CN109119970A - 漏电检测装置、无线送电装置、无线受电装置及无线电力传输系统 - Google Patents

漏电检测装置、无线送电装置、无线受电装置及无线电力传输系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种漏电检测装置，其能够抑制由噪声引起的误检测，能够高精度地检测漏电。漏电检测装置(30)设置于具备将交流电压转换为直流电压的整流电路(22)及接地后的金属部件(MG)的无线受电装置(20)，其具备：平均电压检测电路(40)，其检测与整流电路(22)的输出侧(直流侧)的高压侧端子或低压侧端子和金属部件(MG)之间的电位差对应的电压的平均电压(A)；漏电检测电路(50)，其基于由平均电压检测电路(40)检测到的平均电压(A)，检测有无漏电。

Description

漏电检测装置、无线送电装置、无线受电装置及无线电力传输 系统
技术领域
本发明涉及漏电检测装置、无线送电装置、无线受电装置及无线电力传输系统。
背景技术
不使用电源电缆而是无线地从送电线圈向受电线圈传输电力的无线电力传输系统备受注目。
无线电力传输系统由具有送电线圈的无线送电装置、和具有受电线圈的无线受电装置构成，但在这些装置内，各种构成零件及内部装置经由电缆而连接。当在该连接中发生了漏电时，有可能导致产生无线电力传输系统的二次故障，所以在万一发生了漏电的情况下，需要迅速探测其原因。
专利文献1公开的是检测为从受电适配器内的整流平滑电路向充电控制装置供给直流电压而使用的电力线和地线之间的漏电(接地)的接地检测电路。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2012－217246号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，在专利文献1公开的技术中，有不能高精度地检测漏电的隐患。即，通常在附加于漏电检测对象电力线的电压上不可避免地是噪声成分的重叠。所谓噪声成分重叠，指的是电力线和地线之间的电位差发生变化的意思，因此仅单纯地监视该电位差，不能高精度地判定是否发生了漏电。
本发明是鉴于这种问题而完成的，其目的在于，提供一种能够高精度地检测漏电的漏电检测装置、无线送电装置、无线受电装置及无线电力传输系统。
用于解决课题的技术方案
本发明的漏电检测装置设置于具备将直流电压及交流电压中的一方转换为另一方的转换电路及接地后的金属部件的装置，其具备：平均电压检测电路，其检测与所述转换电路的直流侧的高压侧端子或低压侧端子和所述金属部件之间的电位差对应的电压的平均电压；漏电检测电路，其基于由所述平均电压检测电路检测到的所述平均电压，检测有无漏电。
根据本发明，因为基于平均电压而检测漏电，所以能够抑制由噪声引起的误检测，能够高精度地检测漏电。
在上述漏电检测装置中，所述平均电压检测电路也可以以检测与所述转换电路的直流侧的低压侧端子和所述金属部件之间的电位差对应的电压的平均电压的方式构成。据此，能够更可靠检测漏电。
在上述各漏电检测装置中，所述平均电压检测电路也可以具有：第一电阻分压电路，其将所述电位差进行电阻分压；第一平均电路，其检测所述第一电阻分压电路的输出电压的平均电压。据此，能够检测直流线路的漏电。另外，如果直流线路与成为电源的结构连接，则即使在送电停止中，也能够检测漏电。
在上述各漏电检测装置中，所述平均电压检测电路也可以具有：电容分压电路，其将所述电位差进行电容分压；第一整流电路，其对所述电容分压电路的输出进行整流；第二平均电路，其检测所述第一整流电路的输出电压的平均电压。据此，能够在送电中或弱励磁中检测交流线路的漏电。
在上述各漏电检测装置，所述平均电压检测电路也可以具有：第二电阻分压电路，其将所述电位差进行电阻分压；微分电路，其对所述第二电阻分压电路的输出进行微分；第二整流电路，其对来自所述微分电路的输出进行整流；第三平均电路，其检测所述第二整流电路的输出电压的平均电压。由此，也能够在送电中或弱励磁中检测交流线路的漏电。
在上述各漏电检测装置中，所述平均电压检测电路也可以具有：电容分压电路，其将所述电位差进行电容分压；第一整流电路，其对所述电容分压电路的输出进行整流；第二平均电路，其检测所述第一整流电路的输出电压的平均电压，所述漏电检测电路也可以包含第一切换电路，所述第一切换电路切换基于从所述第一平均电路输出的平均电压而检测有无漏电的动作、和基于从所述第二平均电路输出的平均电压而检测有无漏电的动作。据此，由于能够检测直流线路及交流线路双方的漏电，因此实质上能够检测所有部位产生的漏电。
