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公開番号2025087587
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-10
出願番号2024180519
出願日2024-10-16
発明の名称電流検出装置及び漏電遮断器
出願人富士電機株式会社,富士電機機器制御株式会社
代理人弁理士法人ITOH
主分類G01R 15/18 20060101AFI20250603BHJP(測定;試験)
要約【課題】相対的に大きな被検出電流を検出する電流検出装置及び漏電遮断器を提供する。
【解決手段】被検出電流が流れる導体を囲む磁気コアと、前記磁気コアに巻回される励磁コイルと、前記励磁コイルに矩形波電圧を出力する励磁回路と、前記励磁コイルの他端に接続されるともに、ローレベル信号とハイレベル信号とから構成される二値信号を出力する二値化回路であって、前記励磁コイルの電圧が、前記矩形波電圧に応じて第1基準電圧を超えた際に前記ローレベル信号を出力し、前記励磁コイルの電圧が、前記第1基準電圧より小さい第2基準電圧を下回った際に前記ハイレベル信号を出力する二値化回路と、前記励磁回路が、前記励磁コイルに前記矩形波電圧を出力した第1時点から、前記二値化回路が、前記第1時点以降で最初に前記ハイレベル信号を出力する第2時点までの間の第1時間に基づき、前記導体に流れた前記被検出電流を検出する検出回路と、を備える、電流検出装置。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
被検出電流が流れる導体を囲む磁気コアと、
前記磁気コアに巻回される励磁コイルと、
前記励磁コイルに矩形波電圧を出力する励磁回路と、
前記励磁コイルの他端に接続されるともに、ローレベル信号とハイレベル信号とから構成される二値信号を出力する二値化回路であって、前記励磁コイルの電圧が、前記矩形波電圧に応じて第１基準電圧を超えた際に前記ローレベル信号を出力し、前記励磁コイルの電圧が、前記第１基準電圧より小さい第２基準電圧を下回った際に前記ハイレベル信号を出力する二値化回路と、
前記励磁回路が、前記励磁コイルに前記矩形波電圧を出力した第１時点から、前記二値化回路が、前記第１時点以降で最初に前記ハイレベル信号を出力する第２時点までの間の第１時間に基づき、前記導体に流れた前記被検出電流を検出する検出回路と、
を備える、電流検出装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記検出回路は、前記第１時点から前記矩形波電圧の１周期の時間が経過するまでに、前記第１時点以降の最初の前記ハイレベル信号を１度も取得しない場合、前記導体に前記被検出電流が流れたと判定する、
請求項１に記載の電流検出装置。
【請求項３】
前記検出回路は、第１判定回路を含み、
前記第１判定回路は、
前記第１時間が、第１閾値を下回る場合に、前記導体に前記被検出電流が流れたと判定するか、
又は、前記第１時間と、前記導体に前記被検出電流が流れていない場合における、前記第１時点と前記第２時点との間の第２時間との差が、第２閾値を超える場合に、前記導体に前記被検出電流が流れたと判定する、
請求項１又は請求項２に記載の電流検出装置。
【請求項４】
前記検出回路は、前記二値化回路から出力された、前記ハイレベル信号の継続時間と、前記ローレベル信号の継続時間との差である第３時間に基づき、前記導体に流れた前記被検出電流を検出する、
請求項１又は請求項２に記載の電流検出装置。
【請求項５】
前記検出回路は、
前記第３時間が、第３閾値を超えたか否かの判定処理を実行し、前記第３時間が前記第３閾値を超えている場合に、判定信号を出力する第２判定回路と、
前記第２判定回路に接続される積分回路と、
をさらに含み、
前記第２判定回路は、前記二値化回路から順次出力された複数の前記二値信号が入力されるたびに、前記各二値信号に含まれる前記ハイレベル信号の前記継続時間と、前記ローレベル信号の前記継続時間との差に基づく前記判定処理を都度実行し、
前記積分回路は、前記判定処理の結果、前記第２判定回路から順次出力された複数の前記判定信号が、第４閾値以上の時間、継続して入力された場合に、前記導体に前記被検出電流が流れたことを示す検出信号を出力する、
請求項４に記載の電流検出装置。
【請求項６】
前記励磁回路は、前記励磁コイルの一端に接続される、
請求項１又は請求項２に記載の電流検出装置。
【請求項７】
前記励磁回路及び前記検出回路は、デジタル回路部を含む、
請求項１又は請求項２に記載の電流検出装置。
【請求項８】
前記励磁コイルと前記励磁回路との間に配置され、前記励磁回路からの前記矩形波電圧の電圧値を昇圧する第１レベルシフト回路と、
前記二値化回路と前記検出回路との間に配置され、前記二値化回路からの前記二値信号の電圧値を降圧する第２レベルシフト回路と、
をさらに備える、請求項７に記載の電流検出装置。
【請求項９】
電流検出装置と、前記電流検出装置から出力された検出信号に基づき、電源と負荷とをつなぐ電路を遮断する遮断手段と、を備える、漏電遮断器であって、
