磁通门漏电传感器制造技术

本发明专利技术公开一种磁通门漏电传感器，该磁通门漏电传感器包括：用于插入测定对象第一电线和第二电线的环状芯；缠绕在上述芯上的线圈；驱动电路，其将正负对称的矩形波电压施加到上述线圈上，以便一边使上述线圈的磁通密度的方向反向，一边使上述线圈的磁通密度饱和；比较器电路，其将与流经上述线圈的线圈电流对应地进行变化的测定电压与正负对称的正侧基准电压和负侧基准电压相比较，并输出正侧电信号和负侧电信号，其中，正侧电信号相当于上述测定电压比上述正侧基准电压高的期间，而负侧电信号对应于上述测定电压比上述负侧基准电压低的期间；以及判断电路，其用于比较从上述比较器电路输出的上述正侧电信号和上述负侧电信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于检测漏电的磁通门漏电传感器。
技术介绍
作为用于检测从电源供给负载的电流的泄漏的装置，日本特开第2000-2738号公 报公开了一种直流漏电检测装置。该装置具有环状芯，第一被检测导线和第二被检测导线 插入到该芯中，同时在该芯上缠绕有线圈。高频电流从高频输出电路流向线圈，通过整流电路，线圈两端的交流电压被转换 为直流电压。然后，在比较电路中将直流电压与基准电压进行比较，在直流电压小于基准电 压时，就将其判断为发生了漏电。S卩，在发生漏电时，芯的磁通密度饱和而线圈的阻抗下降，该装置就是利用这一点 来检测漏电。在日本特开第2000-2738号公报所公开的直流漏电检测装置中，随着芯的温度变 化，芯的磁导率也变化，因此，线圈的阻抗变化而使直流电压也发生了变化。另外，由于芯的 磁通密度呈现滞后现象，因此，即使漏电电流量相等，所得到的直流电压值也不同，根据情 况的不同，可能有时无法检测出漏电。因此，对于日本特开2000-2738号公报所公开的直流漏电检测装置，很难说其在 温度稳定性方面优良，而在温度变化剧烈的环境下，漏电的检测精度有可能下降。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种温度稳定性优良的磁通门漏电传感器。根据本专利技术的一个实施方式，提供了一种磁通门漏电传感器，具有用于插入测定 对象第一电线和第二电线的环状的芯以及缠绕在上述芯上的线圈，其特征在于，该磁通门 漏电传感器包括驱动电路，其将正负对称的矩形波电压施加到上述线圈上，以便一边使所 述线圈的磁通密度的方向反向，一边使上述线圈的磁通密度饱和；比较器电路，其将与流经 上述线圈的线圈电流对应地进行变化的测定电压与正负对称的正侧基准电压和负侧基准 电压相比较，并输出正侧电信号和负侧电信号，其中，正侧电信号相当于上述测定电压比上 述正侧基准电压高的期间，而负侧电信号对应于上述测定电压比上述负侧基准电压低的期 间；以及判断电路，其用于比较从上述比较器电路输出的上述正侧电信号和上述负侧电信 号。根据本专利技术的一个实施方式的磁通门漏电传感器基于测定电压比正侧基准电压 高的期间和测定电压比负侧基准电压低的期间，判断流经第一电线的电流和流经第二电线 的电流之间的大小关系。即，其根据测定电压比正侧基准电压高的期间和测定电压比负侧 基准电压低的期间来检测漏电。根据该磁通门漏电传感器，由于施加的是正负对称的电压，使得芯的磁通密度边 反向边饱和，因此，流经线圈的线圈电流不受芯的磁通密度滞后现象的影响。另外，由于施加的是正负对称的电压，使得芯的磁通密度边反向边饱和，因此，即 使芯的磁导率随温度的变化而变化，也可以维持测定电压比正侧基准电压高的期间和测定 电压比负侧基准电压低的期间之间的相对关系。这些结果使得该磁通门漏电传感器在广泛的温度范围内高精度地检测出漏电。优选地，上述比较器电路包括正侧比较器，其具有被施加上述测定电压的非倒相 输入端子和用于输入上述正侧基准电压的倒相输入端子；负侧比较器，其具有被施加上述 测定电压的倒相输入端子和用于输入上述负侧基准电压的非倒相输入端子；正侧电场效应 晶体管，其具有用于输入上述正侧比较器的输出电压的栅极电极；以及负侧电场效应晶体 管，其具有用于输入上述负侧比较器的输出电压的栅极电极，上述判断电路包含有积分电 路，该积分电路对上述正侧电场效应晶体管和上述负侧电场效应晶体管的漏极电流相加， 并输出与相加后的上述漏极电流的积分量对应的电压。根据优选方式的磁通门漏电传感器，与测定电压比正侧基准电压高的期间相对应 地波形整形后的栅极电压被施加到正侧电场效应晶体管上。另外，与测定电压比负侧基准 电压低的期间相对应地波形整形后的栅极电压被施加到负侧电场效应晶体管上。