在上述各漏电检测装置中，所述平均电压检测电路也可以具有：第二电阻分压电路，其将所述电位差进行电阻分压；微分电路，其对所述第二电阻分压电路的输出进行微分；第二整流电路，其对来自所述微分电路的输出进行整流；第三平均电路，其检测所述第二整流电路的输出电压的平均电压，所述漏电检测电路也可以包含第二切换电路，所述第二切换电路切换基于从所述第一平均电路输出的平均电压而检测有无漏电的动作、和基于从所述第三平均电路输出的平均电压而检测有无漏电的动作。由此，由于也能够检测直流线路及交流线路双方的漏电，因此实质上能够检测所有部位产生的漏电。
这里，所述第一平均电路可以利用低通滤波器的平均化作用而检测所述第一电阻分压电路的输出电压的平均电压的方式构成，所述第二平均电路可以利用低通滤波器的平均化作用而检测所述第一整流电路的输出电压的平均电压的方式构成，所述第三平均电路可以利用低通滤波器的平均化作用而检测所述第二整流电路的输出电压的平均电压的方式构成。
在上述各漏电检测装置中，所述漏电检测电路也可以包含：比较电路，其将所述平均电压和阈值进行比较；检测电路，其基于所述比较电路的结果，检测有无漏电，所述阈值也可以包含电压值不同的多个阈值。据此，通过与多个阈值进行比较，能够确定发生了漏电的部位。
在上述各漏电检测装置中，所述漏电检测电路也可以包含：比较电路，其将所述平均电压和阈值进行比较；检测电路，其基于所述比较电路的结果，检测有无漏电，所述阈值也可以以可变更为任意值的方式构成。据此，通过边变更阈值边进行比较，能够确定发生了漏电的部位。
在上述各漏电检测装置中，所述漏电检测电路也可以包含：AD转换电路，其将所述平均电压转换为数字信号；检测电路，其基于所述AD转换电路的转换后的所述平均电压，检测有无漏电。据此，能够基于AD转换电路的转换后的平均电压来检测有无漏电。
本发明的无线送电装置具备：上述各漏电检测装置中的任一种；所述转换电路即驱动电路，其将直流电压转换为交流电压；所述金属部件；送电线圈，其基于从所述驱动电路供给的交流电压，生成交流磁场；控制电路，其对应于所述漏电检测电路检测到漏电的情况，使所述驱动电路的动作停止。据此，由于在发生了漏电的情况下，能够使送电动作停止，因此能够抑制二次故障。
本发明另一方面的无线送电装置具备：上述各漏电检测装置中的任一种；所述转换电路即驱动电路，其将直流电压转换为交流电压；所述金属部件；送电线圈，其基于从所述驱动电路供给的交流电压，生成交流磁场；报警器，其对应于所述漏电检测电路检测到漏电的情况，进行对用户或外部设备的通知。据此，由于在发生了漏电的情况下，能够促使送电停止及修理，因此能够抑制二次故障。
本发明的无线受电装置具备：上述各漏电检测装置中的任一种；受电线圈，其接受交流磁场而生成交流电压；所述转换电路即整流电路，其将由所述受电线圈生成的交流电压转换为直流电压；所述金属部件；发信器，其对应于所述漏电检测电路检测到漏电的情况，对生成所述交流磁场的无线送电装置发送促使送电动作停止的停止信号。据此，由于在发生了漏电的情况下，能够使送电动作停止，因此能够抑制二次故障。
本发明另一方面的无线受电装置具备：上述各漏电检测装置中的任一种；受电线圈，其接受交流磁场而生成交流电压；所述转换电路即整流电路，其将由所述受电线圈生成的交流电压转换为直流电压；所述金属部件；报警器，其对应于所述漏电检测电路检测到漏电的情况，进行对用户或外部设备的通知。据此，由于在发生了漏电的情况下，能够促使送电停止及修理，因此能够抑制二次故障。
此外，在上述各无线送电装置或上述各无线受电装置中，所述金属部件都可以是配置于所述送电线圈的附近，且屏蔽泄漏磁通的金属屏蔽板。
本发明的无线电力传输系统具备无线送电装置及无线受电装置，所述无线送电装置为上述各无线送电装置中的任一种。
本发明另一方面的无线电力传输系统具备无线送电装置及无线受电装置，所述无线受电装置为上述各无线受电装置中的任一种。
本发明的再另一方面的无线电力传输系统具备无线送电装置及无线受电装置，所述无线送电装置为上述各无线送电装置中的任一种，所述无线受电装置为上述各无线受电装置中的任一种。
发明效果
根据本发明，因为基于平均电压而检测漏电，所以能够抑制由噪声引起的误检测，能够高精度地检测漏电。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式的无线电力传输系统1的结构、和与该无线电力传输系统1连接的负载2的图；
图2(a)～(e)分别是表示图1所示的平均电压检测电路40的内部结构之例的图；
图3(a)是表示图2所示的电阻分压电路41、46的内部结构之例的图，(b)是表示图2所示的平均电路42、45、49的内部结构之例的图，(c)是表示图2所示的电容分压电路43的内部结构之例的图，(d)及(e)分别是表示图2所示的整流电路44、48的内部结构之例的图，(f)是表示图2所示的微分电路47的内部结构之例的图；
