CN104620117B - 电源装置 - Google Patents
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Abstract
具备交流电源(10)以及与交流电源(10)相连接的二次电池的电池(30)电源装置具备：第一开关，其设置于电池(30)与交流电源(10)之间，选择性地将电池(30)与交流电源(10)连接或者切断电池(30)与交流电源(10)之间的连接；以及接地短路检测单元，其连接于比第一开关更靠电池(30)一侧的位置处，检测电池(30)的接地短路，其中，接地短路检测单元在第一开关处于断开状态的情况下检测电池(30)的接地短路。
Description
技术领域
本发明涉及一种电源装置。
本申请基于2012年8月14日申请的日本专利申请的特愿2012-179789要求优先权，针对文献参照中引用的指定国，将上述申请记载的内容作为参照引用到本申请中，并作为本申请的记载的一部分。
背景技术
已知在检测由电池组构成的直流电源系统的接地短路的接地短路检测装置中，在与直流负极供电线相连接的接地短路检测端子与脉冲信号产生单元之间连接检测电阻和直流切断用的耦合电容器，根据在检测电阻与耦合电容器的连接点出现的、脉冲信号的检测电压与基准电压之差来检测接地短路时的绝缘电阻的降低(专利文献1)。
专利文献1：日本特开2004-138434号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在将上述直流电源系统经由变换器与交流的系统电力连接并利用该交流的系统电力对直流电源充电的电源系统中，交流的系统电力接地，因此在上述现有的接地短路检测装置中，存在无法检测接地短路时的绝缘电阻的降低的问题。
本发明要解决的问题是提供一种能够在具备接地的交流电源以及与交流电源相连接的二次电池的电源装置中检测二次电池的接地短路的电源装置。
用于解决问题的方案
在本发明中，将选择性地将二次电池与交流电源连接或者切断二次电池与交流电源之间的连接的第一开关连接在二次电池与交流电源之间，将检测二次电池的接地短路的接地短路检测单元连接在比第一开关更靠二次电池一侧的位置处，在使第一开关断开的状态下利用该接地短路检测单元来检测二次电池的接地短路，由此解决上述问题。
发明的效果
根据本发明，通过使第一开关断开来切断交流电源的接地部分与由接地短路检测单元检测二次电池的接地短路的电路部分之间的连接，因此起到能够不受交流电源接地所影响地检测二次电池的接地短路这种效果。
附图说明
图1是包含本发明的实施方式所涉及的电源装置的电源系统的电路图。
图2是图1的电源系统的框图。
图3是表示图2的控制器的控制过程的流程图。
图4是包含本发明的其它实施方式所涉及的电源装置的电源系统的电路图。
图5是图4的电源系统的框图。
图6是表示图5的控制器的控制过程的流程图。
具体实施方式
以下，根据附图说明本发明的实施方式。
<第一实施方式>
图1是表示本发明的实施方式所涉及的电源装置的电源系统的电路图。本例的电源装置适用于将交流电源设为电流源之一的家庭用或者商业用的电源系统。
包含本例的电源装置的电源系统具备交流电源10、变换器20、电池(二次电池)30、平滑电容器40、继电器开关50(第一开关)以及接地短路检测电路60。交流电源10是对未图示的负载提供电力的电力源，还是经由变换器20对电池30提供充电电力的电力源。交流电源10包含变压器，通过使变压器的次级侧的中性点接地来得到接地点。此外，该变压器例如是设置于普通的家庭、设施并且将从电力公司提供的交流电力变压并输出的变压器。
变换器20是将多个开关元件桥状地连接而得到的AC/DC变换电路，是将从交流电源10提供的交流电力变换为直流电力并提供给电池30的变换电路。另外，变换器20将从电池30输出的直流电力变换为交流电力，并向负载110提供电力。变换器20与连接于交流电源10的一对电源线相连接，并连接在交流电源10与电池30之间。
电池30是将多个锂离子电池等二次电池连接而成的蓄电池。在本例的电源系统中，电池30是蓄积用于提供给未图示的负载的电力的电池。在本例中，例如控制电力使得在电价低的深夜时间段使用来自交流电源10的电力对电池30充电，在白天的时间段将蓄积在电池30中的电力提供给负载。
