(57)【要約】【課題】エイリアシングで発生した直流電流を被測定電流として誤検出する可能性を低くすることができる電流検出装置を提供する。【解決手段】導線４０に流れる被測定電流を検出する電流検出装置１０は、検出部１１と判定部１２とを備える。検出部１１は、複数の周波数のそれぞれについて、当該周波数の励磁電流を用いて導線４０に流れる電流を検出する。判定部１２は、複数の周波数のそれぞれに対して検出部１１が検出した各検出結果に基づいて、導線４０に流れる電流が検出対象の電流であるか否かの判定を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導線に流れる電流を検出する電流検出装置であって、
複数の周波数のそれぞれについて、当該周波数の励磁電流を用いて前記導線に流れる電流を検出する検出部と、
前記複数の周波数のすべてについて前記検出部が検出した検出結果に基づいて、導線に流れる前記電流が検出対象の電流であるか否かの判定を行う判定部とを備える
ことを特徴とする電流検出装置。
【請求項２】
前記検出部は、
前記複数の周波数に１対１に対応する複数の検出処理部を備え、
前記検出処理部のそれぞれは、対応する周波数の前記励磁電流を用いて前記電流の検出を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の電流検出装置。
【請求項３】
前記検出部は、
前記複数の周波数を順次切り替えながら、前記電流の検出を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の電流検出装置。
【請求項４】
前記検出部は、
前記複数の周波数のうち一の周波数に対して検出された前記電流の電流量が所定値以上である場合には、前記一の周波数とは別の周波数に切り替え、
前記判定部は、前記複数の周波数すべてに対して前記電流の検出が行われ、かつ前記複数の周波数ごとに検出した各電流の電流量が前記所定値以上である場合に、前記判定を行う
ことを特徴とする請求項３に記載の電流検出装置。
【請求項５】
前記検出部は、
前記複数の周波数ごとに検出された前記電流を電圧信号として前記判定部へ入力する際に、前記電圧信号のそれぞれに対して、前記判定部へ入力すべき周波数帯域を制限するフィルタ部を備え、
前記判定部は、前記フィルタ部を通過した後の前記電圧信号のそれぞれの電圧レベルが同一である場合に前記判定を行う
ことを特徴とする請求項３に記載の電流検出装置。
【請求項６】
前記検出部は、
前記複数の周波数のうち一の周波数に対して検出された電流の２乗の積算値が、交流の周期が経過するまでに基準値以上となった場合には、前記一の周波数とは別の周波数に切り替え、
前記判定部は、前記複数の周波数すべてに対して前記電流の検出が行われ、かつ前記複数の周波数ごとに検出した各電流の２乗の積算値のそれぞれが前記交流の周期が経過するまでに前記基準値以上となった場合に、前記判定を行う
ことを特徴とする請求項３に記載の電流検出装置。
【請求項７】
前記検出部は、前記電流の検出を行うに先立って、前記複数の周波数の最小公倍数の２倍以上の高周波成分の高周波電流を除去する
ことを特徴とする請求項１に記載の電流検出装置。
【請求項８】
前記判定部は、
検出すべき前記電流を検出したと判定する場合には、前記導線で漏電が発生していることを通知する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の電流検出装置。
【請求項９】
導線に流れる被測定電流を検出する電流検出方法であって、
複数の周波数のそれぞれについて、当該周波数の励磁電流を用いて前記導線に流れる電流を検出する検出処理と、
前記複数の周波数のすべてについて前記検出処理が検出した検出結果に基づいて、導線に流れる前記電流が検出対象の電流であるか否かの判定を行う判定処理とを含む
ことを特徴とする電流検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に電流検出装置および電流検出方法、より詳細には導線を流れる被測定電流を検出する電流検出装置および電流検出方法に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器には、漏電電流を検出するフラックスゲート型の電流検出装置（以下、電流検出装置）が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来の電流検出装置では、所定の周波数で表される周期の電圧を用いて、この周波数の２倍の周波数成分の電流を検出することで、導線に流れる被測定電流を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−６１３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の電流検出装置で被測定電流を検出する際において、被測定電流の周波数が所定の周波数の偶数倍近傍である時、エイリアシングが発生する場合がある。