图4(a)及(b)分别是表示图1所示的漏电检测电路50的内部结构之例的图；
图5是表示图2所示的平均电路42、45、49的内部结构的另一例的图；
图6是表示本发明第二实施方式的无线电力传输系统1的结构、和与无线电力传输系统1连接的负载2的图。
符号说明
1 无线电力传输系统
2 负载
10 无线送电装置
11 直流电源
12 驱动电路
13 控制电路
14 收信器
20 无线受电装置
22 整流电路
30 漏电检测装置
40 平均电压检测电路
41、46 电阻分压电路
42、45、49 平均电路
43 电容分压电路
44、48 整流电路
47 微分电路
50 漏电检测电路
51 切换电路
52 AD转换电路
53 比较电路
54 检测电路
60 报警器
70 发信器
A、A1、A2 平均电压
C1 送电侧电容器
C2、C3 受电侧电容器
C4～C6 旁路电容器
L1 送电线圈
L2 受电线圈
MG 金属部件
R 结果信号
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。此外，本发明局限于以下说明的内容。另外，以下记载的构成元件包含本领域技术人员能够容易想到的元件、实质上相同的元件。进而，在说明中，在同一元件或具有同一功能的元件上使用同一符号，省略重复的说明。
图1是表示本发明第一实施方式的无线电力传输系统1的结构、与该无线电力传输系统1连接的负载2的图。如同图所示，无线电力传输系统1由无线送电装置10和无线受电装置20构成。负载2与无线受电装置20连接。
无线电力传输系统1是例如用于向利用二次电池的电力的电动汽车(EV:ElectricVehicle)及混合动力汽车(HV:Hybrid Vehicle)等移动体送电的系统。在这种情况下，无线送电装置10搭载于配设在地面上的送电设备内，无线受电装置20搭载于车辆。下面，设为向电动汽车送电的系统继续对无线电力传输系统1进行说明。
如图1所示，无线送电装置10由直流电源11、驱动电路12、控制电路13、收信器14、送电线圈L1及送电侧电容器C1构成。
直流电源11发挥向驱动电路12供给直流电力的作用。直流电源11的具体种类只要是能够供给直流电力的就没有特别限定。例如可优选使用：对商用交流电源进行整流·平滑而成的直流电源、二次电池、进行太阳能发电的直流电源、或开关转换器等开关电源作为直流电源11。
驱动电路12是将从直流电源11供给的直流电压转换为交流电压的转换电路，例如由四个开关元件桥接而成的开关电路(全桥电路，未图示)构成。驱动电路12发挥向送电线圈L1供给交流电流的作用。
控制电路13是以向送电线圈L1供给的交流电流的频率与规定的电力传输频率fp相等的方式控制驱动电路12的动作的电路。例如，如果是驱动电路12为上述的全桥电路的情况，则控制电路13以向送电线圈L1供给的交流电流的频率与规定的电力传输频率fp相等的方式生成构成全桥电路的各开关元件的控制信号。电力传输频率fp的具体值例如设定为20〔kHz〕～200〔kHz〕。
收信器14是以从设置于无线受电装置20内的发信器70可接收任意信号的方式构成的通信设备。收信器14和发信器70之间的通信例如可以通过蓝牙(注册商标)等近距离无线通信来实现，也可以通过Wi－Fi(注册商标)等无线LAN来实现。收信器14从发信器70接收的信号包含后述的由漏电检测装置30检测到的表示有无漏电的检测结果的结果信号R。
收信器14以一接收到结果信号R就将所接收到的结果信号R输出到控制电路13的方式构成。控制电路13在从收信器14输入的结果信号R是表示由漏电检测装置30检测到漏电的情况下，据此使驱动电路12的动作停止。具体地说，如果是例如驱动电路12为上述的全桥电路的情况，则将构成全桥电路的各开关元件全都设为断开的状态。由此，由于送电动作被停止，因此能够抑制由漏电引起的无线电力传输系统1的二次故障。
送电线圈L1及送电侧电容器C1串联地连接在驱动电路12的输出侧(交流侧)的一侧端子和另一侧端子之间，构成谐振电路。该谐振电路具有与上述的电力传输频率fp相同或与之接近的频率的谐振频率，发挥的是基于从驱动电路12供给的交流电流而生成交变磁场的作用。此外，也可以将送电侧电容器C1及送电线圈L1并联地连接在驱动电路12的输出侧的一侧端子和另一侧端子之间。
送电线圈L1是例如通过将由2千根左右的的绝缘后的铜线绞合而成的利兹线平面状地缠绕至数匝～数十匝程度而形成的螺旋构造的线圈，例如配置在地下或地面附近。当从驱动电路12向送电线圈L1供给交流电流时，就会由此产生交变磁场。该交变磁场通过送电线圈L1和后述的受电线圈L2之间的互感，在受电线圈L2内上产生电动势，由此来实现电力传输。
