JPS5949682B2 - Metamorphosis device - Google Patents
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- JPS5949682B2 JPS5949682B2 JP52082431A JP8243177A JPS5949682B2 JP S5949682 B2 JPS5949682 B2 JP S5949682B2 JP 52082431 A JP52082431 A JP 52082431A JP 8243177 A JP8243177 A JP 8243177A JP S5949682 B2 JPS5949682 B2 JP S5949682B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は直流および交流のいずれの入力にも応動できる
変成装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a transformer that can respond to either direct current or alternating current input.
従来、直流電流および電圧を絶縁状態で検知する手段と
しては一対の可飽和リアクトルを利用した直流変流器お
よび直流変成器が用いられていた。Conventionally, as means for detecting direct current and voltage in an insulated state, a direct current transformer and a direct current transformer using a pair of saturable reactors have been used.
しかしこの方式では、被検出電流、電圧源の極性の判別
が困難で、あえて上記極性を検知するとすれば、上記変
圧器および変流器を構成する可飽和リアクトルの各磁心
に巻回された巻線の誘導電圧の位相により判断するほか
はなかつた。また上記判別方法としてホール素子も用い
られているが、この方法でも周波数、温度等によりその
特性が変化するので満足するような精度が得られない。
他方交流変成器の場合、低周波領域における直流成分に
対しては動作機能を喪失するという欠点があつた。本発
明は上記のような従来のものの欠点を除去するためにな
されたもので、磁気結合形変成装置の適用可能な周波数
レンジを拡大することを目的としている。However, with this method, it is difficult to distinguish the polarity of the detected current and voltage source, and if the polarity is to be detected, it is necessary to There was no other choice but to judge by the phase of the induced voltage in the line. Further, a Hall element is also used as the above-mentioned discrimination method, but even with this method, satisfactory accuracy cannot be obtained because the characteristics change depending on frequency, temperature, etc.
On the other hand, AC transformers have the disadvantage that they lose their operational function in response to DC components in the low frequency range. The present invention has been made to eliminate the above-mentioned drawbacks of the conventional transformer, and aims to expand the applicable frequency range of magnetically coupled transformers.
以下、本発明装置を図示実施例について詳述すれば、第
1図において、1は磁心Coに被検出電流1、を通ずる
第1の巻線Niと、上記電流Isに対応する二次電流を
通ずる励振兼用の第2巻線N2、および磁束変化に応動
する電圧検出用第3巻線N3からなる変成器、2は前記
変成器1の磁束電圧検知用第3巻線N3に誘起する誘導
電圧を入力として、その値を時間積分して出力するよう
にした、ゲインをほゞ閃にした増幅器と、抵抗Ri、R
rと、コンデンサCfから成る積分器、3は本装置の出
力電圧V。Hereinafter, the device of the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiment. In FIG. A transformer consisting of a second winding N2 that also serves as an excitation conductor, and a third winding N3 for voltage detection that responds to changes in magnetic flux; 2 is an induced voltage induced in the third winding N3 for detecting magnetic flux voltage of the transformer 1; An amplifier with a nearly instantaneous gain, which takes as input, integrates the value over time, and outputs it, and resistors Ri and R
r, an integrator consisting of a capacitor Cf, and 3 is the output voltage V of this device.
を得る端子間に接続された抵抗器R。と、上記端子間電
圧のリップル分を検知することと低周波成分除去の機能
とを兼ねそなえた抵抗Rp、コンデンサCpとを主体と
するリップル検知部、および増幅器Asと抵抗R、、R
2による増幅部とから構成されるリップル検知手段、4
は抵抗器RAI,RA2の加算部分と、演算増幅器A4
と抵抗器Ru,R,によるしきい値付比較判定部分と、
変換増幅器A1による正負所定電圧の出力部分とからな
る入力レベル判定作用と電力増幅作用とを有する励振手
段である。次に、第2図は上記第1図の回路に示す変成
器1の磁心COに発生する磁束の動態説明図であり、第
3図は電流源SIが被検出電流I。を通電する場合にお
ける、第1図の回路の動作状態を時間の経過に従つてそ
の波形で示したものである。なお、第1図における積分
器2はその要求される機能の状態により単純な抵抗器と
コンデンサとの回路でも代替可能であり、この場合増幅
器A2は必ずしも必要としない。また、リツプル検知手
段3の増幅器A3も検知入力電圧および上記励振手段4
の入力感度状態によつては省略することができ、さらに
励振手段4の切換増幅器A1も半導体スイツチ或いは電
力増幅器等に置換することができる。以上のように構成
された第1図の回路において、その動作について説明す
る。いま、第3図bに示すT。なる時刻以前に、電流源
SIが電流Isを図示方向に加え、変成器1の磁心CO
の磁束が第3図dに示す実線のP1点にあつて、上記T
。なる時刻に達したときに励振手段4の入力加算電力増
幅部の出力電圧が負から正に切換された状態を、第2図
について説明すれば、N2巻線電圧VN2は図示した極
性の電圧となり、該電圧に対応する誘導電圧値をN3巻
線を生ずる。また、N3巻線電圧は、積分器2で積分さ
れ、その出力電圧V2は所定の負電圧値 V2O(第3
図e)から、時間の経過と共に漸増する。一方、磁心C
Oの磁束φは、第3図DC!)P,点より漸減し、第3
図d(:!)P2点を経てP3点へ向かう。A resistor R connected across the terminals to obtain , a ripple detection section mainly consisting of a resistor Rp and a capacitor Cp, which have the functions of detecting the ripple component of the voltage between the terminals and removing low frequency components, and an amplifier As and resistors R, , R.
