JP2893763B2 - 電力トランスデューサ - Google Patents
電力トランスデューサInfo
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- JP2893763B2 JP2893763B2 JP28958489A JP28958489A JP2893763B2 JP 2893763 B2 JP2893763 B2 JP 2893763B2 JP 28958489 A JP28958489 A JP 28958489A JP 28958489 A JP28958489 A JP 28958489A JP 2893763 B2 JP2893763 B2 JP 2893763B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、測定対象の電力を測定するための電力トラ
ンスデューサに係り、特に構成を簡単にしながら温度の
影響などの特性を改良した電力トランスデューサに関す
る。
ンスデューサに係り、特に構成を簡単にしながら温度の
影響などの特性を改良した電力トランスデューサに関す
る。
＜従来の技術＞ 第４図はパルス幅変調の乗算器を用いた従来の電力ト
ランスデューサの構成を示すブロック図である。
ランスデューサの構成を示すブロック図である。
測定対象からの交流電圧Viは電圧変成器PTを介してパ
ルス幅変調器PWMに出力される。一方、このパルス幅変
調器PWMには発振器OSCから所定のパルス幅を持つキャリ
ア周波数Fcが供給されている。
ルス幅変調器PWMに出力される。一方、このパルス幅変
調器PWMには発振器OSCから所定のパルス幅を持つキャリ
ア周波数Fcが供給されている。
このキャリア周波数Fcのパルス幅は交流電圧Viにより
変調されこの交流電圧Viに対応したデュテイを持つ制御
信号CSとこれを反転した反転制御信号＜CS＞がパルス幅
変調器PWMの出力Ｑ、＜Ｑ＞に出力される。
変調されこの交流電圧Viに対応したデュテイを持つ制御
信号CSとこれを反転した反転制御信号＜CS＞がパルス幅
変調器PWMの出力Ｑ、＜Ｑ＞に出力される。
測定対象からの交流電流Iiは電流変成器CTを介して入
力され、その出力巻線に接続された抵抗RLに電圧信号VL
として出力される。この電圧信号VLは抵抗R1、半導体の
スイッチSW1を介して加算・積分回路Q1の反転入力端
（−）に出力される。そして、この抵抗R1とスイッチSW
1との接続点は半導体の接地用のスイッチSW2を介して共
通電位点COMに接続されている。
力され、その出力巻線に接続された抵抗RLに電圧信号VL
として出力される。この電圧信号VLは抵抗R1、半導体の
スイッチSW1を介して加算・積分回路Q1の反転入力端
（−）に出力される。そして、この抵抗R1とスイッチSW
1との接続点は半導体の接地用のスイッチSW2を介して共
通電位点COMに接続されている。
さらに、電圧信号VLは反転増幅器Q2、抵抗R2、および
スイッチSW3を介して加算・積分回路Q1の反転入力端
（−）に出力される。そして、この抵抗R2と半導体のス
イッチSW3との接続点は半導体の接地用のスイッチSW4を
介して共通電位点COMに接続されている。
スイッチSW3を介して加算・積分回路Q1の反転入力端
（−）に出力される。そして、この抵抗R2と半導体のス
イッチSW3との接続点は半導体の接地用のスイッチSW4を
介して共通電位点COMに接続されている。
スイッチSW1とSW4とは制御信号CSにより開閉され、ス
イッチSW2とSW3とは制御信号＜CS＞により開閉され、加
算・積分回路Q1の出力端には測定対象の電力に比例した
直流信号Vo1が出力される。
イッチSW2とSW3とは制御信号＜CS＞により開閉され、加
算・積分回路Q1の出力端には測定対象の電力に比例した
直流信号Vo1が出力される。
以上の構成において、スイッチSW1の制御信号CSによ
るオン時間t1と、スイッチSW3の反転制御信号＜CS＞に
よるオン時間t2とはいずれも交流電圧Viに比例してい
る。
るオン時間t1と、スイッチSW3の反転制御信号＜CS＞に
よるオン時間t2とはいずれも交流電圧Viに比例してい
る。
また、スイッチSW1には交流電流Iiの大きさに比例し
た電圧信号VLが印加され、スイッチSW3にはこの電圧信
号VLを反転した電流が流れるので、これ等を加算・積分
回路Q1で加算した電流は、結局、交流電圧Viと交流電流
