JP3332117B2 - 直流電流検出器 - Google Patents
直流電流検出器Info
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- JP3332117B2 JP3332117B2 JP10095594A JP10095594A JP3332117B2 JP 3332117 B2 JP3332117 B2 JP 3332117B2 JP 10095594 A JP10095594 A JP 10095594A JP 10095594 A JP10095594 A JP 10095594A JP 3332117 B2 JP3332117 B2 JP 3332117B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば通信機用電力
供給装置から出力される直流電流をモニタするための直
流電流検出器に関する。
供給装置から出力される直流電流をモニタするための直
流電流検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、通信機用電力供給装置の出力電
流モニタに用いられる直流電流検出器は、図４に示すよ
うな構成となっている。図４において、１は高圧の被検
出電流線路であり、この線路１には過飽和トランス２の
一次巻線ｎ１が介在される。この過飽和トランス２はＢ
−Ｈ（磁束−磁力）カーブの角形特性の良い過飽和コア
Ｔを用いたもので、直列に接続された第１及び第２の二
次巻線ｎ２１，ｎ２２を有する。両二次巻線ｎ２１，ｎ
２２間の接続点は抵抗３を介して接地されている。
流モニタに用いられる直流電流検出器は、図４に示すよ
うな構成となっている。図４において、１は高圧の被検
出電流線路であり、この線路１には過飽和トランス２の
一次巻線ｎ１が介在される。この過飽和トランス２はＢ
−Ｈ（磁束−磁力）カーブの角形特性の良い過飽和コア
Ｔを用いたもので、直列に接続された第１及び第２の二
次巻線ｎ２１，ｎ２２を有する。両二次巻線ｎ２１，ｎ
２２間の接続点は抵抗３を介して接地されている。
【０００３】第１の二次巻線ｎ２１に発生した電流はイ
ンダクタ４及びキャパシタ５による時定数が与えられて
モニタ（電流／電圧変換）抵抗６に供給される。また、
第２の二次巻線ｎ２２はダイオード８を介してパルス電
源７から供給されるパルス電圧によってオン／オフ駆動
される。
ンダクタ４及びキャパシタ５による時定数が与えられて
モニタ（電流／電圧変換）抵抗６に供給される。また、
第２の二次巻線ｎ２２はダイオード８を介してパルス電
源７から供給されるパルス電圧によってオン／オフ駆動
される。
【０００４】すなわち、過飽和トランス２の一次巻線ｎ
１に図中矢印の向きに電流（被検出電流）が流れると、
第１の二次巻線ｎ２１に一次巻線ｎ１のＡ・Ｔ積（アン
ペア・ターン）と等しいＡ・Ｔ積が生じる。
１に図中矢印の向きに電流（被検出電流）が流れると、
第１の二次巻線ｎ２１に一次巻線ｎ１のＡ・Ｔ積（アン
ペア・ターン）と等しいＡ・Ｔ積が生じる。
【０００５】そこで、この直流電流検出器は、第２の二
次巻線ｎ２２にパルス電圧を印加してこれをオン／オフ
駆動することで、コアＴの飽和を繰り返しリセットし、
第１の二次巻線ｎ２１に連続的に矩形波波形の電流を生
じさせる。そして、この電流をインダクタ４で直流電流
に変換し、キャパシタ５で平滑しつつモニタ抵抗６に直
流電圧を発生させる。
次巻線ｎ２２にパルス電圧を印加してこれをオン／オフ
駆動することで、コアＴの飽和を繰り返しリセットし、
第１の二次巻線ｎ２１に連続的に矩形波波形の電流を生
じさせる。そして、この電流をインダクタ４で直流電流
に変換し、キャパシタ５で平滑しつつモニタ抵抗６に直
流電圧を発生させる。
【０００６】ここで、線路１に流れる電流が増加あるい
は減少すると、コアＴの非飽和時間が変化する。この結
果、第１の二次巻線ｎ２１には一次巻線ｎ１との巻線比
に応じた電流が発生するから、モニタ抵抗６に発生する
電圧は線路１に流れる直流電流変化に比例する。したが
って、この電圧を見れば線路１に流れる直流電流を測定
することができる。
は減少すると、コアＴの非飽和時間が変化する。この結
果、第１の二次巻線ｎ２１には一次巻線ｎ１との巻線比
に応じた電流が発生するから、モニタ抵抗６に発生する
電圧は線路１に流れる直流電流変化に比例する。したが
って、この電圧を見れば線路１に流れる直流電流を測定
することができる。
【０００７】しかしながら、上記のように過飽和トラン
スを用いた従来の直流電流検出器では、周囲温度が変化
すると、過飽和コアのＢ−Ｈカーブ角形特性が変わり、
飽和時間が変化してしまうため、高精度な電流検出が困
難であった。
スを用いた従来の直流電流検出器では、周囲温度が変化
すると、過飽和コアのＢ−Ｈカーブ角形特性が変わり、
飽和時間が変化してしまうため、高精度な電流検出が困
難であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の直流電流検出器では、温度変化に対して不安定な過
飽和トランスを用いているため、高精度な電流検出が困
難であった。この発明は上記の課題を解決するためにな
されたもので、温度変化に影響されず、高精度な電流検
出が可能な直流電流検出器を提供することを目的とす
る。
来の直流電流検出器では、温度変化に対して不安定な過
飽和トランスを用いているため、高精度な電流検出が困
難であった。この発明は上記の課題を解決するためにな
されたもので、温度変化に影響されず、高精度な電流検
出が可能な直流電流検出器を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明に係る直流電流検出器は、所定の巻線比の一
次巻線と二次巻線を有する交流トランスと、被検出電流
線路を分断し、前記交流トランスの一次巻線の両端をそ
れぞれ第１、第２のスイッチ素子を介して前記被検出電
流経路の一方端に接続すると共に第３、第４のスイッチ
素子を介して前記被検出電流経路の他方端に接続し、第
１及び第４のスイッチ素子の組と第２及び第３のスイッ
チ素子の組を一定周期で交互にオン／オフ制御すること
で、前記一次巻線を被検出電流線路中に一定周期で電流
の向きが逆転するように選択的に介在させる経路切替手
段と、前記交流トランスの二次巻線に発生する交流電流
を直流電流に変換する直流再生手段とを具備して構成さ
れる。
にこの発明に係る直流電流検出器は、所定の巻線比の一
次巻線と二次巻線を有する交流トランスと、被検出電流
線路を分断し、前記交流トランスの一次巻線の両端をそ
れぞれ第１、第２のスイッチ素子を介して前記被検出電
流経路の一方端に接続すると共に第３、第４のスイッチ
素子を介して前記被検出電流経路の他方端に接続し、第
１及び第４のスイッチ素子の組と第２及び第３のスイッ
チ素子の組を一定周期で交互にオン／オフ制御すること
で、前記一次巻線を被検出電流線路中に一定周期で電流
の向きが逆転するように選択的に介在させる経路切替手
段と、前記交流トランスの二次巻線に発生する交流電流
を直流電流に変換する直流再生手段とを具備して構成さ
れる。
【００１０】
【作用】上記構成による直流電流検出器では、交流トラ
ンスの一次巻線に流れる被検出電流の向きを一定周期で
逆転させて二次巻線に交流電流を発生させ、この交流電
流を直流再生手段で直流電流に変換することで、被検出
電流から一次巻線と二次巻線の巻線比に相当する比率の
直流電流を生成するようにしている。
ンスの一次巻線に流れる被検出電流の向きを一定周期で
逆転させて二次巻線に交流電流を発生させ、この交流電
流を直流再生手段で直流電流に変換することで、被検出
電流から一次巻線と二次巻線の巻線比に相当する比率の
直流電流を生成するようにしている。
【００１１】
【実施例】以下、図１乃至３を参照してこの発明の実施
例を詳細に説明する。図１はこの発明に係る直流電流検
出器の構成を示すもので、ここではフェライトリングコ
アＴを用いた交流トランス１１を用いている。この交流
トランス１１は互いに切り離され、それぞれ二次巻線ｎ
２との巻線比がＮ：ｎの第１及び第２の一次巻線ｎ１
１，ｎ１２を有する。
例を詳細に説明する。図１はこの発明に係る直流電流検
出器の構成を示すもので、ここではフェライトリングコ
アＴを用いた交流トランス１１を用いている。この交流
トランス１１は互いに切り離され、それぞれ二次巻線ｎ
２との巻線比がＮ：ｎの第１及び第２の一次巻線ｎ１
１，ｎ１２を有する。
【００１２】一方、被検出電流線路１２は電流検出部分
で２経路に分岐される。一方の経路には第１の一次巻線
ｎ１１及び第１のスイッチ素子１３が介在され、他方の
系統には第２の一次巻線ｎ１２及び第２のスイッチ素子
１４が介在され、互いに電流方向が交錯するようになっ
ている。
で２経路に分岐される。一方の経路には第１の一次巻線
ｎ１１及び第１のスイッチ素子１３が介在され、他方の
系統には第２の一次巻線ｎ１２及び第２のスイッチ素子
１４が介在され、互いに電流方向が交錯するようになっ
ている。
【００１３】上記第１及び第２のスイッチ素子１３，１
４は、例えば電界効果トランジスタで構成され、そのオ
ン／オフ制御はロジック回路１５からの制御信号によっ
て行われる。ロジック回路１５は上記スイッチ素子１
３，１４に対して周期Ｔ、デューティ５０％で互いに逆
位相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２を制御信号として供給す
る。
４は、例えば電界効果トランジスタで構成され、そのオ
ン／オフ制御はロジック回路１５からの制御信号によっ
て行われる。ロジック回路１５は上記スイッチ素子１
３，１４に対して周期Ｔ、デューティ５０％で互いに逆
位相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２を制御信号として供給す