この場合、従来の電流検出装置は、エイリアシングで発生した直流電流を被測定電流として誤検出する可能性がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされており、その目的は、エイリアシングで発生した直流電流を被測定電流として誤検出する可能性を低くすることができる電流検出装置および電流検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電流検出装置は、導線に流れる電流を検出する電流検出装置であって、複数の周波数のそれぞれについて、当該周波数の励磁電流を用いて前記導線に流れる電流を検出する検出部と、前記複数の周波数のすべてについて前記検出部が検出した検出結果に基づいて、導線に流れる前記電流が検出対象の電流であるか否かの判定を行う判定部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の電流検出方法は、導線に流れる被測定電流を検出する電流検出方法であって、複数の周波数のそれぞれについて、当該周波数の励磁電流を用いて前記導線に流れる電流を検出する検出処理と、前記複数の周波数のすべてについて前記検出処理が検出した検出結果に基づいて、導線に流れる前記電流が検出対象の電流であるか否かの判定を行う判定処理とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、電流検出装置および電流検出方法では、エイリアシングで発生した直流電流を被測定電流として誤検出する可能性を低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１における電流検出装置の構成を説明する図である。
【図２】実施形態１における電流検出装置の利用形態の一例を示す図である。
【図３】実施形態１における電流検出装置の動作を説明する流れ図である。
【図４】実施形態２における電流検出装置の構成を説明する図である。
【図５】実施形態２における電流検出装置の周波数の切り替えに係る動作を説明する流れ図である。
【図６】実施形態３における電流検出装置の構成を説明する図である。
【図７】実施形態３における電流検出装置の動作を説明する流れ図である。
【図８】実施形態３におけるフィルタ部から出力される電圧信号の出力レベルを説明する図である。
【図９】実施形態４における電流検出装置の動作を説明する流れ図である。
【図１０】実施形態５における電流検出装置の構成を説明する図である。
【図１１】実施形態５における別の電流検出装置の構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
１．実施形態１
以下、本実施形態の電流検出装置１０について説明する。
【００１２】
１．１  構成
本実施形態に係る電流検出装置１０は、図１に示すように、検出部１１および判定部１２を備えている。
【００１３】
電流検出装置１０は、導線４０に流れる被測定電流（不平衡な直流電流）を検出することで、導線４０の漏電を検出する装置であり、図２に示すように、電動車両３０が備える充電器の充電を行う充電システムで用いられる。電動車両３０として、例えば電気自動車やプラグインハイブリッド車などがある。具体的には、充電システムでは、商用電源を供給する商用系統２０と、電動車両３０とが、変換装置５０を介して接続される。そして、電流検出装置１０は、商用系統２０と変換装置５０との間に介在し、商用系統２０と変換装置５０を接続する導線４０に対する漏電を検出する。なお、変換装置５０は、交流電源を直流電源に変換、および直流電源を交流電源に変換する機能を備える。ここで、導線４０は、商用系統２０から電動車両３０の方向へと電流が流れる第１の導線（図示せず）と、電動車両３０から商用系統２０の方向へと電流が流れる第２の導線（図示せず）とを有している。導線４０で漏電が発生していない場合には第１の導線に流れる電流の量と第２の導線に流れる電流の量とは同一であるため被測定電流は発生しない。しかしながら、漏電が発生している場合には、第１の導線に流れる電流の量と第２の導線に流れる電流の量とは異なるため被測定電流が発生する。電流検出装置１０が、この被測定電流を検出することで導線４０の漏電を検出することができる。
【００１４】
これにより、電流検出装置１０は、商用系統２０と変換装置５０との間で流れる交流電流、変換装置５０に流れる高周波電流、および変換装置５０と電動車両３０との間で流れる直流電流についての漏電を検出することができる。
【００１５】
以下、各構成要素について説明する。
【００１６】
（１）検出部１１
