JP2006337130A - Flying capacitor type voltage measurement device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flying capacitor type voltage measurement device having voltage measurement function and insulating detection function of a voltage source. <P>SOLUTION: The flying capacitor type voltage measurement device comprises an operation mode selection circuit 4, connected to a flying capacitor 3 and selecting two operation modes of a voltage measurement mode for measuring individual voltages of each voltage source V1-V5 of a high-voltage power source V and an insulating detection mode for detecting an insulating state of the high-voltage power source; an interface circuit 6 connected between a sample switch 5 and a voltage measurement means 7 and that is supplied to the voltage measurement means 7, by converting voltage supplied to the sample switch 5 into voltage into ground potential; and a control means 7 for selecting the operating mode of the operating mode selection circuit 4 and controlling the opening and closing of switches S1-S6 of multiplexers 1 and 2 and a sample switch 4, in response to the operation mode selected. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、フライングキャパシタ方式電圧測定装置に関し、特に、絶縁検出機能を備えたフライングキャパシタ方式電圧測定装置に関する。   The present invention relates to a flying capacitor type voltage measuring apparatus, and more particularly to a flying capacitor type voltage measuring apparatus having an insulation detection function.

電気自動車の電源のように、多数個の電池(電圧源)を直列接続して構成される高圧電源において、高圧電源を構成する各個別電池(電圧源)の電圧を、それぞれ測定する装置として、フライングキャパシタ方式電圧測定装置がある。このような装置は、たとえば、特開平11−248755号公報(特許文献1)に開示されている。   As a device for measuring the voltage of each individual battery (voltage source) constituting a high-voltage power source in a high-voltage power source configured by connecting a large number of batteries (voltage source) in series like a power source of an electric vehicle, There is a flying capacitor type voltage measuring device. Such an apparatus is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-248755 (Patent Document 1).

上記公報に開示されているフライングキャパシタ方式電圧測定装置では、スイッチにより電圧源の電圧を一旦コンデンサに蓄え、その後電圧源とコンデンサ間のスイッチを切り離し、信号処理側とコンデンサ間を接続することにより、絶縁を保ちながら各電圧源の電圧をマルチプレクスして取り込んでいる。
特開平11−248755号公報
In the flying capacitor type voltage measuring device disclosed in the above publication, the voltage of the voltage source is temporarily stored in the capacitor by a switch, and then the switch between the voltage source and the capacitor is disconnected, and the signal processing side and the capacitor are connected, The voltage of each voltage source is multiplexed and captured while maintaining insulation.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-248755

しかしながら、上述の従来装置では、電圧源の電圧測定機能のみで、電圧源の絶縁状態を検出するためには、別途地絡センサを設ける必要があり、システムとしての効率が悪いという課題がある。   However, the above-described conventional apparatus has a problem that it is necessary to provide a separate ground fault sensor in order to detect the insulation state of the voltage source only by the voltage measurement function of the voltage source, and the efficiency of the system is poor.

そこで本発明は、上述した課題に鑑み、電圧源の電圧測定機能と絶縁検出機能とを有するフライングキャパシタ方式電圧測定装置を提供することを目的としている。   In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a flying capacitor type voltage measuring apparatus having a voltage measuring function and an insulation detecting function of a voltage source.

請求項1記載の発明のフライングキャパシタ方式電圧測定装置は、直列接続されたN個の電圧源を含み、接地電位から絶縁されている高圧電源と、フライングキャパシタと、前記N個の電圧源に接続された(N+1)個の電圧検出端子を前記フライングキャパシタに選択的に接続する(N+1)個のスイッチを含むマルチプレクサと、電圧計測手段と、前記フライングキャパシタの両端電圧を前記電圧計測手段に供給するサンプルスイッチとを有するフライングキャパシタ方式電圧測定装置であって、前記フライングキャパシタに接続され、前記高圧電源の各電圧源の個別電圧を測定する電圧測定モードと前記高圧電源の絶縁状態を検出する絶縁検出モードとの2つの動作モードを選択する動作モード選択回路と、前記サンプルスイッチと前記電圧計測手段との間に接続され、前記サンプルスイッチを介して供給される電圧を接地電位に対する電圧に変換して前記電圧計測手段に供給するインターフェース回路と、前記動作モード選択回路の動作モードを選択すると共に、選択された動作モードに応じて、前記マルチプレクサのスイッチおよび前記サンプルスイッチの開閉を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。   A flying capacitor type voltage measuring device according to claim 1 includes N voltage sources connected in series, and is connected to a high voltage power source insulated from a ground potential, a flying capacitor, and the N voltage sources. A multiplexer including (N + 1) switches for selectively connecting the (N + 1) voltage detection terminals to the flying capacitor, voltage measuring means, and a voltage across the flying capacitor are supplied to the voltage measuring means. A flying capacitor type voltage measuring apparatus having a sample switch, wherein the voltage measuring mode is connected to the flying capacitor and measures an individual voltage of each voltage source of the high-voltage power source and an insulation detection for detecting an insulation state of the high-voltage power source An operation mode selection circuit for selecting two operation modes, the sample switch and the previous mode An interface circuit connected between the voltage measuring means and converting the voltage supplied via the sample switch to a voltage with respect to the ground potential and supplying the voltage measuring means, and an operation mode of the operation mode selection circuit is selected. And a control means for controlling opening and closing of the switch of the multiplexer and the sample switch in accordance with the selected operation mode.

請求項2記載の発明は、請求項1記載のフライングキャパシタ方式電圧測定装置において、前記マルチプレクサは、前記直列接続されたN個の電圧源に接続された(N+1)個の前記電圧検出端子のうちの奇数番目の電圧検出端子を前記フライングキャパシタの一方の端子側に選択的に接続する第1のマルチプレクサと、前記(N+1)個の電圧検出端子のうちの偶数番目の電圧検出端子を前記フライングキャパシタの他方の端子側に選択的に接続する第2のマルチプレクサとを含むことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the flying capacitor type voltage measuring device according to the first aspect, the multiplexer is one of (N + 1) voltage detection terminals connected to the N voltage sources connected in series. A first multiplexer that selectively connects the odd-numbered voltage detection terminal to one terminal side of the flying capacitor, and the even-numbered voltage detection terminal of the (N + 1) voltage detection terminals as the flying capacitor. And a second multiplexer selectively connected to the other terminal side.

請求項3記載の発明は、請求項1記載のフライングキャパシタ方式電圧測定装置において、前記マルチプレクサは、前記直列接続されたN個の電圧源に接続された(N+1)個の前記電圧検出端子のうちの1〜N番目の電圧検出端子をそれぞれ前記フライングキャパシタの一方の端子側に選択的に接続する複数のスイッチと、前記(N+1)個の電圧検出端子のうちの2〜(N+1)番目の電圧検出端子をそれぞれ前記フライングキャパシタの他方の端子側に選択的に接続する複数のスイッチとを含むことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the flying capacitor type voltage measuring device according to the first aspect, the multiplexer is one of (N + 1) voltage detection terminals connected to the N voltage sources connected in series. A plurality of switches that selectively connect each of the first to Nth voltage detection terminals to one terminal side of the flying capacitor, and a second to (N + 1) th voltage among the (N + 1) voltage detection terminals. And a plurality of switches for selectively connecting the detection terminals to the other terminal side of the flying capacitor.

請求項4記載の発明は、請求項1記載のフライングキャパシタ方式電圧測定装置において、前記マルチプレクサは、前記直列接続されたN個の電圧源に接続された前記(N+1)個の電圧検出端子を前記フライングキャパシタに選択的に接続する(N+1)個のスイッチと、前記(N+1)個の電圧サンプルスイッチのうちの1番目からN番目までのスイッチと前記フライングキャパシタの一方の端子間に、それぞれ、前記スイッチから前記フライングキャパシタへ導通する極性で接続されたN個のダイオードと、前記(N+1)個のスイッチのうちの2番目から(N+1)番目までのスイッチと前記フライングキャパシタの他方の端子間に、それぞれ、前記フライングキャパシタから前記スイッチへ導通する極性で接続されたN個のダイオードとをさらに備えたことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the flying capacitor type voltage measuring device according to the first aspect, the multiplexer includes the (N + 1) voltage detection terminals connected to the N voltage sources connected in series. The (N + 1) switches selectively connected to the flying capacitor, the first to Nth switches among the (N + 1) voltage sample switches, and one terminal of the flying capacitor, respectively, N diodes connected in polarity conducting from a switch to the flying capacitor, and between the second to (N + 1) th switch of the (N + 1) switches and the other terminal of the flying capacitor, Each of the N diodes connected in polarity conducting from the flying capacitor to the switch. Characterized in that it further comprises a de.

請求項5記載の発明は、請求項1から4のいずれか1項に記載のフライングキャパシタ方式電圧測定装置において、前記動作モード選択回路は、前記動作モードの選択に応じて前記フライングキャパシタの充電抵抗を切り替えることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the flying capacitor type voltage measuring device according to any one of the first to fourth aspects, the operation mode selection circuit is configured to charge the flying capacitor according to the selection of the operation mode. It is characterized by switching.

請求項6記載の発明は、請求項1から4のいずれか1項に記載のフライングキャパシタ方式電圧測定装置において、前記動作モード選択回路は、前記動作モードの選択に応じて、前記フライングキャパシタの充電抵抗を切り替えると共に、前記電圧測定モード時には前記フライングキャパシタを接続し、前記絶縁検出モード時には、前記フライングキャパシタに代えて前記フライングキャパシタより容量の大きいキャパシタを接続することを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the flying capacitor type voltage measuring device according to any one of the first to fourth aspects, the operation mode selection circuit charges the flying capacitor in accordance with the selection of the operation mode. In addition to switching the resistance, the flying capacitor is connected in the voltage measurement mode, and a capacitor having a larger capacity than the flying capacitor is connected in place of the flying capacitor in the insulation detection mode.

請求項7記載の発明は、請求項5または6記載のフライングキャパシタ方式電圧測定装置において、前記インターフェース回路は、前記動作モード選択回路の充電抵抗と共に分圧抵抗として働く抵抗を含む分圧回路で構成されることを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, in the flying capacitor type voltage measuring device according to the fifth or sixth aspect, the interface circuit includes a voltage dividing circuit including a resistor that functions as a voltage dividing resistor together with a charging resistor of the operation mode selection circuit. It is characterized by being.

請求項1から4に記載のフライングキャパシタ方式電圧測定装置によれば、高圧電源の絶縁状態を検出する地絡センサの機能を内蔵でき、地絡センサハードウェア分のコスト・スペースを削減できる。   According to the flying capacitor type voltage measuring apparatus of the first to fourth aspects, the function of the ground fault sensor for detecting the insulation state of the high voltage power source can be built in, and the cost and space for the ground fault sensor hardware can be reduced.

請求項5および6に記載のフライングキャパシタ方式電圧測定装置によれば、電圧測定モードの性能を落とすことなく絶縁検出モードの検出精度を向上させることができる。   According to the flying capacitor type voltage measuring device of the fifth and sixth aspects, the detection accuracy of the insulation detection mode can be improved without degrading the performance of the voltage measurement mode.