接着，如图1所示，无线受电装置20由受电线圈L2、受电侧电容器C2、C3、整流电路22、旁路电容器C4～C6、漏电检测装置30、报警器60及发信器70构成。
受电线圈L2及受电侧电容器C2串联地连接在整流电路22的输入侧(交流侧)的一侧端子和另一侧端子之间。另外，受电侧电容器C3与受电线圈L2及受电侧电容器C2并联连接。通过这些连接，受电线圈L2及受电侧电容器C2、C3构成谐振电路。该谐振电路的谐振频率也设定为与上述的电力传输频率fp相同或与之接近的频率。该谐振电路作为无线地接受从送电线圈L1传输的交流电力的受电部发挥作用。
受电线圈L2与送电线圈L1同样，是例如通过将由2千根左右的的绝缘后的铜线绞合而成的利兹线平面状地缠绕至数匝～数十匝程度而形成的螺旋构造的线圈。另一方面，受电线圈L2的设置位置与送电线圈L1不同，例如，电动汽车的车辆下部。当由送电线圈L1生成的磁通与受电线圈L2交链时，就会通过电磁感应作用而向受电线圈L2流通交流电流。该交流电流在通过整流电路22而转换为直流电流以后，再供给到负载2。由此，实现对负载2供给直流电力。
整流电路22是将从受电线圈L2供给的交流电压转换为直流电压的转换电路。具体地说，由将从受电线圈L2供给的交流电流转换为直流电流，且对负载2进行供给的功能构成，例如由多个二极管桥接而成的桥接电路(未图示)构成。
旁路电容器C4～C6分别是出于抑制直流电压即整流电路22的输出电压的波动的目的而设置的电容器。旁路电容器C4连接在整流电路22的输出侧(直流侧)的高压侧端子和低压侧端子之间，旁路电容器C5连接在整流电路22的输出侧的高压侧端子和地线之间，旁路电容器C6连接在整流电路22的输出侧的低压侧端子和地线之间。
负载2虽未图示，但包含充电器及蓄电池而构成。其中，充电器是具有基于从整流电路22输出的直流电力对蓄电池进行充电的功能的电路。该充电例如通过恒压恒流充电(CVCC充电)来执行。蓄电池的具体种类只要是具有储蓄电力的功能的就没有特别限定。例如可优选使用：二次电池(锂离子电池、锂聚合物电池、镍电池等)及电容元件(双电层电容器等)作为构成负载2的蓄电池。
漏电检测装置30是用于检测无线受电装置20内的电力线的漏电的装置。具体地说，如图1所示，具备平均电压检测电路40和漏电检测电路50而构成，所述平均电压检测电路40检测与整流电路22的输出侧的低压侧端子(电压VL)和为屏蔽磁通而设置于受电线圈L2附近的金属部件MG(电压VG)之间的电位差VL－VG对应的电压的平均电压A；所述漏电检测电路50基于由平均电压检测电路40检测到的平均电压A，检测有无漏电，将表示其结果的结果信号R输出。此外，金属部件MG例如为金属屏蔽板，如图1所示，被接地。另外，在图1中，将整流电路22的输出侧的低压侧端子与平均电压检测电路40连接，但也可以将整流电路22的输出侧的高压侧端子与平均电压检测电路40连接。这种情况的平均电压检测电路40成为检测与整流电路22的输出侧的高压侧端子和金属部件MG之间的电位差对应的电压的平均电压的电路。关于漏电检测装置30的详细，后面另外进行说明。
报警器60是根据漏电检测装置30检测到漏电的结果(即，从漏电检测装置30供给表示检测到漏电的结果的结果信号R)，而进行对用户或外部设备通知的设备。作为用于进行对用户通知的具体装置，例如可举出：通过警报声而向用户通知漏电检测的电铃、通过光而向用户通知漏电检测的灯等。另外，作为成为报警器60的通知对象的外部设备，例如可举出车辆内的各种系统(包含上述的负载2的充电器)等。
发信器70是将从漏电检测装置30供给的结果信号R转发到收信器14的电路。如上所述，收信器14以将从发信器70接收到的结果信号R输出到控制电路13的方式构成，控制电路13以在从收信器14输入的结果信号R是表示由漏电检测装置3 0检测到漏电的情况下，据此使驱动电路12的动作停止的方式构成。因此，表示由漏电检测装置30检测到漏电的结果信号R可以说是促使无线送电装置10停止送电动作的停止信号。
下面，参照图2～图4对漏电检测装置30的具体结构进行详细说明。
图2(a)～(e)分别是表示图1所示的平均电压检测电路40的内部结构之例的图。另外，图3(a)是表示图2所示的电阻分压电路41、46的内部结构之例的图，图3(b)是表示图2所示的平均电路42、45、49的内部结构之例的图，图3(c)是表示图2所示的电容分压电路43的内部结构之例的图，图3(d)及(e)分别是表示图2所示的整流电路44、48的内部结构之例的图，图3(f)是表示图2所示的微分电路47的内部结构之例的图。
