JP2002296316A - 電源装置の漏電検出回路 - Google Patents
電源装置の漏電検出回路Info
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- G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
- G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電池ユニットＶｂを具えた電源装置におい
て、数十ｋΩ付近の比較的低い地絡抵抗で発生する漏電
を高い精度で検出する。 【解決手段】 本発明に係る漏電検出回路は、電池ユニ
ットＶｂから伸びるＰ線及びＮ線が、Ｐ側の２つの分圧
抵抗Ｒ１Ａ、Ｒ１ＢとＮ側の２つの分圧抵抗Ｒ２Ａ、Ｒ
２Ｂを介して互いに連結され、Ｐ側の分圧抵抗Ｒ１Ａ、
Ｒ１ＢとＮ側の分圧抵抗Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂの中点は接地さ
れている。又、Ｐ線とＮ線は、第１〜第３の補助分圧抵
抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５を介して互いに連結されている。第
１補助分圧抵抗Ｒ３と第２補助分圧抵抗Ｒ４の中点と、
Ｐ側第１分圧抵抗Ｒ１ＡとＰ側第２分圧抵抗Ｒ１Ｂの中
点とが、Ｐ側電圧比較回路Ｖ１を介して互いに連結され
ている。第２補助分圧抵抗Ｒ４と第３補助分圧抵抗Ｒ５
の中点と、Ｎ側第１分圧抵抗Ｒ２ＡとＮ側第２分圧抵抗
Ｒ２Ｂの中点とが、Ｎ側電圧比較回路Ｖ２を介して互い
に連結されている。
て、数十ｋΩ付近の比較的低い地絡抵抗で発生する漏電
を高い精度で検出する。 【解決手段】 本発明に係る漏電検出回路は、電池ユニ
ットＶｂから伸びるＰ線及びＮ線が、Ｐ側の２つの分圧
抵抗Ｒ１Ａ、Ｒ１ＢとＮ側の２つの分圧抵抗Ｒ２Ａ、Ｒ
２Ｂを介して互いに連結され、Ｐ側の分圧抵抗Ｒ１Ａ、
Ｒ１ＢとＮ側の分圧抵抗Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂの中点は接地さ
れている。又、Ｐ線とＮ線は、第１〜第３の補助分圧抵
抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５を介して互いに連結されている。第
１補助分圧抵抗Ｒ３と第２補助分圧抵抗Ｒ４の中点と、
Ｐ側第１分圧抵抗Ｒ１ＡとＰ側第２分圧抵抗Ｒ１Ｂの中
点とが、Ｐ側電圧比較回路Ｖ１を介して互いに連結され
ている。第２補助分圧抵抗Ｒ４と第３補助分圧抵抗Ｒ５
の中点と、Ｎ側第１分圧抵抗Ｒ２ＡとＮ側第２分圧抵抗
Ｒ２Ｂの中点とが、Ｎ側電圧比較回路Ｖ２を介して互い
に連結されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車等に搭
載される電源装置の漏電検出回路に関し、特に、複数の
電池から構成される電池ユニットを具えた電源装置の漏
電検出回路に関するものである。
載される電源装置の漏電検出回路に関し、特に、複数の
電池から構成される電池ユニットを具えた電源装置の漏
電検出回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ハイブリッド車等の電気自動車に
おいては、走行用モータの電源として、複数の二次電池
を直列に接続してなる電池ユニットが搭載されている。
この様な電池ユニットは、例えば２４０Ｖ以上の高電圧
を発生するので、もし漏電が発生して漏電箇所に人が触
れた場合、感電によって人体に危害が及ぶ虞があり、問
題である。
おいては、走行用モータの電源として、複数の二次電池
を直列に接続してなる電池ユニットが搭載されている。
この様な電池ユニットは、例えば２４０Ｖ以上の高電圧
を発生するので、もし漏電が発生して漏電箇所に人が触
れた場合、感電によって人体に危害が及ぶ虞があり、問
題である。
【０００３】そこで従来は、図５に示す如き漏電検出回
路を設けて漏電を検出し、漏電検出時には、その事態を
制御装置や運転者に報知することが行なわれている。図
５の漏電検出回路において、電池ユニットＶｂは、約２
００本のニッケル水素電池ＮｉＭＨを直列に接続して構
成され、プラス(Ｐ)端子とマイナス(Ｎ)端子の間に得ら
れる出力電圧は、通常２４０Ｖ程度となる。Ｐ−Ｎ端子
間には、高抵抗値の分圧抵抗Ｒ１及びＲ２(Ｒ１＝Ｒ２)
が接続され、両抵抗の中点が抵抗Ｒ３を介して接地され
ており、該抵抗Ｒ３の両端電圧が電圧計Ｖによって検知
されている。尚、電動車両の場合、接地はシャーシ(車
体)への接続を意味する。
路を設けて漏電を検出し、漏電検出時には、その事態を
制御装置や運転者に報知することが行なわれている。図
５の漏電検出回路において、電池ユニットＶｂは、約２
００本のニッケル水素電池ＮｉＭＨを直列に接続して構
成され、プラス(Ｐ)端子とマイナス(Ｎ)端子の間に得ら
れる出力電圧は、通常２４０Ｖ程度となる。Ｐ−Ｎ端子
間には、高抵抗値の分圧抵抗Ｒ１及びＲ２(Ｒ１＝Ｒ２)
が接続され、両抵抗の中点が抵抗Ｒ３を介して接地され
ており、該抵抗Ｒ３の両端電圧が電圧計Ｖによって検知
されている。尚、電動車両の場合、接地はシャーシ(車
体)への接続を意味する。
【０００４】漏電が発生していない場合、抵抗Ｒ３には
電流が流れないため、電圧計Ｖの出力はゼロである。仮
にＰ線で漏電が発生した場合、これによって形成される
等価回路は、図中に破線で示す様にＰ線が地絡抵抗ＲＬ
を介して接地されたものとなる。該等価回路において
は、Ｐ線→抵抗ＲＬ→抵抗Ｒ３→抵抗Ｒ２→Ｎ線の電流
経路が形成されて、抵抗Ｒ３の両端に電圧が発生する。
従って、この電圧の発生を電圧計Ｖによって検知するこ
とにより、漏電を検出することが出来る。尚、電圧計Ｖ
は、漏電検出において電圧を計測してその計測値が所定
の値に達したか、若しくは所定の値を下回ったかを判定
する機能を有することになるため、電圧比較器(コンパ
レータ)によって構成することが出来る。
電流が流れないため、電圧計Ｖの出力はゼロである。仮
にＰ線で漏電が発生した場合、これによって形成される
等価回路は、図中に破線で示す様にＰ線が地絡抵抗ＲＬ
を介して接地されたものとなる。該等価回路において
は、Ｐ線→抵抗ＲＬ→抵抗Ｒ３→抵抗Ｒ２→Ｎ線の電流
経路が形成されて、抵抗Ｒ３の両端に電圧が発生する。
従って、この電圧の発生を電圧計Ｖによって検知するこ
とにより、漏電を検出することが出来る。尚、電圧計Ｖ
は、漏電検出において電圧を計測してその計測値が所定
の値に達したか、若しくは所定の値を下回ったかを判定
する機能を有することになるため、電圧比較器(コンパ
レータ)によって構成することが出来る。