平滑电容器40是用于对从变换器20向电池30提供的电力进行整流的电容器，连接在一对电源线的正极侧与负极侧之间，并连接在变换器20与继电器开关50之间。
继电器开关50是用于使电池30与交流电源10之间导通或切断的开关，连接在变换器20与电池30之间。在继电器开关50处于断开状态的情况下，来自电池30的电力不会被提供给变换器20，并且，来自变换器20的电力不会被提供给电池30。
接地短路检测电路60是检测电池30的接地短路的电路，连接在比继电器开关50更靠电池30一侧的位置处。在图1的例子中，接地短路检测电路60连接于将继电器开关50的负极侧的触点与电池30的负极连接的电力线。即，接地短路检测电路60连接在电池30与继电器开关50之间，因此在继电器开关50处于断开状态的情况下，接地短路检测电路60成为能够通过检测电池30的绝缘电阻来检测接地短路(即绝缘电阻的降低)的状态。另一方面，在继电器开关50处于接通状态的情况下，接地短路检测电路60经由继电器开关50以及变换器20与交流电源10的接地导通，因此无法判别检测出的绝缘电阻小的原因是电池30的绝缘电阻降低还是由交流电源10接地引起的绝缘电阻降低，而成为无法检测电池30的接地短路的状态。
接地短路检测电路60具有电容器61、65、电阻62、64、脉冲发送器63以及比较器67。电容器61的一端与电池30(与电池30的电极端子相连接的电力线)相连接，另一端经由电阻62与脉冲发送器63相连接。即，脉冲发送器63经由电容器61和电阻62的串联电路与电源线相连接。在电容器61与电阻62的连接点(测量点)处连接有由电阻64和电容器65的串联电路构成的低通滤波器。比较器67的输入侧连接于电阻64与电容器65的连接点以及基准电压66，输出侧连接于后述的控制器。
在利用接地短路检测电路60来检测电池30的接地短路的情况下，从脉冲发送器63输出作为具有规定的振幅的电压信号的脉冲，并经由电容器61输入到电池30(与电池30的电极端子相连接的电力线)。与电池30的绝缘电阻相应地将电容器61的另一端侧、即与电阻62之间的连接点一侧的(测量点的)电压变化表示为输入到比较器67的输入电压的振幅变化，因此接地短路检测电路60通过将该振幅电压与基准电压进行比较来判断是否发生了电池30的绝缘电阻降低。基准电压是预先设定的与用于检测电池30的接地短路的绝缘电阻相当的电压阈值。即，输入到比较器67的输入电压的振幅(振幅电压)相当于绝缘电阻，因此通过将振幅电压与基准电压进行比较来检测电池30的绝缘电阻的降低(接地短路)。即，也可以说，接地短路检测电路60检测绝缘电阻(即振幅电压)，将检测出的绝缘电阻与用于接地短路检测的作为基准的绝缘电阻(即基准电压)进行比较来检测接地短路的发生。
在电池30未发生接地短路的情况下，输入到比较器67的振幅电压(响应电压)高于基准电压。另一方面，在电池30发生了接地短路的情况下，电池30的绝缘电阻降低(例如大致成为零)，因此输入到比较器67的振幅电压低于基准电压。由此，接地短路检测电路60通过将针对脉冲发送器63的输入脉冲的振幅电压与基准电压进行比较来检测电池30的接地短路。负载110是由来自交流电源10的交流电力或者从变换器20输出的交流电力驱动的、设置于家庭、设施的电气负载。
接着，使用图2说明本例的电源系统的电力系统。图2是表示图1的电源系统的电力系统的框图。在图2中，粗线表示电力线(电源线)，箭头表示信号线。
交流电源10、变换器20、继电器开关50、负载110以及电池30通过电力线进行连接。控制器100是控制交流电源10、变换器20、电池30、继电器开关50以及接地短路检测电路60的控制器，通过信号线进行连接。
接着，说明本例的电源系统的控制。控制器100切换通常的控制模式与检测电池30的接地短路的接地短路检测模式，并控制继电器开关50等。首先，说明通常的控制模式。
在通常的控制模式下，控制器100使继电器开关50接通，将电池30的电力(经由变换器20)提供给负载110，另外将交流电源10的电力(经由变换器20)提供给电池30以使电池30成为可充电的状态。控制器100根据与负载的利用状况相应的需要电力、时间段等来控制交流电源10、变换器20以及电池30。例如在白天等电价高的时间段，控制器100将电池30的电力提供给负载110。另外，在负载110的需要电力大而仅使用电池30的电力无法满足的情况下，控制器100除了将电池30的电力提供给负载110以外，还将交流电源10的电力提供给负载110。