ripple detection means consisting of an amplifying section according to 2;
is the addition part of resistors RAI and RA2 and the operational amplifier A4
and a comparison judgment part with a threshold value using resistors Ru, R,
This excitation means has an input level determination function and a power amplification function, which is comprised of output portions of positive and negative predetermined voltages from the conversion amplifier A1. Next, FIG. 2 is an explanatory diagram of the dynamics of the magnetic flux generated in the magnetic core CO of the transformer 1 shown in the circuit of FIG. The operating state of the circuit of FIG. 1 when electricity is applied is shown by waveforms over time. Incidentally, the integrator 2 in FIG. 1 can be replaced by a simple resistor-capacitor circuit depending on the required function, and in this case, the amplifier A2 is not necessarily required. Further, the amplifier A3 of the ripple detection means 3 also detects the detection input voltage and the excitation means 4.
Depending on the state of the input sensitivity, the switching amplifier A1 of the excitation means 4 can also be replaced with a semiconductor switch, a power amplifier, or the like. The operation of the circuit shown in FIG. 1 configured as above will be explained. Now, T shown in FIG. 3b. Before the time , the current source SI applies a current Is in the direction shown, and the magnetic core CO of the transformer 1
When the magnetic flux is at point P1 of the solid line shown in Figure 3d, the above T
. To explain the state in which the output voltage of the input summing power amplifying section of the excitation means 4 is switched from negative to positive when the time reaches the time shown in FIG. , which produces an induced voltage value corresponding to that voltage in the N3 winding. Further, the N3 winding voltage is integrated by an integrator 2, and its output voltage V2 is a predetermined negative voltage value V2O (third
From Figure e), it gradually increases over time. On the other hand, magnetic core C
The magnetic flux φ of O is shown in Figure 3 DC! ) P, gradually decreases from the 3rd point.
Figure d (:!) Go to point P3 via point P2.
この間にN3巻線電流が僅小値で無視できる状態である
とき、巻線N1を流れる電流Isは第2巻線N2を図示
電流12の方向に流れ、この電流は増幅器A1より供給
され、抵抗器 R。を流れる。したがつて、 N1巻数
工2=−×工.となり、
N2巻数
抵抗器R。During this period, when the current in the N3 winding is very small and can be ignored, the current Is flowing through the winding N1 flows through the second winding N2 in the direction of the indicated current 12, and this current is supplied from the amplifier A1 and is resisted by the resistor. Vessel R. flows. Therefore, N1 turns number of steps 2 = - x number of steps. So, N2 turns resistor R.
の電圧降下はV。= ROXl2となる。すなわち、第
1図による変成装置の出力は、入力電流に比例する値と
なる。また第2図P2点よりP3点への方向に対しては
、変成器磁心COの磁束φによる励磁電流が増大し、出
力V。は第3図fに示すように時間の経過とともに増大
するので、そのリツプル分も、コンデンサCp、抵抗R
pを経て増幅器A3で増幅され、出力電圧V3となり、
第3図cの実線部分の状態になる。このとき、積分器2
の出力電圧V2は第3図e(1)電圧値V2Aになる。
このようにして、励振手段4に入力した上記出力電圧V
2,V3は、加算抵抗RAI,RA2により上記出力電
圧V3A,V2Aが加算されてVadとなり、増幅器A
4の抵抗器Rf,Ruで設定されている正のしきい値1
Vthを越えると、切換増幅器A1の出力が正から負に
転換し、前記しきい値はΘVthに変化する。The voltage drop is V. = ROXl2. That is, the output of the transformer shown in FIG. 1 has a value proportional to the input current. Further, in the direction from point P2 to point P3 in FIG. 2, the exciting current due to the magnetic flux φ of the transformer core CO increases, resulting in an output of V. As shown in Figure 3f, increases with the passage of time, the ripple also
p, is amplified by amplifier A3, and becomes the output voltage V3,
The state shown by the solid line in FIG. 3c is reached. At this time, integrator 2
The output voltage V2 becomes the voltage value V2A (Fig. 3e(1)).
In this way, the above output voltage V input to the excitation means 4
2, V3 becomes Vad by adding the above output voltages V3A and V2A by addition resistors RAI and RA2, and outputs it to amplifier A.