图2(a)所示的第一例的平均电压检测电路40由电阻分压电路41(第一电阻分压电路)和平均电路42(第一平均电路)构成。
电阻分压电路41是通过将上述的电位差VL－VG进行电阻分压而生成电压V1的电路，如图3(a)所示，由串联地连接在电压VL的输入端子和电压VG的输入端子之间的两个电阻元件构成。电压V1成为两个电阻元件中的接近电压VG的输入端子的一方的两端电压。在两个电阻元件的电阻值相等的情况下，V1＝(VG－VL)/2。
平均电路42是检测电阻分压电路41的输出电压V1的平均电压A的电路，如图3(b)所示，由低通滤波器构成，该低通滤波器由电容器和电阻元件构成。本实施方式的平均电路42以利用该低通滤波器的平均化作用而检测平均电压A的方式构成。
根据第一例的平均电压检测电路40，能够检测无线受电装置20的直流线路(具体地说，与整流电路22的输出端子连接的配线)的漏电。另外，因为直流线路与负载2连接，所以根据第一例的平均电压检测电路40，即使是送电停止中，也能够检测漏电。
图2(b)所示的第二例的平均电压检测电路40由电容分压电路43、整流电路44(第一整流电路)、平均电路45(第二平均电路)构成。
电容分压电路43是通过将上述的电位差VL－VG进行电容分压而生成电压V2的电路，如图3(c)所示，由串联地连接在电压VL的输入端子和电压VG的输入端子之间的两个电容元件构成。电压V2成为两个电容元件中的接近电压VG的输入端子的一方的两端电压。
整流电路44是通过将电容分压电路43的输出电压V2进行整流而生成电压V3的电路，如图3(d)或图3(e)所示，由一个以上的二极管构成。当具体地进行说明时，图3(d)之例的整流电路44仅由一个阳极与高压侧输入端子连接且阴极与高压侧输出端子连接的二极管构成。另一方面，图3(e)之例的整流电路44由：阳极与高压侧输入端子连接且阴极与高压侧输出端子连接的二极管、阳极与低压侧输入端子连接且阴极与高压侧输出端子连接的二极管、阳极与低压侧输出端子连接且阴极与高压侧输入端子连接的二极管、阳极与低压侧输出端子连接且阴极与低压侧输入端子连接的二极管构成。
平均电路45是检测整流电路44的输出电压V3的平均电压A的电路，如图3(b)所示，由与平均电路42同样的低通滤波器构成。本实施方式的平均电路45以利用该低通滤波器的平均化作用而检测平均电压A的方式构成。
根据第二例的平均电压检测电路40，能够检测无线受电装置20的交流线路(具体地说，与整流电路22的输入端子连接的配线)的漏电。这利用的是当在交流线路内流通的交流电流泄漏到金属部件MG时，金属部件MG的电位就会波动的技术。此外，因为向交流线路流通交流电流的仅仅是在无线电力传输系统1为送电中或弱励磁中的情况下，所以能够由第二例的平均电压检测电路40检测到交流线路的漏电的仅仅是在送电中或弱励磁中。
图2(c)所示的第三例的平均电压检测电路40由电阻分压电路46(第二电阻分压电路)、微分电路47、整流电路48(第二整流电路)、平均电路49(第三平均电路)构成。
电阻分压电路46是通过将上述的电位差VL－VG进行电阻分压而生成电压V1的电路，如图3(a)所示，由与电阻分压电路41同样的电路构成。具体地说，包含串联地连接在电压VL的输入端子和电压VG的输入端子之间的两个电阻元件而构成，两个电阻元件中的接近电压VG的输入端子的一方的两端电压成为电压V1。
微分电路47是通过对电阻分压电路46的输出电压V1进行微分而生成电压V4的电路，如图3(f)所示，由高通滤波器构成，该高通滤波器由电容器和电阻元件构成。
整流电路48是通过对微分电路47的输出电压V4进行整流而生成电压V3的电路，如图3(d)或图3(e)所示，由与整流电路44同样的电路构成。
平均电路49是检测整流电路48的输出电压V3的平均电压A的电路，如图3(b)所示，由与平均电路42、45同样的低通滤波器构成。本实施方式的平均电路49以利用该低通滤波器的平均化作用而检测平均电压A的方式构成。
通过第三例的平均电压检测电路40，也能够检测无线受电装置20的交流线路(具体地说，与整流电路22的输入端子连接的配线)的漏电。这也利用的是当在交流线路内流通的交流电流泄漏到金属部件MG时，金属部件MG的电位就会波动的技术。在第三例中，能够检测交流线路的漏电的也仅仅是在送电中或弱励磁中。
图2(d)所示的第四例的平均电压检测电路40以图2(a)所示的第一例的电路和图2(b)所示的第二例的电路并联地连接，由此输出两种平均电压A1、A2的方式构成。如上所述，因为根据第一例的电路，能够检测无线受电装置20的直流线路的漏电，根据第二例的电路，能够检测无线受电装置20的交流线路的漏电，所以根据第四例的平均电压检测电路40，能够检测直流线路及交流线路双方的漏电。因此，实质上能够检测无线受电装置20内的所有部位产生的漏电。
