｔｒ１３６．Ｔｒ１４Ｌ、Ｔｒ１４
０．Ｔｒ１３９、Ｔｒ１３７．Ｔｒ１３８．Ｔｒ１４２
．Ｔｒ１４３によって差動増幅器Ｆ２が形成される。ま
たトランジスタＴｒ１２６．Ｔｒ１２７．Ｔｒｉ３２、
Ｔｒ１３１．Ｔｒ１３３．Ｔｒ１３０．Ｔｒ１２８．Ｔ
ｒ１２９．Ｔｒ１３１ａ、Ｔｒ１３２ｂによって差動増
幅器Ｆ３が形成される。差動増幅器Ｆ１のトランジスタ
Ｔｒｌ１４のベースには第３図（］）に示す信号Ｐ１、
差動増幅器Ｆ２のトランジスタＴｒ１４１のベースには
第３図（１）に示す信号Ｐ２がそれぞれ与えられる。こ
れらの信号ＰＩ、Ｐ２によって差動増幅器Ｆ３のトラン
ジスタＴｒ１３１のベースには、第３図（２）に示す信
号Ｐ３が与えられる。

周波数検知回路Ｇの詳細な電気回路図は、第４図（ｃ）
に示す。差動増幅器Ｇ１はトランジスタＴｒ８８ａ、Ｔ
ｒ８８．Ｔｒ８９．Ｔｒ８６．Ｔｒ８７、Ｔｒ９１．Ｔ
ｒ９２．Ｔｒ９３．Ｔｒ９４゜Ｔｒ９５によって形成さ
れる。差動増幅器Ｇ２は、トランジスタＴｒ９６．Ｔｒ
９７．Ｔｒ９８．Ｔｒ９９．Ｔｒｌｏｏ、ＴｒｌＯｌ、
Ｔｒ１０２゜Ｔｒ１０３によって形成される。差動増幅
器Ｇ３は、トランジスタＴｒ１０６．Ｔｒ１０７．Ｔｒ
１０８、Ｔｒ１０９．ＴｒｌｌＯ，Ｔｒｌｌｌ。

Ｔｒ１０４．Ｔｒ１０５によって形成される。

Ｍ　動増１ｔｌ’、Ｘ器Ｇ１のトランジスタＴ　ｒ　８
６のべ−スには第３図の信号Ｐ３ａが与えられ、トラン
ジスタＴｒ８７のベースには第３図のラインｌ！１で示
す電圧Ｅが与えられる。トランジスタＴｒ８９の出力と
して第３図（４）に示す信号Ｐ４が送出される。したが
って差動増幅器Ｇ３のトランジスタＴｒ１１１のエミッ
タからは、第３図（５）に示す信号Ｐ５が送出され、次
の出力回路ＨのトランジスタＴｒ１４２のベースに与え
られる。

一方、漏電が生じ、その漏電電流が大きいとき高周波発
振する。第３図（６）に示す信号Ｐ６がトランジスタＴ
ｒｌ１４のベースに与えられ、第３図（６）に示す信号
Ｐ７がトランジスタＴ　ｒ　１４１のベースに与えられ
る。第３図（７）に示す信号Ｐ８がトランジスタＴｒ１
３１のベースに与えられる。第３図（８）に示す信号Ｐ
９がトランジスタＴｒ８７のベースに与えられる。トラ
ンジスタＴｒ８９からは第３図（９）に示すように信号
は送出されない。したがって第３図００に示す信号ＰＩ
Ｏが、トランジスタＴｒｉｌｌのエミッタから送出し、
出力回路ＨのトライアックＴ２が動作し、スイッチＳＷ
Ｉ〜ＳＷ３がオフされる。したがって、負荷Ｋに流れる
電流が遮断される。

第８図は、第１図に示すデユーティ検出回路Ｅ２の他の
実施例の電気回路図である。トランジスタＴｒ４０１〜
Ｔｒ４０３は、急速充電回路を構成する。トランジスタ
Ｔｒ４０５〜Ｔｒ４１１は、比較器を構成し、トランジ
スタＴｒ４１９は比較レベルのヒステリシスを作る。

漏電電流が流れていないときの動作を、第９図のグラフ
を参照して説明する。電流検出回路に電源を投入し、電
源Ｖｃｃが定電圧になると、磁気マルチバイブレータ回
路りが発振する。それと同時にコンデンサＣ６、Ｃ７に
急速充電が行なわれる。