Positive threshold value 1 set by resistors Rf and Ru of 4
Once Vth is exceeded, the output of switching amplifier A1 changes from positive to negative and the threshold changes to ΘVth.
以上の動作をさらに詳述すれば、励振手段4中の増巾器
A4の逆相入力インピーダンスをほゞ無限大とすると(
実用上、そう考えて問題がない)、その端子電圧Vad
は次式の様になる。To explain the above operation in more detail, if the negative phase input impedance of the amplifier A4 in the excitation means 4 is almost infinite, then (
In practice, there is no problem considering this), and its terminal voltage Vad
is as shown in the following formula.
なお、以下ここで各々の抵抗器の抵抗値を、その記号と
同じ表現をとつて表わし、そして電圧値にはその符号も
含めて表現するものとする。すなわちVadなる電圧は
積分器2の出力電圧V2と、リツプル検知手段3の出力
電圧V,との和に比例する値となる。Hereinafter, the resistance value of each resistor will be expressed using the same symbol as its symbol, and the voltage value will be expressed including its symbol. That is, the voltage Vad has a value proportional to the sum of the output voltage V2 of the integrator 2 and the output voltage V of the ripple detection means 3.
増巾器A4の出力電圧をV4とすれば、しきい値電圧V
thは次の様に表現できる前述の(3)式で表現された
Vadなる値が、(4)式のVthなる値を超えると、
増巾器A4を主体としてなる正帰還型ヒステリシスアン
プの作用によつて、増巾器A4の出力電圧V4の極性が
反転し、もつて変換増巾器A1の出力極性も反転する。If the output voltage of amplifier A4 is V4, the threshold voltage V
th can be expressed as follows. When the value Vad expressed in the above equation (3) exceeds the value Vth in the equation (4),
Due to the action of the positive feedback hysteresis amplifier mainly composed of the amplifier A4, the polarity of the output voltage V4 of the amplifier A4 is reversed, and the output polarity of the conversion amplifier A1 is also reversed.
この結果、変成器1の2次巻線N2へ印加される電圧が
反転し、もつて磁束φの変化方向が反転ずこの様に、励
振手段4の出力は、その2つの入力V2,V3の和が所
定のしきい値Vthを超える毎に、交互に極性反転する
ものである。ここで積分器2においては、入力が巻線N
3の誘導電圧であるが、この値をN3とすると、この値
はN2巻線に印加される値にほゾ比例する。As a result, the voltage applied to the secondary winding N2 of the transformer 1 is reversed, and the direction of change of the magnetic flux φ is thus reversed.In this way, the output of the excitation means 4 is Each time the sum exceeds a predetermined threshold value Vth, the polarity is alternately reversed. Here, in the integrator 2, the input is the winding N
If this value is N3, this value is roughly proportional to the value applied to the N2 winding.
増巾器A2の正相入力端子は接地電位にあるから、逆相
入力端子も常時接地電位にあり、すなわち、抵抗器Ri
に流れる電流は前記VN3電圧に比例する。もつて、コ
ンデンサCfに流れる電流は抵抗器Riを流れる電流に
等しいから、増巾器A2の出力電圧2はコンデンサCf
に蓄積された電荷量(Q=It)に比例した値となる。
つまり2電圧は、N3電圧の時間積分値を示す。即ち、
また、2電圧は2次巻線に印加される電圧N2の時間積
分値に比例するともいえる。ところで、ここで重要なこ
とは、N2電圧としてN2巻線に印加される電圧の時間
積分値とは、変成器1について言えば、磁束が変化した
総量である。たとえば第3図bでT。−t1時刻の間の
N2電圧の時間積分値が同図dの点P1〜P3の磁束変
化である。N2電圧一定ゆえに、その磁束変化も直線で
ある。これは第2図では、ヒステリシス図上の実線の点
P1→P2→P3の変化について、その縦軸成分の量の
変化にあたる。つまり以上をまとめて表現すると、積分
器2の出力電圧2は変成器1の磁束の変化量に比例する
出力であると言える。Since the positive phase input terminal of amplifier A2 is at ground potential, the negative phase input terminal is also always at ground potential, that is, resistor Ri
The current flowing through is proportional to the VN3 voltage. Since the current flowing through capacitor Cf is equal to the current flowing through resistor Ri, output voltage 2 of amplifier A2 is equal to capacitor Cf.
The value is proportional to the amount of charge accumulated in (Q=It).
In other words, the 2 voltages indicate the time integral value of the N3 voltage. That is,
It can also be said that the two voltages are proportional to the time integral value of the voltage N2 applied to the secondary winding. By the way, what is important here is that the time-integrated value of the voltage applied to the N2 winding as the N2 voltage is the total amount by which the magnetic flux has changed with respect to the transformer 1. For example, T in Figure 3b. The time-integrated value of the N2 voltage during time -t1 is the magnetic flux change at points P1 to P3 in d of the figure. Since the N2 voltage is constant, the magnetic flux change is also linear. In FIG. 2, this corresponds to the change in the amount of the vertical axis component regarding the change in the solid line points P1→P2→P3 on the hysteresis diagram. In other words, to summarize the above, it can be said that the output voltage 2 of the integrator 2 is an output proportional to the amount of change in the magnetic flux of the transformer 1.