る。
【００１４】上記交流トランス１１の二次巻線ｎ２に発
生した交流電流は、ダイオードブリッジによる直流再生
回路１６で直流再生された後、電流／電圧変換用抵抗１
７で電圧に変換され、平滑回路１８で平滑されて、モニ
タ電圧として検出電圧出力端子１９に導かれる。
生した交流電流は、ダイオードブリッジによる直流再生
回路１６で直流再生された後、電流／電圧変換用抵抗１
７で電圧に変換され、平滑回路１８で平滑されて、モニ
タ電圧として検出電圧出力端子１９に導かれる。
【００１５】上記構成において、以下図２を参照してそ
の動作について説明する。いま、ロジック回路１５によ
り、図２（ａ），（ｂ）に示すように互いに逆位相でデ
ューティ５０％のパルス信号Ｐ１，Ｐ２を発生させ、こ
れらのパルス信号Ｐ１，Ｐ２によりスイッチ素子１３，
１４をオン／オフすると、第１、第２の一次巻線ｎ１
１，ｎ１２に交互に被検出電流Ｉ0 が流れる。このと
き、各巻線ｎ１１，ｎ１２に流れる電流の向きは逆向き
であるから、二次巻線ｎ２には図２（ｃ）に示すように
振幅（Ｎ／ｎ）Ｉ0 の交流電流が発生する。
の動作について説明する。いま、ロジック回路１５によ
り、図２（ａ），（ｂ）に示すように互いに逆位相でデ
ューティ５０％のパルス信号Ｐ１，Ｐ２を発生させ、こ
れらのパルス信号Ｐ１，Ｐ２によりスイッチ素子１３，
１４をオン／オフすると、第１、第２の一次巻線ｎ１
１，ｎ１２に交互に被検出電流Ｉ0 が流れる。このと
き、各巻線ｎ１１，ｎ１２に流れる電流の向きは逆向き
であるから、二次巻線ｎ２には図２（ｃ）に示すように
振幅（Ｎ／ｎ）Ｉ0 の交流電流が発生する。
【００１６】この交流電流は、ダイオードブリッジによ
る直流再生回路１６で全波整流され、図２（ｄ）に示す
ような直流電流Ｉs （＝（Ｎ／ｎ）Ｉ0 ）に変換され
る。この電流を抵抗１７に流して電圧に変換した後、平
滑回路１８に通して平滑出力することで、被検出電流Ｉ
0 を図２（ｅ）に示すように電圧Ｉs ・Ｒs として検出
することができる。
る直流再生回路１６で全波整流され、図２（ｄ）に示す
ような直流電流Ｉs （＝（Ｎ／ｎ）Ｉ0 ）に変換され
る。この電流を抵抗１７に流して電圧に変換した後、平
滑回路１８に通して平滑出力することで、被検出電流Ｉ
0 を図２（ｅ）に示すように電圧Ｉs ・Ｒs として検出
することができる。
【００１７】したがって、上記構成による直流電流検出
器は、過飽和トランスのＢ−Ｈカーブ角形特性を利用せ
ず、通常の交流トランスを用いて直流電流を交流として
取り出し、整流平滑出力するようにしており、出力電圧
が温度変化の影響を受けないので、高精度な電流検出が
可能となる。
器は、過飽和トランスのＢ−Ｈカーブ角形特性を利用せ
ず、通常の交流トランスを用いて直流電流を交流として
取り出し、整流平滑出力するようにしており、出力電圧
が温度変化の影響を受けないので、高精度な電流検出が
可能となる。
【００１８】図３はこの発明に係る他の実施例を示すも
のである。尚、図３において図１と同一部分には同一符
号を付して示す。図３において、２１はフェライトリン
グコアＴを用いた交流トランスであり、巻線比Ｎ：ｎの
一次巻線ｎ１及び二次巻線ｎ２を有する。一次巻線ｎ１
の両端はそれぞれスイッチ素子２２，２３を介して被検
出電流線路１２の高電位側に接続され、同時にスイッチ
素子２４，２５を介して被検出電流線路１２の低電位側
に接続される。二次巻線ｎ２の両端はそれぞれ前記ダイ
オードブリッジによる直流再生回路１６の一対の入力端
に接続される。
のである。尚、図３において図１と同一部分には同一符
号を付して示す。図３において、２１はフェライトリン
グコアＴを用いた交流トランスであり、巻線比Ｎ：ｎの
一次巻線ｎ１及び二次巻線ｎ２を有する。一次巻線ｎ１
の両端はそれぞれスイッチ素子２２，２３を介して被検
出電流線路１２の高電位側に接続され、同時にスイッチ
素子２４，２５を介して被検出電流線路１２の低電位側
に接続される。二次巻線ｎ２の両端はそれぞれ前記ダイ
オードブリッジによる直流再生回路１６の一対の入力端
に接続される。
【００１９】上記スイッチ素子２２〜２５は例えば電界
効果トランジスタで構成され、そのオン／オフ制御はロ
ジック回路２６からの制御信号によって行われる。ロジ
ック回路２６はスイッチ素子２２，２５の組とスイッチ
素子２３，２４の組にデューティ５０％で互いに逆位相
のパルス信号Ｐ１１，Ｐ１２を制御信号として供給す
る。
効果トランジスタで構成され、そのオン／オフ制御はロ
ジック回路２６からの制御信号によって行われる。ロジ
ック回路２６はスイッチ素子２２，２５の組とスイッチ
素子２３，２４の組にデューティ５０％で互いに逆位相
のパルス信号Ｐ１１，Ｐ１２を制御信号として供給す
る。
【００２０】すなわち、上記スイッチ素子２２，２５の
組とスイッチ素子２３，２４の組は同一周期で交互にオ
ン／オフ制御されるため、交流トランス２１の一次巻線