另一方面，在电价低的时间段，控制器100一边将交流电源10的电力提供给负载110一边对电池30充电。在对电池30充电时，控制器100管理电池30的充电状态，控制从变换器20向电池30提供的充电电力，使得电池30不会过充电。由此，控制器100在本例的电源系统中管理电力。
接着，说明接地短路检测模式。如上所述，在使继电器开关50接通的状态下，接地短路检测单元60从脉冲发送器63发送脉冲以检测电池30的接地短路，当通过比较器67对电压的比较来检测电池30的绝缘电阻时，由于交流电源10接地，输入到比较器67的振幅电压会低于电压阈值，因此即使在电池30未发生接地短路的情况下，也有可能错误地检测出电池30的绝缘电阻降低而电池30发生了接地短路。因此，在本例中，在接地短路检测电路60检测接地短路之前，进行以下控制以使继电器开关50成为断开的状态。
首先，控制器100当执行接地短路检测模式时，确认继电器开关50的接通和断开的状态。在继电器开关50处于断开状态的情况下，控制器100启动接地短路检测电路60来测量电池30的绝缘电阻，由此检测电池30的接地短路。
另一方面，控制器100在执行接地短路检测模式时继电器开关50处于接通状态的情况下，检测流过继电器开关50的电流，判断检测电流是否低于规定的电流阈值。电流阈值被预先设定，是用于使继电器开关50断开的阈值的电流。可以通过将电流传感器与连接有继电器开关50的电源线相连接来检测检测电流。或者，控制器100根据负载的需要电力来控制交流电源10的电力和电池30的充放电电力，因此也可以根据电池30的充放电电力来检测流过继电器开关50的电流。
在继电器开关50的检测电流低于电流阈值的情况(例如接近0的情况)下，即使使继电器开关50断开来切断从电池30向负载110的电力供给，由切断引起的向负载110供给的供给电力的降低也是少量的，因此能够使用交流电源10的电力来驱动负载110。另外，在正在对电池30充电的情况下，在接地短路检测结束之后对电池30充电即可。因此，在继电器开关50的检测电流低于电流阈值的情况下，控制器100使继电器开关50断开，启动接地短路检测电路60来检测电池30的接地短路。
另一方面，在继电器开关50的检测电流为电流阈值以上的情况下，控制器100在使继电器开关50保持接通状态不变的情况下检测继电器开关50的电流。然后，在继电器开关50的检测电流变为低于电流阈值的时间点，控制器100使继电器开关断开，以检测电池30的接地短路。
而且，在判断为电池30发生了接地短路的情况下，控制器100一边对用户通知发生接地短路一边通过使继电器开关50维持断开状态来禁止电池30的充放电。
接着，使用图3说明接地短路检测模式下的控制器100的控制过程。图3是表示控制器100的控制过程的流程图。
控制器100当执行接地短路检测模式时，进行图3的控制处理。首先，在步骤S1中，控制器100确认继电器开关50(第一开关)是否断开。在继电器开关50断开的情况下，转移到步骤S5。
在继电器开关50未断开的情况下，控制器100检测继电器开关50的电流(步骤S2)。在步骤S3中，控制器100将继电器开关50的检测电流与电流阈值进行比较。在继电器开关50的检测电流为电流阈值以上的情况下，返回至步骤S2，再次检测继电器开关50的电流。
另一方面，在检测电流低于电流阈值的情况下，控制器100使继电器开关50断开(步骤S4)。
在步骤S5中，控制器100启动接地短路检测电路60。在步骤S6中，接地短路检测电路60通过测量针对脉冲发送器63的脉冲的响应电压来测量电池30的绝缘电阻。
在步骤S7中，接地短路检测电路60通过利用比较器67将该响应电压与基准电压进行比较来检测绝缘电阻是否为接地短路检测阈值以上。此外，接地短路检测阈值与基准电压66对应。然后，在绝缘电阻为接地短路检测阈值以上的情况下，在步骤S8中，控制器100判断为电池30未发生接地短路，使继电器开关50接通，结束接地短路检测模式。
在绝缘电阻小于接地短路检测阈值的情况下，在步骤S9中，控制器100根据比较器67的比较结果判断为电池30发生了接地短路，对用户通知发生接地短路，结束接地短路检测模式。