この積分器2のみがあつて、リツプル検知手段3がない
とき、第2図ではたとえば磁束φはφ。なるループを描
く。つまり上下方向への磁束の変化量が等しい状態のヒ
ステリシスループを描く。しかし、また同時にこれは、
ヒステリシスループが上又は下へ容易に移動しやすいこ
とをも示す。もしも、積分器2中の増巾器A2にオフセ
ツトがあつたとすると、積分器2の出力はそのオフセツ
ト量に比例する量だけ、またオフセツトの符号に一致す
る方向へ磁束φを上又は下へ押しやる。第2図で上へず
れたとするとφeのループを、下へずれたとするとφo
のループをたとえば描き、これよりも上又は下へ移動し
ようとすると磁束が飽和に至つて励磁電流が急増する。
これは抵抗器馬の電圧降下として検知できるので、その
急増する変化分を、リツプル検知手段3で検出し、この
手段の出力でもつて強制的に励振手段4の出力極性を反
転させる。かくして磁束を飽和より不飽和の方向へ引き
もどす。ここで、上又は下へずれる磁束の量であるが、
前述のオフセツト値は普通小さいのであまり上下へは動
かない。もしもはじめて励磁される磁心であつたり、通
常の使用前に磁心検査などによつて正又は負に飽和した
磁心を用いる場合は、第2図のφ1又はφeに偏磁され
た状態で動作するということがありうる。たとえばこの
様なとき、リツプル検知手段は力を発揮するが、上又は
下へ偏磁されると、すぐには磁束はφ。なるループへは
もどつて来ない。φeでもφeでも、φoのときと同様
、その正負方向への磁束の変化量が等しいからである。
しかし、磁束は徐々にであるが、正負双方向への励磁量
が等しいときは、不用に偏磁される根拠はないのでφ。
なるループへもどる。かくして、変成器第2巻線N2に
印加される電圧N2が、第2図および第3図dに示すよ
うにP3点でリツプル検知手段3の出力V3の急増によ
り反転する。When there is only this integrator 2 and no ripple detection means 3, for example, the magnetic flux φ is φ in FIG. Draw a loop. In other words, a hysteresis loop is drawn in which the amount of change in magnetic flux in the vertical direction is equal. But at the same time, this
It also shows that the hysteresis loop can easily move up or down. If there is an offset in the amplifier A2 in the integrator 2, the output of the integrator 2 will push the magnetic flux φ upward or downward by an amount proportional to the amount of offset, and in a direction that matches the sign of the offset. . In Figure 2, if it shifts upward, the loop of φe, and if it shifts downward, the loop of φo
For example, if a loop is drawn and an attempt is made to move above or below this, the magnetic flux reaches saturation and the excitation current increases rapidly.
Since this can be detected as a voltage drop across the resistor, the ripple detection means 3 detects the rapidly increasing change, and the output of this means forcibly reverses the output polarity of the excitation means 4. Thus, the magnetic flux is pulled back toward unsaturation rather than saturation. Here, the amount of magnetic flux that shifts upward or downward is
The offset value mentioned above is usually small, so it does not move up or down very much. If the magnetic core is to be excited for the first time, or if the magnetic core is positively or negatively saturated by a magnetic core inspection before normal use, it will operate in a biased state of φ1 or φe as shown in Figure 2. It's possible. For example, in such a case, the ripple detection means exerts a force, but as soon as it is biased upward or downward, the magnetic flux becomes φ. It doesn't come back to the loop that becomes. This is because the amount of change in magnetic flux in the positive and negative directions is the same for both φe and φe, as in the case of φo.
However, although the magnetic flux is gradually increasing, when the amount of excitation in both the positive and negative directions is equal, there is no basis for unnecessarily biased magnetization, so φ.
Return to loop. Thus, the voltage N2 applied to the second winding N2 of the transformer is reversed at point P3 due to the rapid increase in the output V3 of the ripple detection means 3, as shown in FIGS. 2 and 3d.