検出部１１は、図１に示すように、２つのクロック生成部１３、２つの変換回路１４、および２つの検出回路１５を備えている。なお、以降において、２つのクロック生成部１３を区別する必要がある場合には、クロック生成部１３ａ、クロック生成部１３ｂと称す。また、２つの変換回路１４、および２つの検出回路１５についても同様に、区別する必要がある場合には、変換回路１４ａ、変換回路１４ｂと、検出回路１５ａ、検出回路１５ｂと、それぞれ称す。
【００１７】
また、クロック生成部１３ａと変換回路１４ａと検出回路１５ａとの組み合わせが検出処理部１１ａを構成し、クロック生成部１３ｂと変換回路１４ｂと検出回路１５ｂとの組み合わせが検出処理部１１ｂを構成している。
【００１８】
クロック生成部１３は、予め定められた周波数で発振される励磁クロックを生成する。なお、クロック生成部１３ａとクロック生成部１３ｂでは、異なる周波数で発振される励磁クロックを生成する。つまり、検出処理部１１ａ，１１ｂは、２つの周波数に１対１に対応していることが分かる。
【００１９】
変換回路１４は、クロック生成部１３で発振された励磁クロックを基に、励磁電流を発生し、発生した励磁電流を検出電圧へと変換する。
【００２０】
具体的には、変換回路１４は、図１に示すように、導線４０が挿通される開口部を有する環状の磁性体コア１００と、アンプ１０１と、磁性体コア１００に巻回された励磁コイル１０２と、検出抵抗Ｒｓとを備えている。
【００２１】
アンプ１０１は、励磁クロックを増幅し、所定の電圧振幅を有する方形波信号（励磁電圧）を生成し、方形波信号を励磁コイル１０２へ出力する。これにより、励磁電圧が励磁コイル１０２に印加されることとなる。
【００２２】
検出抵抗Ｒｓは、励磁コイル１０２から出力される励磁電流を、検出電圧に変換する。
【００２３】
検出回路１５は、変換回路１４から出力される検出電圧（電圧信号）を検出する。検出回路１５は、検出した検出電圧を基に、導線４０に流れる電流を検出する。例えば、検出回路１５は、検出電圧をＰＷＭ信号に変換し、変換したＰＷＭ信号の平均値に基づいて導線４０に流れる電流を検出する。なお、ＰＷＭ信号を用いた検出方法は、既知の技術であるため、ここでの説明は省略する。
【００２４】
（２）判定部１２
判定部１２は、２つの検出回路１５のそれぞれの検出結果に基づいて、検出対象の電流、つまり被測定電流が検出されたかの判定を行う。具体的には、判定部１２は、２つの検出回路１５の双方が、導線４０に流れる電流を検出した場合には、被測定電流が検出されたと判定する。２つの検出回路１５のうち少なくとも一方の検出回路１５で導線４０に流れる電流を検出しない場合には、被測定電流は検出されていないと判定する。
【００２５】
１．２  動作
ここでは、本実施形態の電流検出装置１０の動作について、図３に示す流れ図を用いて説明する。
【００２６】
電流検出装置１０の検出部１１は、検出処理を行う（ステップＳ５）。検出処理が終了すると、判定部１２は、判定処理を行う（ステップＳ１０）。
【００２７】
以下、検出処理について具体的に説明する。
【００２８】
変換回路１４ａは、クロック生成部１３ａで発振された周波数（以下、第１周波数）の励磁クロックの周期と同一周期の励磁電圧（以下、第１励磁電圧）を励磁コイル１０２に印加して、励磁電流を生成する。変換回路１４ａは、生成した励磁電流を検出電圧（以下、第１検出電圧）に変換する。検出回路１５ａは、変換回路１４ａから出力された第１検出電圧を用いて導線４０に流れる電流を検出する。
【００２９】
一方、変換回路１４ｂは、クロック生成部１３ｂで発振された周波数（以下、第２周波数）の励磁クロックの周期と同一周期の励磁電圧（以下、第２励磁電圧）を励磁コイル１０２に印加して、励磁電流を生成する。変換回路１４ｂは、生成した励磁電流を検出電圧（以下、第２検出電圧）に変換する。検出回路１５ｂは、変換回路１４ｂから出力された第２検出電圧を用いて導線４０に流れる電流を検出する。
【００３０】
ここで、上述したように、第１周波数と第２周波数とは異なっている。そのため、第１励磁電圧の周期と、第２励磁電圧の周期とは、異なることになる。また、第１検出電圧と第２検出電圧とについても、これらの周期は異なることになる。
【００３１】
次に、判定処理について具体的に説明する。
【００３２】
検出回路１５ａで導線４０に流れる電流が検出され、かつ検出回路１５ｂでも導線４０に流れる電流が検出された場合には、判定部１２は、導線４０で被測定電流が検出されたと判定する。検出回路１５ａおよび検出回路１５ｂの少なくとも一方で導線４０に流れる電流が検出されない場合には、判定部１２は、導線４０で被測定電流が検出されないと判定する。
【００３３】
１．３  まとめ
本実施形態では、励磁クロックを生成する周波数は２つとして説明したが、３つ以上であってもよい。この場合、電流検出装置１０の検出部１１は、複数の周波数に１対１に対応する複数の検出処理部を備える。判定部１２では、全ての検出処理部が導線４０に流れる電流を検出した場合に、被測定電流を検出したと判定する。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態の電流検出装置１０は、検出部１１と、判定部１２とを備える。検出部１１は、複数の周波数のそれぞれについて、当該周波数の励磁電流を用いて導線４０に流れる電流を検出する。判定部１２は、複数の周波数のすべてについて検出部１１が検出した検出結果に基づいて、導線４０に流れる電流が検出対象の電流であるか否かの判定を行う。