Iiの積に比例した値となる。加算・積分回路Q1はこの積
に対応する出力電圧Vo1を出力する。
た電圧信号VLが印加され、スイッチSW3にはこの電圧信
号VLを反転した電流が流れるので、これ等を加算・積分
回路Q1で加算した電流は、結局、交流電圧Viと交流電流
Iiの積に比例した値となる。加算・積分回路Q1はこの積
に対応する出力電圧Vo1を出力する。
＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながら、以上のような電力トランスデューサは
スイッチSW1、SW3などが半導体のスイッチとして構成さ
れているので、これ等のスイッチのオン抵抗の温度係数
を無視することができず、加算・積分回路Q1に入力され
る電流がオン抵抗の温度変化に対応して変化する。ま
た、これらのスイッチ（SW1,SW3）のスイッチングにお
けるトランジェント（スイッチング時にスイッチ自体か
ら発生する微小電圧）により加算・積分回路Q1に電流が
流れ込みリニアリテイの悪化を招くという課題がある。
スイッチSW1、SW3などが半導体のスイッチとして構成さ
れているので、これ等のスイッチのオン抵抗の温度係数
を無視することができず、加算・積分回路Q1に入力され
る電流がオン抵抗の温度変化に対応して変化する。ま
た、これらのスイッチ（SW1,SW3）のスイッチングにお
けるトランジェント（スイッチング時にスイッチ自体か
ら発生する微小電圧）により加算・積分回路Q1に電流が
流れ込みリニアリテイの悪化を招くという課題がある。
また、この電力トランスデューサを、例えば３相３線
や３相４線の多相用の電力トランスデューサとして構成
した場合には、多数の反転増幅器を必要とし高価なもの
となる欠点がある。
や３相４線の多相用の電力トランスデューサとして構成
した場合には、多数の反転増幅器を必要とし高価なもの
となる欠点がある。
＜課題を解決するための手段＞ 本発明は、このような課題を解決するために、測定対
象の交流電圧をパルス幅変調して制御信号とこの反転制
御信号を出力するパルス幅変調手段と、測定対象の交流
電流をこの交流電流に対応する定電流に変換する定電流
変換手段と、制御信号でスイッチングされ定電流を第１
スイッチング電流として出力する第１スイッチ手段と、
反転制御信号でスイッチングされた定電流を極性反転し
て第２スイッチング電流として出力する反転増幅手段
と、これ等の第１・第２スイッチング電流を加算積分し
て測定対象の電力に対応する直流信号を出力する加算・
積分手段とを具備するようにしたものである。
象の交流電圧をパルス幅変調して制御信号とこの反転制
御信号を出力するパルス幅変調手段と、測定対象の交流
電流をこの交流電流に対応する定電流に変換する定電流
変換手段と、制御信号でスイッチングされ定電流を第１
スイッチング電流として出力する第１スイッチ手段と、
反転制御信号でスイッチングされた定電流を極性反転し
て第２スイッチング電流として出力する反転増幅手段
と、これ等の第１・第２スイッチング電流を加算積分し
て測定対象の電力に対応する直流信号を出力する加算・
積分手段とを具備するようにしたものである。
＜作 用＞ パルス幅変調手段により測定対象の交流電圧をパルス
幅変調して制御信号とこの反転制御信号を出力し、定電
流交換手段により測定対象の交流電流をこの交流電流に
対応する定電流に変換し、さらに第１スイッチ手段によ
り制御信号でスイッチングされた定電流を第１スイッチ
ング電流として加算・積分手段に出力し、また反転増幅
手段により反転制御信号でスイッチングされた定電流を
極性反転して第２スイッチング電流として第１スイッチ
ング電流と共に加算・積分手段に出力し、この加算・積
分手段の出力端に測定対象の電力に対応する直流信号を
得る。
幅変調して制御信号とこの反転制御信号を出力し、定電
流交換手段により測定対象の交流電流をこの交流電流に
対応する定電流に変換し、さらに第１スイッチ手段によ
り制御信号でスイッチングされた定電流を第１スイッチ
ング電流として加算・積分手段に出力し、また反転増幅
手段により反転制御信号でスイッチングされた定電流を
極性反転して第２スイッチング電流として第１スイッチ
ング電流と共に加算・積分手段に出力し、この加算・積
分手段の出力端に測定対象の電力に対応する直流信号を
得る。
＜実施例＞ 以下、本発明の実施例について図を用いて説明する。
第１図は本発明の１実施例の構成を示すブロック図であ