請求項7記載のフライングキャパシタ方式電圧測定装置によれば、充電抵抗が分圧抵抗として兼用されるので、部品コストが安価になる。   According to the flying capacitor type voltage measuring apparatus of the seventh aspect, since the charging resistor is also used as the voltage dividing resistor, the component cost is reduced.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)図1は、本発明の第1の実施形態に係るフライングキャパシタ方式電圧測定装置の構成を示す回路図である。   (First Embodiment) FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of a flying capacitor type voltage measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention.

フライングキャパシタ方式電圧測定装置は、高圧電源Vの電圧検出端子T1〜T6に接続された第1および第2のマルチプレクサ1,2、両極性のフライングキャパシタ3、動作モード選択回路4、サンプルスイッチ5、I/F(インターフェース)回路6およびマイクロコンピュータ(以下、マイコンという)7を含む。   The flying capacitor type voltage measuring device includes first and second multiplexers 1 and 2 connected to voltage detection terminals T1 to T6 of a high-voltage power supply V, bipolar flying capacitors 3, an operation mode selection circuit 4, a sample switch 5, An I / F (interface) circuit 6 and a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer) 7 are included.

高圧電源Vは、直列接続されたN個(この形態では、たとえばN=5)の電圧源(たとえば、単電池)V1〜V5を含み、接地電位から絶縁されている。各電圧源V1〜V5は、(N+1)個(この形態では、たとえば6個)の電圧検出端子T1〜T6にそれぞれ接続されている。電圧検出端子T1およびT6は、それぞれ、高圧電源Vの正端子および負端子となっている。   High-voltage power supply V includes N (in this embodiment, for example, N = 5) voltage sources (for example, single cells) V1 to V5 connected in series, and is insulated from the ground potential. Each of the voltage sources V1 to V5 is connected to (N + 1) (for example, six in this embodiment) voltage detection terminals T1 to T6. The voltage detection terminals T1 and T6 are a positive terminal and a negative terminal of the high-voltage power supply V, respectively.

マルチプレクサ1は、一方の端子が各電圧検出端子T1,T3,T5にそれぞれ接続されたスイッチS1,S3,S5を含む。また、マルチプレクサ2は、一方の端子が各電圧検出端子T2,T4,T6にそれぞれ接続されたスイッチS2,S4,S6を含む。   The multiplexer 1 includes switches S1, S3, S5 having one terminal connected to each voltage detection terminal T1, T3, T5. The multiplexer 2 includes switches S2, S4, and S6 having one terminal connected to each of the voltage detection terminals T2, T4, and T6.

スイッチS1,S3,S5の他方の端子は、それぞれ、動作モード選択回路4に接続され、スイッチS2,S4,S6の他方の端子は、それぞれ、フライングキャパシタ3の一方の端子に接続されている。   The other terminals of the switches S1, S3, and S5 are each connected to the operation mode selection circuit 4, and the other terminals of the switches S2, S4, and S6 are each connected to one terminal of the flying capacitor 3.

動作モード選択回路4は、スイッチS7と抵抗R1の並列接続回路からなり、並列接続回路の一方の端子は、スイッチS1,S3,S5の他方の端子に接続され、他方の端子は、フライングキャパシタ3の他方の端子に接続されている。   The operation mode selection circuit 4 includes a parallel connection circuit of a switch S7 and a resistor R1, and one terminal of the parallel connection circuit is connected to the other terminals of the switches S1, S3, and S5, and the other terminal is the flying capacitor 3. Is connected to the other terminal.

サンプルスイッチ5は、動作モード選択回路4の一方の端子に接続されたスイッチS8およびS10と、フライングキャパシタ3の一方の端子に接続されたスイッチS9およびS11を含む。スイッチS8〜S11の他方の端子は、I/F回路6に接続されている。   Sample switch 5 includes switches S8 and S10 connected to one terminal of operation mode selection circuit 4, and switches S9 and S11 connected to one terminal of flying capacitor 3. The other terminals of the switches S8 to S11 are connected to the I / F circuit 6.

I/F回路6は、サンプルスイッチ5を介してマイコン7の入力ポートA/Dに供給される電圧を接地電位に対する電圧に変換するためのものであり、抵抗R3および抵抗R4で構成される。抵抗R3およびR4は、後述するように、動作モード選択回路4の抵抗R1と共に分圧抵抗としてフライングキャパシタ3の両端電圧を分圧する分圧回路を構成する。抵抗R3の一方の端子は、サンプルスイッチ5のスイッチS9およびS10の他方の端子に接続され、他方の端子は接地されている。抵抗R4の一方の端子は、サンプルスイッチ4のスイッチS8およびS11の他方の端子とマイコン7の入力ポートA/Dに接続され、他方の端子は接地されている。   The I / F circuit 6 is for converting a voltage supplied to the input port A / D of the microcomputer 7 through the sample switch 5 into a voltage with respect to the ground potential, and is configured by a resistor R3 and a resistor R4. As will be described later, the resistors R3 and R4 together with the resistor R1 of the operation mode selection circuit 4 constitute a voltage dividing circuit that divides the voltage across the flying capacitor 3 as a voltage dividing resistor. One terminal of the resistor R3 is connected to the other terminal of the switches S9 and S10 of the sample switch 5, and the other terminal is grounded. One terminal of the resistor R4 is connected to the other terminals of the switches S8 and S11 of the sample switch 4 and the input port A / D of the microcomputer 7, and the other terminal is grounded.

マイコン7は、その電源ポートVccに、電源+Vccからの駆動電圧が供給され、その入力ポートA/DにI/F回路6から電圧が供給されて電圧計測手段として働くと共に、マルチプレクサ1,2の各スイッチS1〜S6、動作モード選択回路4のスイッチS7およびサンプルスイッチ5の各スイッチS8〜S11を後述する動作モードに応じて切り替え制御する制御手段として働く。   The microcomputer 7 is supplied with a drive voltage from the power supply + Vcc to its power supply port Vcc, and is supplied with a voltage from its I / F circuit 6 to its input port A / D. Each of the switches S1 to S6, the switch S7 of the operation mode selection circuit 4, and the switches S8 to S11 of the sample switch 5 function as control means for switching control according to an operation mode to be described later.

上述の構成により、フライングキャパシタ方式電圧測定装置は、高圧電源Vの各電圧源V1〜V5の個別電圧を測定する電圧測定モードと、高圧電源Vの絶縁状態(地絡状態)を検出する絶縁検出モードとの2つの動作モードを選択して動作させることができる。以下、各動作モードについて説明する。   With the above-described configuration, the flying capacitor type voltage measuring apparatus detects a voltage measurement mode for measuring individual voltages of the voltage sources V1 to V5 of the high-voltage power supply V and insulation detection for detecting an insulation state (ground fault state) of the high-voltage power supply V. The operation mode can be selected and operated. Hereinafter, each operation mode will be described.

電圧測定モード時には、まず、全てのスイッチが開いている初期状態から、動作モード選択回路4のスイッチS7を閉じると共に、第1のマルチプレクサ1のスイッチS1と第2のマルチプレクサ2のスイッチS2を閉じると、電圧源V1、電圧検出端子T1、スイッチS1、スイッチS7、フライングキャパシタ3、スイッチS2および電圧検出端子T2により閉回路が形成される。それにより、電圧源V1の電圧が、スイッチS7に接続されているフライングキャパシタ3の端子側がプラスの極性になるように、フライングキャパシタ3に充電される。   In the voltage measurement mode, first, when the switch S7 of the operation mode selection circuit 4 is closed and the switch S1 of the first multiplexer 1 and the switch S2 of the second multiplexer 2 are closed from the initial state where all the switches are open. The voltage source V1, the voltage detection terminal T1, the switch S1, the switch S7, the flying capacitor 3, the switch S2, and the voltage detection terminal T2 form a closed circuit. Thereby, the voltage of the voltage source V1 is charged in the flying capacitor 3 so that the terminal side of the flying capacitor 3 connected to the switch S7 has a positive polarity.

次に、スイッチS1,S2,S7を開いて、サンプルスイッチ5のスイッチS8,S9を所定期間閉じ、フライングキャパシタ3の両端電圧、すなわち電圧源V1の電圧を抵抗R1、サンプルスイッチ5およびI/F回路6を介して、マイコン7の入力ポートA/Dに供給する。このとき、フライングキャパシタ3の両端電圧、すなわち電圧源V1の電圧は、抵抗R1,R3,R4で決定される分圧比で分圧されて、マイコン7の入力ポートA/Dに供給される。それにより、供給された分圧電圧は、A/D(アナログ/デジタル)変換してデジタル値とされ、その値が、電圧源V1の電圧としてマイコン7で読み込まれる。   Next, the switches S1, S2 and S7 are opened, the switches S8 and S9 of the sample switch 5 are closed for a predetermined period, and the voltage across the flying capacitor 3, that is, the voltage of the voltage source V1 is set to the resistor R1, the sample switch 5 and the I / F. This is supplied to the input port A / D of the microcomputer 7 via the circuit 6. At this time, the voltage across the flying capacitor 3, that is, the voltage of the voltage source V1, is divided by the voltage dividing ratio determined by the resistors R1, R3, and R4 and supplied to the input port A / D of the microcomputer 7. Thereby, the supplied divided voltage is converted into a digital value by A / D (analog / digital) conversion, and the value is read by the microcomputer 7 as the voltage of the voltage source V1.

次に、図示しないリセットスイッチ等によってフライングキャパシタ3に充電された電圧が充分に放電された後、スイッチS8,S9を開き、続いてスイッチS2,S3,S7を閉じると、電圧源V2、電圧検出端子T2、スイッチS2、フライングキャパシタ3、スイッチS7、スイッチS3および電圧検出端子T3により閉回路が形成される。それにより、電圧源V2の電圧が、電圧源V1の測定時と逆極性で、すなわち、スイッチS2に接続されているフライングキャパシタ3の端子側がプラスの極性になるように、フライングキャパシタ3に充電される。   Next, after the voltage charged in the flying capacitor 3 is sufficiently discharged by a reset switch (not shown), the switches S8 and S9 are opened, and then the switches S2, S3 and S7 are closed. A closed circuit is formed by the terminal T2, the switch S2, the flying capacitor 3, the switch S7, the switch S3, and the voltage detection terminal T3. Thereby, the voltage of the voltage source V2 is charged to the flying capacitor 3 so that the polarity is opposite to that at the time of measurement of the voltage source V1, that is, the terminal side of the flying capacitor 3 connected to the switch S2 has a positive polarity. The

次に、スイッチS2,S3,S7を開いて、サンプルスイッチ5のスイッチS11,S10を所定期間閉じ、フライングキャパシタ3の両端電圧、すなわち電圧源V2の電圧を抵抗R1、サンプルスイッチ5およびI/F回路6を介して、マイコン7の入力ポートA/Dに供給する。このとき、フライングキャパシタ3の両端電圧、すなわち電圧源V2の電圧は、スイッチS11,S10で極性反転され、電圧源V1の測定時と同一極性とされると共に、抵抗R1,R3,R4で決定される分圧比で分圧されて、マイコン7の入力ポートA/Dに供給される。それにより、供給された分圧電圧は、A/D(アナログ/デジタル)変換してデジタル値とされ、その値が、電圧源V2の電圧としてマイコン7で読み込まれる。   Next, the switches S2, S3 and S7 are opened, the switches S11 and S10 of the sample switch 5 are closed for a predetermined period, and the voltage across the flying capacitor 3, that is, the voltage of the voltage source V2 is set to the resistor R1, the sample switch 5 and the I / F. This is supplied to the input port A / D of the microcomputer 7 via the circuit 6. At this time, the voltage at both ends of the flying capacitor 3, that is, the voltage of the voltage source V2, is inverted by the switches S11 and S10 to have the same polarity as when the voltage source V1 is measured, and is determined by the resistors R1, R3, and R4. The voltage is divided at a voltage dividing ratio and supplied to the input port A / D of the microcomputer 7. Thereby, the supplied divided voltage is converted into a digital value by A / D (analog / digital) conversion, and the value is read by the microcomputer 7 as the voltage of the voltage source V2.