【００３５】
この構成によると、本実施形態の電流検出装置１０は、エイリアシングで発生した直流電流を被測定電流として誤検出する可能性を低くすることができる。通常、エイリアシングが発生する周波数は、励磁クロックを生成する周波数（励磁周波数）に依存している。具体的には、エイリアシングが発生する周波数は、励磁周波数の偶数倍近傍となっている。励磁周波数が異なる場合には、同時にエイリアシングは発生しない。例えば、エイリアシングが検出回路１５ａで検出されると、検出回路１５ｂでは検出されない。一方で、被測定電流は、検出回路１５ａ，１５ｂの双方で検出される。そのため、本実施形態の電流検出装置１０では、検出回路１５ａ，１５ｂの双方の検出結果を組み合わせることで、エイリアシングが発生したことによる誤検出を低減することができる。
【００３６】
ここで、検出部１１は、複数の周波数に１対１に対応する複数の検出処理部１１ａ，１１ｂを備え、検出処理部１１ａ，１１ｂのそれぞれは、対応する周波数の前記励磁電流を用いて前記電流の検出を行うことが好ましい。
【００３７】
この構成によると、電流検出装置１０は、異なる周波数ごとに被測定電流の検出を並列で行うことができる。これにより、電流検出装置１０は、被測定電流の検出の高速化と、エイリアシングが発生したことによる誤検出の低減とを両立することができる。
【００３８】
また、本実施形態の電流検出方法は、検出処理と判定処理とを含む。検出処理は、複数の周波数のそれぞれについて、当該周波数の励磁電流を用いて導線４０に流れる電流を検出する。判定処理は、複数の周波数のすべてについて検出処理が検出した検出結果に基づいて、導線４０に流れる電流が検出対象の電流であるか否かの判定を行う。
【００３９】
この電流検出方法は、エイリアシングで発生した直流電流を被測定電流として誤検出する可能性を低くすることができる。
【００４０】
２．実施形態２
本実施形態における電流検出装置１０について、実施形態１とは異なる点を中心に説明する。本実施形態の電流検出装置１０の基本構成は、実施形態１と同じであり、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００４１】
本実施形態の電流検出装置１０では、検出部１１の構成が、実施形態１とは異なっている。
【００４２】
本実施形態の検出部１１は、図４に示すように、クロック生成部１６と、変換回路１７と、検出回路１８とを備えている。
【００４３】
クロック生成部１６は、複数の周波数に対して、当該周波数で発振される励磁クロックを生成する。
【００４４】
変換回路１７は、クロック生成部１３で発振された励磁クロックを基に、励磁電流を発生し、発生した励磁電流を検出電圧へと変換する。具体的な構成は、実施形態１と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００４５】
検出回路１８は、変換回路１７から出力される検出電圧を検出する。検出回路１５は、検出した検出電圧を基に、導線４０に流れる電流を検出する。検出回路１８は、検出した電流の値が所定値以上である場合には、一の周波数で発振される一の励磁クロックを他の周波数で発振される他の励磁クロックへと切り替えるように、クロック生成部１６を制御する。なお、具体的な検出方法は、実施形態１と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００４６】
次に、周波数の切り替えに係る動作について、図５に示す流れ図を用いて説明する。なお、ここでは、２つの周波数ｆａ、ｆｂに対する切替処理について説明する。
【００４７】
クロック生成部１６は、励磁クロックの周期の基準となる周波数として周波数ｆａを設定する（ステップＳ１００）。
【００４８】
変換回路１７は、周波数ｆａで表される励磁クロックを基に、励磁電流を発生し、発生した励磁電流を検出電圧に変換する。検出回路１８は、検出電圧に基づいて、導線４０に流れる電流を検出する（ステップＳ１０５）。
【００４９】
検出回路１８は、検出した電流の電流量が所定値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１１０）。
【００５０】
検出した電流の電流量が所定値以上でないと判断する場合（ステップＳ１１０における「Ｎｏ」）、処理は、ステップＳ１０５へ戻る。つまり検出回路１８は、周波数ｆａの検出電圧を基に、電流の検出を継続する。
【００５１】