【０００５】図５において、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、
電池ユニットの接地に対する絶縁抵抗となって、これら
の合成抵抗値が実質的な絶縁抵抗値となり、通常は、該
合成抵抗値が１ＭΩ以上になるように設計される。図５
における絶縁抵抗値Ｒｚは、電圧計Ｖの入力インピーダ
ンスをＺｖとしたとき、数１で計算される。
電池ユニットの接地に対する絶縁抵抗となって、これら
の合成抵抗値が実質的な絶縁抵抗値となり、通常は、該
合成抵抗値が１ＭΩ以上になるように設計される。図５
における絶縁抵抗値Ｒｚは、電圧計Ｖの入力インピーダ
ンスをＺｖとしたとき、数１で計算される。
【０００６】
【数１】Ｒｚ＝Ｒ１・Ｒ２／(Ｒ１＋Ｒ２)＋Ｒ３・Ｚｖ
／(Ｒ３＋Ｚｖ)
／(Ｒ３＋Ｚｖ)
【０００７】抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗値が小さい場合に
は、電池電圧Ｖｂが抵抗Ｒ１及びＲ２に印加されたまま
になって、電池ユニットが常時放電されることとなるの
で、抵抗Ｒ１、Ｒ２は比較的高い抵抗値に設計される。
例えば電池電圧を２４０Ｖ、許容される放電電流の限界
値を１００μＡとした場合、抵抗Ｒ１、Ｒ２の合成抵抗
値は２.４ＭΩ以上となるので、抵抗Ｒ１、Ｒ２は、こ
の抵抗値を目安として高抵抗値に設計される。この結
果、数１の絶縁抵抗値Ｒｚは、第１項が支配的になっ
て、第２項における抵抗Ｒ３及びインピーダンスＺｖが
比較的小さい値であっても、絶縁抵抗値Ｒｚを充分に大
きな値に維持することが出来る。通常、電圧計Ｖの入力
インピーダンスＺｖが無視し得る程度に、抵抗Ｒ３の抵
抗値を小さく設計する。
は、電池電圧Ｖｂが抵抗Ｒ１及びＲ２に印加されたまま
になって、電池ユニットが常時放電されることとなるの
で、抵抗Ｒ１、Ｒ２は比較的高い抵抗値に設計される。
例えば電池電圧を２４０Ｖ、許容される放電電流の限界
値を１００μＡとした場合、抵抗Ｒ１、Ｒ２の合成抵抗
値は２.４ＭΩ以上となるので、抵抗Ｒ１、Ｒ２は、こ
の抵抗値を目安として高抵抗値に設計される。この結
果、数１の絶縁抵抗値Ｒｚは、第１項が支配的になっ
て、第２項における抵抗Ｒ３及びインピーダンスＺｖが
比較的小さい値であっても、絶縁抵抗値Ｒｚを充分に大
きな値に維持することが出来る。通常、電圧計Ｖの入力
インピーダンスＺｖが無視し得る程度に、抵抗Ｒ３の抵
抗値を小さく設計する。
【０００８】図６は、従来の他の漏電検出回路(実開平
６−２９０１参照)の構成を示している。該回路におい
ては、Ｐ−Ｎ端子間に高抵抗値の分圧抵抗Ｒ１及びＲ２
が接続され、両抵抗の中点が抵抗Ｒ３を介して接地され
ており、Ｐ線と接地点との間の電位差が電圧計Ｖ１によ
って検出されると共に、Ｎ線と接地点との間の電圧差が
電圧計Ｖ２によって検出されている。尚、絶縁抵抗を充
分な大きさに維持するため、抵抗Ｒ１，Ｒ２は、例えば
２.２ＭΩ以上の高抵抗値に設計される。
６−２９０１参照)の構成を示している。該回路におい
ては、Ｐ−Ｎ端子間に高抵抗値の分圧抵抗Ｒ１及びＲ２
が接続され、両抵抗の中点が抵抗Ｒ３を介して接地され
ており、Ｐ線と接地点との間の電位差が電圧計Ｖ１によ
って検出されると共に、Ｎ線と接地点との間の電圧差が
電圧計Ｖ２によって検出されている。尚、絶縁抵抗を充
分な大きさに維持するため、抵抗Ｒ１，Ｒ２は、例えば
２.２ＭΩ以上の高抵抗値に設計される。
【０００９】図６の漏電検出回路においては、漏電が発
生していない場合にも、下記数２の高電圧が電圧計Ｖ
１、Ｖ２に定常的に印加されることになる。
生していない場合にも、下記数２の高電圧が電圧計Ｖ
１、Ｖ２に定常的に印加されることになる。
【００１０】
【数２】Ｖ１＝Ｖ２＝(１／２)Ｖｂ
【００１１】ここで、仮にＰ線で漏電が発生した場合、
これによって形成される等価回路は、図中に破線で示す
様にＰ線が地絡抵抗ＲＬを介して接地されたものとなる
ので、電圧計Ｖ１の検出電圧の減少、若しくは電圧計Ｖ
２の検出電圧の増大によって、漏電の検出が可能であ
る。
これによって形成される等価回路は、図中に破線で示す
様にＰ線が地絡抵抗ＲＬを介して接地されたものとなる
ので、電圧計Ｖ１の検出電圧の減少、若しくは電圧計Ｖ
２の検出電圧の増大によって、漏電の検出が可能であ
る。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電池ユニッ
トを用いた電源装置によっては、漏電の「程度」を検知
する必要がある。例えば、漏電が発生した場合に、その
漏電の「程度」に応じて、緊急に対策すべきか、或い
は、近い時期に対策すればよいのかを判断するのであ
る。
トを用いた電源装置によっては、漏電の「程度」を検知
する必要がある。例えば、漏電が発生した場合に、その
漏電の「程度」に応じて、緊急に対策すべきか、或い
は、近い時期に対策すればよいのかを判断するのであ
る。
【００１３】具体的には、図７の如く地絡抵抗ＲＬの大
きさの領域に応じた判断を行なう。即ち、地絡抵抗ＲＬ
の値が閾値ＲＬ２以上である場合には、漏電は発生して
おらず、安全であると判断し、閾値ＲＬ１〜ＲＬ２の範
囲内である場合、漏電は発生しているが、人体には危険
がないと判断し、閾値ＲＬ１以下であれば、人体に危険
があると判断する。例えば、人体が危害を受ける抵抗値
の目安を１００Ω／Ｖ以下（電流換算で１０ｍＡ以上）
とすると、出力電圧が２４０Ｖのとき、閾値ＲＬ１は２
４ｋΩとなる。但し、閾値ＲＬ１、ＲＬ２が大きいとイ
ンピーダンスが大きくなって、回路の誤検出が発生する
ため、２４ｋΩに余裕を持たせた値として、閾値ＲＬ
１、ＲＬ２には５０〜７０ｋΩの抵抗値が設定される。
きさの領域に応じた判断を行なう。即ち、地絡抵抗ＲＬ
の値が閾値ＲＬ２以上である場合には、漏電は発生して
おらず、安全であると判断し、閾値ＲＬ１〜ＲＬ２の範
囲内である場合、漏電は発生しているが、人体には危険
がないと判断し、閾値ＲＬ１以下であれば、人体に危険
があると判断する。例えば、人体が危害を受ける抵抗値
の目安を１００Ω／Ｖ以下（電流換算で１０ｍＡ以上）
とすると、出力電圧が２４０Ｖのとき、閾値ＲＬ１は２
４ｋΩとなる。但し、閾値ＲＬ１、ＲＬ２が大きいとイ
ンピーダンスが大きくなって、回路の誤検出が発生する
ため、２４ｋΩに余裕を持たせた値として、閾値ＲＬ
１、ＲＬ２には５０〜７０ｋΩの抵抗値が設定される。
【００１４】図８は、図５の漏電検出回路においてＲ１
＝Ｒ２＝２.２ＭΩ、Ｒ３＝１０ｋΩ（ＺｖはＲ３に対
して十分に大きい）、Ｖｂ＝２４０Ｖとしたときの構成
を示しており、ここで地絡抵抗ＲＬが０Ω、５０ｋΩ、
７０ｋΩ、１ＭΩ、２ＭΩ、∞と変化した場合、電圧計
Ｖによる検出電圧値は表１の様になる。