以下同様に、スイッチS3およびS4、S4およびS5、S5およびS6の組み合わせにより、それぞれ、電圧源V3、V4およびV5の各電圧を示す値が、マイコン7で読み込まれる。また、スイッチS1およびS6の組み合わせにより、電圧源V1〜V5の全部の合計電圧、すなわち高圧電源Vの高圧電圧もマイコン7で読み込むことができる。なお、奇数番目の電圧源V1,V3,V5の電圧測定時には、サンプルスイッチ5のスイッチS8,S9が閉じられるが、偶数番目の電圧源V2,V4の電圧測定時には、サンプルスイッチ5のスイッチ11,10が閉じられて極性反転されるので、マイコン7の入力ポートA/Dには、常に同一極性の電圧が供給される。   Similarly, values indicating the voltages of the voltage sources V3, V4, and V5 are read by the microcomputer 7 by combinations of the switches S3 and S4, S4 and S5, S5 and S6, respectively. Further, the total voltage of all the voltage sources V1 to V5, that is, the high voltage of the high voltage power source V can be read by the microcomputer 7 by the combination of the switches S1 and S6. Note that the switches S8 and S9 of the sample switch 5 are closed when measuring the voltages of the odd-numbered voltage sources V1, V3 and V5, but the switches 11 and 11 of the sample switch 5 are measured when measuring the voltages of the even-numbered voltage sources V2 and V4. Since 10 is closed and the polarity is inverted, a voltage of the same polarity is always supplied to the input port A / D of the microcomputer 7.

次に、絶縁検出モード時には、まず、全てのスイッチが開いている初期状態から、第1のマルチプレクサ1のスイッチS1と第2のマルチプレクサ2のスイッチS6を閉じると、電圧源V1〜V5、電圧検出端子T1、スイッチS1、抵抗R1、フライングキャパシタ3、スイッチS6および電圧検出端子T6により閉回路が形成される。それにより、高圧電源Vの高圧電圧が、スイッチS7に接続されているフライングキャパシタ3の端子側がプラスの極性になるように、フライングキャパシタ3に充電される。   Next, in the insulation detection mode, first, when the switch S1 of the first multiplexer 1 and the switch S6 of the second multiplexer 2 are closed from the initial state where all the switches are open, the voltage sources V1 to V5 and the voltage detection are detected. A closed circuit is formed by the terminal T1, the switch S1, the resistor R1, the flying capacitor 3, the switch S6, and the voltage detection terminal T6. Thereby, the high voltage of the high voltage power supply V is charged in the flying capacitor 3 so that the terminal side of the flying capacitor 3 connected to the switch S7 has a positive polarity.

次に、スイッチS1,S6を開いて、サンプルスイッチ5のスイッチS8,S9を所定期間閉じ、フライングキャパシタ3の両端電圧、すなわち高圧電源Vの高圧電圧を抵抗R1、サンプルスイッチ5およびI/F回路6を介して、マイコン7の入力ポートA/Dに供給する。このとき、フライングキャパシタ3の両端電圧、すなわち高圧電源Vの高圧電圧は、抵抗R1,R3,R4で決定される分圧比で分圧されて、マイコン7の入力ポートA/Dに供給される。それにより、供給された分圧電圧は、A/D(アナログ/デジタル)変換してデジタル値とされ、その値が、高圧電源Vの高圧電圧としてマイコン7で読み込まれる。   Next, the switches S1 and S6 are opened, the switches S8 and S9 of the sample switch 5 are closed for a predetermined period, and the voltage across the flying capacitor 3, that is, the high voltage of the high voltage power source V is applied to the resistor R1, the sample switch 5 and the I / F circuit. 6 is supplied to the input port A / D of the microcomputer 7. At this time, the voltage across the flying capacitor 3, that is, the high voltage of the high voltage power supply V is divided by the voltage dividing ratio determined by the resistors R 1, R 3 and R 4 and supplied to the input port A / D of the microcomputer 7. Thereby, the supplied divided voltage is converted into a digital value by A / D (analog / digital) conversion, and the value is read by the microcomputer 7 as the high voltage of the high voltage power source V.

次に、図示しないリセットスイッチ等によってフライングキャパシタ3に充電された電圧が充分に放電された後、スイッチS9を閉じたままで、スイッチS1を閉じると、電圧源V1〜V5、電圧検出端子T1、スイッチS1、抵抗R1、フライングキャパシタ3、スイッチS9、抵抗R3、接地電位、高圧電源Vの負端子側の地絡抵抗Rnおよび電圧検出端子T6により閉回路が形成される。それにより、地絡抵抗Rnの値に応じた電圧が、スイッチS7に接続されているフライングキャパシタ3の端子側がプラスの極性になるように、フライングキャパシタ3に充電される。   Next, after the voltage charged in the flying capacitor 3 is sufficiently discharged by a reset switch or the like (not shown), the switch S9 is closed and the switch S1 is closed, so that the voltage sources V1 to V5, the voltage detection terminal T1, the switch A closed circuit is formed by S1, resistor R1, flying capacitor 3, switch S9, resistor R3, ground potential, ground fault resistor Rn on the negative terminal side of high-voltage power supply V, and voltage detection terminal T6. Thereby, the voltage according to the value of the ground fault resistance Rn is charged in the flying capacitor 3 so that the terminal side of the flying capacitor 3 connected to the switch S7 has a positive polarity.

次に、スイッチS1を開き、続いてスイッチS8を所定期間閉じ、フライングキャパシタ3の両端電圧を抵抗R1、サンプルスイッチ5およびI/F回路6を介して、マイコン7の入力ポートA/Dに供給する。このとき、フライングキャパシタ3の両端電圧、すなわち地絡抵抗Rnの値に応じた電圧は、抵抗R1,R3,R4で決定される分圧比で分圧されて、マイコン7の入力ポートA/Dに供給される。それにより、供給された分圧電圧は、A/D(アナログ/デジタル)変換してデジタル値とされ、その値が、地絡抵抗Rnの値に応じた電圧としてマイコン7で読み込まれる。   Next, the switch S1 is opened, then the switch S8 is closed for a predetermined period, and the voltage across the flying capacitor 3 is supplied to the input port A / D of the microcomputer 7 via the resistor R1, the sample switch 5 and the I / F circuit 6. To do. At this time, the voltage across the flying capacitor 3, that is, the voltage corresponding to the value of the ground fault resistance Rn is divided by the voltage division ratio determined by the resistors R1, R3, and R4, and is applied to the input port A / D of the microcomputer 7. Supplied. Thereby, the supplied divided voltage is converted into a digital value by A / D (analog / digital) conversion, and the value is read by the microcomputer 7 as a voltage corresponding to the value of the ground fault resistance Rn.

マイコン7は、今回読み込んだ地絡抵抗Rnの値に応じた電圧と、前回読み込んだ高圧電源Vの高圧電圧とに基づいて、高圧電源Vの負端子側の地絡抵抗Rnの値を算出する。(なお、地絡抵抗の算出方法は、たとえば、出願人が先に提案している特開2004−170103号公報や特開2004−245632号公報等で開示している方法と同じであり、ここでは詳述しない。以下同じ。)   The microcomputer 7 calculates the value of the ground fault resistance Rn on the negative terminal side of the high voltage power supply V based on the voltage corresponding to the value of the ground fault resistance Rn read this time and the high voltage of the high voltage power supply V read last time. . (Note that the ground fault resistance calculation method is the same as the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-170103, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-245632, etc. previously proposed by the applicant. Will not be described in detail.

次に、図示しないリセットスイッチ等によってフライングキャパシタ3に充電された電圧が充分に放電された後、スイッチS8を閉じたままで、スイッチS6を閉じると、電圧源V1〜V5、電圧検出端子T1、高圧電源Vの正端子側の地絡抵抗Rp、接地電位、抵抗R4、抵抗R2、スイッチS8、抵抗R1、フライングキャパシタ3、スイッチS6および電圧検出端子T6により閉回路が形成される。それにより、地絡抵抗Rpの値に応じた電圧が、スイッチS7に接続されているフライングキャパシタ3の端子側がプラスの極性になるように、フライングキャパシタ3に充電される。   Next, after the voltage charged in the flying capacitor 3 is sufficiently discharged by a reset switch or the like (not shown), when the switch S6 is closed while the switch S8 is closed, the voltage sources V1 to V5, the voltage detection terminal T1, the high voltage A closed circuit is formed by the ground fault resistance Rp, the ground potential, the resistance R4, the resistance R2, the switch S8, the resistance R1, the flying capacitor 3, the switch S6, and the voltage detection terminal T6 on the positive terminal side of the power supply V. Thereby, the voltage according to the value of the ground fault resistance Rp is charged in the flying capacitor 3 so that the terminal side of the flying capacitor 3 connected to the switch S7 has a positive polarity.

次に、スイッチS6を開き、続いてスイッチS9を所定期間閉じ、フライングキャパシタ3の両端電圧を抵抗R1、サンプルスイッチ5およびI/F回路6を介して、マイコン7の入力ポートA/Dに供給する。このとき、フライングキャパシタ3の両端電圧、すなわち地絡抵抗Rpの値に応じた電圧は、抵抗R1,R3,R4で決定される分圧比で分圧されて、マイコン7の入力ポートA/Dに供給される。それにより、供給された分圧電圧は、A/D(アナログ/デジタル)変換してデジタル値とされ、その値が、地絡抵抗Rpの値に応じた電圧としてマイコン7で読み込まれる。   Next, the switch S6 is opened, then the switch S9 is closed for a predetermined period, and the voltage across the flying capacitor 3 is supplied to the input port A / D of the microcomputer 7 via the resistor R1, the sample switch 5 and the I / F circuit 6. To do. At this time, the voltage across the flying capacitor 3, that is, the voltage corresponding to the value of the ground fault resistance Rp is divided by the voltage division ratio determined by the resistors R 1, R 3 and R 4, and is applied to the input port A / D of the microcomputer 7. Supplied. Thereby, the supplied divided voltage is converted into a digital value by A / D (analog / digital) conversion, and the value is read by the microcomputer 7 as a voltage corresponding to the value of the ground fault resistance Rp.

マイコン7は、今回読み込んだ地絡抵抗Rpの値に応じた電圧と、前々回読み込んだ高圧電源Vの高圧電圧とに基づいて、高圧電源Vの正端子側の地絡抵抗Rpの値を算出する。   The microcomputer 7 calculates the value of the ground fault resistance Rp on the positive terminal side of the high voltage power supply V based on the voltage corresponding to the value of the ground fault resistance Rp read this time and the high voltage of the high voltage power supply V read last time. .