如上所述，在本例中，在连接在交流电源10与电池30之间的继电器开关50处于断开状态的情况下，利用接地短路检测电路60来检测电池30的接地短路。由此，在本例中，能够在将接地的交流电源10的电力经由变换器提供给电池30的电源装置中检测出电池30的接地短路。
另外，为了检测电池30的接地短路，还考虑如下方法：在将电池30设为绝缘状态(使交流电源10与电池30电气分离后的状态)之后，由作业人员使用兆欧测试仪检测接地短路，但是，在本例中不使用兆欧测试仪就能够检测接地短路，因此能够削减用于检测接地短路的工时。
另外，在电池30的接地短路检测时还考虑如下方法，即：在变换器20与电池30之间设置变压器以确保电池30的绝缘状态，之后检测电池30的接地短路，但是，在设置了变压器的情况下，存在以下问题：系统大型化，电源装置的成本也提高，并且电源装置的动作音变大。然而，在本例中，通过使继电器开关50断开来确保绝缘状态，因此能够省略上述变压器。
此外，在本发明中，也可以是，控制器100在通过使变换器20中包含的多个开关元件全部断开来使交流电源10与电池30电气分离的状态下，利用接地短路检测电路60来检测电池30的接地短路。在使变换器20的多个开关元件断开的情况下，接地短路检测电路60被从交流电源10切断，因此能够防止接地短路检测电路60错误地将交流电源10的接地检测为电池30的接地短路。
另外，在本发明中，也可以是，控制器100以规定的周期使继电器开关50断开，控制接地短路检测电路60来检测电池30的接地短路。规定的周期是预先设定的周期，例如设定为一天(24小时)。由此，在本例中，能够定期地检测电池30的接地短路。
此外，将以规定的周期使继电器开关50断开的定时设定为不对电池30进行充放电控制的、例如深夜时间段即可。
另外，在本发明中，控制器100也可以进行如下控制：测量从前一次的接地短路的检测时间起的经过时间，在测量出的经过时间超过预先设定的限制时间的情况下，使继电器开关50断开，检测电池30的接地短路。在测量出的经过时间超过限制时间之前继电器开关50的检测电流变得低于电流阈值并进行了接地短路的检测的情况下，对经过时间的测量进行重置即可。由此，在本例中，能够定期地检测电池30的接地短路。
即，控制器100每隔规定的时间至少进行一次使继电器开关50断开以检测电池30的接地短路。由此，即使在继电器开关50的接通状态持续的情况下，也能够使继电器开关50断开以检测电池30的接地短路。其结果，能够提供安全性高的系统。
另外，在本例中，也可以是，在利用交流电源10的时间段为夜间电力的时间段(一天中电价低的时间段)的情况下，控制器100使继电器开关50断开，利用接地短路检测电路60来检测电池30的接地短路。由此，在夜间电力的时间段使继电器开关50断开，因此在使用来自交流电源10的电力来补充无法从电池30向负载110提供的电力的情况下，能够抑制使用交流电源10时对电价的影响并且检测电池30的接地短路。其结果，能够不给用户增加经济负担地提供安全性高的系统。
上述继电器开关50相当于本发明的“第一开关”，接地短路检测电路60相当于本发明的“接地短路检测单元”，控制器100相当于本发明的“控制单元”。
<第二实施方式>
图4是表示发明的其它实施方式所涉及的电源装置的电源系统的电路图。在本例中，设置继电器开关70、漏电检测电路80、DC/DC转换器91以及发电装置92这一点与上述第一实施方式不同。除此以外的结构与上述第一实施方式相同，因此适当地引用其记载。
如图4所示，包含本例的电源装置的电源系统具备交流电源10、变换器20、电池30、平滑电容器40、继电器开关50(第一开关)、接地短路检测电路60、继电器开关70(第二开关)、漏电检测电路80、DC/DC转换器91、发电装置92以及负载110。交流电源10、变换器20、电池30、平滑电容器40、继电器开关50(第一继电器)以及接地短路检测电路60的结构、连接关系与第一实施方式所涉及的电源系统相同，因此省略说明。
继电器开关70是为了将相对于变换器20与交流电源10相反的一侧的电路、即包括电池30、继电器开关50、接地短路检测电路60以及漏电检测电路80的电路从交流电源10切断而设置的开关。继电器开关70连接在交流电源10与变换器20之间，设置在电源线上。另外，负载110连接在电源线上的继电器开关70与变换器20之间。