さらにはP4点を経てP1点に至つた時刻T2には、積
分器2の出力2が負の所定の大きさになり、その電圧V
2とリツプル検知手段8の出力電圧3との和であるVa
dが、前記しきい値Ev,hに到ると、再び増幅器A1
の出力電圧が反転し、以下同様に動作を繰り返す。なお
、P1点における磁心COの磁束φは飽和に至らず、し
たがつて、リツプル検知増幅部の出力電圧V3も低いの
で、上記切換増幅器A1の出力電圧を反転させる動作は
、積分器2で行い、リツプル検知手段3は補助的に励振
極性の切替え時点に微小な修正作用を行うのみである。
第2図の点線にて示した様にφ4なるループを磁束が描
く時は、各部の動作は第3図にて点線で示した波形で各
部は動作する。この場合、先に説明したφeなるループ
を磁束が描く場合の実線波形に比べて、極性反転を生じ
る時点の積分器出力値レベルが移動する。即ち負偏磁ル
ープφe動作になろうとすると、t1時点が早められ、
T2時点が遅れる。正偏磁ループφe動作になろうとす
ると、t1時点が遅れ、t1時点が早められる。かくし
てそれぞれの極性での滞留時間が修正されるために、正
常動作ループφ。へ引き戻されることとなる。その他、
各種の不確実要素とともに、正負の偏磁ループ方向へド
リフトすることを防止している。なお、前述の様に、磁
束の不確実要素によつて磁束は正又は負に偏磁されると
すぐにはヒステリシスの中心で励磁される状態へは戻ら
ない。正に偏磁されると第3図dの点線V)負に偏磁さ
れると同図の実線v示した様に磁束は動作する。つぎに
被検出電流電源SIの出力電流1.が極性転換すると、
第2巻線N2を流れる電流12も極性転換を行うが、こ
の第2巻線N2は変換増幅器A1の電圧極性による影響
を受けるものではなく、第4図に示すとおり、第1巻線
に加わる電流Isの極性に一致した極性の出力電圧V。
が得られる。上述のように、第1図に示す回路は、積分
器2、リツプル検知増幅器3、励振手段4により、所定
時間毎に変成器1の励振電圧極性を反転し、その磁心磁
束を常時不飽和領域に置きながら、第1巻線と第2巻線
との起磁力を比例状態に保ち、リツプルの少ない瞬時値
が得られるようにしたものである。Furthermore, at time T2 when the point P1 is reached after passing through the P4 point, the output 2 of the integrator 2 becomes a negative predetermined magnitude, and the voltage V
2 and the output voltage 3 of the ripple detection means 8
When d reaches the threshold value Ev,h, the amplifier A1
The output voltage of is reversed, and the operation is repeated in the same manner. Incidentally, since the magnetic flux φ of the magnetic core CO at point P1 does not reach saturation, and therefore the output voltage V3 of the ripple detection amplifier section is also low, the operation of reversing the output voltage of the switching amplifier A1 is performed by the integrator 2. , the ripple detection means 3 only performs a small corrective action auxiliary at the time of excitation polarity switching.
When the magnetic flux draws a loop of φ4 as shown by the dotted line in FIG. 2, each part operates according to the waveform shown by the dotted line in FIG. In this case, the integrator output value level at the time of polarity reversal shifts compared to the solid waveform when the magnetic flux traces the loop φe described above. That is, when the negative bias magnetic loop φe operation is attempted, the time point t1 is brought forward,
T2 time point is delayed. When the positive polarized magnetic loop φe operation is attempted, the time point t1 is delayed and the time point t1 is brought forward. Thus, the residence time at each polarity is modified so that the normal operating loop φ. will be taken back to. others,
Along with various uncertain factors, this prevents drifting in the positive and negative polarized magnetic loop directions. Note that, as described above, once the magnetic flux is biased positively or negatively due to the uncertain element of the magnetic flux, it does not immediately return to the state where it is excited at the center of hysteresis. When the magnetic flux is positively biased, the magnetic flux operates as shown by the dotted line V in FIG. Next, the output current 1 of the detected current power source SI. When the polarity changes,
The current 12 flowing through the second winding N2 also undergoes a polarity change, but this second winding N2 is not affected by the voltage polarity of the converter amplifier A1 and is applied to the first winding as shown in FIG. The output voltage V has a polarity that matches the polarity of the current Is.
is obtained. As mentioned above, the circuit shown in FIG. 1 uses the integrator 2, the ripple detection amplifier 3, and the excitation means 4 to invert the excitation voltage polarity of the transformer 1 at predetermined time intervals, so that the magnetic core flux is constantly kept in the unsaturated region. , the magnetomotive force between the first winding and the second winding is kept in a proportional state, so that an instantaneous value with less ripple can be obtained.