最後に、マイコン7は、算出した負端子側の地絡抵抗Rnと正端子側の地絡抵抗Rpの各値から、高圧電源Vの絶縁状態を判定する。たとえば、高圧電源Vの正端子側の地絡抵抗Rpと、予め定められた基準抵抗値とを比較し、地絡抵抗Rpの値が基準抵抗値以下になっている場合は、絶縁不良が生じていると判定する。   Finally, the microcomputer 7 determines the insulation state of the high-voltage power supply V from the calculated values of the negative terminal side ground fault resistance Rn and the positive terminal side ground fault resistance Rp. For example, the ground fault resistance Rp on the positive terminal side of the high-voltage power supply V is compared with a predetermined reference resistance value. If the value of the ground fault resistance Rp is equal to or lower than the reference resistance value, an insulation failure occurs. It is determined that

このように、第1の実施形態のフライングキャパシタ方式電圧測定装置によれば、電圧測定モードにおいて、高圧電源Vの各電圧源V1〜V5の電圧測定を行うことができると共に、絶縁検出モードにおいて、高圧電源Vの絶縁や地絡状態を検出することができる。   Thus, according to the flying capacitor type voltage measuring apparatus of the first embodiment, in the voltage measurement mode, the voltage sources V1 to V5 of the high-voltage power supply V can be measured, and in the insulation detection mode, It is possible to detect the insulation or ground fault state of the high-voltage power supply V.

また、電圧測定モードと絶縁検出モードは、フライングキャパシタ3と、第1のマルチプレクサ1、第2のマルチプレクサ2、動作モード選択回路4、サンプルスイッチ5の各スイッチの開閉を上述のようにシーケンス制御するのみで、電圧源の電圧測定動作と絶縁検出動作を可能とすることができる。そして、このようなシーケンス制御は、マイコン7のソフトウエアプログラムによって実行可能である。   In the voltage measurement mode and the insulation detection mode, the opening / closing of each of the flying capacitor 3, the first multiplexer 1, the second multiplexer 2, the operation mode selection circuit 4, and the sample switch 5 is sequence-controlled as described above. The voltage measurement operation and the insulation detection operation of the voltage source can be made possible only with this. Such sequence control can be executed by a software program of the microcomputer 7.

(第2の実施形態)次に図2は、本発明の第2の実施形態に係るフライングキャパシタ方式電圧測定装置の構成を示す回路図である。   (Second Embodiment) FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of a flying capacitor type voltage measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention.

フライングキャパシタ方式電圧測定装置は、高圧電源Vの電圧検出端子T1〜T6に接続された短絡保護用の電流制限抵抗R11〜R16、マルチプレクサ12、単極性のフライングキャパシタ3、動作モード選択回路4、サンプルスイッチ5、I/F(インターフェース)回路6、および電圧計測手段としてのマイコン7を含む。   The flying capacitor type voltage measuring device includes short-circuit protection current limiting resistors R11 to R16 connected to voltage detection terminals T1 to T6 of the high voltage power supply V, a multiplexer 12, a unipolar flying capacitor 3, an operation mode selection circuit 4, and a sample. It includes a switch 5, an I / F (interface) circuit 6, and a microcomputer 7 as voltage measuring means.

高圧電源Vは、直列接続されたN個(この形態では、たとえばN=5)の電圧源(たとえば、単電池)V1〜V5を含む。各電圧源V1〜V5は、(N+1)個(この形態では、たとえば6個)の電圧検出端子T1〜T6にそれぞれ接続されている。   High-voltage power supply V includes N voltage sources (for example, single cells) V1-V5 connected in series (in this embodiment, for example, N = 5). Each of the voltage sources V1 to V5 is connected to (N + 1) (for example, six in this embodiment) voltage detection terminals T1 to T6.

マルチプレクサ12は、一方の端子が電流制限抵抗R11〜R15にそれぞれ接続されたスイッチS12〜S16と、一方の端子が電流制限抵抗R12〜R16にそれぞれ接続されたスイッチS17〜S21とを含む。   Multiplexer 12 includes switches S12-S16 having one terminal connected to current limiting resistors R11-R15, respectively, and switches S17-S21 having one terminal connected to current limiting resistors R12-R16, respectively.

スイッチS12〜S16の他方の端子は、それぞれ、動作モード選択回路4に接続され、スイッチS17〜S21の他方の端子は、それぞれ、フライングキャパシタ3の一方の端子に接続されている。   The other terminals of the switches S12 to S16 are each connected to the operation mode selection circuit 4, and the other terminals of the switches S17 to S21 are respectively connected to one terminal of the flying capacitor 3.

動作モード選択回路4は、スイッチS7と抵抗R1の並列接続回路からなり、並列接続回路の一方の端子は、スイッチS12〜S16の他方の端子に接続され、他方の端子は、フライングキャパシタ3の他方の端子に接続されている。   The operation mode selection circuit 4 includes a parallel connection circuit of a switch S7 and a resistor R1. One terminal of the parallel connection circuit is connected to the other terminal of the switches S12 to S16, and the other terminal is the other terminal of the flying capacitor 3. Connected to the terminal.

サンプルスイッチ5は、動作モード選択回路4の一方の端子に接続されたスイッチS8と、フライングキャパシタ3の一方の端子に接続されたスイッチS9を含む。スイッチS8,S9の他方の端子は、I/F回路6に接続されている。   The sample switch 5 includes a switch S8 connected to one terminal of the operation mode selection circuit 4 and a switch S9 connected to one terminal of the flying capacitor 3. The other terminals of the switches S8 and S9 are connected to the I / F circuit 6.

I/F回路6は、サンプルスイッチ5を介してマイコン7の入力ポートA/Dに供給される電圧を接地電位に対する電圧に変換するためのものであり、抵抗R3および抵抗R4で構成される。抵抗R3およびR4は、後述するように、動作モード選択回路4の抵抗R1と共に分圧抵抗としてフライングキャパシタ3の両端電圧を分圧する分圧回路を構成する。抵抗R3の一方の端子は、サンプルスイッチ5のスイッチS9およびS10の他方の端子に接続され、他方の端子は接地されている。抵抗R4の一方の端子は、サンプルスイッチ4のスイッチS8およびS11の他方の端子とマイコン7の入力ポートA/Dに接続され、他方の端子は接地されている。   The I / F circuit 6 is for converting a voltage supplied to the input port A / D of the microcomputer 7 through the sample switch 5 into a voltage with respect to the ground potential, and is configured by a resistor R3 and a resistor R4. As will be described later, the resistors R3 and R4 together with the resistor R1 of the operation mode selection circuit 4 constitute a voltage dividing circuit that divides the voltage across the flying capacitor 3 as a voltage dividing resistor. One terminal of the resistor R3 is connected to the other terminal of the switches S9 and S10 of the sample switch 5, and the other terminal is grounded. One terminal of the resistor R4 is connected to the other terminals of the switches S8 and S11 of the sample switch 4 and the input port A / D of the microcomputer 7, and the other terminal is grounded.

マイコン7は、その電源ポートVccに、電源+Vccからの駆動電圧が供給され、その入力ポートA/DにI/F回路6から電圧が供給されて電圧計測手段として働くと共に、マルチプレクサ1,2の各スイッチS1〜S6、動作モード選択回路4のスイッチS7およびサンプルスイッチ5の各スイッチS8〜S11を後述する動作モードに応じて切り替え制御する制御手段として働く。   The microcomputer 7 is supplied with a drive voltage from the power supply + Vcc to its power supply port Vcc, and is supplied with a voltage from its I / F circuit 6 to its input port A / D. Each of the switches S1 to S6, the switch S7 of the operation mode selection circuit 4, and the switches S8 to S11 of the sample switch 5 function as control means for switching control according to an operation mode to be described later.

上述の構成により、第2の実施形態のフライングキャパシタ方式電圧測定装置は、同様に電圧測定モードと絶縁検出モードとの2つの動作モードを選択して動作させることができる。以下、各動作モードについて説明する。   With the above-described configuration, the flying capacitor type voltage measuring apparatus according to the second embodiment can be operated by selecting two operation modes of a voltage measurement mode and an insulation detection mode. Hereinafter, each operation mode will be described.

電圧測定モード時には、まず、全てのスイッチが開いている初期状態から、動作モード選択回路4のスイッチS7を閉じると共に、マルチプレクサ12のスイッチS12,S17を閉じると、電圧源V1、電圧検出端子T1、電流制限用抵抗R11、スイッチS12、スイッチS7、フライングキャパシタ3、スイッチS17、電流制限用抵抗R12および電圧検出端子T2により閉回路が形成される。それにより、電圧源V1の電圧が、スイッチS7に接続されているフライングキャパシタ3の端子側がプラスの極性になるように、フライングキャパシタ3に充電される。   In the voltage measurement mode, first, when the switch S7 of the operation mode selection circuit 4 is closed and the switches S12 and S17 of the multiplexer 12 are closed from the initial state where all the switches are open, the voltage source V1, the voltage detection terminal T1, A closed circuit is formed by the current limiting resistor R11, the switch S12, the switch S7, the flying capacitor 3, the switch S17, the current limiting resistor R12, and the voltage detection terminal T2. Thereby, the voltage of the voltage source V1 is charged in the flying capacitor 3 so that the terminal side of the flying capacitor 3 connected to the switch S7 has a positive polarity.

次に、スイッチS12,S17,S7を開いて、サンプルスイッチ5のスイッチS8,S9を所定期間閉じ、フライングキャパシタ3の両端電圧、すなわち電圧源V1の電圧を抵抗R1、サンプルスイッチ5およびI/F回路6を介して、マイコン7の入力ポートA/Dに供給する。このとき、フライングキャパシタ3の両端電圧、すなわち電圧源V1の電圧は、抵抗R1,R3,R4で決定される分圧比で分圧されて、マイコン7の入力ポートA/Dに供給される。それにより、供給された分圧電圧は、A/D(アナログ/デジタル)変換してデジタル値とされ、その値が、電圧源V1の電圧としてマイコン7で読み込まれる。   Next, the switches S12, S17, S7 are opened, the switches S8, S9 of the sample switch 5 are closed for a predetermined period, and the voltage across the flying capacitor 3, that is, the voltage of the voltage source V1, is set to the resistor R1, the sample switch 5, and the I / F. This is supplied to the input port A / D of the microcomputer 7 via the circuit 6. At this time, the voltage across the flying capacitor 3, that is, the voltage of the voltage source V1, is divided by the voltage dividing ratio determined by the resistors R1, R3, and R4 and supplied to the input port A / D of the microcomputer 7. Thereby, the supplied divided voltage is converted into a digital value by A / D (analog / digital) conversion, and the value is read by the microcomputer 7 as the voltage of the voltage source V1.