漏电检测电路80是用于检测发电装置92的漏电的电路。漏电检测电路80经由DC/DC转换器91连接在比继电器开关50更靠变换器20一侧的位置，该漏电检测电路80与将电池30与变换器20之间连接的一对电源线分别连接。
漏电检测电路80具有电阻81、82以及电流传感器83。电阻81与正极侧的电源线相连接，电阻82与负极侧的电源线相连接。电流传感器83与电阻81、82分别连接，并且接地。电流传感器83根据流过电阻81的电流来检测正极侧的电流，根据流过电阻82的电流来检测负极侧的电流。
在发电装置92发生了漏电的情况下，流过电阻81的电流与流过电阻82的电流的电流差高于规定的电流阈值。因此，在本例中，使用漏电检测电路80来检测发电装置92的正极侧的电流以及发电装置92的负极侧的电流，测量这些电流的偏差，在电流偏差高于预先设定的电流阈值的情况下判断为发电装置92发生了漏电。
DC/DC转换器91连接在发电装置92与变换器20之间，该DC/DC转换器91是对由发电装置92发出的电力进行变换并提供给变换器20和电池30的变换电路。
发电装置92是具有自发电功能的发电装置，例如由太阳能发电电池或燃料电池构成。即，本例的电源系统具备交流电源10、电池30以及作为第三电力源的发电装置92。发电装置92作为对负载110提供电力的电力源而发挥功能，还作为用于对电池30充电的电力源而发挥功能。由此，在本例中，形成电池30与发电装置92的并联电路，将该并联电路经由继电器开关70与交流电源10相连接。
接着，使用图5说明本例的电源系统的电力系统。图5是表示图4的电源系统的电力系统的框图。在图5中，粗线表示电力线(电源线)，箭头表示信号线。
交流电源10、继电器开关70、变换器20、继电器开关50、电池30以及发电装置92通过电力线进行连接。控制器100是控制交流电源10、变换器20、电池30、继电器开关50、接地短路检测电路60、继电器开关70、漏电检测电路80以及发电装置92的控制器，通过信号线进行连接。
接着，说明本例的电源系统的控制。控制器100切换通常的控制模式、接地短路检测模式以及用于检测漏电检测电路80的断线的断线检测模式，并控制继电器开关50、70。
在通常控制模式下，控制器100使继电器开关50和继电器开关70接通，并控制交流电源10等。
在接地短路检测模式下，控制器100至少使继电器开关50断开以控制接地短路检测电路60来检测电池30的接地短路。
在断线检测模式下，控制器100确认继电器开关70的状态，在继电器开关70处于断开状态的情况下进行以下的断线检测控制。另一方面，在继电器开关70处于接通状态的情况下，控制器100将继电器开关70的电流与预先设定的电流阈值进行比较。而且，在继电器开关70的电流低于电流阈值的情况下，控制器100使继电器开关70断开。
接着，控制器100在使继电器开关70断开的状态下，使继电器开关50接通，从脉冲发送器63输出脉冲信号，根据比较器67的输出来检测漏电检测电路80的断线。
在继电器开关50处于接通状态的情况下，接地短路检测电路60经由继电器开关50通过电阻81、82导通至漏电检测电路80的接地点。因此，在漏电检测电路80发生了断线的情况下，与来自脉冲发生器63的输入脉冲对应地被输入到比较器67的振幅电压(响应电压)高于基准电压。另一方面，在漏电检测电路80未发生断线的情况下，输入到比较器67的振幅电压(响应电压)低于基准电压。由此，如果在继电器开关50处于接通状态时接地短路检测电路60未检测出发生接地短路，则控制器100能够检测出漏电检测电路80发生了断线。
而且，控制器100在判断为漏电检测电路80发生了断线的情况下，对用户通知发生断线。
接着，使用图6说明接地短路检测模式和断线检测模式下的控制器100的控制。图6是表示控制器100的控制过程的流程图。
在步骤S10中，进行使继电器开关50和继电器开关70成为断开状态的控制。步骤S10的继电器开关50的控制过程与第一实施方式的步骤S1～S4的控制过程相同。另外，关于步骤S10的继电器开关70的控制过程，将步骤S1～S4的控制过程中的继电器开关50替换为继电器开关70即可。即，对于继电器开关50和继电器开关70，均在确认了流过的电流小于规定的阈值电流、并且即使设为断开状态而影响也很小的情况下设为断开状态即可。