＝Ｒ２＝２.２ＭΩ、Ｒ３＝１０ｋΩ（ＺｖはＲ３に対
して十分に大きい）、Ｖｂ＝２４０Ｖとしたときの構成
を示しており、ここで地絡抵抗ＲＬが０Ω、５０ｋΩ、
７０ｋΩ、１ＭΩ、２ＭΩ、∞と変化した場合、電圧計
Ｖによる検出電圧値は表１の様になる。
【００１５】
【表１】
【００１６】図８において、抵抗Ｒ３に対して並列に接
続された２つの電圧計ＶＡ、ＶＢはそれぞれ、地絡抵抗
が７０ｋΩ以下の場合と５０ｋΩ以下の場合の漏電検出
に用いるものであって、電圧計ＶＡは１.０１７Ｖ以上
で、電圧計ＶＢは１.０３４Ｖ以上で検出動作を行な
う。
続された２つの電圧計ＶＡ、ＶＢはそれぞれ、地絡抵抗
が７０ｋΩ以下の場合と５０ｋΩ以下の場合の漏電検出
に用いるものであって、電圧計ＶＡは１.０１７Ｖ以上
で、電圧計ＶＢは１.０３４Ｖ以上で検出動作を行な
う。
【００１７】具体的には、 検出電圧が１.０１７Ｖ以下の場合、電圧計ＶＡ、
ＶＢはいずれも検出動作を行なわず、この場合、漏電は
発生していないと判定する。 検出電圧が１.０１７Ｖ〜１.０３４Ｖの範囲内の場
合、電圧計ＶＡは検出動作を行なうが、電圧計ＶＢは検
出動作を行なわず、この場合、図７に示す注意領域の漏
電が発生したと判定する。 検出電圧が１.０３４Ｖ以上の場合、電圧計ＶＡ、
ＶＢは共に検出動作を行ない、この場合、図７に示す危
険領域の漏電が発生したと判定する。 尚、漏電がＮ線で発生した場合には、表１の計算値の符
合が反転するため、電圧検出回路は、正負いずれの電圧
でも検出出来る様に構成され、上述の判定〜も符号
を考慮して行なわれる。
ＶＢはいずれも検出動作を行なわず、この場合、漏電は
発生していないと判定する。 検出電圧が１.０１７Ｖ〜１.０３４Ｖの範囲内の場
合、電圧計ＶＡは検出動作を行なうが、電圧計ＶＢは検
出動作を行なわず、この場合、図７に示す注意領域の漏
電が発生したと判定する。 検出電圧が１.０３４Ｖ以上の場合、電圧計ＶＡ、
ＶＢは共に検出動作を行ない、この場合、図７に示す危
険領域の漏電が発生したと判定する。 尚、漏電がＮ線で発生した場合には、表１の計算値の符
合が反転するため、電圧検出回路は、正負いずれの電圧
でも検出出来る様に構成され、上述の判定〜も符号
を考慮して行なわれる。
【００１８】表１から明らかな様に、地絡抵抗ＲＬが無
限大（漏電なし）の状態から小さくなるにつれて検出電
圧は大きくなるが、検出電圧の最大変動幅が１.０８１
Ｖに対して、５０ｋΩと７０ｋΩの検出電圧の差が１７
ｍＶ（最大変動幅１.０８１Ｖの１.６％）と極めて小さ
いため、正確な判定のためには、非常に精度の高い電圧
計を構成しなければならない。
限大（漏電なし）の状態から小さくなるにつれて検出電
圧は大きくなるが、検出電圧の最大変動幅が１.０８１
Ｖに対して、５０ｋΩと７０ｋΩの検出電圧の差が１７
ｍＶ（最大変動幅１.０８１Ｖの１.６％）と極めて小さ
いため、正確な判定のためには、非常に精度の高い電圧
計を構成しなければならない。
【００１９】これに対し、図６の漏電検出回路では、上
述の電圧計の精度に対する要求が緩和される。具体的な
設計例を図９に示し、地絡抵抗の変化に伴う検出電圧の
変化を表２に示す。
述の電圧計の精度に対する要求が緩和される。具体的な
設計例を図９に示し、地絡抵抗の変化に伴う検出電圧の
変化を表２に示す。
【００２０】
【表２】
【００２１】表２に示される様に、地絡抵抗５０ｋΩと
７０ｋΩで検出電圧の差が１.９６２Ｖと大きくなって
いる。但し、漏電が発生していない場合は各電圧計には
１２０Ｖが印加され、この電圧に対しては１.６％程度
の精度となる。しかしながら、図６の漏電検出回路で
は、電池ユニットが電圧計を介して接地されているた
め、高い絶縁抵抗を維持することが困難である。又、漏
電発生時には、対極の電圧計に高電圧が印加されるとい
う問題がある。
７０ｋΩで検出電圧の差が１.９６２Ｖと大きくなって
いる。但し、漏電が発生していない場合は各電圧計には
１２０Ｖが印加され、この電圧に対しては１.６％程度
の精度となる。しかしながら、図６の漏電検出回路で
は、電池ユニットが電圧計を介して接地されているた
め、高い絶縁抵抗を維持することが困難である。又、漏
電発生時には、対極の電圧計に高電圧が印加されるとい
う問題がある。
【００２２】図６の漏電検出回路において地絡抵抗が５
０ｋΩと７０ｋΩのときで個別に漏電の発生を検出する
ための回路構成を図１０に示す。図１０において、電圧
計Ｖ１Ａ、Ｖ２Ａはそれぞれ７０ｋΩの地絡抵抗による
漏電を検出するためのもの、電圧計Ｖ１Ｂ、Ｖ２Ｂはそ
れぞれ５０ｋΩの地絡抵抗による漏電を検出するもので
ある。
０ｋΩと７０ｋΩのときで個別に漏電の発生を検出する
ための回路構成を図１０に示す。図１０において、電圧
計Ｖ１Ａ、Ｖ２Ａはそれぞれ７０ｋΩの地絡抵抗による
漏電を検出するためのもの、電圧計Ｖ１Ｂ、Ｖ２Ｂはそ
れぞれ５０ｋΩの地絡抵抗による漏電を検出するもので
ある。
【００２３】図８、図９及び図１０に示す何れの構成に
おいても、漏電の発生を電圧レベルの絶対値として検出
するため、漏電抵抗値は「特定の電池電圧における値」
として得られるに過ぎない。ところが、実際の電池電圧
は幅広く変化し、例えば満充電時の２８０Ｖから放電末
期の１２０Ｖまで変化する。この様な電池電圧の変動に
伴って、表１や表２で計算した値も変動するため、漏電
抵抗値が同じであっても、充電状態によって漏電として
検出したり、漏電として検出しなかったりする可能性が
あった。具体的には、電池電圧が大きくなると、検出電
圧が大きくなるので、漏電抵抗値が本来なら漏電として
検出する必要のない大きな抵抗値の場合であっても、こ
れを検出してしまう問題があった。
おいても、漏電の発生を電圧レベルの絶対値として検出
するため、漏電抵抗値は「特定の電池電圧における値」
として得られるに過ぎない。ところが、実際の電池電圧
は幅広く変化し、例えば満充電時の２８０Ｖから放電末
期の１２０Ｖまで変化する。この様な電池電圧の変動に
伴って、表１や表２で計算した値も変動するため、漏電
抵抗値が同じであっても、充電状態によって漏電として
検出したり、漏電として検出しなかったりする可能性が
あった。具体的には、電池電圧が大きくなると、検出電
圧が大きくなるので、漏電抵抗値が本来なら漏電として
検出する必要のない大きな抵抗値の場合であっても、こ
れを検出してしまう問題があった。
【００２４】本発明の目的は、例えば数十ｋΩ付近の比
較的低い地絡抵抗で発生する漏電を高い精度で検出する
ことが出来る電源装置の漏電検出回路を提供することで
ある。又、本発明の他の目的は、電源装置の出力電圧が
変動した場合にも、一定の地絡抵抗による漏電を一定の
検出電圧で検出することが出来る漏電検出回路を提供す
ることである。