次に、図示しないリセットスイッチ等によってフライングキャパシタ3に充電された電圧が充分に放電された後、スイッチS8,S9を開き、続いてスイッチS13,S18,S7を閉じると、電圧源V2、電圧検出端子T2、電流制限用抵抗R12、スイッチS13、スイッチS7、フライングキャパシタ3、スイッチS18、電流制限用抵抗R13および電圧検出端子T3により閉回路が形成される。それにより、電圧源V2の電圧が、電圧源V1の測定時と同様に、スイッチS7に接続されているフライングキャパシタ3の端子側がプラスの極性になるように、フライングキャパシタ3に充電される。   Next, after the voltage charged in the flying capacitor 3 is sufficiently discharged by a reset switch (not shown), the switches S8 and S9 are opened, and then the switches S13, S18 and S7 are closed. A closed circuit is formed by the terminal T2, the current limiting resistor R12, the switch S13, the switch S7, the flying capacitor 3, the switch S18, the current limiting resistor R13, and the voltage detection terminal T3. Thereby, the voltage of the voltage source V2 is charged to the flying capacitor 3 so that the terminal side of the flying capacitor 3 connected to the switch S7 has a positive polarity, as in the measurement of the voltage source V1.

次に、スイッチS13,S18,S7を開いて、サンプルスイッチ4のスイッチS8,S9を所定期間閉じ、フライングキャパシタ3の両端電圧、すなわち電圧源V2の電圧を抵抗R1、サンプルスイッチ5およびI/F回路6を介して、マイコン7の入力ポートA/Dに供給する。このとき、フライングキャパシタ3の両端電圧、すなわち電圧源V2の電圧は、抵抗R1,R3,R4で決定される分圧比で分圧されて、マイコン7の入力ポートA/Dに供給される。それにより、供給された分圧電圧は、A/D(アナログ/デジタル)変換してデジタル値とされ、その値が、電圧源V2の電圧としてマイコン7で読み込まれる。   Next, the switches S13, S18 and S7 are opened, the switches S8 and S9 of the sample switch 4 are closed for a predetermined period, and the voltage across the flying capacitor 3, that is, the voltage of the voltage source V2 is set to the resistor R1, the sample switch 5 and the I / F. This is supplied to the input port A / D of the microcomputer 7 via the circuit 6. At this time, the voltage across the flying capacitor 3, that is, the voltage of the voltage source V2, is divided by the voltage dividing ratio determined by the resistors R1, R3, and R4 and supplied to the input port A / D of the microcomputer 7. Thereby, the supplied divided voltage is converted into a digital value by A / D (analog / digital) conversion, and the value is read by the microcomputer 7 as the voltage of the voltage source V2.

以下同様に、スイッチS14およびS19、S15およびS20、S16およびS21の組み合わせにより、それぞれ、電圧源V3、V4およびV5の各電圧を示す値が、マイコン7で読み込まれる。また、スイッチS12およびS21の組み合わせにより、電圧源V1〜V5の全部の合計電圧、すなわち高圧電源Vの高圧電圧もマイコン7で読み込むことができる。なお、この第2の実施形態では、全ての電圧源V1〜V5の電圧測定時に、フライングキャパシタ3は同一方向に充電されるので、マイコン7の入力ポートA/Dには、常に同一極性の電圧が供給される。   Similarly, values indicating the voltages of the voltage sources V3, V4, and V5 are read by the microcomputer 7 by combinations of the switches S14 and S19, S15 and S20, S16 and S21, respectively. Further, the combination of the switches S12 and S21 allows the microcomputer 7 to read the total voltage of all the voltage sources V1 to V5, that is, the high voltage of the high voltage power supply V. In the second embodiment, since the flying capacitor 3 is charged in the same direction when measuring the voltages of all the voltage sources V1 to V5, the input port A / D of the microcomputer 7 always has a voltage of the same polarity. Is supplied.

次に、絶縁検出モード時には、まず、全てのスイッチが開いている初期状態から、マルチプレクサ12のスイッチS12,S21を閉じると、電圧源V1〜V5、電圧検出端子T1、電流制限用抵抗R11、スイッチS12、抵抗R1、フライングキャパシタ3、スイッチS21、電流制限用抵抗R16および電圧検出端子T6により閉回路が形成される。それにより、高圧電源Vの高圧電圧が、スイッチS7に接続されているフライングキャパシタ3の端子側がプラスの極性になるように、フライングキャパシタ3に充電される。   Next, in the insulation detection mode, first, when the switches S12 and S21 of the multiplexer 12 are closed from the initial state where all the switches are open, the voltage sources V1 to V5, the voltage detection terminal T1, the current limiting resistor R11, the switch A closed circuit is formed by S12, the resistor R1, the flying capacitor 3, the switch S21, the current limiting resistor R16, and the voltage detection terminal T6. Thereby, the high voltage of the high voltage power supply V is charged in the flying capacitor 3 so that the terminal side of the flying capacitor 3 connected to the switch S7 has a positive polarity.

次に、スイッチS12,S21を開いて、サンプルスイッチ5のスイッチS8,S9を所定期間閉じ、フライングキャパシタ3の両端電圧、すなわち高圧電源Vの高圧電圧を抵抗R1、サンプルスイッチ5およびI/F回路6を介して、マイコン7の入力ポートA/Dに供給する。このとき、フライングキャパシタ3の両端電圧、すなわち高圧電源Vの高圧電圧は、抵抗R1,R3,R4で決定される分圧比で分圧されて、マイコン7の入力ポートA/Dに供給される。それにより、供給された分圧電圧は、A/D(アナログ/デジタル)変換してデジタル値とされ、その値が、高圧電源Vの高圧電圧としてマイコン7で読み込まれる。   Next, the switches S12 and S21 are opened, the switches S8 and S9 of the sample switch 5 are closed for a predetermined period, and the voltage across the flying capacitor 3, that is, the high voltage of the high voltage power source V is applied to the resistor R1, the sample switch 5 and the I / F circuit. 6 is supplied to the input port A / D of the microcomputer 7. At this time, the voltage across the flying capacitor 3, that is, the high voltage of the high voltage power supply V is divided by the voltage dividing ratio determined by the resistors R 1, R 3 and R 4 and supplied to the input port A / D of the microcomputer 7. Thereby, the supplied divided voltage is converted into a digital value by A / D (analog / digital) conversion, and the value is read by the microcomputer 7 as the high voltage of the high voltage power source V.

次に、図示しないリセットスイッチ等によってフライングキャパシタ3に充電された電圧が充分に放電された後、スイッチS9を閉じたままで、スイッチS12を閉じると、電圧検出端子T1、電流制限用抵抗R11、スイッチS12、抵抗R1、フライングキャパシタ3、スイッチS9、抵抗R3、接地電位、高圧電源Vの負端子側の地絡抵抗Rnおよび電圧検出端子T6により閉回路が形成される。それにより、地絡抵抗Rnの値に応じた電圧が、スイッチS7に接続されているフライングキャパシタ3の端子側がプラスの極性になるように、フライングキャパシタ3に充電される。   Next, after the voltage charged in the flying capacitor 3 is sufficiently discharged by a reset switch or the like (not shown), when the switch S12 is closed while the switch S9 is closed, the voltage detection terminal T1, the current limiting resistor R11, the switch A closed circuit is formed by S12, the resistor R1, the flying capacitor 3, the switch S9, the resistor R3, the ground potential, the ground fault resistor Rn on the negative terminal side of the high-voltage power supply V, and the voltage detection terminal T6. Thereby, the voltage according to the value of the ground fault resistance Rn is charged in the flying capacitor 3 so that the terminal side of the flying capacitor 3 connected to the switch S7 has a positive polarity.

次に、スイッチS12を開き、続いてスイッチS8を所定期間閉じ、フライングキャパシタ3の両端電圧を抵抗R1、サンプルスイッチ5およびI/F回路6を介して、マイコン7の入力ポートA/Dに供給する。このとき、フライングキャパシタ3の両端電圧、すなわち地絡抵抗Rnの値に応じた電圧は、抵抗R1,R3,R4で決定される分圧比で分圧されて、マイコン7の入力ポートA/Dに供給される。それにより、供給された分圧電圧は、A/D(アナログ/デジタル)変換してデジタル値とされ、その値が、地絡抵抗Rnの値に応じた電圧としてマイコン7で読み込まれる。   Next, the switch S12 is opened, then the switch S8 is closed for a predetermined period, and the voltage across the flying capacitor 3 is supplied to the input port A / D of the microcomputer 7 via the resistor R1, the sample switch 5 and the I / F circuit 6. To do. At this time, the voltage across the flying capacitor 3, that is, the voltage corresponding to the value of the ground fault resistance Rn is divided by the voltage division ratio determined by the resistors R1, R3, and R4, and is applied to the input port A / D of the microcomputer 7. Supplied. Thereby, the supplied divided voltage is converted into a digital value by A / D (analog / digital) conversion, and the value is read by the microcomputer 7 as a voltage corresponding to the value of the ground fault resistance Rn.

マイコン7は、今回読み込んだ地絡抵抗Rnの値に応じた電圧と、前回読み込んだ高圧電源Vの高圧電圧とに基づいて、高圧電源Vの負端子側の地絡抵抗Rnの値を算出する。   The microcomputer 7 calculates the value of the ground fault resistance Rn on the negative terminal side of the high voltage power supply V based on the voltage corresponding to the value of the ground fault resistance Rn read this time and the high voltage of the high voltage power supply V read last time. .

次に、図示しないリセットスイッチ等によってフライングキャパシタ3に充電された電圧が充分に放電された後、スイッチS8を閉じたままで、スイッチS21を閉じると、電圧検出端子T1、高圧電源Vの正端子側の地絡抵抗Rp、接地電位、抵抗R4、抵抗R2、スイッチS8、抵抗R1、フライングキャパシタ3、スイッチS21および電圧検出端子T6により閉回路が形成される。それにより、地絡抵抗Rpの値に応じた電圧が、スイッチS7に接続されているフライングキャパシタ3の端子側がプラスの極性になるように、フライングキャパシタ3に充電される。   Next, when the voltage charged in the flying capacitor 3 is sufficiently discharged by a reset switch or the like (not shown), the switch S21 is closed and the switch S21 is closed, so that the voltage detection terminal T1 and the positive terminal side of the high-voltage power supply V are closed. A grounding resistance Rp, ground potential, resistance R4, resistance R2, switch S8, resistance R1, flying capacitor 3, switch S21 and voltage detection terminal T6 form a closed circuit. Thereby, the voltage according to the value of the ground fault resistance Rp is charged in the flying capacitor 3 so that the terminal side of the flying capacitor 3 connected to the switch S7 has a positive polarity.

次に、スイッチS21を開き、続いてスイッチS9を所定期間閉じ、フライングキャパシタ3の両端電圧を抵抗R1、サンプルスイッチ5およびI/F回路6を介して、マイコン7の入力ポートA/Dに供給する。このとき、フライングキャパシタ3の両端電圧、すなわち地絡抵抗Rpの値に応じた電圧は、抵抗R1,R3,R4で決定される分圧比で分圧されて、マイコン7の入力ポートA/Dに供給される。それにより、供給された分圧電圧は、A/D(アナログ/デジタル)変換してデジタル値とされ、その値が、地絡抵抗Rpの値に応じた電圧としてマイコン7で読み込まれる。   Next, the switch S21 is opened, then the switch S9 is closed for a predetermined period, and the voltage across the flying capacitor 3 is supplied to the input port A / D of the microcomputer 7 via the resistor R1, the sample switch 5 and the I / F circuit 6. To do. At this time, the voltage across the flying capacitor 3, that is, the voltage corresponding to the value of the ground fault resistance Rp is divided by the voltage division ratio determined by the resistors R 1, R 3 and R 4, and is applied to the input port A / D of the microcomputer 7. Supplied. Thereby, the supplied divided voltage is converted into a digital value by A / D (analog / digital) conversion, and the value is read by the microcomputer 7 as a voltage corresponding to the value of the ground fault resistance Rp.