在步骤S10的控制处理之后的步骤S15～S18与第一实施方式的步骤S5～S8相同，因此省略说明。
在步骤S17的判断中，在绝缘电阻为接地短路检测阈值以上的情况下，在步骤S20中，控制器100判断为电池30未发生接地短路，将继电器开关70仍然保持在断开状态而仅使继电器开关50接通，结束接地短路检测模式，转移到断线检测模式。
在步骤S21中，接地短路检测电路60通过测量针对脉冲发送器63的脉冲的响应电压来测量漏电检测电路80的绝缘电阻。在步骤S22中，接地短路检测电路60通过利用比较器67将该响应电压与基准电压进行比较来检测漏电检测电路80的绝缘电阻是否小于断线检测阈值。断线检测阈值是用于判断漏电检测电路80是否发生了断线的阈值，是预先设定的值。因而，被设定为至少比电阻81、82均未发生断线的情况下的响应电压高的值，是与基准电压对应的电阻值。此外，断线检测阈值与基准电压66对应，但是也可以设定为与接地短路检测阈值不同的值。
在绝缘电阻小于断线检测阈值的情况下，在步骤S23中，控制器100判断为漏电检测电路80未发生断线，使继电器开关70接通，结束断线检测模式。
另一方面，在绝缘电阻为断线检测阈值以上的情况下，在步骤S24中，判断为漏电检测电路80发生了断线，结束断线检测模式。
如上所述，在本例中，漏电检测电路80在比继电器开关50更靠变换器20一侧的位置处同将电池30与变换器20之间连接的一对电源线电连接，在继电器开关50处于接通状态的情况下，利用接地短路检测电路60检测漏电检测电路80的断线。由此，即使不另外设置用于检测漏电检测电路80的断线的专用机构也能够检测断线。
另外，在本例中，在继电器开关70处于断开状态的情况下，利用接地短路检测电路60检测漏电检测电路80的断线。由此，能够在将接地短路检测电路60可靠地从交流电源10切断的状态下检测漏电检测电路80的断线。
此外，在本例中，在利用接地短路检测电路60检测漏电检测电路80的断线的情况下，使继电器开关70断开，但是也可以使变换器20中包含的多个开关元件断开来检测断线。
上述继电器开关70相当于本发明的“第二开关”，漏电检测电路80相当于本发明的“漏电检测单元”，发电装置92相当于本发明的“发电单元”。
<第三实施方式>
说明本发明的其它实施方式所涉及的电源装置的电源系统。在本例中，接地短路检测电路60对漏电检测电路80的断线检测的控制的一部分与上述第二实施方式不同。除此以外的结构与上述第二实施方式相同，因此适当地引用其记载。
在继电器开关70处于断开状态的情况下，控制器100交替地切换继电器开关50的作为正极侧的开关的正极开关51的接通及断开与作为负极侧的开关的负极开关52的接通及断开，测量漏电检测电路80的绝缘电阻，由此确定漏电检测电路80的断线部分。
控制器100使继电器开关50的正极开关51接通，使负极开关52断开，从脉冲发送器63输出脉冲信号，根据比较器67的输出来检测漏电检测电路80的断线。
在正极开关51处于接通状态且负极开关52处于断开状态的情况下，接地短路检测电路60经由正极开关51通过正极侧的电阻81导通至漏电检测电路80的接地点。另一方面，在负极侧，负极开关52处于断开状态，因此接地短路检测电路60不与负极侧的电阻82导通。
而且，在上述状态下，在电阻81的部分发生了断线的情况下，与来自脉冲发生器63的输入脉冲对应地输入到比较器67的振幅电压高于基准电压。同样地，在漏电检测电路80的接地部分发生了断线的情况下，输入到比较器67的振幅电压也会高于基准电压。另一方面，在电阻81的部分和漏电检测电路80的接地部分未发生断线的情况下，输入到比较器67的振幅电压低于基准电压。由此，在本例中，能够检测出漏电检测电路80的正极侧的异常。
控制器100使继电器开关50的正极开关51断开，使负极开关52接通，从脉冲发送器63输出脉冲信号，根据比较器67的输出来检测漏电检测电路80的断线。
在正极开关51处于断开状态且负极开关52处于接通状态的情况下，接地短路检测电路60经由负极开关52通过负极侧的电阻82导通至接地短路检测电路的接地点。另一方面，在正极侧，正极开关51处于断开状态，因此接地短路检测电路60不与正极侧的电阻81导通。