較的低い地絡抵抗で発生する漏電を高い精度で検出する
ことが出来る電源装置の漏電検出回路を提供することで
ある。又、本発明の他の目的は、電源装置の出力電圧が
変動した場合にも、一定の地絡抵抗による漏電を一定の
検出電圧で検出することが出来る漏電検出回路を提供す
ることである。
【００２５】
【課題を解決する為の手段】本発明に係る電源装置の漏
電検出回路においては、電池ユニットの両極から伸びる
正負一対の電力線が、互いに直列に接続された４つの分
圧抵抗Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂ、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂを介して互いに
連結されており、正の電力線側に配置された２つの分圧
抵抗Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂと負の電力線側に配置された２つの
分圧抵抗Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂとの間の中点は接地されてい
る。そして、正の電力線と正側の２つの分圧抵抗Ｒ１
Ａ、Ｒ１Ｂの中点との間の電位差と、負の電力線と負側
の２つの分圧抵抗Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂの中点との間の電位差
を、それぞれ基準電圧と比較して、漏電の検出を行な
う。
電検出回路においては、電池ユニットの両極から伸びる
正負一対の電力線が、互いに直列に接続された４つの分
圧抵抗Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂ、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂを介して互いに
連結されており、正の電力線側に配置された２つの分圧
抵抗Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂと負の電力線側に配置された２つの
分圧抵抗Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂとの間の中点は接地されてい
る。そして、正の電力線と正側の２つの分圧抵抗Ｒ１
Ａ、Ｒ１Ｂの中点との間の電位差と、負の電力線と負側
の２つの分圧抵抗Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂの中点との間の電位差
を、それぞれ基準電圧と比較して、漏電の検出を行な
う。
【００２６】尚、正側の基準電圧は、検出せんとする地
絡抵抗値による漏電が発生したときに、正の電力線と正
側の２つの分圧抵抗Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂの中点との間に発生
することとなる電位差に設定され、負側の基準電圧は、
検出せんとする地絡抵抗値による漏電が発生したとき
に、負の電力線と負側の２つの分圧抵抗Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ
の中点との間に発生することとなる電位差に設定され
る。
絡抵抗値による漏電が発生したときに、正の電力線と正
側の２つの分圧抵抗Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂの中点との間に発生
することとなる電位差に設定され、負側の基準電圧は、
検出せんとする地絡抵抗値による漏電が発生したとき
に、負の電力線と負側の２つの分圧抵抗Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ
の中点との間に発生することとなる電位差に設定され
る。
【００２７】上記本発明の漏電検出回路においては、電
池ユニットの両極間に得られる電圧が、４つの分圧抵抗
Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂ、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂによって分圧される。
そして、この分圧によって両端位置の分圧抵抗Ｒ１Ａ及
びＲ２Ａの両端に発生する電圧がそれぞれ基準電圧と比
較される。漏電が発生していない状態では、該電圧は基
準電圧よりも大きくなって、漏電は発生していないと判
断される。これに対し、例えば正の電力線に漏電が発生
したとすると、正の電力線と４つの分圧抵抗の中点とが
地絡抵抗を介して互いに連結された等価回路が形成され
ることになる。この結果、正側の２つの分圧抵抗Ｒ１Ａ
とＲ１Ｂの中点の電位が上昇し、これに伴って分圧抵抗
Ｒ１Ａの両端に発生する電圧が低下し、該電圧は基準電
圧を下回ることになる。この結果、漏電が発生したもの
と判断される。負の電力線に漏電が発生した場合も同様
に、分圧抵抗Ｒ２Ａの両端に発生する電圧が低下して基
準電圧を下回ることになるので、漏電が発生したものと
判断される。
池ユニットの両極間に得られる電圧が、４つの分圧抵抗
Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂ、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂによって分圧される。
そして、この分圧によって両端位置の分圧抵抗Ｒ１Ａ及
びＲ２Ａの両端に発生する電圧がそれぞれ基準電圧と比
較される。漏電が発生していない状態では、該電圧は基
準電圧よりも大きくなって、漏電は発生していないと判
断される。これに対し、例えば正の電力線に漏電が発生
したとすると、正の電力線と４つの分圧抵抗の中点とが
地絡抵抗を介して互いに連結された等価回路が形成され
ることになる。この結果、正側の２つの分圧抵抗Ｒ１Ａ
とＲ１Ｂの中点の電位が上昇し、これに伴って分圧抵抗
Ｒ１Ａの両端に発生する電圧が低下し、該電圧は基準電
圧を下回ることになる。この結果、漏電が発生したもの
と判断される。負の電力線に漏電が発生した場合も同様
に、分圧抵抗Ｒ２Ａの両端に発生する電圧が低下して基
準電圧を下回ることになるので、漏電が発生したものと
判断される。
【００２８】具体的構成において、電池ユニットの両極
から伸びる正負一対の電力線は、互いに直列に接続され
た少なくとも３つの補助分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５を介
して互いに連結されて、これらの補助分圧抵抗の間に複
数の電位基準点が設けられており、１つの電位基準点と