ｎ１に流れる被検出電流の向きがその周期で切り替わ
る。よって、交流トランス２１の二次巻線ｎ２にはＮ：
ｎの交流電流が発生する。
組とスイッチ素子２３，２４の組は同一周期で交互にオ
ン／オフ制御されるため、交流トランス２１の一次巻線
ｎ１に流れる被検出電流の向きがその周期で切り替わ
る。よって、交流トランス２１の二次巻線ｎ２にはＮ：
ｎの交流電流が発生する。
【００２１】よって、図１の場合と同様に、二次巻線ｎ
２に発生した交流電流をダイオードブリッジによる直流
再生回路１６で全波整流し、抵抗１７に流して電圧に変
換した後、平滑回路１８に通して平滑出力することで、
被検出電流を電圧として検出することができる。
２に発生した交流電流をダイオードブリッジによる直流
再生回路１６で全波整流し、抵抗１７に流して電圧に変
換した後、平滑回路１８に通して平滑出力することで、
被検出電流を電圧として検出することができる。
【００２２】尚、上記の各実施例において、図１，図３
中点線で示すように、ダイオードＤ１〜Ｄｎによるバイ
パス回路を被検出電流線路１２に接続しておけば、スイ
ッチ素子１３，１４または２２，２５の組と２３，２４
の組とが同時にオフあいるは破損した場合でも、他回路
への電流供給断を防止することができる。
中点線で示すように、ダイオードＤ１〜Ｄｎによるバイ
パス回路を被検出電流線路１２に接続しておけば、スイ
ッチ素子１３，１４または２２，２５の組と２３，２４
の組とが同時にオフあいるは破損した場合でも、他回路
への電流供給断を防止することができる。
【００２３】また、上記の各実施例において、被検出直
流電流から交流トランス２１の巻線比Ｎ：ｎに相当する
比率の直流電流を生成できることから、抵抗１７を削除
してそのまま電流出力とすれば、直流変流器として機能
させることができる。その他、この発明の要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更しても、同様に実施可能であること
はいうまでもない。
流電流から交流トランス２１の巻線比Ｎ：ｎに相当する
比率の直流電流を生成できることから、抵抗１７を削除
してそのまま電流出力とすれば、直流変流器として機能
させることができる。その他、この発明の要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更しても、同様に実施可能であること
はいうまでもない。
【００２４】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、温度変
化に影響されず、高精度な電流検出が可能な直流電流検
出器を提供することができる。
化に影響されず、高精度な電流検出が可能な直流電流検
出器を提供することができる。
【図１】この発明に係る直流電流検出器の一実施例の構
成を示す回路図である。
成を示す回路図である。
【図２】同実施例の動作を説明するための波形図であ
る。
る。
【図３】この発明に係る他の実施例の構成を示す回路図
である。
である。
【図４】従来の直流電流検出器の構成を示す回路図であ
る。
る。
１，１２…被検出電流線路、２…過飽和トランス、３…
抵抗、４…インダクタ、５…キャパシタ、６…モニタ抵
抗、７…パルス電源、８…ダイオード、１１，２１…交
流トランス、１３，１４，２２〜２５…スイッチ素子、
１５，２６…ロジック回路、１６…直流再生回路、１７
…電流／電圧変換用抵抗、１８…平滑回路、１９…検出
電圧出力端子、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ１１，Ｐ１２…パルス信
号、Ｉ0…被検出電流、Ｉs …検出直流電流。
抵抗、４…インダクタ、５…キャパシタ、６…モニタ抵
抗、７…パルス電源、８…ダイオード、１１，２１…交
流トランス、１３，１４，２２〜２５…スイッチ素子、
１５，２６…ロジック回路、１６…直流再生回路、１７
…電流／電圧変換用抵抗、１８…平滑回路、１９…検出
電圧出力端子、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ１１，Ｐ１２…パルス信
号、Ｉ0…被検出電流、Ｉs …検出直流電流。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅岡 智昭 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社東芝小向工場内 (72)発明者 中島 啓 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社東芝小向工場内 審査官 篠崎 正 (56)参考文献 特開 昭62−250704（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−141368（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−89269（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−109293（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−20245（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 19/00 - 19/32 G01R 15/18