マイコン7は、今回読み込んだ地絡抵抗Rpの値に応じた電圧と、前々回読み込んだ高圧電源Vの高圧電圧とに基づいて、高圧電源Vの正端子側の地絡抵抗Rpの値を算出する。   The microcomputer 7 calculates the value of the ground fault resistance Rp on the positive terminal side of the high voltage power supply V based on the voltage corresponding to the value of the ground fault resistance Rp read this time and the high voltage of the high voltage power supply V read last time. .

最後に、マイコン7は、算出した負端子側の地絡抵抗Rnと正端子側の地絡抵抗Rpの各値から、高圧電源Vの絶縁状態を判定する。たとえば、高圧電源Vの正端子側の地絡抵抗Rpと、予め定められた基準抵抗値とを比較し、地絡抵抗Rpの値が基準抵抗値以下になっている場合は、絶縁不良が生じていると判定する。   Finally, the microcomputer 7 determines the insulation state of the high-voltage power supply V from the calculated values of the negative terminal side ground fault resistance Rn and the positive terminal side ground fault resistance Rp. For example, the ground fault resistance Rp on the positive terminal side of the high-voltage power supply V is compared with a predetermined reference resistance value. If the value of the ground fault resistance Rp is equal to or lower than the reference resistance value, an insulation failure occurs. It is determined that

このように、第2の実施形態のフライングキャパシタ方式電圧測定装置によれば、電圧測定モードにおいて、高圧電源Vの各電圧源V1〜V5の電圧測定を行うことができると共に、絶縁検出モードにおいて、高圧電源Vの絶縁や地絡状態を検出することができる。   Thus, according to the flying capacitor type voltage measuring device of the second embodiment, in the voltage measurement mode, the voltage sources V1 to V5 of the high-voltage power supply V can be measured, and in the insulation detection mode, It is possible to detect the insulation or ground fault state of the high-voltage power supply V.

また、電圧測定モードと絶縁検出モードは、フライングキャパシタ3と、マルチプレクサ12、動作モード選択回路4、サンプルスイッチ5の各スイッチを上述のようにシーケンス制御するのみで、電圧源の電圧測定動作と絶縁検出動作を可能とすることができる。そして、このようなシーケンス制御は、マイコン7のソフトウエアプログラムによって実行可能である。   In addition, the voltage measurement mode and the insulation detection mode can be isolated from the voltage measurement operation of the voltage source only by sequentially controlling the flying capacitor 3, the multiplexer 12, the operation mode selection circuit 4, and the sample switch 5 as described above. The detection operation can be made possible. Such sequence control can be executed by a software program of the microcomputer 7.

(第3の実施形態)次に図3は、本発明の第3の実施形態に係るフライングキャパシタ方式電圧測定装置の構成を示す回路図である。   (Third Embodiment) FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of a flying capacitor type voltage measuring apparatus according to a third embodiment of the present invention.

フライングキャパシタ方式電圧測定装置は、高圧電源Vの電圧検出端子に接続されたマルチプレクサ12、フライングキャパシタ3、サンプルスイッチ5、I/F回路6、電圧計測手段としてのマイコン7、ダイオード17a〜17e,18b〜18fおよび補正手段としての補正回路19−1〜19−5を含む。   The flying capacitor type voltage measuring device includes a multiplexer 12, a flying capacitor 3, a sample switch 5, an I / F circuit 6, a microcomputer 7 as voltage measuring means, and diodes 17a to 17e, 18b connected to a voltage detection terminal of a high voltage power source V. To 18f and correction circuits 19-1 to 19-5 as correction means.

高圧電源Vは、直列接続されたN個(この形態では、たとえばN=5)の電圧源(たとえば、単電池)V1〜V5を含む。各電圧源V1〜V5は、(N+1)個(この形態では、たとえば6個)の電圧検出端子T1〜T6にそれぞれ接続されている。   High-voltage power supply V includes N voltage sources (for example, single cells) V1-V5 connected in series (in this embodiment, for example, N = 5). Each of the voltage sources V1 to V5 is connected to (N + 1) (for example, six in this embodiment) voltage detection terminals T1 to T6.

マルチプレクサ12は、各電圧検出端子T1〜T6にそれぞれ接続された(N+1)個(この形態では、たとえば6個)のスイッチS22〜S27を含む。また、1番目から5番目までのスイッチS22〜S26は、それぞれ、5個のダイオード17a〜17eを介して、動作モード選択回路4の一方の端子に接続されている。各ダイオード17a〜17eは、それぞれ、サンプルスイッチS22〜S26から動作モード選択回路4の一方の端子へ導通する極性で、すなわち、そのアノードが各スイッチS22〜S26側にかつカソードが動作モード選択回路4の一方の端子側になるように接続されている。   The multiplexer 12 includes (N + 1) (for example, 6 in this embodiment) switches S22 to S27 connected to the voltage detection terminals T1 to T6, respectively. The first to fifth switches S22 to S26 are connected to one terminal of the operation mode selection circuit 4 through five diodes 17a to 17e, respectively. Each of the diodes 17a to 17e has a polarity that conducts from the sample switches S22 to S26 to one terminal of the operation mode selection circuit 4, that is, its anode is on the side of each switch S22 to S26 and its cathode is the operation mode selection circuit 4 It is connected so that it may become one terminal side.

また、2番目から6番目までのスイッチS23〜S27は、それぞれ、5個のダイオード18b〜18fを介して、フライングキャパシタ3の一方の端子(たとえば、−端子)に接続されている。各ダイオード18b〜18fは、それぞれ、フライングキャパシタ3からスイッチS23〜S27へ導通する極性で、すなわち、そのアノードがフライングキャパシタ3側にかつカソードが各スイッチS23〜S27側になるように接続されている。   The second to sixth switches S23 to S27 are connected to one terminal (for example, the-terminal) of the flying capacitor 3 via the five diodes 18b to 18f, respectively. Each of the diodes 18b to 18f is connected in such a manner that the polarity is conducted from the flying capacitor 3 to the switches S23 to S27, that is, the anode is on the flying capacitor 3 side and the cathode is on the switches S23 to S27 side. .

動作モード選択回路4は、スイッチS7と抵抗R1の並列接続回路からなり、並列接続回路の一方の端子は、ダイオード17a〜17eのカソードに接続され、他方の端子は、フライングキャパシタ3の他方の端子に接続されている。   The operation mode selection circuit 4 includes a parallel connection circuit of a switch S7 and a resistor R1. One terminal of the parallel connection circuit is connected to the cathodes of the diodes 17a to 17e, and the other terminal is the other terminal of the flying capacitor 3. It is connected to the.

サンプルスイッチ5は、動作モード選択回路4の一方の端子に接続されたスイッチS8と、フライングキャパシタ3の一方の端子に接続されたスイッチS9を含む。スイッチS8,S9の他方の端子は、I/F回路6に接続されている。   The sample switch 5 includes a switch S8 connected to one terminal of the operation mode selection circuit 4 and a switch S9 connected to one terminal of the flying capacitor 3. The other terminals of the switches S8 and S9 are connected to the I / F circuit 6.

I/F回路6は、サンプルスイッチ5を介してマイコン7の入力ポートA/Dに供給される電圧を接地電位に対する電圧に変換するためのものであり、抵抗R3および抵抗R4で構成される。抵抗R3およびR4は、後述するように、動作モード選択回路4の抵抗R1と共に分圧抵抗としてフライングキャパシタ3の両端電圧を分圧する分圧回路を構成する。抵抗R3の一方の端子は、サンプルスイッチ5のスイッチS9およびS10の他方の端子に接続され、他方の端子は接地されている。抵抗R4の一方の端子は、サンプルスイッチ4のスイッチS8およびS11の他方の端子とマイコン7の入力ポートA/D1に接続され、他方の端子は接地されている。   The I / F circuit 6 is for converting a voltage supplied to the input port A / D of the microcomputer 7 through the sample switch 5 into a voltage with respect to the ground potential, and is configured by a resistor R3 and a resistor R4. As will be described later, the resistors R3 and R4 together with the resistor R1 of the operation mode selection circuit 4 constitute a voltage dividing circuit that divides the voltage across the flying capacitor 3 as a voltage dividing resistor. One terminal of the resistor R3 is connected to the other terminal of the switches S9 and S10 of the sample switch 5, and the other terminal is grounded. One terminal of the resistor R4 is connected to the other terminals of the switches S8 and S11 of the sample switch 4 and the input port A / D1 of the microcomputer 7, and the other terminal is grounded.

マイコン7は、その電源ポートVccに、電源+Vccからの駆動電圧が供給され、その入力ポートA/DにI/F回路6から電圧が供給されて電圧計測手段として働くと共に、マルチプレクサ1,2の各スイッチS1〜S6、動作モード選択回路4のスイッチS7およびサンプルスイッチ5の各スイッチS8〜S11を後述する動作モードに応じて切り替え制御する制御手段として働く。   The microcomputer 7 is supplied with a drive voltage from the power supply + Vcc to its power supply port Vcc, and is supplied with a voltage from its I / F circuit 6 to its input port A / D. Each of the switches S1 to S6, the switch S7 of the operation mode selection circuit 4, and the switches S8 to S11 of the sample switch 5 function as control means for switching control according to an operation mode to be described later.

また、マイコン7の入力ポートA/D2〜A/D6には、それぞれ、補正回路19−1〜19−5が接続されている。補正回路19−1は、+Vcc電源に直列接続された抵抗19a−1とダイオード19b−1および19c−1とを含み、抵抗19a−1とダイオード19b−1の接続点がマイコン7の入力ポートA/D2に接続されている。同様に、補正回路19−5は、+Vcc電源に直列接続された抵抗19a−5とダイオード19b−5および19c−5とを含み、抵抗19a−5とダイオード19b−5の接続点がマイコン7の入力ポートA/D6に接続されている。(なお、入力ポートA/D3〜A/D5にも、それぞれ、同様の構成の補正回路19−2〜19−4が接続されているが、ここでは図示していない。)   Further, correction circuits 19-1 to 19-5 are connected to the input ports A / D2 to A / D6 of the microcomputer 7, respectively. The correction circuit 19-1 includes a resistor 19a-1 and diodes 19b-1 and 19c-1 connected in series to the + Vcc power source, and the connection point between the resistor 19a-1 and the diode 19b-1 is the input port A of the microcomputer 7. / D2 is connected. Similarly, the correction circuit 19-5 includes a resistor 19a-5 and diodes 19b-5 and 19c-5 connected in series to the + Vcc power source, and the connection point between the resistor 19a-5 and the diode 19b-5 is the microcomputer 7's. It is connected to the input port A / D6. (The correction circuits 19-2 to 19-4 having the same configuration are also connected to the input ports A / D3 to A / D5, respectively, but are not shown here.)