前記正側の２つの分圧抵抗Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂの中点との間
に、正側の電圧比較回路Ｖ１が介在すると共に、他の１
つの電位基準点と前記負側の２つの分圧抵抗Ｒ２Ａ、Ｒ
２Ｂの中点との間に、負側の電圧比較回路Ｖ２が介在し
ている。
から伸びる正負一対の電力線は、互いに直列に接続され
た少なくとも３つの補助分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５を介
して互いに連結されて、これらの補助分圧抵抗の間に複
数の電位基準点が設けられており、１つの電位基準点と
前記正側の２つの分圧抵抗Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂの中点との間
に、正側の電圧比較回路Ｖ１が介在すると共に、他の１
つの電位基準点と前記負側の２つの分圧抵抗Ｒ２Ａ、Ｒ
２Ｂの中点との間に、負側の電圧比較回路Ｖ２が介在し
ている。
【００２９】該具体的構成においては、３つの補助分圧
抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５の間に設けられた複数の電位基準
点に発生する電圧が、電池ユニットが出力する電圧の変
動に比例して変化し、該電圧を基準電圧として、正側の
電圧比較回路Ｖ１は、正側の２つの分圧抵抗Ｒ１Ａ、Ｒ
１Ｂの中点の電圧を基準電圧と比較し、負側の電圧比較
回路Ｖ２は、負側の２つの分圧抵抗Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂの中
点の電圧を基準電圧と比較して、漏電検出を行なう。こ
の結果、電池ユニットの出力電圧の変動に影響を受けな
い漏電検出が可能となる。
抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５の間に設けられた複数の電位基準
点に発生する電圧が、電池ユニットが出力する電圧の変
動に比例して変化し、該電圧を基準電圧として、正側の
電圧比較回路Ｖ１は、正側の２つの分圧抵抗Ｒ１Ａ、Ｒ
１Ｂの中点の電圧を基準電圧と比較し、負側の電圧比較
回路Ｖ２は、負側の２つの分圧抵抗Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂの中
点の電圧を基準電圧と比較して、漏電検出を行なう。こ
の結果、電池ユニットの出力電圧の変動に影響を受けな
い漏電検出が可能となる。
【００３０】更に具体的構成において、正の電力線と正
側の電圧比較回路Ｖ１の正端子との間に正側の電圧制限
手段が介在して、該電圧制限手段の両端の電位差が所定
値以下に制限されると共に、負の電力線と負側の電圧比
較回路Ｖ２の負端子との間に負側の電圧制限手段が介在
して、該電圧制限手段の両端の電位差が所定値以下に制
限されている。
側の電圧比較回路Ｖ１の正端子との間に正側の電圧制限
手段が介在して、該電圧制限手段の両端の電位差が所定
値以下に制限されると共に、負の電力線と負側の電圧比
較回路Ｖ２の負端子との間に負側の電圧制限手段が介在
して、該電圧制限手段の両端の電位差が所定値以下に制
限されている。
【００３１】該具体的構成においては、正の電力線と正
側の電圧比較回路Ｖ１の正端子との間の電位差が所定値
以下に制限されると共に、負の電力線と負側の電圧比較
回路Ｖ２の負端子との間の電位差が所定値以下に制限さ
れるので、正側の電圧比較回路Ｖ１と負側の電圧比較回
路Ｖ２としてはそれぞれ、前記所定値以下の電圧範囲に
のみ感度領域を有するものを採用すればよく、これによ
って、各電圧比較回路による電圧検出精度を上げること
が可能となる。
側の電圧比較回路Ｖ１の正端子との間の電位差が所定値
以下に制限されると共に、負の電力線と負側の電圧比較
回路Ｖ２の負端子との間の電位差が所定値以下に制限さ
れるので、正側の電圧比較回路Ｖ１と負側の電圧比較回
路Ｖ２としてはそれぞれ、前記所定値以下の電圧範囲に
のみ感度領域を有するものを採用すればよく、これによ
って、各電圧比較回路による電圧検出精度を上げること
が可能となる。
【００３２】
【発明の効果】本発明に係る電源装置の漏電検出回路に
よれば、数十ｋΩ付近の比較的低い地絡抵抗で発生する
漏電を高い精度で検出することが出来る。又、電源装置
の出力電圧が変動した場合にも、一定の地絡抵抗による
漏電を一定の検出電圧で検出することが出来る。
よれば、数十ｋΩ付近の比較的低い地絡抵抗で発生する
漏電を高い精度で検出することが出来る。又、電源装置
の出力電圧が変動した場合にも、一定の地絡抵抗による
漏電を一定の検出電圧で検出することが出来る。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、図面に沿って具体的に説明する。本発明に係る漏電
検出回路は、図１に示す如く、約２００本のニッケル水
素電池ＮｉＭＨを直列に接続してなる電池ユニットＶｂ
を対象として、該電池ユニットＶｂから伸びるＰ線及び
Ｎ線に発生する漏電を検出するものである。
き、図面に沿って具体的に説明する。本発明に係る漏電
検出回路は、図１に示す如く、約２００本のニッケル水
素電池ＮｉＭＨを直列に接続してなる電池ユニットＶｂ
を対象として、該電池ユニットＶｂから伸びるＰ線及び
Ｎ線に発生する漏電を検出するものである。
【００３４】Ｐ線とＮ線は、互いに直列に接続されたＰ
側第１分圧抵抗Ｒ１Ａ、Ｐ側第２分圧抵抗Ｒ１Ｂ、Ｎ側
第１分圧抵抗Ｒ２Ａ、及びＮ側第２分圧抵抗Ｒ２Ｂを介
して、互いに連結されており、これらの分圧抵抗によっ
て電池電圧Ｖｂが分圧されている。Ｐ側の２つの分圧抵
抗Ｒ１Ａ、Ｒ１ＢとＮ側の２つの分圧抵抗Ｒ２Ａ、Ｒ２
Ｂの間の中点は、グランド(シャーシ)に接地されてい
る。
側第１分圧抵抗Ｒ１Ａ、Ｐ側第２分圧抵抗Ｒ１Ｂ、Ｎ側
第１分圧抵抗Ｒ２Ａ、及びＮ側第２分圧抵抗Ｒ２Ｂを介
して、互いに連結されており、これらの分圧抵抗によっ
て電池電圧Ｖｂが分圧されている。Ｐ側の２つの分圧抵
抗Ｒ１Ａ、Ｒ１ＢとＮ側の２つの分圧抵抗Ｒ２Ａ、Ｒ２
Ｂの間の中点は、グランド(シャーシ)に接地されてい
る。
【００３５】又、Ｐ線とＮ線は、互いに直列に接続され
た第１補助分圧抵抗Ｒ３、第２補助分圧抵抗Ｒ４、及び
第３補助分圧抵抗Ｒ５を介して、互いに連結されてお
り、これらの分圧抵抗によって電池電圧Ｖｂが分圧され
ている。そして、第１補助分圧抵抗Ｒ３と第２補助分圧
抵抗Ｒ４の間の中点と、Ｐ側第１分圧抵抗Ｒ１ＡとＰ側
第２分圧抵抗Ｒ１Ｂの間の中点とが、Ｐ側電圧比較回路
Ｖ１を介して、互いに連結されている。又、第２補助分
圧抵抗Ｒ４と第３補助分圧抵抗Ｒ５の間の中点と、Ｎ側
第１分圧抵抗Ｒ２ＡとＮ側第２分圧抵抗Ｒ２Ｂの間の中
点とが、Ｎ側電圧比較回路Ｖ２を介して、互いに連結さ