图2(e)所示的第五例的平均电压检测电路40以图2(a)所示的第一例的电路和图2(c)所示的第三例的电路并联地连接，由此输出两种平均电压A1、A2的方式构成。如上所述，因为根据第一例的电路，能够检测无线受电装置20的直流线路的漏电，根据第三例的电路，能够检测无线受电装置20的交流线路的漏电，所以通过第五例的平均电压检测电路40，也能够检测直流线路及交流线路双方的漏电。因此，实质上能够检测无线受电装置20内的所有部位产生的漏电。
接着，图4(a)及图4(b)分别是表示图1所示的漏电检测电路50的内部结构之例的图。
图4(a)所示之例的漏电检测电路50是与图2(a)～图2(c)所示的平均电压检测电路40一同使用的电路，具有AD转换电路52、比较电路53、检测电路54而成构成。
AD转换电路52是将从平均电压检测电路40输入的平均电压A转换为数字信号的电路。具体地说，通过以规定的采样频率将平均电压A样本化，且其结果量化，进行数字信号的生成。比较电路53是将AD转换电路52的转换后的平均电压A和阈值进行比较的电路。阈值例如预保存在比较电路53内。检测电路54是基于比较电路53的结果来检测有无漏电的电路。检测电路54的输出作为结果信号R而供给到图1所示的报警器60及发信器70。
这里，比较电路53设为比较对象的阈值也可以包含电压值不同的多个阈值。这种情况的比较电路53与多个阈值分别对应地输出多个比较结果。平均电压A的具体值通常是因发生了漏电的部位而不同。因此，通过这样准备多个阈值，能够根据从比较电路53输出的多个比较结果，确定发生了漏电的部位。
另外，比较电路53所保存的阈值也可以以可变更为任意值的方式构成。而且，也可以一边变更阈值，一边对各个阈值进行比较电路53的比较。由此，也与上述同样，能够根据从比较电路53输出的多个比较结果，确定发生了漏电的部位。
另外，也可以不在漏电检测电路50内设置AD转换电路52，而是将从平均电压检测电路40输入的平均电压A供给到直接比较电路53。在这种情况下，需要由将模拟信号即平均电压A和阈值进行比较的电路构成比较电路53。
另外，也可以用其他方法来代替比较电路53及检测电路54的处理而检测有无漏电。例如，准备使平均电压A的值和有无漏电相关联的一览表，在从AD转换电路52输出了平均电压A的情况下，也可以通过读出与该平均电压A对应的有无漏电，来检测有无漏电。
图4(b)所示之例的漏电检测电路50是与图2(d)或图2(e)所示的平均电压检测电路40一同使用的电路，在AD转换电路52的前级具有切换电路51这方面，与图4(a)所示之例的漏电检测电路50不同。由于其他方面都与图4(a)所示之例的漏电检测电路50同样，因此下面仅对切换电路51进行说明。
切换电路51是在与图2(d)所示的平均电压检测电路40一同使用时切换基于从平均电路42输出的平均电压A1而检测有无漏电的动作、和基于从平均电路45输出的平均电压A2而检测有无漏电的动作的电路(第一切换电路)。另外，切换电路51是在与图2(e)所示的平均电压检测电路40一同使用时切换基于从平均电路42输出的平均电压A1而检测有无漏电的动作、和基于从平均电路49输出的平均电压A2而检测有无漏电的动作的电路(第二切换电路)。不管在哪种情况下，漏电检测电路50都能够通过进行基于平均电压A1而检测有无漏电的动作，来检测无线受电装置20的直流线路的漏电，且都能够通过进行基于平均电压A2而检测有无漏电的动作，来检测无线受电装置20的交流线路的漏电。因此，实质上能够检测无线受电装置20内的所有部位产生的漏电。
如上所述，根据本实施方式，由于基于与电位差VL－VG对应的电压V1的平均电压A而检测漏电，因此能够抑制由噪声引起的误检测，能够高精度地检测漏电。另外，通过漏电检测电路50内的具体电路结构，实质上能够检测无线受电装置20内的所有部位产生的漏电。进而，通过使用多个阈值，能够确定发生了漏电的部位。
此外，在上述实施方式中，关于图4(a)所示之例的漏电检测电路50，说明的是与图2(a)～图2(c)所示的平均电压检测电路40一同使用的电路，但也可与图2(d)或图2(e)所示的平均电压检测电路40一同使用图4(a)所示之例的漏电检测电路50。在这种情况的漏电检测装置30上针对从平均电压检测电路40输出的两种平均电压A1、A2的各个而设置图4(a)所示之例的漏电检测电路50。
