JPS64665B2 - - Google Patents

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JPS64665B2
JPS64665B2 JP59044883A JP4488384A JPS64665B2 JP S64665 B2 JPS64665 B2 JP S64665B2 JP 59044883 A JP59044883 A JP 59044883A JP 4488384 A JP4488384 A JP 4488384A JP S64665 B2 JPS64665 B2 JP S64665B2
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JP
Japan
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circuit
voltage
signal
power supply
positive
Prior art date
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JP59044883A
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English (en)
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JPS60188859A (ja
Inventor
Shunichi Kobayashi
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.)
Toshiba Corp
Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Electric Power Co Inc
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Publication date
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Publication of JPS64665B2 publication Critical patent/JPS64665B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、電子式電力量計の改良に関する。
〔発明の技術的背景〕
第1図は従来の電子式電力量計の構成を示す図
である。この電力量計は、給電線の負荷電圧およ
び消費電流に比例した信号に変換する補助変圧器
1および補助変流器2と、これらの変圧器1およ
び変流器2の両出力を乗算して得た電力を電圧に
変換する乗算回路3と、この乗算回路3の出力電
圧とその電圧値に比例した周波数のパルスに変換
する積分回路4と、この積分回路4の出力パルス
を分周してパルスに重みづけを施こす分周回路5
と、この分周出力を積算して電圧量として表示す
る表示部6とを備えたものであり、さらに積分回
路4の入出力端間にオフセツト電圧抽出回路7が
接続されている。このオフセツト電圧抽出回路7
は、積分回路4の出力を積分してオフセツト電圧
に相応する信号電圧を取り出し、これを積分回路
4の入力端に負帰還することにより、特に軽負荷
のときのオフセツト電圧による影響を少なくする
ものである。
ここで、オフセツト電圧抽出回路7の動作原理
について述べる。積分回路4の出力パルスのパル
スデユーテイが第2図のように1:1であると
し、このとき、仮にオフセツト電圧が零で理想的
な状態にある場合には、積分回路4から出力され
るパルスをオフセツト電圧抽出回路7で積分する
と零になる。一方、積分回路4の出力にオフセツ
ト電圧eSが含まれる場合には、積分回路4から出
力されるパルスをオフセツト電圧抽出回路7によ
り積分すれば、そのオフセツト電圧eSに相応する
信号電圧を取り出すことができる。従つて、オフ
セツト電圧抽出回路7で取り出した信号電圧を積
分回路4の入力端に負帰還してやれば、乗算回路
3、積分回路4等によつて生じたオフセツト電圧
eSを消去することができる。
〔背景技術の問題点〕 ところで、オフセツト電圧eSの影響を受けない
直線性の良い電流特性をもつた電力量計を実現す
るためには、特に軽負荷においてオフセツト電圧
が完全に消去されなければならない。
ところが、第1図の電力量計では、オフセツト
電圧抽出回路7が積分処理によりオフセツト電圧
eSに相応する信号電圧を得るようにしているの
で、オフセツト電圧eSを完全に消去する条件とし
て、オフセツト電圧抽出回路7その他の回路3〜
6に使用する正・負の電源電圧が互いに等しくな
ければならない。その理由は、正・負の電源電圧
が異なると、積分回路4から出力されるパルスの
波高値が正側と負側では等しくならず、結果とし
てオフセツト電圧eSが消去されないためである。
〔発明の目的〕
本発明は、上記実情にかんがみてなされたもの
で、電源のトラツキング性を含めて正・負の電源
電圧のアンバランスが生じても確実にオフセツト
電圧を消去し得、よつて軽負荷特性を大幅に改善
できる電子式電力量計を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、電力給電線の負荷電圧および消費電
流に比例する2つの信号をパルス幅変調回路を用
いて時分割乗算するとともに、この乗算電圧を積
分回路でパルス周波数に変換し、このパルスを積
分機能をもつたオフセツト電圧抽出回路によつて
オフセツト電圧に相応する信号電圧を取り出して
前記積分回路の入力端へ負帰還信号として与える
とともに、電源の正・負電圧を比較しその差電圧
を取り出して前記積分回路の入力端に加えて正・