れている。
た第１補助分圧抵抗Ｒ３、第２補助分圧抵抗Ｒ４、及び
第３補助分圧抵抗Ｒ５を介して、互いに連結されてお
り、これらの分圧抵抗によって電池電圧Ｖｂが分圧され
ている。そして、第１補助分圧抵抗Ｒ３と第２補助分圧
抵抗Ｒ４の間の中点と、Ｐ側第１分圧抵抗Ｒ１ＡとＰ側
第２分圧抵抗Ｒ１Ｂの間の中点とが、Ｐ側電圧比較回路
Ｖ１を介して、互いに連結されている。又、第２補助分
圧抵抗Ｒ４と第３補助分圧抵抗Ｒ５の間の中点と、Ｎ側
第１分圧抵抗Ｒ２ＡとＮ側第２分圧抵抗Ｒ２Ｂの間の中
点とが、Ｎ側電圧比較回路Ｖ２を介して、互いに連結さ
れている。
【００３６】尚、Ｐ側電圧比較回路Ｖ１及びＮ側電圧比
較回路Ｖ２はそれぞれ、プラス端子の電位とマイナス端
子の電位を比較して、プラス端子の電位がマイナス端子
の電位よりも高いとき、論理信号ハイを出力するもので
ある。
較回路Ｖ２はそれぞれ、プラス端子の電位とマイナス端
子の電位を比較して、プラス端子の電位がマイナス端子
の電位よりも高いとき、論理信号ハイを出力するもので
ある。
【００３７】更に、Ｐ線とＰ側電圧比較回路Ｖ１のプラ
ス端子とが、Ｐ側定電圧ダイオードＤ１を介して互いに
連結され、該Ｐ側定電圧ダイオードＤ１によって、Ｐ線
とＰ側電圧比較回路Ｖ１のプラス端子との電位差を、一
定値(５Ｖ)以下に制限している。又、Ｎ線とＮ側電圧比
較回路Ｖ２のマイナス端子とが、Ｎ側定電圧ダイオード
Ｄ２を介して互いに連結され、該Ｎ側定電圧ダイオード
Ｄ２によって、Ｎ線とＮ側電圧比較回路Ｖ２のプラス端
子との電位差を、一定値(５Ｖ)に以下に制限している。
ス端子とが、Ｐ側定電圧ダイオードＤ１を介して互いに
連結され、該Ｐ側定電圧ダイオードＤ１によって、Ｐ線
とＰ側電圧比較回路Ｖ１のプラス端子との電位差を、一
定値(５Ｖ)以下に制限している。又、Ｎ線とＮ側電圧比
較回路Ｖ２のマイナス端子とが、Ｎ側定電圧ダイオード
Ｄ２を介して互いに連結され、該Ｎ側定電圧ダイオード
Ｄ２によって、Ｎ線とＮ側電圧比較回路Ｖ２のプラス端
子との電位差を、一定値(５Ｖ)に以下に制限している。
【００３８】上記本発明の漏電検出回路においては、例
えばＰ線に漏電が発生した場合、Ｐ線が図２に示す地絡
抵抗ＲＬを介して接地されることになるので、図示の如
き等価回路が形成されたものと考えることが出来る。こ
こで、図示の如く、Ｐ側第１分圧抵抗Ｒ１ＡとＮ側第１
分圧抵抗Ｒ２Ａの抵抗値をそれぞれ１ＭΩ、Ｐ側第２分
圧抵抗Ｒ１ＢとＮ側第２分圧抵抗Ｒ２Ｂの抵抗値をそれ
ぞれ２.２ＭΩ、定電圧ダイオードＤ１、Ｄ２の制限電
圧を５Ｖ、電池電圧Ｖｂを２４０Ｖとした場合におい
て、表１及び表２と同様に、地絡抵抗ＲＬが０Ω、５０
ｋΩ、７０ｋΩ、１ＭΩ、２ＭΩ、∞と変化したとき、
Ｐ線の電位ＶＰに対する、Ｐ側第１分圧抵抗Ｒ１ＡとＰ
側第２分圧抵抗Ｒ１Ｂの中点の電位ＶＰ１の差(ＶＰ−
ＶＰ１)、並びに、Ｎ線の電位ＶＮに対する、Ｎ側第１
分圧抵抗Ｒ２ＡとＮ側第２分圧抵抗Ｒ２Ｂの中点の電位
ＶＮ１の差(ＶＮ−ＶＮ１)は、表３の様になる。
えばＰ線に漏電が発生した場合、Ｐ線が図２に示す地絡
抵抗ＲＬを介して接地されることになるので、図示の如
き等価回路が形成されたものと考えることが出来る。こ
こで、図示の如く、Ｐ側第１分圧抵抗Ｒ１ＡとＮ側第１
分圧抵抗Ｒ２Ａの抵抗値をそれぞれ１ＭΩ、Ｐ側第２分
圧抵抗Ｒ１ＢとＮ側第２分圧抵抗Ｒ２Ｂの抵抗値をそれ
ぞれ２.２ＭΩ、定電圧ダイオードＤ１、Ｄ２の制限電
圧を５Ｖ、電池電圧Ｖｂを２４０Ｖとした場合におい
て、表１及び表２と同様に、地絡抵抗ＲＬが０Ω、５０
ｋΩ、７０ｋΩ、１ＭΩ、２ＭΩ、∞と変化したとき、
Ｐ線の電位ＶＰに対する、Ｐ側第１分圧抵抗Ｒ１ＡとＰ
側第２分圧抵抗Ｒ１Ｂの中点の電位ＶＰ１の差(ＶＰ−
ＶＰ１)、並びに、Ｎ線の電位ＶＮに対する、Ｎ側第１
分圧抵抗Ｒ２ＡとＮ側第２分圧抵抗Ｒ２Ｂの中点の電位
ＶＮ１の差(ＶＮ−ＶＮ１)は、表３の様になる。
【００３９】
【表３】 尚、表３中の標記（＊）は、定電圧ダイオードＤ１、Ｄ
２の働きによって、電位差が上限値の５Ｖに制限されて
いることを表わしている。
２の働きによって、電位差が上限値の５Ｖに制限されて
いることを表わしている。
【００４０】従って、７０ｋΩ以下の地絡抵抗ＲＬで漏
電が発生したときは、電圧差(ＶＰ−ＶＰ１)が２.２６
Ｖを下回ったことでこれを検知し、５０ｋΩ以下の地絡
抵抗ＲＬで漏電が発生したときは、電圧差(ＶＰ−ＶＰ
１)が１.６３Ｖを下回ったことでこれを検知すればよ
い。
電が発生したときは、電圧差(ＶＰ−ＶＰ１)が２.２６
Ｖを下回ったことでこれを検知し、５０ｋΩ以下の地絡
抵抗ＲＬで漏電が発生したときは、電圧差(ＶＰ−ＶＰ
１)が１.６３Ｖを下回ったことでこれを検知すればよ
い。
【００４１】但し、電圧差(ＶＰ−ＶＰ１)は、地絡抵抗
ＲＬの抵抗値のみならず、電池電圧Ｖｂの大きさによっ
ても変化するので、一定の地絡抵抗で漏電が発生したと
きには、電池電圧Ｖｂの変動に拘わらず、一定の検出電
圧で漏電の発生を検知する必要がある。
ＲＬの抵抗値のみならず、電池電圧Ｖｂの大きさによっ
ても変化するので、一定の地絡抵抗で漏電が発生したと
きには、電池電圧Ｖｂの変動に拘わらず、一定の検出電
圧で漏電の発生を検知する必要がある。
【００４２】そこで、本発明に係る漏電検出回路におい
ては、電池電圧Ｖｂを第１補助分圧抵抗Ｒ３、第２補助
分圧抵抗Ｒ４、及び第３補助分圧抵抗Ｒ５によって分圧
し、第１補助分圧抵抗Ｒ３と第２補助分圧抵抗Ｒ４の中
点の電位をＰ側電圧比較回路Ｖ１のマイナス端子に入力
すると共に、第２補助分圧抵抗Ｒ４と第３補助分圧抵抗
Ｒ５の中点の電位をＮ側電圧比較回路Ｖ２のプラス端子
に入力している。
ては、電池電圧Ｖｂを第１補助分圧抵抗Ｒ３、第２補助
分圧抵抗Ｒ４、及び第３補助分圧抵抗Ｒ５によって分圧
し、第１補助分圧抵抗Ｒ３と第２補助分圧抵抗Ｒ４の中
点の電位をＰ側電圧比較回路Ｖ１のマイナス端子に入力
すると共に、第２補助分圧抵抗Ｒ４と第３補助分圧抵抗
Ｒ５の中点の電位をＮ側電圧比較回路Ｖ２のプラス端子
に入力している。
【００４３】ここで、第１補助分圧抵抗Ｒ３、第２補助
分圧抵抗Ｒ４、及び第３補助分圧抵抗Ｒ５の大きさは、
前記各中点の電位が検出せんとする電位差となる様に決
定される。例えば、５０ｋΩの地絡抵抗ＲＬで漏電が発
生したときにこれを検知するには、第１補助分圧抵抗Ｒ
３と第２補助分圧抵抗Ｒ４の中点の電位がＰ線の電位に
対して１.６３Ｖとなる様に３つの分圧抵抗Ｒ３〜Ｒ５
の抵抗値を決定すればよい。漏電発生時の地絡抵抗ＲＬ
が５０ｋΩを下回ったとき、電位差(ＶＰ−ＶＰ１)が
１.６３Ｖを下回ることになり、Ｐ側電圧比較回路の出
力はローからハイに切り替わって、漏電が検出される。
５０ｋΩの地絡抵抗ＲＬで漏電が発生したときにこれを