なお、ダイオードは2素子入り4端子パッケージ品を使用し、その1個を電圧測定ライン用とし、残りの1個を補正回路用とする。たとえば、ダイオード17aおよびダイオード19b−1の組み合わせ、ダイオード18bおよびダイオード19c−1の組み合わせ、ダイオード17eおよびダイオード19b−5の組み合わせ、ダイオード18fおよびダイオード19c−5の組み合わせを、それぞれ同一パッケージ品とする。(なお、図示していない補正回路19−2〜19−4におけるダイオードも、前述と同様の組み合わせ方による同一パッケージ品とされる。)   The diode is a 4-element package containing two elements, one for the voltage measurement line and the other for the correction circuit. For example, a combination of the diode 17a and the diode 19b-1, a combination of the diode 18b and the diode 19c-1, a combination of the diode 17e and the diode 19b-5, and a combination of the diode 18f and the diode 19c-5 are each in the same package product. (The diodes in the correction circuits 19-2 to 19-4 (not shown) are also in the same package product by the same combination as described above.)

上述の構成により、第3の実施形態のフライングキャパシタ方式電圧測定装置は、同様に電圧測定モードと絶縁検出モードとの2つの動作モードを選択して動作させることができる。以下、各動作モードについて説明する。   With the above-described configuration, the flying capacitor type voltage measuring apparatus according to the third embodiment can be operated by selecting two operation modes of a voltage measurement mode and an insulation detection mode. Hereinafter, each operation mode will be described.

電圧測定モード時には、まず、全てのスイッチが開いている初期状態から、動作モード選択回路4のスイッチS7を閉じると共に、マルチプレクサ12のスイッチS22,S23を閉じると、電圧源V1、電圧検出端子T1、スイッチS22、ダイオード17a、スイッチS7、フライングキャパシタ3、ダイオード18b、スイッチS23および電圧検出端子T2により閉回路が形成される。それにより、電圧源V1の電圧が、スイッチS7に接続されているフライングキャパシタ3の端子側がプラスの極性になるように、フライングキャパシタ3に充電される。   In the voltage measurement mode, first, when the switch S7 of the operation mode selection circuit 4 is closed and the switches S22 and S23 of the multiplexer 12 are closed from the initial state where all the switches are open, the voltage source V1, the voltage detection terminal T1, The switch S22, the diode 17a, the switch S7, the flying capacitor 3, the diode 18b, the switch S23, and the voltage detection terminal T2 form a closed circuit. Thereby, the voltage of the voltage source V1 is charged in the flying capacitor 3 so that the terminal side of the flying capacitor 3 connected to the switch S7 has a positive polarity.

次に、スイッチS22,S23,S7を開いて、サンプルスイッチ5のスイッチS8,S9を所定期間閉じ、フライングキャパシタ3の両端電圧、すなわち電圧源V1の電圧を抵抗R1、サンプルスイッチ5およびI/F回路6を介して、マイコン7の入力ポートA/Dに供給する。このとき、フライングキャパシタ3の両端電圧、すなわち電圧源V1の電圧は、抵抗R1,R3,R4で決定される分圧比で分圧されて、マイコン7の入力ポートA/Dに供給される。それにより、供給された分圧電圧は、A/D(アナログ/デジタル)変換してデジタル値とされ、その値が、電圧源V1の電圧としてマイコン7で読み込まれる。   Next, the switches S22, S23 and S7 are opened, the switches S8 and S9 of the sample switch 5 are closed for a predetermined period, and the voltage across the flying capacitor 3, that is, the voltage of the voltage source V1 is set to the resistor R1, the sample switch 5 and the I / F. This is supplied to the input port A / D of the microcomputer 7 via the circuit 6. At this time, the voltage across the flying capacitor 3, that is, the voltage of the voltage source V1, is divided by the voltage dividing ratio determined by the resistors R1, R3, and R4 and supplied to the input port A / D of the microcomputer 7. Thereby, the supplied divided voltage is converted into a digital value by A / D (analog / digital) conversion, and the value is read by the microcomputer 7 as the voltage of the voltage source V1.

次に、図示しないリセットスイッチ等によってフライングキャパシタ3に充電された電圧が充分に放電された後、スイッチS8,S9を開き、続いてスイッチS23,S24,S7を閉じると、電圧源V2、電圧検出端子T2、スイッチS23、ダイオード17b、スイッチS7、フライングキャパシタ3、ダイオード18c、スイッチS24および電圧検出端子T3により閉回路が形成される。それにより、電圧源V2の電圧が、電圧源V1の測定時と同様に、スイッチS7に接続されているフライングキャパシタ3の端子側がプラスの極性になるように、フライングキャパシタ3に充電される。   Next, after the voltage charged in the flying capacitor 3 is sufficiently discharged by a reset switch (not shown), the switches S8 and S9 are opened, and then the switches S23, S24 and S7 are closed. A closed circuit is formed by the terminal T2, the switch S23, the diode 17b, the switch S7, the flying capacitor 3, the diode 18c, the switch S24, and the voltage detection terminal T3. Thereby, the voltage of the voltage source V2 is charged to the flying capacitor 3 so that the terminal side of the flying capacitor 3 connected to the switch S7 has a positive polarity, as in the measurement of the voltage source V1.

次に、スイッチS23,S24,S7を開いて、サンプルスイッチ5のスイッチS8,S9を所定期間閉じ、フライングキャパシタ3の両端電圧、すなわち電圧源V2の電圧を抵抗R1、サンプルスイッチ5およびI/F回路6を介して、マイコン7の入力ポートA/Dに供給する。このとき、フライングキャパシタ3の両端電圧、すなわち電圧源V2の電圧は、抵抗R1,R3,R4で決定される分圧比で分圧されて、マイコン7の入力ポートA/Dに供給される。それにより、供給された分圧電圧は、A/D(アナログ/デジタル)変換してデジタル値とされ、その値が、電圧源V2の電圧としてマイコン7で読み込まれる。   Next, the switches S23, S24 and S7 are opened, the switches S8 and S9 of the sample switch 5 are closed for a predetermined period, and the voltage across the flying capacitor 3, that is, the voltage of the voltage source V2 is set to the resistor R1, the sample switch 5 and the I / F. This is supplied to the input port A / D of the microcomputer 7 via the circuit 6. At this time, the voltage across the flying capacitor 3, that is, the voltage of the voltage source V2, is divided by the voltage dividing ratio determined by the resistors R1, R3, and R4 and supplied to the input port A / D of the microcomputer 7. Thereby, the supplied divided voltage is converted into a digital value by A / D (analog / digital) conversion, and the value is read by the microcomputer 7 as the voltage of the voltage source V2.

以下同様に、スイッチS24およびS25、S25およびS26、S26およびS27の組み合わせにより、それぞれ、電圧源V3、V4およびV5の各電圧を示す値が、マイコン7で読み込まれる。また、スイッチS22およびS27の組み合わせにより、電圧源V1〜V5の全部の合計電圧、すなわち高圧電源Vの高圧電圧もマイコン7で読み込むことができる。なお、この第3の実施形態では、全ての電圧源V1〜V5の電圧測定時に、フライングキャパシタ3は同一方向に充電されるので、マイコン7の入力ポートA/Dには、常に同一極性の電圧が供給される。   Similarly, values indicating the voltages of the voltage sources V3, V4 and V5 are read by the microcomputer 7 by the combination of the switches S24 and S25, S25 and S26, S26 and S27, respectively. Further, the combination of the switches S22 and S27 enables the microcomputer 7 to read the total voltage of all the voltage sources V1 to V5, that is, the high voltage of the high voltage power source V. In the third embodiment, since the flying capacitor 3 is charged in the same direction when measuring the voltages of all the voltage sources V1 to V5, the input port A / D of the microcomputer 7 always has a voltage of the same polarity. Is supplied.

次に、絶縁検出モード時には、まず、全てのスイッチが開いている初期状態から、マルチプレクサ12のスイッチS22,S27を閉じると、電圧源V1〜V5、電圧検出端子T1、スイッチS22、ダイオード17a、抵抗R1、フライングキャパシタ3、ダイオオード18f、スイッチS27および電圧検出端子T6により閉回路が形成される。それにより、高圧電源Vの高圧電圧が、スイッチS7に接続されているフライングキャパシタ3の端子側がプラスの極性になるように、フライングキャパシタ3に充電される。   Next, in the insulation detection mode, first, when the switches S22 and S27 of the multiplexer 12 are closed from the initial state where all the switches are open, the voltage sources V1 to V5, the voltage detection terminal T1, the switch S22, the diode 17a, the resistance A closed circuit is formed by R1, the flying capacitor 3, the diode 18f, the switch S27, and the voltage detection terminal T6. Thereby, the high voltage of the high voltage power supply V is charged in the flying capacitor 3 so that the terminal side of the flying capacitor 3 connected to the switch S7 has a positive polarity.

次に、スイッチS22,S27を開いて、サンプルスイッチ5のスイッチS8,S9を所定期間閉じ、フライングキャパシタ3の両端電圧、すなわち高圧電源Vの高圧電圧を抵抗R1、サンプルスイッチ5およびI/F回路6を介して、マイコン7の入力ポートA/Dに供給する。このとき、フライングキャパシタ3の両端電圧、すなわち高圧電源Vの高圧電圧は、抵抗R1,R3,R4で決定される分圧比で分圧されて、マイコン7の入力ポートA/Dに供給される。それにより、供給された分圧電圧は、A/D(アナログ/デジタル)変換してデジタル値とされ、その値が、高圧電源Vの高圧電圧としてマイコン7で読み込まれる。   Next, the switches S22 and S27 are opened, the switches S8 and S9 of the sample switch 5 are closed for a predetermined period, and the voltage across the flying capacitor 3, that is, the high voltage of the high voltage power source V is applied to the resistor R1, the sample switch 5 and the I / F circuit. 6 is supplied to the input port A / D of the microcomputer 7. At this time, the voltage across the flying capacitor 3, that is, the high voltage of the high voltage power supply V is divided by the voltage dividing ratio determined by the resistors R 1, R 3 and R 4 and supplied to the input port A / D of the microcomputer 7. Thereby, the supplied divided voltage is converted into a digital value by A / D (analog / digital) conversion, and the value is read by the microcomputer 7 as the high voltage of the high voltage power source V.

次に、図示しないリセットスイッチ等によってフライングキャパシタ3に充電された電圧が充分に放電された後、スイッチS9を閉じたままで、スイッチS22を閉じると、電圧検出端子T1、スイッチS22、ダイオード17a、抵抗R1、フライングキャパシタ3、スイッチS9、抵抗R3、接地電位、高圧電源Vの負端子側の地絡抵抗Rnおよび電圧検出端子T6により閉回路が形成される。それにより、地絡抵抗Rnの値に応じた電圧が、スイッチS7に接続されているフライングキャパシタ3の端子側がプラスの極性になるように、フライングキャパシタ3に充電される。   Next, after the voltage charged in the flying capacitor 3 is sufficiently discharged by a reset switch or the like (not shown), when the switch S22 is closed while the switch S9 is closed, the voltage detection terminal T1, the switch S22, the diode 17a, the resistance A closed circuit is formed by R1, the flying capacitor 3, the switch S9, the resistor R3, the ground potential, the ground fault resistor Rn on the negative terminal side of the high-voltage power supply V, and the voltage detection terminal T6. Thereby, the voltage according to the value of the ground fault resistance Rn is charged in the flying capacitor 3 so that the terminal side of the flying capacitor 3 connected to the switch S7 has a positive polarity.