另外，在上述实施方式中，对由低通滤波器构成平均电路42、45、49的例子进行了说明，但平均电路42、45、49只要是能够检测各自的输入电压的平均电压的电路，也可以由其他种类的电路构成平均电路42、45、49。作为那种电路的例子，例如可举出：FIR(FiniteImpulse Response)型数字滤波器、使用图5所示的运算放大器的电路(积分电路)。此外，在使用FIR型数字滤波器作为平均电路42、45、49的情况下，可省略构成漏电检测电路50的AD转换电路52。
图6是表示本发明第二实施方式的无线电力传输系统1的结构、和与该无线电力传输系统1连接的负载2的图。本实施方式的无线电力传输系统1在漏电检测装置30及报警器60设置于无线送电装置10内这方面，与第一实施方式的无线电力传输系统1不同。下面，在与第一实施方式相同的结构上附带同一符号，着重对不同于第一实施方式的方面进行说明。
本实施方式的平均电压检测电路40以检测与驱动电路12的输入侧(直流侧)的低压侧端子(电压VL)和金属部件MG(电压VG)之间的电位差VL－VG对应的电压的平均电压A的方式构成。其中，本实施方式的金属部件MG是为屏蔽磁通而设置于送电线圈L1的附近的部件。其他方面都与第一实施方式的平均电压检测电路40同样。也可以与第一实施方式同样地，以检测与驱动电路12的输入侧的高压侧端子和金属部件MG之间的电位差对应的电压的平均电压A的方式构成平均电压检测电路40。
漏电检测电路50及报警器60分别具有与第一实施方式的漏电检测电路50及报警器60同样的结构及功能。即，漏电检测电路50基于由平均电压检测电路40检测到的平均电压A，检测有无漏电，且将表示其结果的结果信号R输出。另外，报警器60根据漏电检测装置30检测到了漏电的情况，进行对用户或外部设备的通知。
这里，在本实施方式中，由于控制电路13和漏电检测装置30位于同一装置内，因此结果信号R不经由图1所示的发信器70及收信器14，而是从漏电检测装置30直接供给到控制电路13。接收到了结果信号R的控制电路13的动作也与第一实施方式同样。
如上所述，通过本实施方式，也由于基于与电位差VL－VG对应的电压V1的平均电压A而检测漏电，因此能够抑制由噪声引起的误检测，能够高精度地检测漏电。另外，在通过漏电检测电路50内的具体电路结构，实质上能够检测无线受电装置20内的所有部位产生的漏电这方面，也能够通过使用多个阈值，来确定发生了漏电的部位，关于这方面，也与第一实施方式同样。
以上对本发明优选的实施方式进行了说明，但本发明不受这样的实施方式任何限定，本发明在不脱离其要旨的范围内，可以种种方式来实施，这是不言而喻的。
例如，在上述实施方式中，对在无线受电装置20内设有漏电检测装置30的结构、和在无线送电装置10内设有漏电检测装置30的结构进行了说明，但也可以在无线受电装置20及无线送电装置10双方都设置漏电检测装置30。在这种情况下，优选以不管是哪种漏电检测装置30检测到了漏电，都使驱动电路12的动作停止的方式构成无线电力传输系统1。

Claims (22)

1.一种漏电检测装置，其特征在于，
是设置于具备将直流电压及交流电压中的一方转换为另一方的转换电路及接地后的金属部件的装置的漏电检测装置，
具备：
平均电压检测电路，其检测与所述转换电路的直流侧的高压侧端子或低压侧端子和所述金属部件之间的电位差对应的电压的平均电压；以及
漏电检测电路，其基于由所述平均电压检测电路检测到的所述平均电压，检测有无漏电。
2.根据权利要求1所述的漏电检测装置，其中，
所述平均电压检测电路以检测与所述转换电路的直流侧的低压侧端子和所述金属部件之间的电位差对应的电压的平均电压的方式构成。
3.根据权利要求1或2所述的漏电检测装置，其中，
所述平均电压检测电路具有：
第一电阻分压电路，其将所述电位差进行电阻分压；以及
第一平均电路，其检测所述第一电阻分压电路的输出电压的平均电压。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的漏电检测装置，其中，
所述平均电压检测电路具有：
电容分压电路，其将所述电位差进行电容分压；
第一整流电路，其对所述电容分压电路的输出进行整流；以及
第二平均电路，其检测所述第一整流电路的输出电压的平均电压。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的漏电检测装置，其中，
所述平均电压检测电路具有：
第二电阻分压电路，其将所述电位差进行电阻分压；
微分电路，其对所述第二电阻分压电路的输出进行微分；
第二整流电路，其对来自所述微分电路的输出进行整流；以及
第三平均电路，其检测所述第二整流电路的输出电压的平均电压。
6.根据权利要求3所述的漏电检测装置，其中，
所述平均电压检测电路具有：
电容分压电路，其将所述电位差进行电容分压；
第一整流电路，其对所述电容分压电路的输出进行整流；以及
第二平均电路，其检测所述第一整流电路的输出电压的平均电压，