負電源電圧のアンバランスおよびオフセツト電圧
を消去する電子式電力量計である。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例について第3図ないし
第5図を参照して説明する。第3図は電子式電力
量計の全体構成を示すブロツク図、第4図は乗算
回路の一部を示す具体的構成図、第5図は加算回
路の一具体例を示す図である。第3図において1
1および12は電力給電線の負荷電圧および消費
電流に比例する信号ev,eiに変換する補助変圧器
および補助変流器であつて、これらの補助変圧器
11および補助変流器12で変換された信号ev
eiは乗算回路13に入力される。この乗算回路3
は、パルス幅変調回路(第4図参照)によつて構
成され、この回路によつて得たパルス幅デユーテ
イ・サイクル信号を用いて複数個のアナログスイ
ツチを選択的にオン・オフ制御して前記信号±ei
を取り込んで時分割乗算を実行し、信号evとei
乗算電圧を得るものである。14は乗算回路13
から出力される乗算電圧に比例する周波数のパル
スに変換する積分回路であつて、この回路14の
出力パルスは分周回路15によつて重みづけされ
た後、表示部16により電力量として表示され
る。また、積分回路14の負帰還ラインにはオフ
セツト電圧抽出回路17が設けられている。この
オフセツト電圧抽出回路17は、積分回路14か
ら出力されるパルスを積分してオフセツト電圧に
相応する信号電圧を取り出して積分回路14の入
力端へ負帰還するように構成されている。18は
各回路13〜17に電源電圧を給電する電源であ
つて、この電源18の正・負電源電圧は後続の加
算回路19に送られ、ここで両電圧の差電圧を取
出して積分回路14の入力端へ加えるようにして
いる。
次に、第4図は時分割乗算方式をとつた乗算回
路13の一部分の構成であるパルス幅変調回路を
示す図である。即ち、このパルス幅変調回路は、
演算増幅器A1、抵抗R1およびコンデンサC1
で構成され、入力信号evを積分する積分器131
と、この積分出力およびこの積分出力を受けてヒ
ステリシスで生じる比較用基準電圧ehの比較によ
つて2値の論理信号を出力するコンパレータA2
と、この2値の論理信号に対応する電圧±erをイ
ンバータINで反転させた後、分圧抵抗R3,R
4で分圧して比較用基準電圧ehを取り出す基準電
圧作成回路132と、コンパレータA2の出力±
erを抵抗R2を介して演算増幅器A1の反転入力
端へ導入し、正・負の積分傾斜を示す積分動作を
行なわせる手段とで構成されている。なお、乗算
回路13は、第4図に示すパルス幅変調回路のほ
かに、複数個のアナログスイツチが設けられ、コ
ンパレータA2の非反転および反転出力を用いて
アナログスイツチを交互にオンすることにより、
補助変流器12の出力信号±eiを交互に取込んで
乗算電圧を得るものである。
次に、第5図は第3図に示す加算回路19の構
成図である。この回路19は、電源18の正電源
電圧VDDおよび負電源電圧VSSが入力される入力
端191,192と、これらの入力端191,1
92にそれぞれ接続された同じ抵抗値をもつた抵
抗R11,R11と、この抵抗R11,R11の
他端が負入力端に接続されかつ正入力端が接地さ
れている演算増幅器A3と、この演算増幅器A3
の負入力端と出力端の間に介挿され、R11=
2R12の抵抗値をもつた抵抗R12とからなつて
いる。
次に、上記電子式電力量計の動作を説明する。
補助変圧器11で得られた電力給電線の負荷電圧
に比例する信号evは乗算回路13のパルス幅変調
回路(第4図参照)に入力される。このパルス幅
変調回路としては、コンパレータA2の出力が論
理信号“1”のとき+er、論理信号“0”のとき
−erの振幅の電圧が出力されるようになつてい
る。今、前記補助変圧器11の出力がev=0でコ
ンパレータA2の出力が論理信号“1”で整定さ
れているとすると、コンパレータA2の負入力端
にはR3=R4のとき−er/2の基準電圧が印加され ていることになる。さらに、コンパレータA2の
出力+erは抵抗R2を介して演算増幅器A1の負
入力端に導入されているので、演算増幅器A1と
しては入力ev=0に対して負方向への積分傾斜を
示す積分電圧が出力される。そして、演算増幅器
A1を含む積分器131の積分電圧ekがeh=−
er/2に達してek≦ehとなると、コンパレータA2 は反転動作を行なつて論理信号“0”を出力す
る。そうすると、今度はコンパレータA2の負入
力端へは+er/2なる基準電圧ehが印加され、一方、 演算増幅器A1の負入力端側には−erが導入され
る。従つて、積分器131としては信号evの入力
に対して正方向への積分傾斜を示す積分電圧が出
力される。積分器131の積分電圧ekが+er/2に 達し、ek≧ehとなると、コンパレータA2は正転
動作を行なつて論理信号“1”を出力する。この
ようにしてパルス幅変調回路は自励振を繰返しな
がら“1”と“0”とが交互に出力されるもので
ある。
ちなみに、コンパレータA2の出力が論理信号
“1”の時間区間をta、論理信号“0”の時間区
間をtbとすると、積分器131の出力ekしては、 ek(ta)=−(1/R1C1∫ta 0evdt+1/R2C1∫ta 0erdt
)−er ……(1) が得られる。ここで、R1=R2とすると、時間区
間taは、 ta=erR1C1/er+ev ……(2) となる。一方、時間区間tbにおける積分器131
の出力ekとしては、 ek(tb)=−(1/R1C1∫tb 0evdt−1/R2C1∫tb 0erdt
)=+er ……(3) が得られる。このときの時間区間tbは、 tb=erR1C1/er−ev ……(4) となる。ここで、パルス幅変調回路からは下式の
ようなパルス幅デユーテイ・サイクル信号D,
が出力される。