検出した電流の電流量が所定値以上であると判断する場合（ステップＳ１１０における「Ｙｅｓ」）、検出回路１８は、周波数ｆａを周波数ｆｂに切り替えるよう、クロック生成部１６を制御する。クロック生成部１６は、検出回路１８の制御により、励磁クロックの周期の基準となる周波数を周波数ｆｂに設定する（ステップＳ１１５）。
【００５２】
変換回路１７は、周波数ｆｂの励磁クロックを基に、励磁電流を発生し、発生した励磁電流を検出電圧に変換する。検出回路１８は、検出電圧に基づいて、導線４０に流れる電流を検出する（ステップＳ１２０）。
【００５３】
検出回路１８は、検出した電流の電流量が所定値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１２５）。
【００５４】
検出した電流の電流量が所定値以上でないと判断する場合（ステップＳ１２５における「Ｎｏ」）、処理は、ステップＳ１００へ戻る。つまりクロック生成部１６は、励磁クロックの周波数を周波数ｆｂから周波数ｆａに切り替えて、処理を継続する。
【００５５】
検出した電流の電流量が所定値以上であると検出回路１８が判断する場合（ステップＳ１２５における「Ｙｅｓ」）、判定部１２は、導線４０で被測定電流が検出されたと判定する（ステップＳ１３０）。
【００５６】
なお、本実施形態の電流検出装置１０は、２つの周波数を切り替えて被測定電流を検出するとしたが、３つ以上の周波数を切り替えて被測定電流を検出してもよい。
【００５７】
この場合、電流検出装置１０のクロック生成部１６は、一の周波数に発生した電流の電流量が所定値以上である場合には、他の周波数へと順次切り替える。判定部１２は、各周波数で発生した電流のすべてが所定値以上となった場合に、被測定電流が検出されたと判定する。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態の電流検出装置１０の検出部１１は、複数の周波数を順次切り替えながら、電流の検出を行うことが好ましい。
【００５９】
この構成によると、本実施形態の電流検出装置１０は、励磁クロックの生成に用いられる周波数ごとに、クロック生成部１３、変換回路１４および検出回路１５の組み合わせを用意する必要がない。つまり、本実施形態の電流検出装置１０は、最小の構成要素で、エイリアシングで発生した直流電流を被測定電流として誤検出する可能性を低くすることができる。
【００６０】
ここで、検出部１１は、複数の周波数のうち一の周波数に対して検出された前記電流の電流量が所定値以上である場合には、一の周波数とは別の周波数に切り替えることが好ましい。判定部１２は、複数の周波数すべてに対して電流の検出が行われ、かつ複数の周波数ごとに検出した各電流の電流量が所定値以上である場合に判定を行うことが好ましい。
【００６１】
この構成によると、本実施形態の電流検出装置１０は、周波数の切り替えを必要最小限に抑えることができる。
【００６２】
３．実施形態３
本実施形態における電流検出装置１０について、実施形態２とは異なる点を中心に説明する。本実施形態の電流検出装置１０の基本構成は、実施形態２と同じであり、実施形態２と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００６３】
本実施形態の電流検出装置１０では、検出部１１の構成が、実施形態２とは異なっている。
【００６４】
本実施形態の検出部１１は、図６に示すように、クロック生成部１６と、変換回路１７と、検出回路１８と、フィルタ部１９とを備えている。
【００６５】
クロック生成部１６および変換回路１７は実施形態２と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００６６】
検出回路１８は、一の周波数で発振される一の励磁クロックを他の周波数で発振される他の励磁クロックへと切り替えるように、クロック生成部１６を制御する。
【００６７】
フィルタ部１９は、判定部１２へ入力すべき検出電圧（電圧信号）の周波数帯域を制限するフィルタであり、例えばローパスフィルタである。
【００６８】
判定部１２は、フィルタ部１９を通過した複数の周波数のそれぞれに応じた検出電圧について、フィルタ部１９を通過した後の電圧レベル（出力レベル）が、同一であるか否かを判断する。判定部１２は、各検出電圧の出力レベルが同一であれば、被測定電流は検出されないと判定し、同一でなければ被測定電流が検出されたと判定する。ここで、同一とは、検出回路１８で検出される検出電圧の誤差を考慮した値が一致することをいう。
【００６９】
次に、本実施形態の電流検出装置１０の動作について、図７に示す流れ図を用いて説明する。なお、ここでは、２つの周波数ｆａ、ｆｂを用いて説明する。また、周波数ｆｂは周波数ｆａよりも大きい値とする。
【００７０】
クロック生成部１６は、励磁クロックの周期の基準となる周波数として周波数ｆａを設定する（ステップＳ２００）。
【００７１】