通过施加波形被如此整形过的栅极电压，根据该磁通门漏电传感器，漏电的检测 精度提高。附图说明图1是示出一个实施方式的磁通门漏电传感器的构成例的框图；图2是图1的磁通门漏电传感器的电路图；图3是在未发生漏电时图2电路的时序图，其中，图3(a)示出了由电流检测电路 检测出的线圈电流Ic随时间的变化，图3 (b)示出了正侧比较器的输出电压Vcp+随时间的 变化，图3(c)示出了负侧比较器的输出电压Vcp-随时间的变化，图3(d)示出了运算放大 器的输出电压Vout随时间的变化；图4是在发生了漏电时(一根电线的电流变大时)图2电路的时序图，其中，图 4(a)示出了由电流检测电路检测出的线圈电流Ic随时间的变化，图4(b)示出了正侧比较 器的输出电压Vcp+随时间的变化，图4 (c)示出了负侧比较器的输出电压Vcp-随时间的变 化，图4(d)示出了运算放大器的输出电压Vout随时间的变化；以及图5是在发生了漏电时(另一根电线的电流变大时)图2电路的时序图，其中，图 5(a)示出了由电流检测电路检测出的线圈电流Ic随时间的变化，图5(b)示出了正侧比较 器的输出电压Vcp+随时间的变化，图5(c)示出了负侧比较器的输出电压Vcp-的时间变 化，图5 (d)示出了运算放大器的输出电压Vout随时间的变化。具体实施例方式下面，参照附图来说明本专利技术的实施方式。图1是示出一个实施方式的磁通门漏电传感器的简要构成的框图。磁通门漏电传 感器适用于连接电源10和负载12的一组电线14a、14b (下文统称它们为电线14)，用于检 测在电源10和负载12之间是否发生了漏电。另外，电源10也可以包括太阳能发电装置之类的发电机，负载12也可以包括储存所发的电的蓄电池。磁通门漏电传感器具有由坡莫合金或者铁硅铝磁性合金形成的芯16。芯16具有 例如扁平的圆环形状，并分别具有数cm左右的内径和外径以及数mm左右的厚度。在芯16 的中间孔中插入电线14。线圈18以沿着芯16的周向延伸的方式螺旋状地缠绕在该芯16上，线圈18的匝 数为例如500匝左右。当向线圈18供给电流时，磁力线以绕芯16的内部一周的方式延伸。线圈18与驱动电路22连接，驱动电路22与振荡电路24共同作用而将正负对称 的矩形波电压施加在线圈18上。也就是说，矩形波的正侧峰值和负侧峰值相等，矩形波的 占空比实际上为50%。另外，线圈18与电流检测电路26连接，电流检测电路26检测流经线圈18的电流 (线圈电流)。电流检测电路26与比较器电路30连接，将对应于线圈电流的电压(测定电 压)输出到比较器电路30。然后，比较器电路30将测定电压与正负对称的正侧基准电压和负侧基准电压相 比较，并输出正侧电信号和负侧电信号，其中，正侧电信号相当于测定电压比上述正侧基准 电压高的期间，而负侧电信号相当于测定电压比上述负侧基准电压低的期间。正侧基准电压和负侧基准电压的绝对值实际上相等，而正侧基准电压和负侧基准 电压的极性互相相反。比较器电路30与判断电路32连接，判断电路32根据正侧电信号和负侧电信号来 判断流经线圈14a的电流和流经线圈14b的电流之间的大小关系。如果流经线圈14a的电 流和流经线圈14b的电流大小不等，则其判断为发生了漏电。具体来说，例如，在60A的电流流经电线14时，如果有30mA的漏电，则利用该磁通 门漏电传感器就可以检测出漏电。图2是磁通门漏电传感器的简要电路图。驱动电路22和振荡电路24例如由运算放大器40、电阻42、44、46以及电容本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁通门漏电传感器，具有用于插入作为测定对象的第一电线和第二电线的环状的芯以及缠绕在所述芯上的线圈，所述磁通门漏电传感器的特征在于，包括：驱动电路，将正负对称的矩形波电压施加到所述线圈上，以便一边使所述线圈的磁通密度的方向反向，一边使所述线圈的磁通密度饱和；比较器电路，将与流经所述线圈的线圈电流对应地进行变化的测定电压与正负对称的正侧基准电压和负侧基准电压相比较，并输出正侧电信号和负侧电信号，其中，正侧电信号相当于所述测定电压高于所述正侧基准电压的期间，负侧电信号对应于所述测定电压低于所述负侧基准电压的期间；以及判断电路，比较从所述比较器电路输出的所述正侧电信号和所述负侧电信号。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小林正和，余孔惠，
申请(专利权)人：株式会社田村制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]