而且，在上述状态下，在电阻82的部分发生了断线的情况下，与来自脉冲发生器63的输入脉冲对应地输入到比较器67的振幅电压高于基准电压。同样地，在漏电检测电路80的接地部分发生了断线的情况下，输入到比较器67的振幅电压也会高于基准电压。另一方面，在电阻82的部分和漏电检测电路80的接地部分未发生断线的情况下，输入到比较器67的振幅电压低于基准电压。由此，在本例中，能够检测出漏电检测电路80的负极侧的异常。
而且，控制器100通过将正极开关71处于接通状态且负极开关72处于断开状态时的断线检测结果与正极开关71处于断开状态且负极开关72处于接通状态时的断线检测结果进行组合，能够加以区分地检测电阻81的断线、电阻82的断线、漏电检测电路80的接地部分的断线以及无断线(正常)。
在表1中示出了与正极开关51的状态、负极开关52的状态以及绝缘电阻的测量结果对应的断线检测的结果。
[表1]
表1
在表1中，正极开关/负极开关的ON、OFF表示各开关51、52的接通状态、断开状态。正极开关/负极开关的ON/OFF表示正极开关51的接通状态、负极开关52的断开状态。另外，正极开关/负极开关的OFF/ON表示正极开关51的断开状态、负极开关52的接通状态。圆圈表示由接地短路检测电路60测量出的绝缘电阻小于断线检测阈值的情况，叉号表示由接地短路检测电路60测量出的绝缘电阻为断线检测阈值以上的情况。
如表1所示，在正极开关51处于接通状态、负极开关52处于断开状态下与来自脉冲发生器63的输入脉冲对应地输入到比较器67的振幅电压(相当于由接地短路检测电路60检测出的电压)小于基准电压、且正极开关51处于断开状态、负极开关52处于接通状态下输入到比较器67的振幅电压小于基准电压的情况下，电阻81、82以及接地部分的电阻值并未上升，因此控制器100将漏电检测电路80判断为正常。
另外，在正极开关51处于接通状态、负极开关52处于断开状态下输入到比较器67的振幅电压为基准电压以上、且正极开关51处于断开状态、负极开关52处于接通状态下输入到比较器67的振幅电压小于基准电压的情况下，电阻82以及接地部分的电阻值并未上升，但是电阻81的电阻值上升，因此控制器100判断为电阻81发生了断线，判断为在漏电检测电路80的正极侧发生了异常。
另外，在正极开关51处于接通状态、负极开关52处于断开状态下输入到比较器67的振幅电压小于基准电压、且正极开关51处于断开状态、负极开关52处于接通状态下输入到比较器67的振幅电压为基准电压以上的情况下，电阻81以及接地部分的电阻值并未上升，但是电阻82的电阻值上升，因此控制器100判断为电阻82发生了断线，判断为在漏电检测电路80的负极侧发生了异常。
另外，在正极开关51处于接通状态、负极开关52处于断开状态下输入到比较器67的振幅电压为基准电压以上、且正极开关51处于断开状态、负极开关52处于接通状态下输入到比较器67的振幅电压为基准电压以上的情况下，电阻81、82的电阻值并未上升，但是接地部分的电阻值上升，因此控制器100判断为接地部分发生了断线，判断为在漏电检测电路80的接地部分发生了异常。
如上所述，在本例中，以使正极开关51的接通及断开与负极开关52的接通及断开相互更替的方式切换开关，将由接地短路检测电路检测出的电压与基准电压进行比较，能够在以表1的条件区分出漏电检测电路80的正极侧的异常、负极侧的异常、接地的异常以及漏电检测电路的正常的基础上进行检测。
附图标记说明
10：交流电源；20：变换器；30：电池；40：平滑电容器；50：继电器开关；51：正极开关；52：负极开关；60：接地短路检测电路；61、65：电容器；62、64：电阻；63：脉冲发送器；66：基准电压；67：比较器；70：继电器开关；80：漏电检测电路；81、82：电阻；83：电流传感器；91：DC/DC转换器；92：发电装置。
Claims (11)
1.一种电源装置，具备交流电源以及与该交流电源相连接的二次电池，该电源装置的特征在于，还具备：
第一开关，其设置于上述二次电池与上述交流电源之间，选择性地将上述二次电池与上述交流电源连接或者切断上述二次电池与上述交流电源之间的连接；以及
接地短路检测单元，其在比上述第一开关更靠近上述二次电池一侧的位置处与上述二次电池连接，检测上述二次电池的接地短路，
其中，上述接地短路检测单元在上述第一开关处于断开状态的情况下通过检测上述二次电池的绝缘电阻来检测上述二次电池的绝缘电阻的降低，由此检测上述二次电池的接地短路。