なおRxは積分回路2の入力側に接続しても同様の効果
が得られることは言うまでもない。かくして上記構成に
よれば、双極性検知が可能であると共に、交流直流両電
流も検知でき、さらに周波数レンジの適用範囲を広くと
ることができる。次に本発明の他の実施例を第5図およ
び第6図、第T図にもとずいて説明すると、第5図にお
いて、5はリツプル検知増幅器A3の出力端と接地間に
整流器とコンデンサの直列体を並列接続して成り、該増
幅器の正出力、負出力それぞれの尖頭値を整流する整流
回路で、リツプル検知手段3の出力を短時間蓄積するた
めのものである。また、図中の他の符号は第1図に示し
たものと同一の部分を表わしている。第6図は第5図の
変成器1の磁心磁束の動作を説明する図であり、第7図
は第5図各部の動作状態を時間の経過とともに示したも
のである。いまtlなる時刻に、電流源SIが電流Is
を第5図に示す方向に流し、磁心COの磁束φが第6図
のP3点にあり、そのとき、積分器2の出力電圧は第1
図bに示すV2Oである。It goes without saying that the same effect can be obtained even if Rx is connected to the input side of the integrating circuit 2. Thus, according to the above configuration, not only bipolar detection is possible, but also both AC and DC currents can be detected, and the applicable frequency range can be widened. Next, another embodiment of the present invention will be explained based on FIG. 5, FIG. 6, and FIG. This is a rectifier circuit consisting of series bodies connected in parallel, which rectifies the peak values of the positive and negative outputs of the amplifier, and is used to accumulate the output of the ripple detection means 3 for a short time. Further, other symbols in the figure represent the same parts as shown in FIG. FIG. 6 is a diagram explaining the operation of the magnetic core flux of the transformer 1 shown in FIG. 5, and FIG. 7 shows the operating state of each part in FIG. 5 over time. At time tl, current source SI generates current Is
flows in the direction shown in FIG. 5, the magnetic flux φ of the magnetic core CO is at point P3 in FIG.
The V2O shown in Figure b.
他方第5図の整流電圧Vp,Vvの加算値Vadは第7
図eのV3A点で表わしている。ここで、第5図の積分
器2は第1図のそれと符号を異にしている。On the other hand, the added value Vad of the rectified voltages Vp and Vv in FIG.
This is represented by point V3A in Figure e. Here, the integrator 2 in FIG. 5 has a different sign from that in FIG. 1.
第1図の積分器は正入力をうけると出力は次第に負の方
向に変化する回路構成で一と示される。第5図ではこの
負符号を取りS除いて示したので励振手段4のヒステリ
シスの極性も反転している。The integrator shown in FIG. 1 has a circuit configuration in which when a positive input is received, the output gradually changes in the negative direction. In FIG. 5, the negative sign is removed and S is shown, so the polarity of the hysteresis of the excitation means 4 is also reversed.
これらの加算電圧Vadは、励振手段4へ入力されて、
正のヒステリシス電圧Vt…を超えると、上記励振手段
4の出力は負から正に転する。These added voltages Vad are input to the excitation means 4,
When the positive hysteresis voltage Vt... is exceeded, the output of the excitation means 4 changes from negative to positive.
この結果、第2巻線N2の電圧VN2は負から正極性に
転じ、磁心は第6図のP3点よりP1点方向に移動する
。そのときの第5図の整流回路5における電圧の蓄積状
態がCvではVvA,CpではVpAとして第7図dに
表わしている。この電圧は抵抗器RA2,RA3を介し
て、Cv,Cpの電荷が放電され、時間の経過と共に絶
対値は減少する。次に、積分器2の出力電圧V2Oも次
第に減少し、加算電圧VpA,VvAとの和VADおよ
び積分器2の出力電圧V2Oの加算値Viが励振手段4
における所定値のヒステリシス負電圧VtΘを超える値
となると、再び励振手段4の出力は負に転じ、磁束はP
2点を経てP3へ向かう。As a result, the voltage VN2 of the second winding N2 changes from negative to positive, and the magnetic core moves from point P3 to point P1 in FIG. The voltage accumulation state in the rectifier circuit 5 of FIG. 5 at that time is shown in FIG. 7d as VvA for Cv and VpA for Cp. The electric charges of Cv and Cp are discharged from this voltage through resistors RA2 and RA3, and the absolute value decreases with the passage of time. Next, the output voltage V2O of the integrator 2 also gradually decreases, and the sum VAD of the added voltages VpA and VvA and the added value Vi of the output voltage V2O of the integrator 2 are
When the value exceeds the predetermined value of the hysteresis negative voltage VtΘ, the output of the excitation means 4 turns negative again, and the magnetic flux P
After 2 points, we move on to P3.
この時刻T2に到る直前の状態を考えると、出力電圧V
Oは第7図gの点線で示すように、リツプル電圧は漸次
減少し、リツプル検知増幅器A3の出力電圧V3は第T
図cに示すように次第に増大する。これがコンデンサC
pの保持値を超えると、その端子電圧Cpは急増し、V
vとの加算値電圧Vadも増加する。しカルて上記加算
電圧Vadと積分器2出力V2とが加算され励振手段4
の出力電圧Veを反転させるに至る。さて、T3時刻に
接近すると、出力電圧V。が負方向のリツプル電圧を増
加させるに伴い、負のピーク値整流コンデンサ電圧Vv
が急増し、電圧Vpと加算電圧値Vadを急減させ、再
び励振手段4の出力電圧を、負から正に反転させる。以
下このようにして同様の動作をくり返し、磁束の移動量
が所定値に達する毎に励振電圧極性を反転させて磁気結
合発振をすると共に、偏磁に伴うリツプル電圧の正負値
の変化に応じて、励振電圧の切り換え時点を自動修正す
る。Considering the state immediately before reaching time T2, the output voltage V
As shown by the dotted line in FIG. 7g, the ripple voltage gradually decreases, and the output voltage V3 of the ripple detection amplifier A3 reaches the Tth
It gradually increases as shown in Figure c. This is capacitor C
When the holding value of p is exceeded, the terminal voltage Cp increases rapidly and V
The sum value voltage Vad with v also increases. Then, the above-mentioned addition voltage Vad and the integrator 2 output V2 are added and the excitation means 4
This leads to the inversion of the output voltage Ve. Now, as time T3 approaches, the output voltage V. As increases the ripple voltage in the negative direction, the negative peak value rectifier capacitor voltage Vv
increases rapidly, the voltage Vp and the added voltage value Vad suddenly decrease, and the output voltage of the excitation means 4 is again inverted from negative to positive. Thereafter, the same operation is repeated in this way, and each time the amount of movement of the magnetic flux reaches a predetermined value, the excitation voltage polarity is reversed to perform magnetic coupling oscillation. , automatically correct the excitation voltage switching point.