所述漏电检测电路包含第一切换电路，所述第一切换电路切换基于从所述第一平均电路输出的平均电压而检测有无漏电的动作、和基于从所述第二平均电路输出的平均电压而检测有无漏电的动作。
7.根据权利要求3所述的漏电检测装置，其中，
所述平均电压检测电路具有：
第二电阻分压电路，其将所述电位差进行电阻分压；
微分电路，其对所述第二电阻分压电路的输出进行微分；
第二整流电路，其对来自所述微分电路的输出进行整流；以及
第三平均电路，其检测所述第二整流电路的输出电压的平均电压，
所述漏电检测电路包含第二切换电路，所述第二切换电路切换基于从所述第一平均电路输出的平均电压而检测有无漏电的动作、和基于从所述第三平均电路输出的平均电压而检测有无漏电的动作。
8.根据权利要求3～7中任一项所述的漏电检测装置，其中，
所述第一平均电路以利用低通滤波器的平均化作用而检测所述第一电阻分压电路的输出电压的平均电压的方式构成。
9.根据权利要求4或6所述的漏电检测装置，其中，
所述第二平均电路以利用低通滤波器的平均化作用而检测所述第一整流电路的输出电压的平均电压的方式构成。
10.根据权利要求5或7所述的漏电检测装置，其中，
所述第三平均电路以利用低通滤波器的平均化作用而检测所述第二整流电路的输出电压的平均电压的方式构成。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的漏电检测装置，其中，
所述漏电检测电路包含：
比较电路，其将所述平均电压和阈值进行比较；以及
检测电路，其基于所述比较电路的结果，检测有无漏电，
所述阈值包含电压值不同的多个阈值。
12.根据权利要求1～10中任一项所述的漏电检测装置，其中，
所述漏电检测电路包含：
比较电路，其将所述平均电压和阈值进行比较；以及
检测电路，其基于所述比较电路的结果，检测有无漏电，
所述阈值以能够变更为任意值的方式构成。
13.根据权利要求1～10中任一项所述的漏电检测装置，其中，
所述漏电检测电路包含：
AD转换电路，其将所述平均电压转换为数字信号；以及
检测电路，其基于由所述AD转换电路转换后的所述平均电压，检测有无漏电。
14.一种无线送电装置，其特征在于，
具备：
权利要求1～13中任一项所述的漏电检测装置；
作为所述转换电路的驱动电路，其将直流电压转换为交流电压；
所述金属部件；
送电线圈，其基于从所述驱动电路供给的交流电压，生成交流磁场；以及
控制电路，其对应于所述漏电检测电路检测到漏电的情况，使所述驱动电路的动作停止。
15.一种无线送电装置，其特征在于，
具备：
权利要求1～13中任一项所述的漏电检测装置；
作为所述转换电路的驱动电路，其将直流电压转换为交流电压；
所述金属部件；
送电线圈，其基于从所述驱动电路供给的交流电压，生成交流磁场；以及
报警器，其对应于所述漏电检测电路检测到漏电的情况，进行对用户或外部设备的通知。
16.根据权利要求14或15所述的无线送电装置，其中，
所述金属部件是配置在所述送电线圈的附近，且屏蔽泄漏磁通的金属屏蔽板。
17.一种无线受电装置，其特征在于，
具备：
权利要求1～13中任一项所述的漏电检测装置；
受电线圈，其接受交流磁场而生成交流电压；
作为所述转换电路的整流电路，其将由所述受电线圈生成的交流电压转换为直流电压；
所述金属部件；以及
发信器，其对应于所述漏电检测电路检测到漏电的情况，对生成所述交流磁场的无线送电装置发送促使送电动作停止的停止信号。
18.一种无线受电装置，其特征在于，
具备：
权利要求1～13中任一项所述的漏电检测装置；
受电线圈，其接受交流磁场而生成交流电压；
作为所述转换电路的整流电路，其将由所述受电线圈生成的交流电压转换为直流电压；
所述金属部件；以及
报警器，其对应于所述漏电检测电路检测到漏电的情况，进行对用户或外部设备的通知。
19.根据权利要求17或18所述的无线受电装置，其中，
所述金属部件是配置在所述受电线圈的附近，且屏蔽泄漏磁通的金属屏蔽板。
20.一种无线电力传输系统，其特征在于，
具备无线送电装置及无线受电装置，
所述无线送电装置是权利要求14～16中任一项所述的无线送电装置。
21.一种无线电力传输系统，其特征在于，
具备无线送电装置及无线受电装置，
所述无线受电装置是权利要求17～19中任一项所述的无线受电装置。
22.一种无线电力传输系统，其特征在于，
具备无线送电装置及无线受电装置，
所述无线送电装置是权利要求14～16中任一项所述的无线送电装置，
所述无线受电装置是权利要求17～19中任一项所述的无线受电装置。
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