る。
第１図は本発明の１実施例の構成を示すブロック図であ
る。
なお、第４図に示す電力トランスデューサと同一の機
能を有する部分については同一の符号を付して適宜にそ
の説明を省略する。
能を有する部分については同一の符号を付して適宜にそ
の説明を省略する。
測定対象からの交流電流Iiは電流変成器CTを介して入
力され、その出力巻線に接続された抵抗RLに電圧信号VL
とし出力される。この電圧信号VLは電圧／電流変換回路
V/Iにより電圧信号VLに対応する交流の定電流信号ｉに
変換される。
力され、その出力巻線に接続された抵抗RLに電圧信号VL
とし出力される。この電圧信号VLは電圧／電流変換回路
V/Iにより電圧信号VLに対応する交流の定電流信号ｉに
変換される。
なお、ここでは、電流変成器CTと抵抗RLと電圧／電流
変換回路V/Iからなる部分を、交流電流Iiをこの交流電
流に対応する定電流に変換する定電流変換手段と呼ぶ。
変換回路V/Iからなる部分を、交流電流Iiをこの交流電
流に対応する定電流に変換する定電流変換手段と呼ぶ。
この電流信号ｉはスイッチSW1を介して加算・積分回
路Q1の反転入力端（−）に出力されると共にスイッチSW
3を介して反転増幅器Q3の反転入力端（−）に出力され
る。この反転増幅器Q3はその非反転入力端（＋）が共通
電位点COMに接続され、その反転入力端（−）は抵抗R3
を介して出力端に接続されている。そして、この出力端
は抵抗R4を介して加算・積分回路Q1の反転入力端（−）
に接続されている。
路Q1の反転入力端（−）に出力されると共にスイッチSW
3を介して反転増幅器Q3の反転入力端（−）に出力され
る。この反転増幅器Q3はその非反転入力端（＋）が共通
電位点COMに接続され、その反転入力端（−）は抵抗R3
を介して出力端に接続されている。そして、この出力端
は抵抗R4を介して加算・積分回路Q1の反転入力端（−）
に接続されている。
スイッチSW1は制御信号CSにより開閉され、スイッチS
W3は反転制御信号＜CS＞により開閉され、それぞれ電流
信号ｉが電流i1、i2とされ、これ等は帰還回路に抵抗R5
とコンデンサＣとの並列回路が接続された加算・積分回
路Q1で加算・積分されてその出力端に出力電圧Vo2とし
て出力される。
W3は反転制御信号＜CS＞により開閉され、それぞれ電流
信号ｉが電流i1、i2とされ、これ等は帰還回路に抵抗R5
とコンデンサＣとの並列回路が接続された加算・積分回
路Q1で加算・積分されてその出力端に出力電圧Vo2とし
て出力される。
次に以上のように構成された実施例の動作について第
２図に示す波形図を用いて説明する。
２図に示す波形図を用いて説明する。
第２図（イ）はパルス幅変換器PWMの出力端Ｑから出
力される制御信号CSの波形であり、第２図（ロ）はその
反転出力端＜Ｑ＞から出力される反転制御信号＜CS＞の
波形である。いずれも、制御信号CSのオン期間t1、オフ
期間t2は反転制御信号＜CS＞のオフ期間、オン期間に一
致している。
力される制御信号CSの波形であり、第２図（ロ）はその
反転出力端＜Ｑ＞から出力される反転制御信号＜CS＞の
波形である。いずれも、制御信号CSのオン期間t1、オフ
期間t2は反転制御信号＜CS＞のオフ期間、オン期間に一
致している。
そして、これ等のオン期間t1、オフ期間t2は、交流電
圧Viにより変調され、Ａ、Ｂを定数とすれば次式の関係
が成立する。
圧Viにより変調され、Ａ、Ｂを定数とすれば次式の関係
が成立する。
t1/（t1/t2） ＝Ａ［１＋（Vi/B）］ …（１） t2/（t1＋t2） ＝Ａ［１−（Vi/B）］ …（２） また、スイッチSW1、SW3でスイッチングされた電流
i1、i2は、それぞれ i1＝Ct1Ii/（t1＋t2） …（３） i2＝−Ct2Ii（R3/R4） ／（t1＋t2） …（４） の関係がある。但し、Ｃは定数である。
i1、i2は、それぞれ i1＝Ct1Ii/（t1＋t2） …（３） i2＝−Ct2Ii（R3/R4） ／（t1＋t2） …（４） の関係がある。但し、Ｃは定数である。
ここでR3/R4＝１に選定して、加算・積分回路Q1で積
分した出力電圧Vo2は次のようになる。
分した出力電圧Vo2は次のようになる。
Vo2＝（i1＋i2）R5 ＝CIiR3（t1−t2） /（t1＋t2） ＝2ACViIi/B ∝ViIi …（５） このようにして、加算・積分回路Q1の出力端には測定