なお変成器における入力作用および磁極の応動性は、前
記第1図の場合と同様である。なお、正又は負に偏磁さ
れる理由は第1図vの説明と同様でありその後の通常の
動作によつて徐徐に磁束φの動作が第6図φ。The input action in the transformer and the responsiveness of the magnetic poles are the same as in the case of FIG. 1 above. The reason why the magnetization is biased positively or negatively is the same as that explained in FIG.
なるループへ収束する。これが第T図中の実線や点線が
中央へ次第に収束してゆく様子で示した。第6図の磁心
はソフトフエライトの如き材料vφ−ATカーブがゆる
やかであり第2図の角形的材料はφ−ATカーブが急峻
である。第6図の様な磁心は偏磁されても、偏磁の根拠
が除かれると、中央付近への復帰がはやい。上記第5図
に示す他の実施例による整流回路5の電圧V,,Vvの
加算平均値出力電圧A,は、積分器2の出力との平均加
算をするかわりに、第5図の点線に示すように、積分器
2の入力側に、その動作の補正入力を与える態様で加え
ても良いことは云うまでもない。Converges to a loop. This is shown by the solid lines and dotted lines in Figure T gradually converging toward the center. The magnetic core of FIG. 6 is made of a material such as soft ferrite and has a gentle vφ-AT curve, while the rectangular material of FIG. 2 has a steep φ-AT curve. Even if a magnetic core as shown in FIG. 6 is biased, it will quickly return to the center if the cause of the bias is removed. The average value output voltage A of the voltages V, , Vv of the rectifier circuit 5 according to the other embodiment shown in FIG. 5 is shown by the dotted line in FIG. It goes without saying that it may be added to the input side of the integrator 2 in such a manner as to provide a correction input for its operation, as shown.
また、リツプル検知手段3は出力電圧V。に生ずるリツ
プル分の増幅作用をもたらすものであるが、交流分とし
て出力されたリツプルをも小さくなしうるものである。
なお、入力電源が、電流にかわり、電圧を主体として構
成する場合、N1巻線に高抵抗を介して電圧を印加し、
もつて電圧に比例した電流を通するようにすれば、電圧
変成器として作用することも勿論である。また、本変成
器の出力により図示しない他の制御要素を制御するよう
な場合などにおいて、これら制御要素へ供給するための
電源を兼用して本変成装置を動作させることができるも
のであり、独立の別個の交流電源を必要としない利点が
ある〇以上のように本発明によれば単磁心変成器を主体
として構成し、入力電流に対応する極性値の絶縁出力を
、広い周波数帯域にわたつて検知することができる効果
を奏する。Moreover, the ripple detection means 3 outputs voltage V. This amplifies the ripple component generated in the AC component, but it can also reduce the ripple output as an alternating current component.
In addition, when the input power source mainly consists of voltage instead of current, apply voltage to the N1 winding through a high resistance,
Of course, if it is made to pass a current proportional to the voltage, it can also function as a voltage transformer. In addition, in cases where other control elements (not shown) are controlled by the output of this transformer, this transformer can also be operated as a power source for supplying these control elements, and it can be operated independently. The present invention has the advantage of not requiring a separate AC power supply. As described above, the present invention is mainly composed of a single-core transformer, and outputs an isolated output with a polarity corresponding to the input current over a wide frequency band. It has a detectable effect.