前記電流検出装置は、
被検出電流が流れる導体を囲む磁気コアと、
前記磁気コアに巻回される励磁コイルと、
前記励磁コイルに矩形波電圧を出力する励磁回路と、
前記励磁コイルの他端に接続されるともに、前記励磁コイルの電圧が、前記矩形波電圧に応じて第１基準電圧を超えた際にローレベル信号を出力し、前記励磁コイルの電圧が、前記第１基準電圧より小さい第２基準電圧を下回った際にハイレベル信号を出力する二値化回路と、
前記励磁回路が、前記励磁コイルに前記矩形波電圧を出力した第１時点から、前記二値化回路が、前記第１時点以降で最初に前記ハイレベル信号を出力する第２時点までの間の第１時間に基づき、前記導体に流れた前記被検出電流を検出する検出回路と、
を備え、
前記検出回路は、前記導体に流れた前記被検出電流を検出した場合、前記遮断手段に検出信号を出力する、
漏電遮断器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電流検出装置及び漏電遮断器に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、ガス管等の被検出物の直径にほぼ一致する内径を有する環状の磁気コアと、それぞれ磁気コアに巻回された励磁コイル及び検出コイルと、検出コイルに電気的に接続された検出器と、を備えた電流検出装置が、開示されている。特許文献１に開示の電流検出装置によれば、被検出物に流れた直流の被検出電流を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
実開昭５９－９２５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示の電流検出装置において、磁気コアを磁気飽和させる程度に相対的に大きな被検出電流が、被検出物に流れると、磁気コア内を通過する磁束密度が常時変化しない場合がある。その結果、検出コイルを通じて、相対的に大きな被検出電流を検出できない場合が生じ得る。
【０００５】
本開示は、相対的に大きな被検出電流を検出する電流検出装置及び漏電遮断器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１態様では、被検出電流が流れる導体を囲む磁気コアと、前記磁気コアに巻回される励磁コイルと、前記励磁コイルに矩形波電圧を出力する励磁回路と、前記励磁コイルの他端に接続されるともに、ローレベル信号とハイレベル信号とから構成される二値信号を出力する二値化回路であって、前記励磁コイルの電圧が、前記矩形波電圧に応じて第１基準電圧を超えた際に前記ローレベル信号を出力し、前記励磁コイルの電圧が、前記第１基準電圧より小さい第２基準電圧を下回った際に前記ハイレベル信号を出力する二値化回路と、前記励磁回路が、前記励磁コイルに前記矩形波電圧を出力した第１時点から、前記二値化回路が、前記第１時点以降で最初に前記ハイレベル信号を出力する第２時点までの間の第１時間に基づき、前記導体に流れた前記被検出電流を検出する検出回路と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の技術によれば、相対的に大きな被検出電流を検出する電流検出装置及び漏電遮断器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態に係る電流検出装置の全体構成の一例を示す模式的なブロック図である。
第１実施形態に係る電流検出装置の励磁回路及び二値化回路の構成例を示す回路図である。
定常状態における電流検出装置の動作を説明するタイミングチャートである。
導体に第２電流が流れた場合の電流検出装置の動作を説明するタイミングチャートである。
導体に第１電流が流れた場合の電流検出装置の動作を説明するタイミングチャートである。
導体に第３電流が流れた場合の電流検出装置の動作を説明するタイミングチャートである。
第２実施形態に係る電流検出装置の全体構成の一例を示す模式的なブロック図である。
第３実施形態に係る漏電遮断器の全体構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して実施形態に係る電流検出装置について説明する。なお、「接続」とは、物理的な接続に限られず、電気的な接続の意味を含んでよい。例えば、物体Ａが物体Ｂに接続されるとは、物体Ａが物体Ｂに導電的に（例えば、同電位に）接続される場合に限られず、物体Ａが物体Ｃを介して物体Ｂに導電的に接続される場合を含んでよい。
【００１０】
［第１実施形態］
＜電流検出装置１＞
図１及び図２を参照して、第１実施形態に係る電流検出装置１の構成の一例を示す。図１は、第１実施形態に係る電流検出装置１の全体構成の一例を示す模式的なブロック図である。図２は、第１実施形態に係る電流検出装置１の励磁回路３０及び二値化回路４０の構成例を示す回路図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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