対象の電圧と電流を乗算した電圧信号、つまり測定対象
で消費する電力が得られる。
対象の電圧と電流を乗算した電圧信号、つまり測定対象
で消費する電力が得られる。
第３図は多相交流の電力を測定する場合の本発明の実
施例の構成を示すブロック図である。
施例の構成を示すブロック図である。
３相４線の多相交流を測定する場合には３電力計法を
採用することとなるが、この実施例はこの場合の構成を
示したものである。
採用することとなるが、この実施例はこの場合の構成を
示したものである。
V1〜V3はそれぞれ交流電圧Viに対応する測定対象から
の交流電圧である。発振器OSC1〜OSC3はそれぞれ発振器
OSCに、パルス幅変調器PWM1〜PWM3はそれぞれパルス幅
変調器PWMに、電圧変成器PT1〜PT3はそれぞれ電圧変成
器PTに対応する構成を有している。このため、制御信号
CS1〜CS3、反転制御信号＜CS1＞〜＜CS3＞はそれぞれ制
御信号CS、＜CS＞と同様な波形を有しているがそのパル
ス幅はそれぞれ交流電圧V1〜V3に対応した幅となってい
る。
の交流電圧である。発振器OSC1〜OSC3はそれぞれ発振器
OSCに、パルス幅変調器PWM1〜PWM3はそれぞれパルス幅
変調器PWMに、電圧変成器PT1〜PT3はそれぞれ電圧変成
器PTに対応する構成を有している。このため、制御信号
CS1〜CS3、反転制御信号＜CS1＞〜＜CS3＞はそれぞれ制
御信号CS、＜CS＞と同様な波形を有しているがそのパル
ス幅はそれぞれ交流電圧V1〜V3に対応した幅となってい
る。
スイッチSW5、SW7、SW9はそれぞれ制御信号CS1、C
S2、CS3により、スイッチSW6、SW8、SW10はそれぞれ反
転制御信号＜CS1＞、＜CS2＞、＜CS3＞により開閉され
る。
S2、CS3により、スイッチSW6、SW8、SW10はそれぞれ反
転制御信号＜CS1＞、＜CS2＞、＜CS3＞により開閉され
る。
また、I1〜I3はそれぞれ交流電流Iiに対応する測定対
象からの交流電流である。電流変成器CT1〜CT3はそれぞ
れ電流変成器CTに対応する構成を有している。従って、
これ等の負荷である抵抗RL1、〜RL3の両端には電圧信号
VL1、〜VL3が電圧信号VLと同様に発生する。
象からの交流電流である。電流変成器CT1〜CT3はそれぞ
れ電流変成器CTに対応する構成を有している。従って、
これ等の負荷である抵抗RL1、〜RL3の両端には電圧信号
VL1、〜VL3が電圧信号VLと同様に発生する。
これ等の電圧は、電圧／電流変換回路V/I1〜V/I3によ
りそれぞれ電圧信号VL1、〜VL3に対応する電流信号に変
換され、スイッチ群SW5〜SW10により開閉されて最終的
に加算・積分回路で加算されてその出力端に出力電圧V
o3として出力される。この出力電圧Vo3は測定対象で消
費する電力に比例していることは第１図に示す場合と同
様である。
りそれぞれ電圧信号VL1、〜VL3に対応する電流信号に変
換され、スイッチ群SW5〜SW10により開閉されて最終的
に加算・積分回路で加算されてその出力端に出力電圧V
o3として出力される。この出力電圧Vo3は測定対象で消
費する電力に比例していることは第１図に示す場合と同
様である。
＜発明の効果＞ 以上、実施例と共に具体的に説明したように本発明に
よれば、交流電流を電圧に変換した後に電圧／電流変換
回路により電流信号（前記交流電流に対応した定電流）
にしてからスイッチに流すようにしたので、加算・積分
回路には、スイッチのオン抵抗の温度変化の影響を受け
ることなく、交流電流に対応した定電流が入力される。
よれば、交流電流を電圧に変換した後に電圧／電流変換
回路により電流信号（前記交流電流に対応した定電流）
にしてからスイッチに流すようにしたので、加算・積分
回路には、スイッチのオン抵抗の温度変化の影響を受け
ることなく、交流電流に対応した定電流が入力される。
また、従来はスイッチSW1,SW3のトランジェントが加
算される回路構成となっていたが、本発明ではスイッチ
SW3のトランジェントは反転されてスイッチSW1のトラン
ジェントに加算される回路構成であり、スイッチSW1とS
W3のトランジェントは相殺され、トランジェントのリニ
アリテイへの影響を無くすことができる。また、反転増
幅器をスイッチの後段に挿入するようにしたので、接地
用のスイッチを省略することができる。さらに、多相交
流用の電力トランスデューサを構成する場合にも反転増