Claims (3)
- 【請求項１】 所定の巻線比の一次巻線と二次巻線を有
する交流トランスと、 被検出電流線路を分断し、前記交流トランスの一次巻線
の両端をそれぞれ第１、第２のスイッチ素子を介して前
記被検出電流経路の一方端に接続すると共に第３、第４
のスイッチ素子を介して前記被検出電流経路の他方端に
接続し、第１及び第４のスイッチ素子の組と第２及び第
３のスイッチ素子の組を一定周期で交互にオン／オフ制
御することで、前記一次巻線を被検出電流線路中に一定
周期で電流の向きが逆転するように選択的に介在させる
経路切替手段と、 前記交流トランスの二次巻線に発生する交流電流を直流
電流に変換する直流再生手段とを具備する直流電流検出
器。 - 【請求項２】 所定の巻線比の一次巻線と二次巻線を有
する交流トランスと、被検出電流線路を分断し、前記交流トランスの一次巻線
の両端をそれぞれ第１、第２のスイッチ素子を介して前
記被検出電流経路の一方端に接続すると共に第３、第４
のスイッチ素子を介して前記被検出電流経路の他方端に
接続し、第１及び第４のスイッチ素子の組と第２及び第
３のスイッチ素子の組を一定周期で交互にオン／オフ制
御することで、前記 一次巻線を被検出電流線路中に一定
周期で電流の向きが逆転するように選択的に介在させる
経路切替手段と、 前記交流トランスの二次巻線に発生する交流電流を直流
電流に変換する直流再生手段と、 前記被検出電流線路に前記一次巻線の介在位置をバイパ
スするバイパス経路とを具備する直流電流検出器。 - 【請求項３】 前記バイパス経路には被検出電流に対し
て順方向になるようにダイオードを介在させるようにし
たことを特徴とする請求項２記載の直流電流検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10095594A JP3332117B2 (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | 直流電流検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10095594A JP3332117B2 (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | 直流電流検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07306232A JPH07306232A (ja) | 1995-11-21 |
| JP3332117B2 true JP3332117B2 (ja) | 2002-10-07 |
Family
ID=14287784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10095594A Expired - Fee Related JP3332117B2 (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | 直流電流検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3332117B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2791144B1 (fr) * | 1999-03-19 | 2001-11-30 | Sextant Avionique | Dispositif de surveillance de la circulation d'un courant sensiblement continu dans une charge et procede pour la mise en oeuvre de ce dispositif |
| JP2007325340A (ja) * | 2006-05-30 | 2007-12-13 | Toyota Industries Corp | 整流回路 |
-
1994
- 1994-05-16 JP JP10095594A patent/JP3332117B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07306232A (ja) | 1995-11-21 |
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