ライン７？９２で示すようにコンデンサＣの電圧が１／
２Ｖｃｃであるしきい値に達すると、比較器が反転し、
充電を止め、デユーティ検出回路Ｅをスタートさせる。

ライン１９３で示す電圧は、コンデンサＣ８の電圧を示
す。

次に第１０図に示すグラフを参照して、電源投入と同時
に大漏電電流が流れる場合を説明する。

電源投入と同時にラインｆ９１で示す電源Ｖｃｃは上昇
する。電源ＶＣＣが定電圧になると、磁気マルチパイブ
レーク回路りは発振を始め、同時にコンデンサＣ６、Ｃ
７に急速充電される。コンデンサＣ７の急速充電は、１
／２Ｖｃｃになるまで行なわれる。コンデンサＣ７の電
圧が１／２Ｖｃｃに達すると、比較器が反転し、充電が
止まり、デユーティ検出回路Ｅがスタートする。比較器
の比較レベルは、ヒステリシスをもたせ、Ｏｖ近くまで
おとしておく。

このＪ：うに電源を投入し、電源Ｖｃｃが定電圧になる
と、磁気マルチバイブレータ回路りが発振し、同時に急
速充電回路が動作する。コンデンサＣ７の電位がしきい
値（１／２Ｖｃｃ）に達すると比較器が反転し、トラン
ジスタＴｒ４２１がオンする。

トランジスタＴｒ４１６〜Ｔｒ４１８は、カレントミラ
ー回路を構成している。トランジスタＴｒ４１９がオン
し、しきい値を下げる。トランジスタＴｒ４０４がオン
し、トランジスタＴｒ４０２゜Ｔｒ４０３のベース電流
を吸い込み、急速充電を止める。トランジスタＴｒ４１
８がオンし、ラインｌ！２７に電流を流す。

また、急速充電を行なった場合、コンデンサＣ６、Ｃ７
は等しい電圧で充電されるためコンデンサＣ６とコンデ
ンサＣ７との差電圧が発生しない。

したがって急速充電がない場合のようにコンデンサＣ６
とコンデンサＣ７との間に差電圧が発生し、誤動作を起
こすようなことがなくなる。

第１１図は、デユーティ検出回路Ｅ３のさらに他の実施
例を示す電気回路図である。急速充電回路は、トランジ
スタＴｒ５０］　、Ｔｒ５０２およびＴｒ５０３をダー
リントン接続している。トランジスタＴｒ５０１　、Ｔ
ｒ５０２およびＴｒ５０３の増幅率が高いため、誤動作
が発生しやすい。

その対策としてトランジスタＴｒ５０１のエミッタ・ベ
ース間に抵抗Ｒ５００を挿入する。その他の回路構成は
、第８図の回路構成と同じである。

効果以上のように本発明によれば、デユーティを検出する回
路は、磁気マルチバイブレータ回路の出力投に接続され
ているコンデンサを急速充電する回路を含むことによっ
て、ノイズによる誤動作はなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基礎となる電流検出装置のブロック図
、第２図はデユーティ検ｔＢ＠路Ｅ　の電気回路図およ
びその付近の電気回路図、第３図はデユーティ検出回路
Ｅｉの動作を説明するためのグラフ、第４図は本発明の
一実施例の電流検出装置の詳細な電気回路図、第５図は
第４図に示す電気回路図の動作を説明するための波形図
、第６図は第４図（ｂ）に示す回路の動作を説明するた
めのグラフ、第７図は大漏電電流が流れた場合の動作を
説明するためのグラフ、第８図は第１図に示すデユーテ
ィ検出回路Ｅ２の他の実施例の電気回路図、第９図は第
８図の回路の漏電電流が流れていないときの動作を説明
するためのグラフ、第１０図は第８図の回路の大漏電電
流が流れる場合の動作を説明するためのグラフ、第１　
Ｉｌｌはデユーティ検出回路Ｅ３のさらに他の実施例を
示す電気回路図−である。Ｂ・・・電源回路、Ｄ・・・磁気マルチバイブレータ回
路、Ｅｌ、Ｅ２．Ｅ３・・・デユーティ検出回路代理人
　弁理士　西教圭一部ＧＮＤ　を第５図ＧＮＤ　−ｔ（９）　ＧＮＤ　−ｔ手続補正書（方式）１、事件の表示特願昭５８−１２５１１２２、発明の名称電流検出装置３、補正をする者事件との関係　出願人名　称　（５８３）　松下電工株式会社４、代理人１ｔ　所　大阪市西区西本町１丁目１３番３８号　新興
節ビル７、補正の内容４７１−

Claims

【特許請求の範囲】

（１）検出されるべき被検出電流の流れるラインに関連
して設けられる可飽和リアクトルを含む磁気マルチバイ
ブレータ回路と、この磁気マルチバイブレータ回路から
の出力の被検出電流が小さいときにおけるデユーティを
検出する回路と、磁気マルチバイブレータ回路からの出
力の被検出電流が大きいときにおける周波数を検出する
回路と、電力付勢する電源回路とを含む電流検出回路に
おいて、前記デユーティを検出する回路は、前記磁気マルチバイ
ブレータ回路の出力段に接続されているコンデンサを急
速充電する回路を含むことを特徴とする電流検出装置。
（２）前記電源回路は、ヒステリシスを持たせる回路構
成にすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
電流検出装置。