変換回路１７は、周波数ｆａで表される励磁クロックを基に、励磁電流を発生し、発生した励磁電流を検出電圧に変換する。検出回路１８は、検出電圧に基づいて、導線４０に流れる電流を検出する（ステップＳ２０５）。
【００７２】
フィルタ部１９は、検出回路１８から出力された周波数ｆａの電圧信号を通過させる（ステップＳ２１０）。
【００７３】
検出回路１８は、周波数ｆａを周波数ｆｂに切り替えるよう、クロック生成部１６を制御する。クロック生成部１６は、検出回路１８の制御により、励磁クロックの周期の基準となる周波数を周波数ｆｂに設定する（ステップＳ２１５）。
【００７４】
変換回路１７は、周波数ｆｂで表される励磁クロックを基に、励磁電流を発生し、発生した励磁電流を検出電圧に変換する。検出回路１８は、検出電圧に基づいて、導線４０に流れる電流を検出する（ステップＳ２２０）。
【００７５】
フィルタ部１９は、検出回路１８から出力された周波数ｆｂの電圧信号を通過させる（ステップＳ２２５）。
【００７６】
判定部１２は、判定処理を行う（ステップＳ２３０）。具体的には、判定部１２は、周波数ｆａの電圧信号に対するフィルタ部１９を通過した後の出力レベルと、周波数ｆｂの電圧信号に対するフィルタ部１９を通過した後の出力レベルとを比較する。判定部１２は、比較結果に基づいて、導線４０で被測定電流の検出を判定する。
【００７７】
ここで、フィルタ部１９による出力レベルの違いについて説明する。
【００７８】
図８Ａは、被測定電流の周波数成分がフィルタ部１９を通過した場合の出力レベルについて説明する図である。
【００７９】
図８Ａに示す台形形状の領域Ｄ１は、周波数ｆａで表される周期の励磁クロックが与えられた場合に、フィルタ部１９で通過される入力電流周波数の範囲と、出力レベルとの関係を表している。
【００８０】
また、図８Ａに示す台形形状の領域Ｄ２は、周波数ｆｂで表される周期の励磁クロックが与えられた場合に、フィルタ部１９で通過される入力電流周波数の範囲と、出力レベルとの関係を表している。
【００８１】
周波数ｆａで表される周期の励磁クロックが与えられた場合に被測定電流の周波数は２ｆａとなり、周波数ｆｂで表される周期の励磁クロックが与えられた場合に被測定電流の周波数は２ｆｂとなる。このとき、周波数２ｆａの電圧信号の出力レベルＶ１と、周波数２ｆｂの電圧信号の出力レベルＶ２とは、同一の値ｖａとなっている。
【００８２】
次に、図８Ｂは、エイリアシングの周波数成分がフィルタ部１９を通過した場合の出力レベルについて説明する図である。
【００８３】
周波数ｆａで表される周期の励磁クロックが与えられた場合には、エイリアシングの周波数成分は周波数２ｆａの近傍に出現する。また、周波数ｆｂで表される周期の励磁クロックが与えられた場合には、エイリアシングの周波数成分は周波数２ｆｂの近傍に出現する。周波数２ｆａの近傍で発生するエイリアシングに対する出力レベルＶ３と、周波数２ｆｂの近傍で発生するエイリアシングに対する出力レベルＶ４とは、図８Ｂに示すように、異なる値となっている。
【００８４】
これにより、本実施形態の電流検出装置１０は、異なる入力電流周波数（２ｆａ、２ｆｂ）のそれぞれの出力レベルが、同一であるか否かにより、被測定電流が検出されたか否かを判定することができる。
【００８５】
なお、本実施形態では、２つの周波数（ｆａ、ｆｂ）を用いた被測定電流の検出について説明したが、被測定電流の検出に用いる周波数は３つ以上であってもよい。
【００８６】
この場合、判定部１２は、全ての出力レベルが一致する場合に、被測定電流を検出したと判定する。
【００８７】
以上説明したように、本実施形態の電流検出装置１０の検出部１１は、フィルタ部１９を備えることが好ましい。フィルタ部１９は、複数の周波数ごとに検出された電流を電圧信号として判定部１２へ入力する際に、電圧信号のそれぞれに対して、判定部１２へ入力すべき周波数帯域を制限する。判定部１２は、フィルタ部１９を通過した後の電圧信号のそれぞれの電圧レベルが同一である場合に判定を行うことが好ましい。
【００８８】
この構成によると、本実施形態の電流検出装置１０は、フィルタ部を用いて、エイリアシングで発生した直流電流を被測定電流として誤検出する可能性を低くすることができる。
【００８９】
４．実施形態４
本実施形態における電流検出装置１０について、実施形態２とは異なる点を中心に説明する。本実施形態の電流検出装置１０の基本構成は、実施形態２と同じであり、実施形態２と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００９０】
本実施形態の電流検出装置１０では、検出部１１の機能動作が、実施形態２とは異なっている。
【００９１】
本実施形態の検出部１１の構成は、実施形態２と同様であり、クロック生成部１６と、変換回路１７と、検出回路１８とを備えている。本実施形態では、検出回路１８の機能動作が、実施形態２とは異なっている。
【００９２】