D=ta/ta+tb=er−ev/2er ……(5) =tb/ta+tb=er+ev/2er ……(6) そして、これらのパルス幅デユーテイ・サイク
ル信号D,は、複数のアナログスイツチへ交互
にオン信号として導入され、これによつて補助変
流器12からの+eiと−eiとは交互に取り込まれ
て時分割乗算が実行される。ここで、乗算回路1
3は時分割乗算を実行することにより、 epp=ei()+(−ei)D=evei/er ……(7) epo=ei(D)+(−ei)=−evei/er ……(8) なる乗算電圧を交互に出力し、この電圧が積分回
路14の入力端に供給される。なお、er,−er
コンパレータA2の出力電圧であるが、これは同
時に各回路13〜17の正・負電源電圧と考えら
れる。
そこで、この電子式電力量計にあつては、電源
18の正・負電源電圧VDD,VSSを加算回路19
に導入し、ここで ef=VDD−VSS/2 ……(9) の演算を行ない、この電圧efを積分回路14の入
力端に加えるようにしている。これによつて、
正・負電源電圧のアンバランス分が除去され、積
分回路14からは乗算電圧に比例した周波数の
正・負の波高値の等しいパルスが出力される。一
方、オフセツト電圧抽出回路17では、正・負の
波高値の等しいパルスを積分することによりオフ
セツト電圧に完全に近い信号電圧を取り出して負
帰還できるので、オフセツト電圧を完全に消去す
ることができる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるもので
はない。例えば電源18は、負荷変動等によつて
トラツキング性がくずれたとき、これを自動的に
補正することによつて更に特性の改善を図ること
もできる。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、給電線の負
荷電圧および消費電流に比例する2つの信号をパ
ルス幅変調回路によつて時分割乗算することによ
り乗算電圧を得ているので、乗算回路からはオフ
セツト電圧の発生を防ぐことができる。また、各
回路に使用する正・負電源電圧の差電圧を取り出
して乗算回路の出力端に接続される積分回路の入
力端に加えているため、正・負電源電圧のアンバ
ランスによる軽負荷時の誤差を少なくでき、しか
も正・負電源電圧のアンバランスの補正により積
分回路から出力されるパルスの正・負の波高値が
等しくなり、これによりオフセツト電圧抽出回路
ではオフセツト電圧に完全に近い信号電圧を取り
出してオフセツト電圧を消去できる。この結果、
重負荷から軽負荷まで直線性のよい精密な特性を
持つた電子式電力量計を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の電子式電力量計の構成を示すブ
ロツク図、第2図はオフセツト電圧の影響を説明
するパルス波形図、第3図は本発明に係る電子式
電力量計の一実施例を示すブロツク図、第4図は
第3図の乗算回路の一部分を示すパルス変調回路
の構成図、第5図は第3図の加算回路の構成図で
ある。 11……補助変圧器、12……補助変流器、1
3……乗算回路、14……積分回路、17……オ
フセツト抽出回路、18……電源、19……加算
回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 給電線の負荷電圧に比例する信号をパルス幅
    変調回路によりパルス幅デユーテイ・サイクル信
    号に変換し、この信号を用いて給電線の消費電流
    に比例する正・負の信号を交互に取り込んで時分
    割乗算を行なう乗算回路と、この乗算回路による
    乗算電圧を積分して乗算電圧に比例する周波数の
    パルスに変換する積分回路と、この積分回路から
    出力されたパルスを積分してオフセツト電圧に相
    応する信号電圧を取り出し、この信号電圧を前記
    積分回路の入力端へ負帰還信号として与えるオフ
    セツト電圧抽出回路と、この回路および前記乗算
    回路などで使用する正・負電源電圧の差電圧を取
    り出しこれを前記積分回路の入力端に加えて前記
    正・負電源電圧のアンバランスを補正する補正手
    段とを備えたことを特徴とする電子式電力量計。
JP59044883A 1984-03-09 1984-03-09 電子式電力量計 Granted JPS60188859A (ja)

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JP59044883A JPS60188859A (ja) 1984-03-09 1984-03-09 電子式電力量計

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JPS60188859A JPS60188859A (ja) 1985-09-26
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JP (1) JPS60188859A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0492671U (ja) * 1990-12-28 1992-08-12

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0492671U (ja) * 1990-12-28 1992-08-12

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JPS60188859A (ja) 1985-09-26

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