検知するための漏電検出回路の設計例を図３に示す。
分圧抵抗Ｒ４、及び第３補助分圧抵抗Ｒ５の大きさは、
前記各中点の電位が検出せんとする電位差となる様に決
定される。例えば、５０ｋΩの地絡抵抗ＲＬで漏電が発
生したときにこれを検知するには、第１補助分圧抵抗Ｒ
３と第２補助分圧抵抗Ｒ４の中点の電位がＰ線の電位に
対して１.６３Ｖとなる様に３つの分圧抵抗Ｒ３〜Ｒ５
の抵抗値を決定すればよい。漏電発生時の地絡抵抗ＲＬ
が５０ｋΩを下回ったとき、電位差(ＶＰ−ＶＰ１)が
１.６３Ｖを下回ることになり、Ｐ側電圧比較回路の出
力はローからハイに切り替わって、漏電が検出される。
５０ｋΩの地絡抵抗ＲＬで漏電が発生したときにこれを
検知するための漏電検出回路の設計例を図３に示す。
【００４４】又、上記本発明の漏電検出回路において
は、漏電が発生していないときの回路構成(図１)と漏電
が発生しているときの回路構成(図２)の何れにおいて
も、電位差(ＶＰ−ＶＰ１)は回路の合成抵抗と電池電圧
によって決定され、該電位差(ＶＰ−ＶＰ１)と比較すべ
き基準の電圧も回路の合成抵抗と電池電圧によって決定
される。即ち、比較基準電圧も電池電圧に比例して変化
する。従って、電池電圧が変動したとしても、該変動が
電圧の比較に及ぼす影響は相殺されて、比較結果は合成
抵抗の変化のみに依存することになる。この結果、電池
電圧の変動に拘わらず、地絡抵抗の大きさのみに基づく
漏電検出が実現される。
は、漏電が発生していないときの回路構成(図１)と漏電
が発生しているときの回路構成(図２)の何れにおいて
も、電位差(ＶＰ−ＶＰ１)は回路の合成抵抗と電池電圧
によって決定され、該電位差(ＶＰ−ＶＰ１)と比較すべ
き基準の電圧も回路の合成抵抗と電池電圧によって決定
される。即ち、比較基準電圧も電池電圧に比例して変化
する。従って、電池電圧が変動したとしても、該変動が
電圧の比較に及ぼす影響は相殺されて、比較結果は合成
抵抗の変化のみに依存することになる。この結果、電池
電圧の変動に拘わらず、地絡抵抗の大きさのみに基づく
漏電検出が実現される。
【００４５】上記本発明の漏電検出回路においては、表
３に示す様に、地絡抵抗ＲＬが検出せんとする比較的低
い抵抗値、即ち５０ｋΩ〜７０ｋΩ前後の抵抗値の場合
には、０〜５Ｖの範囲内の電圧差(ＶＰ−ＶＰ１)が発生
する。これに対し、地絡抵抗ＲＬが１ＭΩを越える高い
抵抗値の場合には、電位差(ＶＰ−ＶＰ１)が定電圧ダイ
オードＤ１の上限電圧(５Ｖ)に抑制される。従って、電
圧比較回路Ｖ１、Ｖ２の入力範囲は５Ｖが上限であり、
高電圧が印加されることはないので、電圧比較回路の構
成が簡易となる。又、この様に最大入力範囲が低い電圧
比較回路Ｖ１、Ｖ２においては、最大入力範囲が例えば
１００Ｖと高い電圧比較回路よりも、高い精度が得られ
る。
３に示す様に、地絡抵抗ＲＬが検出せんとする比較的低
い抵抗値、即ち５０ｋΩ〜７０ｋΩ前後の抵抗値の場合
には、０〜５Ｖの範囲内の電圧差(ＶＰ−ＶＰ１)が発生
する。これに対し、地絡抵抗ＲＬが１ＭΩを越える高い
抵抗値の場合には、電位差(ＶＰ−ＶＰ１)が定電圧ダイ
オードＤ１の上限電圧(５Ｖ)に抑制される。従って、電
圧比較回路Ｖ１、Ｖ２の入力範囲は５Ｖが上限であり、
高電圧が印加されることはないので、電圧比較回路の構
成が簡易となる。又、この様に最大入力範囲が低い電圧
比較回路Ｖ１、Ｖ２においては、最大入力範囲が例えば
１００Ｖと高い電圧比較回路よりも、高い精度が得られ
る。
【００４６】例えば図６及び図９に示す従来の漏電検出
回路においては、電圧計Ｖ１、Ｖ２に対して１２０Ｖが
定常的に印加され、各抵抗に発生する電圧は、地絡抵抗
ＲＬが５０ｋΩのときには２３４.６Ｖとなり、地絡抵
抗ＲＬが７０ｋΩのときには２３２.６Ｖとなって、５
０ｋΩと７０ｋΩのときの電圧判定値の差が２Ｖに過ぎ
ず、２３０Ｖ程度の入力電圧に対して２Ｖの電圧を精度
良く判定することは困難である。
回路においては、電圧計Ｖ１、Ｖ２に対して１２０Ｖが
定常的に印加され、各抵抗に発生する電圧は、地絡抵抗
ＲＬが５０ｋΩのときには２３４.６Ｖとなり、地絡抵
抗ＲＬが７０ｋΩのときには２３２.６Ｖとなって、５
０ｋΩと７０ｋΩのときの電圧判定値の差が２Ｖに過ぎ
ず、２３０Ｖ程度の入力電圧に対して２Ｖの電圧を精度
良く判定することは困難である。
【００４７】図４は、地絡抵抗が５０ｋΩの場合と７０
ｋΩの場合の両方を個別に検出するための漏電検出回路
の構成を表わしている。該回路において、Ｐ線とＮ線
は、互いに直列に接続された第１補助分圧抵抗Ｒ１、第
２補助分圧抵抗Ｒ２、第３補助分圧抵抗Ｒ３、第４補助
分圧抵抗Ｒ４、及び第５補助分圧抵抗Ｒ５を介して、互
いに連結されている。そして、第２補助分圧抵抗Ｒ２と
第３補助分圧抵抗Ｒ３の中点に対して、Ｐ側第１電圧比
較回路Ｖ１Ａのマイナス端子を接続し、第１補助分圧抵
抗Ｒ１と第２補助分圧抵抗Ｒ２の中点に対して、Ｐ側第
２電圧比較回路Ｖ１Ｂのマイナス端子を接続している。
又、第３補助分圧抵抗Ｒ３と第４補助分圧抵抗Ｒ４の中
点に対して、Ｎ側第１電圧比較回路Ｖ２Ａのプラス端子
を接続し、第４補助分圧抵抗Ｒ４と第５補助分圧抵抗Ｒ
５の中点に対して、Ｎ側第２電圧比較回路Ｖ２Ｂのプラ
ス端子を接続している。
ｋΩの場合の両方を個別に検出するための漏電検出回路
の構成を表わしている。該回路において、Ｐ線とＮ線
は、互いに直列に接続された第１補助分圧抵抗Ｒ１、第
２補助分圧抵抗Ｒ２、第３補助分圧抵抗Ｒ３、第４補助
分圧抵抗Ｒ４、及び第５補助分圧抵抗Ｒ５を介して、互
いに連結されている。そして、第２補助分圧抵抗Ｒ２と
第３補助分圧抵抗Ｒ３の中点に対して、Ｐ側第１電圧比
較回路Ｖ１Ａのマイナス端子を接続し、第１補助分圧抵
抗Ｒ１と第２補助分圧抵抗Ｒ２の中点に対して、Ｐ側第
２電圧比較回路Ｖ１Ｂのマイナス端子を接続している。
又、第３補助分圧抵抗Ｒ３と第４補助分圧抵抗Ｒ４の中
点に対して、Ｎ側第１電圧比較回路Ｖ２Ａのプラス端子
を接続し、第４補助分圧抵抗Ｒ４と第５補助分圧抵抗Ｒ
５の中点に対して、Ｎ側第２電圧比較回路Ｖ２Ｂのプラ
ス端子を接続している。
【００４８】Ｐ側第１電圧比較回路Ｖ１Ａ及びＮ側第１
電圧比較回路Ｖ２Ａはそれぞれ、地絡抵抗ＲＬが７０ｋ
Ω以下の漏電を検出するためのものであり、Ｐ側第２電
圧比較回路Ｖ１Ｂ及びＮ側第２電圧比較回路Ｖ２Ｂはそ
れぞれ、地絡抵抗ＲＬが５０ｋΩ以下の漏電を検出する
ためのものである。又、第１〜第５補助分圧抵抗Ｒ１、
Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５は、これらの分割抵抗による分
圧値が５０ｋΩ及び７０ｋΩの地絡抵抗による漏電を検
出するポイントとなる様、それぞれの抵抗値が設計され
る。