本実施形態の検出部１１は、交流の１周期内において、一の周波数に応じて検出した電流の２乗の累積値（２乗和積算）を算出し、その結果が基準値を超えた場合に、他の周波数に切り替えるように、クロック生成部１６を制御する。
【００９３】
判定部１２は、複数の周波数のそれぞれについて、交流の１周期内に、２乗和積算が基準値以上となった場合に、被測定電流を検出したと判定する。
【００９４】
以下、本実施形態の電流検出装置１０の動作、特に周波数の切り替えに係る動作について、図９に示す流れ図を用いて説明する。なお、ここでは、２つの周波数ｆａ、ｆｂを用いた電流検出処理について説明する。
【００９５】
クロック生成部１６は、励磁クロックの周期の基準となる周波数として周波数ｆａを設定する（ステップＳ３００）。
【００９６】
検出回路１８は、周波数ｆａに対する２乗和積算の値（第１積算値）を初期化する（ステップＳ３０５）。検出回路１８は、例えば、第１積算値を値０に初期化する。
【００９７】
変換回路１７は、周波数ｆａで表される励磁クロックを基に、励磁電流を発生し、発生した励磁電流を検出電圧に変換する。検出回路１８は、検出電圧に基づいて、導線４０に流れる電流を検出する（ステップＳ３１０）。
【００９８】
検出回路１８は、周波数ｆａに対して検出された電流について２乗和積算により第１積算値を算出する（ステップＳ３１５）。
【００９９】
検出回路１８は、算出した第１積算値が基準値以上であるか否かを判断する（ステップＳ３２０）。ここで、基準値は、数式“閾値×閾値×交流１周期内での検出回数”で定められる。なお、閾値は予め定められた値である。
【０１００】
第１積算値が基準値以上でないと判断する場合（ステップＳ３２０における「Ｎｏ」）、検出回路１８は、交流の１周期が経過したか否かを判断する（ステップＳ３２５）。
【０１０１】
経過したと判断される場合（ステップＳ３２５における「Ｙｅｓ」）、処理はステップＳ３０５へ戻る。経過していないと判断される場合（ステップＳ３２５における「Ｎｏ」）、処理はステップＳ３１０へ戻る。
【０１０２】
第１積算値が基準値以上であると判断する場合（ステップＳ３２０における「Ｙｅｓ」）、検出回路１８は、周波数ｆａを周波数ｆｂに切り替えるよう、クロック生成部１６を制御する。クロック生成部１６は、検出回路１８の制御により、励磁クロックの周期の基準となる周波数を周波数ｆｂに設定する（ステップＳ３３０）。
【０１０３】
検出回路１８は、周波数ｆｂに対する２乗和積算の値（第２積算値）を初期化する（ステップＳ３３５）。検出回路１８は、例えば、第２積算値を値０に初期化する。
【０１０４】
変換回路１７は、周波数ｆｂで表される励磁クロックを基に、励磁電流を発生し、発生した励磁電流を検出電圧に変換する。検出回路１８は、検出電圧に基づいて、導線４０に流れる電流を検出する（ステップＳ３４０）。
【０１０５】
検出回路１８は、周波数ｆｂに対して検出された電流について２乗和積算により第２積算値を算出する（ステップＳ３４５）。
【０１０６】
検出回路１８は、算出した第２積算値が基準値以上であるか否かを判断する（ステップＳ３５０）。
【０１０７】
第２積算値が基準値以上でないと判断する場合（ステップＳ３５０における「Ｎｏ」）、検出回路１８は、交流の１周期が経過したか否かを判断する（ステップＳ３５５）。
【０１０８】
経過したと判断される場合（ステップＳ３５５における「Ｙｅｓ」）、処理はステップＳ３００へ戻る。経過していないと判断される場合（ステップＳ３５５における「Ｎｏ」）、処理はステップＳ３４０へ戻る。
【０１０９】
検出回路１８が第１積算値が基準値以上であると判断する場合（ステップＳ３２０における「Ｙｅｓ」）、判定部１２は、被測定電流の検出つまり漏電検出の判定を行う（ステップＳ３６０）。具体的には、第１積算値および第２積算値の双方が基準値以上である場合に、判定部１２は、検出対象の電流（被測定電流）が検出された、つまり漏電が検出されたと判断する。
【０１１０】
漏電を検出したと判断する場合（ステップＳ３６０における「Ｙｅｓ」）、判定部１２は、図２に示す商用系統２０と電動車両３０との接続を遮断する（ステップＳ３６５）。例えば、判定部１２は、接続を遮断する指示を電動車両３０へ通知する。
【０１１１】
判定部１２が漏電を検出したと判断する場合（ステップＳ３６０における「Ｙｅｓ」）、処理はステップＳ３００へ戻る。
【０１１２】
以上説明したように、本実施形態の電流検出装置１０の検出部１１および判定部１２は、以下のように動作することが好ましい。検出部１１は、複数の周波数のうち一の周波数に対して検出された電流の２乗の積算値が、交流の周期が経過するまでに基準値以上となった場合には、一の周波数とは別の周波数に切り替える。判定部１２は、複数の周波数すべてに対して電流の検出が行われ、かつ複数の周波数ごとに検出した各電流の２乗の積算値のそれぞれが交流の周期が経過するまでに基準値以上となった場合に判定を行う。
【０１１３】
この構成によると、本実施形態の電流検出装置１０は、交流を含めた電流を検出する場合に、電流検出を高速化することができる。