2.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，
上述二次电池经由变换器与上述交流电源相连接，该变换器将从上述交流电源提供的交流电力变换为直流电力并输出，
上述第一开关设置于上述二次电池与上述变换器之间，选择性地将上述二次电池与上述交流电源连接或者切断上述二次电池与上述交流电源之间的连接。
3.根据权利要求2所述的电源装置，其特征在于，还具备：
漏电检测单元，其在比上述第一开关更靠近上述变换器一侧的位置处同将上述二次电池与上述变换器之间连接的一对电源线电连接，通过将正极侧的电流与负极侧的电流进行比较来检测漏电；以及
电源部，其在比上述第一开关更靠近上述变换器一侧的位置处与上述变换器电连接，
其中，上述接地短路检测单元在上述第一开关处于接通状态的情况下检测上述漏电检测单元的断线，
上述漏电检测单元检测上述电源部的漏电。
4.根据权利要求3所述的电源装置，其特征在于，
还具备控制上述第一开关和上述接地短路检测单元的控制单元，
上述第一开关具有与上述二次电池的正极相连接的正极开关以及与上述二次电池的负极相连接的负极开关，
在使上述正极开关接通并使上述负极开关断开的状态下由上述接地短路检测单元检测出的电压小于规定的电压阈值、且在使上述正极开关断开并使上述负极开关接通的状态下由上述接地短路检测单元检测出的电压小于规定的电压阈值的情况下，上述控制单元将上述漏电检测单元判断为正常，
在使上述正极开关接通并使上述负极开关断开的状态下由上述接地短路检测单元检测出的电压为规定的电压阈值以上、且在使上述正极开关断开并使上述负极开关接通的状态下由上述接地短路检测单元检测出的电压小于规定的电压阈值的情况下，上述控制单元判断为上述漏电检测单元的正极侧异常，
在使上述正极开关接通并使上述负极开关断开的状态下由上述接地短路检测单元检测出的电压小于规定的电压阈值、且在使上述正极开关断开并使上述负极开关接通的状态下由上述接地短路检测单元检测出的电压为规定的电压阈值以上的情况下，上述控制单元判断为上述漏电检测单元的负极侧异常，
在使上述正极开关接通并使上述负极开关断开的状态下由上述接地短路检测单元检测出的电压为规定的电压阈值以上、且在使上述正极开关断开并使上述负极开关接通的状态下由上述接地短路检测单元检测出的电压为规定的电压阈值以上的情况下，上述控制单元判断为上述漏电检测单元的接地异常。
5.根据权利要求3或者4所述的电源装置，其特征在于，
还具备连接在上述交流电源与上述变换器之间的第二开关，
上述接地短路检测单元在上述第二开关处于断开状态的情况下检测上述漏电检测单元的断线。
6.根据权利要求2～4中的任一项所述的电源装置，其特征在于，
上述接地短路检测单元在上述变换器中包含的多个开关单元断开的状态下检测上述二次电池的接地短路。
7.根据权利要求1～3中的任一项所述的电源装置，其特征在于，
还具备控制上述第一开关和上述接地短路检测单元的控制单元，
上述控制单元在每规定的时间内使上述第一开关断开至少一次以检测上述二次电池的接地短路。
8.根据权利要求4所述的电源装置，其特征在于，
上述控制单元在每规定的时间内使上述第一开关断开至少一次以检测上述二次电池的接地短路。
9.根据权利要求1～3中的任一项所述的电源装置，其特征在于，
还具备控制上述第一开关和上述接地短路检测单元的控制单元，
在利用上述交流电源的时间段为夜间电力的时间段的情况下，上述控制单元使上述第一开关断开以检测上述二次电池的接地短路。
10.根据权利要求4所述的电源装置，其特征在于，
在利用上述交流电源的时间段为夜间电力的时间段的情况下，上述控制单元使上述第一开关断开以检测上述二次电池的接地短路。
11.根据权利要求1～4中的任一项所述的电源装置，其特征在于，
上述接地短路检测单元具有一端侧与上述二次电池相连接的电容器，
上述接地短路检测单元对成为上述电容器的另一端侧的测量点施加具有规定的电压振幅的脉冲，
在上述测量点处产生的电压的振幅低于预先决定的规定基准电压的情况下，上述接地短路检测单元检测出上述二次电池发生接地短路。
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