幅器は１個ですむので構成が簡単になりコストの低減と
なる。
算される回路構成となっていたが、本発明ではスイッチ
SW3のトランジェントは反転されてスイッチSW1のトラン
ジェントに加算される回路構成であり、スイッチSW1とS
W3のトランジェントは相殺され、トランジェントのリニ
アリテイへの影響を無くすことができる。また、反転増
幅器をスイッチの後段に挿入するようにしたので、接地
用のスイッチを省略することができる。さらに、多相交
流用の電力トランスデューサを構成する場合にも反転増
幅器は１個ですむので構成が簡単になりコストの低減と
なる。
第１図は本発明の１実施例の構成を示すブロック図、第
２図は第１図に示す実施例の動作を説明する波形図、第
３図は本発明の他の実施例の構成を示すブロック図、第
４図は従来の電力トランスデューサの構成を示すブロッ
ク図である。 PT、PT1〜PT3……電圧変成器、CT、CT1〜CT3……電流変
成器、PWM、PWM1〜PWM3……パルス幅変調器、V/I、V/I1
〜V/I3……電圧／電流変換回路、Q1……加算・積分回
路、Q2、Q3……反転増幅器。
２図は第１図に示す実施例の動作を説明する波形図、第
３図は本発明の他の実施例の構成を示すブロック図、第
４図は従来の電力トランスデューサの構成を示すブロッ
ク図である。 PT、PT1〜PT3……電圧変成器、CT、CT1〜CT3……電流変
成器、PWM、PWM1〜PWM3……パルス幅変調器、V/I、V/I1
〜V/I3……電圧／電流変換回路、Q1……加算・積分回
路、Q2、Q3……反転増幅器。
Claims (1)
- 【請求項１】測定対象の交流電圧をパルス幅変調して制
御信号とこの反転制御信号を出力するパルス幅変調手段
と、前記測定対象の交流電流をこの交流電流に対応する
定電流に変換する定電流変換手段と、前記制御信号でス
イッチングされ前記定電流を第１スイッチング電流とし
て出力する第１スイッチ手段と、前記反転制御信号でス
イッチングされた前記定電流を極性反転して第２スイッ
チング電流として出力する反転増幅手段と、これ等の第
１・第２スイッチング電流を加算積分して前記測定対象
の電力に対応する直流信号を出力する加算・積分手段と
を具備することを特徴とする電力トランスデューサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28958489A JP2893763B2 (ja) | 1989-11-07 | 1989-11-07 | 電力トランスデューサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28958489A JP2893763B2 (ja) | 1989-11-07 | 1989-11-07 | 電力トランスデューサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03150477A JPH03150477A (ja) | 1991-06-26 |
| JP2893763B2 true JP2893763B2 (ja) | 1999-05-24 |
Family
ID=17745127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28958489A Expired - Fee Related JP2893763B2 (ja) | 1989-11-07 | 1989-11-07 | 電力トランスデューサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2893763B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003031630A (ja) * | 2001-07-12 | 2003-01-31 | Sony Corp | 結晶境界判別方法及び装置 |
-
1989
- 1989-11-07 JP JP28958489A patent/JP2893763B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03150477A (ja) | 1991-06-26 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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