【０１１４】
５．実施形態５
本実施形態における電流検出装置１０について、実施形態２とは異なる点を中心に説明する。本実施形態の電流検出装置１０の基本構成は、実施形態２と同じであり、実施形態２と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【０１１５】
本実施形態の電流検出装置１０では、検出部１１の構成が、実施形態２とは異なっている。
【０１１６】
本実施形態の検出部１１は、図６に示すように、クロック生成部１６と、変換回路１７と、検出回路１８と、フィルタ部６０とを備えている。
【０１１７】
クロック生成部１６および変換回路１７は実施形態２と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１１８】
フィルタ部６０は、電圧信号の周波数帯域を制限するフィルタであり、例えばローパスフィルタである。具体的には、フィルタ部６０は、クロック生成部１６で励磁クロックを生成する際に利用する複数の周波数のそれぞれについて、２倍した値の最小公倍数以上の高周波成分の高周波電流を変換回路１７から出力された電圧信号から除去する。フィルタ部６０は、高周波電流が除去された電圧信号を検出回路１８へ出力する。
【０１１９】
検出回路１８は、フィルタ部６０から出力された電圧信号で表される検出電圧を検出する。
【０１２０】
なお、本実施形態では、実施形態２と比較して、本実施形態の検出回路１８で検出される検出電圧で高周波成分の高周波電流が除去される点が異なるのみであり、周波数の切り替え処理は実施形態２と同様である。そのため、本実施形態の電流検出装置１０における周波数の切り替え動作については、説明を省略する。
【０１２１】
なお、フィルタ部６０は実施形態１の電流検出装置１０に適用されてもよい。この場合の電流検出装置１０の構成を図１１に示す。
【０１２２】
図１１に示すように、この場合の電流検出装置１０は、実施形態１の構成に加えて、２つのフィルタ部６０を備える。以下、フィルタ部６０ａ、６０ｂと称す。
【０１２３】
フィルタ部６０ａは、クロック生成部１３ａが利用する周波数と、クロック生成部１３ｂが利用する周波数との最小公倍数の２倍以上の高周波成分の高周波電流を変換回路１４ａから出力された電圧信号から除去する。
【０１２４】
フィルタ部６０ｂは、クロック生成部１３ａが利用する周波数と、クロック生成部１３ｂが利用する周波数との最小公倍数の２倍以上の高周波成分の高周波電流を変換回路１４ｂから出力された電圧信号から除去する。
【０１２５】
この場合の電流検出装置１０の動作は、実施形態１と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１２６】
以上説明したように、本実施形態の電流検出装置１０の検出部１１は、  前記検出部は、前記電流の検出を行うに先立って、前記複数の周波数の最小公倍数の２倍以上の高周波成分の高周波電流を除去することが好ましい。
【０１２７】
この構成によると、本実施形態の電流検出装置１０は、エイリアシングで発生した電流が極めて高い周波数成分であっても、エイリアシングで発生した直流電流を被測定電流として誤検出する可能性を低くすることができる。
【０１２８】
６．変形例
以上、実施形態１から実施形態５に基づいて本発明について説明したが、本発明は上述した実施形態に限られない。例えば、以下のような変形例が考えられる。
【０１２９】
（１）上記各実施形態において、判定部１２は、検出すべき電流を検出したと判定する場合には、導線４０で漏電が発生していることを通知するとしてもよい。
【０１３０】
これにより、ユーザは、導線４０で漏電が発生していることを知ることができ、その後の対処、例えば導線４０の交換等を早急に行うことができる。
【０１３１】
（２）上記実施形態および変形例を組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１３２】
１０    電流検出装置
１１    検出部
１１ａ，１１ｂ    検出処理部
１２    判定部
１９    フィルタ部
４０    導線
１００    磁性体コア
１０２    励磁コイル
【図１】
2016017763.tif 000003
【図２】
2016017763.tif 000004
【図３】
2016017763.tif 000005
【図４】
2016017763.tif 000006
【図５】
2016017763.tif 000007
【図６】
2016017763.tif 000008
【図７】
2016017763.tif 000009
【図８】
2016017763.tif 000010
【図９】
2016017763.tif 000011
【図１０】
2016017763.tif 000012
【図１１】
2016017763.tif 000013