電圧比較回路Ｖ２Ａはそれぞれ、地絡抵抗ＲＬが７０ｋ
Ω以下の漏電を検出するためのものであり、Ｐ側第２電
圧比較回路Ｖ１Ｂ及びＮ側第２電圧比較回路Ｖ２Ｂはそ
れぞれ、地絡抵抗ＲＬが５０ｋΩ以下の漏電を検出する
ためのものである。又、第１〜第５補助分圧抵抗Ｒ１、
Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５は、これらの分割抵抗による分
圧値が５０ｋΩ及び７０ｋΩの地絡抵抗による漏電を検
出するポイントとなる様、それぞれの抵抗値が設計され
る。
【００４９】即ち、Ｐ線とＰ側第２電圧比較回路Ｖ１Ｂ
のマイナス端子の電位差が１.６３Ｖ、Ｐ線とＰ側第１
電圧比較回路Ｖ１Ａのマイナス端子との電位差が２.２
６Ｖ、Ｎ線とＮ側第２電圧比較回路Ｖ２Ｂのマイナス端
子との電位差が−１.６３Ｖ、Ｎ線とＮ側第１電圧比較
回路Ｖ２Ａのマイナス端子との電位差が−２.２６Ｖと
なる様に、Ｒ１−Ｒ２−Ｒ３−Ｒ４−Ｒ５の分圧値が設
定される。図１０の漏電検出回路によれば、地絡抵抗５
０ｋΩの漏電と地絡抵抗７０ｋΩの漏電とをそれぞれ精
度良く検出することが出来る。
のマイナス端子の電位差が１.６３Ｖ、Ｐ線とＰ側第１
電圧比較回路Ｖ１Ａのマイナス端子との電位差が２.２
６Ｖ、Ｎ線とＮ側第２電圧比較回路Ｖ２Ｂのマイナス端
子との電位差が−１.６３Ｖ、Ｎ線とＮ側第１電圧比較
回路Ｖ２Ａのマイナス端子との電位差が−２.２６Ｖと
なる様に、Ｒ１−Ｒ２−Ｒ３−Ｒ４−Ｒ５の分圧値が設
定される。図１０の漏電検出回路によれば、地絡抵抗５
０ｋΩの漏電と地絡抵抗７０ｋΩの漏電とをそれぞれ精
度良く検出することが出来る。
【図１】本発明に係る電源装置の漏電検出回路を示す図
である。
である。
【図２】該漏電検出回路の漏電発生状態の等価回路を示
す図である。
す図である。
【図３】該漏電検出回路の設計例を示す図である。
【図４】本発明に係る漏電検出回路の他の構成を示す図
である。
である。
【図５】従来の漏電検出回路を示す図である。
【図６】従来の他の漏電検出回路を示す図である。
【図７】漏電検出の方式を説明する図である。
【図８】図５の漏電検出回路の設計例を示す図である。
【図９】図６の漏電検出回路の設計例を示す図である。
【図１０】従来の更に他の漏電検出回路を示す図であ
る。
る。
Ｖｂ 電池ユニット Ｒ１Ａ Ｐ側第１分圧抵抗 Ｒ１Ｂ Ｐ側第２分圧抵抗 Ｒ２Ａ Ｎ側第１分圧抵抗 Ｒ２Ｂ Ｎ側第２分圧抵抗 Ｒ３ 第１補助分圧抵抗 Ｒ４ 第２補助分圧抵抗 Ｒ５ 第３補助分圧抵抗 Ｖ１ Ｐ側電圧比較回路 Ｖ２ Ｎ側電圧比較回路 Ｄ１ Ｐ側定電圧ダイオード Ｄ２ Ｎ側定電圧ダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G014 AA04 AA16 AA17 AB23 AB24 AB61 AC18 2G035 AB03 AC16 AD08 AD10 AD11 AD23 AD56 5G004 AA04 AB02 BA01 CA02 DC10 5H115 PA00 PA08 PG04 PI14 PI16 PU21 PV29 TI05 TI10 TO13 TU04
Claims (5)
- 【請求項１】 複数の電池を直列に接続してなる電池ユ
ニットを具えた電源装置の漏電検出回路において、電池
ユニットの両極から伸びる正負一対の電力線が、互いに
直列に接続された４つの分圧抵抗Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂ、Ｒ２
Ａ、Ｒ２Ｂを介して互いに連結されており、正の電力線
側に配置された２つの分圧抵抗Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂと負の電
力線側に配置された２つの分圧抵抗Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂとの
間の中点は接地され、正の電力線と正側の２つの分圧抵
抗Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂの中点との間の電位差と、負の電力線
と負側の２つの分圧抵抗Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂの中点との間の
電位差を、それぞれ基準電圧と比較して、漏電の検出を
行なうことを特徴とする電源装置の漏電検出回路。 - 【請求項２】 正側の基準電圧は、検出せんとする地絡
抵抗値による漏電が発生したときに、正の電力線と正側
の２つの分圧抵抗Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂの中点との間に発生す
ることとなる電位差に設定され、負側の基準電圧は、検
出せんとする地絡抵抗値による漏電が発生したときに、
負の電力線と負側の２つの分圧抵抗Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂの中
点との間に発生することとなる電位差に設定されている
請求項１に記載の漏電検出回路。 - 【請求項３】 電池ユニットの両極から伸びる正負一対
の電力線は、互いに直列に接続された少なくとも３つの
補助分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５を介して互いに連結され
て、これらの補助分圧抵抗の間に少なくとも２つの電位
基準点が設けられており、一方の電位基準点と前記正側
の２つの分圧抵抗Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂの中点との間に、正側
の電圧比較回路Ｖ１が介在すると共に、他方の電位基準
点と前記負側の２つの分圧抵抗Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂの中点と
の間に、負側の電圧比較回路Ｖ２が介在している請求項
１又は請求項２に記載の漏電検出回路。 - 【請求項４】 正側の電圧比較回路Ｖ１及び負側の電圧
比較回路Ｖ２はそれぞれ、漏電発生として判別すべき地
絡抵抗値に対応する検出電圧の付近のみに感度領域を有
している請求項３に記載の漏電検出回路。 - 【請求項５】 正の電力線と正側の電圧比較回路Ｖ１の
正端子との間に正側の電圧制限手段が介在して、該電圧
制限手段の両端の電位差が所定値以下に制限されると共
に、負の電力線と負側の電圧比較回路Ｖ２の負端子との
間に負側の電圧制限手段が介在して、該電圧制限手段の
両端の電位差が所定値以下に制限されている請求項３又
は請求項４に記載の漏電検出回路。
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