第1図は本発明変成装置の一実施例を示す回路図、第2
図は第1図の変成器に生ずる磁束の動態を示す線図、第
3図は第1図変成器の各部を経時変化に従つて説明する
線図、第4図は第1図および第5図の入力関係の一例を
示す線図、第5図は本発明変成装置の他の実施例を示す
回路図、第6図は第5図の変成器に生ずる磁束の動態を
示す線図、第7図は第5図の各部を経時変化に従つて説
明する線図である。
1・・・・・・変成器、2・・・・・・積分器、3・・
・・・・リツプル検知増幅器、4・・・・・・励振手段
、5・・・・・・整流回路、Al,A2,A3,A4・
・・・・・電力増幅器、C,,Cf・・・・・・コンデ
ンサ、RO,R,,Rl,R2RAl9RA29Ri9
RrラRf9Ru2Rx・・・・・・抵抗器。Fig. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the transformation device of the present invention;
The figure is a diagram showing the dynamics of the magnetic flux generated in the transformer in Figure 1, Figure 3 is a diagram explaining each part of the transformer in Figure 1 according to changes over time, and Figure 4 is a diagram showing the dynamics of the magnetic flux generated in the transformer in Figure 1. 5 is a circuit diagram showing another embodiment of the transformer of the present invention; FIG. 6 is a diagram showing the dynamics of magnetic flux generated in the transformer of FIG. 5; FIG. 7 is a diagram illustrating each part of FIG. 5 over time. 1...Transformer, 2...Integrator, 3...
... Ripple detection amplifier, 4 ... Excitation means, 5 ... Rectifier circuit, Al, A2, A3, A4.
...Power amplifier, C,, Cf... Capacitor, RO, R,, Rl, R2RA19RA29Ri9
RrRf9Ru2Rx...Resistor.
Claims (1)
電流の交流リップル成分の時間に対する変化量の大小に
応じて、出力が増減する様に交流リップルの交流分を増
巾するリップル検知手段、上記変成器の磁心に巻回され
た第3巻線およびこの第3巻線への誘導電圧を入力して
時間積分する積分手段、上記積分手段の出力と上記リッ
プル検知手段の出力とを加算し、その値が正負極性の所
定値に達する毎に出力電圧極性を反転して上記変成器の
第2巻線に交互極性電圧を印加する励振手段を備え、上
記第2巻線から変成出力を導出することを特徴とする変
成装置。 2 リップル検知増幅器の出力端と接地間に整流器とコ
ンデンサの直列体を並列接続して成り、該増幅器の正出
力、負出力それぞれの尖頭値を整流する整流回路、およ
びこの整流回路の出力を上記積分手段へ帰還し上記励振
電圧極性の接続時点を修正する補正回路を備えたことを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の変成装置。[Scope of Claims] 1. A second winding through which a secondary current of a transformer passes, the AC ripple is adjusted so that the output increases or decreases depending on the amount of change over time in the AC ripple component of the second winding current. ripple detection means for amplifying the alternating current component; a third winding wound around the magnetic core of the transformer; an integrating means for inputting the induced voltage to the third winding and integrating it over time; and an output of the integrating means. and excitation means for adding the output of the ripple detection means and reversing the output voltage polarity each time the value reaches a predetermined value of positive and negative polarity to apply an alternate polarity voltage to the second winding of the transformer, A transformation device characterized in that a transformed output is derived from the second winding. 2 A rectifier circuit consisting of a series body of a rectifier and a capacitor connected in parallel between the output terminal of a ripple detection amplifier and the ground, and a rectifier circuit that rectifies the peak values of the positive output and negative output of the amplifier, and the output of this rectifier circuit. 2. The transformer according to claim 1, further comprising a correction circuit that feeds back to said integrating means and corrects the connection point of said excitation voltage polarity.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52082431A JPS5949682B2 (en) | 1977-07-08 | 1977-07-08 | Metamorphosis device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52082431A JPS5949682B2 (en) | 1977-07-08 | 1977-07-08 | Metamorphosis device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5418029A JPS5418029A (en) | 1979-02-09 |
| JPS5949682B2 true JPS5949682B2 (en) | 1984-12-04 |
Family
ID=13774368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52082431A Expired JPS5949682B2 (en) | 1977-07-08 | 1977-07-08 | Metamorphosis device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5949682B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7248731B2 (en) | 1992-05-19 | 2007-07-24 | Cummins-Allison Corp. | Method and apparatus for currency discrimination |
| US7536046B2 (en) | 1990-02-05 | 2009-05-19 | Cummins-Allison Corp. | Method and apparatus for currency discrimination and counting |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5928503B2 (en) * | 1979-12-04 | 1984-07-13 | 棚「沢」 日佐司 | Automatic feeding device for sheet material |
| JPS5827241U (en) * | 1981-08-11 | 1983-02-22 | 椿 秀夫 | Automatic loading machine for plate-shaped parts |
-
1977
- 1977-07-08 JP JP52082431A patent/JPS5949682B2/en not_active Expired
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7536046B2 (en) | 1990-02-05 | 2009-05-19 | Cummins-Allison Corp. | Method and apparatus for currency discrimination and counting |
| US7590274B2 (en) | 1990-02-05 | 2009-09-15 | Cummins-Allison Corp. | Method and apparatus for currency discrimination |
| US7248731B2 (en) | 1992-05-19 | 2007-07-24 | Cummins-Allison Corp. | Method and apparatus for currency discrimination |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5418029A (en) | 1979-02-09 |
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