次に、スイッチS22を開き、続いてスイッチS8を所定期間閉じ、フライングキャパシタ3の両端電圧を抵抗R1、サンプルスイッチ5およびI/F回路6を介して、マイコン7の入力ポートA/Dに供給する。このとき、フライングキャパシタ3の両端電圧、すなわち地絡抵抗Rnの値に応じた電圧は、抵抗R1,R3,R4で決定される分圧比で分圧されて、マイコン7の入力ポートA/Dに供給される。それにより、供給された分圧電圧は、A/D(アナログ/デジタル)変換してデジタル値とされ、その値が、地絡抵抗Rnの値に応じた電圧としてマイコン7で読み込まれる。   Next, the switch S22 is opened, then the switch S8 is closed for a predetermined period, and the voltage across the flying capacitor 3 is supplied to the input port A / D of the microcomputer 7 via the resistor R1, the sample switch 5 and the I / F circuit 6. To do. At this time, the voltage across the flying capacitor 3, that is, the voltage corresponding to the value of the ground fault resistance Rn is divided by the voltage division ratio determined by the resistors R1, R3, and R4, and is applied to the input port A / D of the microcomputer 7. Supplied. Thereby, the supplied divided voltage is converted into a digital value by A / D (analog / digital) conversion, and the value is read by the microcomputer 7 as a voltage corresponding to the value of the ground fault resistance Rn.

マイコン7は、今回読み込んだ地絡抵抗Rnの値に応じた電圧と、前回読み込んだ高圧電源Vの高圧電圧とに基づいて、高圧電源Vの負端子側の地絡抵抗Rnの値を算出する。   The microcomputer 7 calculates the value of the ground fault resistance Rn on the negative terminal side of the high voltage power source V based on the voltage corresponding to the value of the ground fault resistance Rn read this time and the high voltage of the high voltage power source V read last time. .

次に、図示しないリセットスイッチ等によってフライングキャパシタ3に充電された電圧が充分に放電された後、スイッチS8を閉じたままで、スイッチS27を閉じると、電圧検出端子T1、高圧電源Vの正端子側の地絡抵抗Rp、接地電位、抵抗R4、抵抗R2、スイッチS8、抵抗R1、フライングキャパシタ3、スイッチS27および電圧検出端子T6により閉回路が形成される。それにより、地絡抵抗Rpの値に応じた電圧が、スイッチS7に接続されているフライングキャパシタ3の端子側がプラスの極性になるように、フライングキャパシタ3に充電される。   Next, when the voltage charged in the flying capacitor 3 is sufficiently discharged by a reset switch or the like (not shown) and then the switch S27 is closed while the switch S8 is closed, the voltage detection terminal T1 and the positive terminal side of the high-voltage power supply V are closed. The ground fault resistance Rp, ground potential, resistance R4, resistance R2, switch S8, resistance R1, flying capacitor 3, switch S27 and voltage detection terminal T6 form a closed circuit. Thereby, the voltage according to the value of the ground fault resistance Rp is charged in the flying capacitor 3 so that the terminal side of the flying capacitor 3 connected to the switch S7 has a positive polarity.

次に、スイッチS27を開き、続いてスイッチS9を所定期間閉じ、フライングキャパシタ3の両端電圧を抵抗R1、サンプルスイッチ5およびI/F回路6を介して、マイコン7の入力ポートA/Dに供給する。このとき、フライングキャパシタ3の両端電圧、すなわち地絡抵抗Rpの値に応じた電圧は、抵抗R1,R3,R4で決定される分圧比で分圧されて、マイコン7の入力ポートA/Dに供給される。それにより、供給された分圧電圧は、A/D(アナログ/デジタル)変換してデジタル値とされ、その値が、地絡抵抗Rpの値に応じた電圧としてマイコン7で読み込まれる。   Next, the switch S27 is opened, then the switch S9 is closed for a predetermined period, and the voltage across the flying capacitor 3 is supplied to the input port A / D of the microcomputer 7 via the resistor R1, the sample switch 5 and the I / F circuit 6. To do. At this time, the voltage across the flying capacitor 3, that is, the voltage corresponding to the value of the ground fault resistance Rp is divided by the voltage division ratio determined by the resistors R 1, R 3 and R 4, and is applied to the input port A / D of the microcomputer 7. Supplied. Thereby, the supplied divided voltage is converted into a digital value by A / D (analog / digital) conversion, and the value is read by the microcomputer 7 as a voltage corresponding to the value of the ground fault resistance Rp.

マイコン7は、今回読み込んだ地絡抵抗Rpの値に応じた電圧と、前々回読み込んだ高圧電源Vの高圧電圧とに基づいて、高圧電源Vの正端子側の地絡抵抗Rpの値を算出する。   The microcomputer 7 calculates the value of the ground fault resistance Rp on the positive terminal side of the high voltage power supply V based on the voltage corresponding to the value of the ground fault resistance Rp read this time and the high voltage of the high voltage power supply V read last time. .

最後に、マイコン7は、算出した負端子側の地絡抵抗Rnと正端子側の地絡抵抗Rpの各値から、高圧電源Vの絶縁状態を判定する。たとえば、高圧電源Vの正端子側の地絡抵抗Rpと、予め定められた基準抵抗値とを比較し、地絡抵抗Rpの値が基準抵抗値以下になっている場合は、絶縁不良が生じていると判定する。   Finally, the microcomputer 7 determines the insulation state of the high-voltage power supply V from the calculated values of the negative terminal side ground fault resistance Rn and the positive terminal side ground fault resistance Rp. For example, the ground fault resistance Rp on the positive terminal side of the high-voltage power supply V is compared with a predetermined reference resistance value. If the value of the ground fault resistance Rp is equal to or lower than the reference resistance value, an insulation failure occurs. It is determined that

このように、第3の実施形態のフライングキャパシタ方式電圧測定装置によれば、電圧測定モードにおいて、高圧電源Vの各電圧源V1〜V5の電圧測定を行うことができると共に、絶縁検出モードにおいて、高圧電源Vの絶縁や地絡状態を検出することができる。   As described above, according to the flying capacitor type voltage measuring apparatus of the third embodiment, in the voltage measurement mode, the voltage sources V1 to V5 of the high-voltage power supply V can be measured, and in the insulation detection mode, It is possible to detect the insulation or ground fault state of the high-voltage power supply V.

また、電圧測定モードと絶縁検出モードは、フライングキャパシタ3と、マルチプレクサ12、動作モード選択回路4、サンプルスイッチ5の各スイッチを上述のようにシーケンス制御するのみで、電圧源の電圧測定動作と絶縁検出動作を可能とすることができる。そして、このようなシーケンス制御は、マイコン7のソフトウエアプログラムによって実行可能である。   In addition, the voltage measurement mode and the insulation detection mode can be isolated from the voltage measurement operation of the voltage source only by sequentially controlling the flying capacitor 3, the multiplexer 12, the operation mode selection circuit 4, and the sample switch 5 as described above. The detection operation can be made possible. Such sequence control can be executed by a software program of the microcomputer 7.

以上の通り、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用が可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, A various deformation | transformation and application are possible.

たとえば、上述の各実施形態において、I/F回路6の抵抗R2を削除し、分圧回路が、抵抗R3およびR4と、動作モード選択回路4の抵抗R1とで構成されるようにしても良い。   For example, in each of the above-described embodiments, the resistor R2 of the I / F circuit 6 may be deleted, and the voltage dividing circuit may be configured by the resistors R3 and R4 and the resistor R1 of the operation mode selection circuit 4. .

また、上述の各実施形態において、絶縁検出モードでは、最初に高圧電源Vの高圧電圧を測定しているが、この測定を省略して、電圧測定モード時に測定した高圧電源Vの高圧電圧の測定値を流用しても良い。この場合、絶縁検出モード時の計測時間を短縮できると共に精度アップできる。   In the above-described embodiments, in the insulation detection mode, the high voltage of the high voltage power supply V is first measured. However, this measurement is omitted, and the high voltage of the high voltage power supply V measured in the voltage measurement mode is measured. The value may be used. In this case, the measurement time in the insulation detection mode can be shortened and the accuracy can be improved.

また、上述の第3の実施形態では、2個のダイオードの順方向電圧降下による電圧損失分が測定結果に影響を及ぼすような高い検出精度が求められる場合に、補正回路19を入力ポートA/D2に接続することによって補正しているが、他の実施例として補正回路19を接続することなく、マイコン7で入力ポートA/D1に供給された電圧値を算出する際、予め上述の損失分を見込んでおくようにしても良い。   In the third embodiment, the correction circuit 19 is connected to the input port A / A when high detection accuracy is required such that the voltage loss due to the forward voltage drop of the two diodes affects the measurement result. Although the correction is made by connecting to D2, as another embodiment, when the voltage value supplied to the input port A / D1 is calculated by the microcomputer 7 without connecting the correction circuit 19, the above-mentioned loss amount is preliminarily calculated. You may make it anticipate.

また、動作モード選択回路4の構成は、変形可能である。上述の各実施形態において、電圧測定モードは、多チャンネルの電圧源の電圧を高速にかつ精度良く測定する目的のものであるため、フライングキャパシタ3は、フル充電の状態で使用するのが望ましく、その容量および充電抵抗は、あまり大きな値に設定したくない。一方、絶縁検出モードは、電圧源に接続されるYコン的な容量に影響を受けるため、広い範囲で精度の良い絶縁検出をするためには、フライングキャパシタ3にある程度大きな値のものを使用したい。このため、電圧測定モードの性能を落とすことなく地絡抵抗の検出精度を向上させたい場合には、以下の変形例のように、フライングキャパシタ3への充電抵抗を切り替えたり、キャパシタの容量を切り替えたりすることによって実現できる。   The configuration of the operation mode selection circuit 4 can be modified. In each of the above-described embodiments, the voltage measurement mode is for the purpose of measuring the voltage of the multi-channel voltage source at high speed and with high accuracy. Therefore, the flying capacitor 3 is desirably used in a fully charged state. The capacity and charging resistance do not want to be set too large. On the other hand, since the insulation detection mode is affected by the Y-con capacitance connected to the voltage source, in order to accurately detect insulation over a wide range, it is desirable to use a flying capacitor 3 having a somewhat large value. . For this reason, when it is desired to improve the detection accuracy of the ground fault resistance without degrading the performance of the voltage measurement mode, the charging resistance to the flying capacitor 3 is switched or the capacitance of the capacitor is switched as in the following modification. It can be realized by doing.

以下、動作モード選択回路4の変形例について説明する。   Hereinafter, modifications of the operation mode selection circuit 4 will be described.

図4は、動作モード選択回路4の第1の変形例である。図4において、動作モード選択回路4は、スイッチS7と、ダイオードD1および抵抗R1の直列接続体と、ダイオードD2および抵抗R5の直列接続体との並列接続回路からなる。電圧測定モードにおいては、スイッチS7は、電圧源からのフライングキャパシタ3への充電時には閉じられ、マイコン7への供給時には開けられ、絶縁検出モードにおいては、常に開けられるようにシーケンス制御される。   FIG. 4 shows a first modification of the operation mode selection circuit 4. In FIG. 4, the operation mode selection circuit 4 includes a parallel connection circuit of a switch S7, a series connection body of a diode D1 and a resistor R1, and a series connection body of a diode D2 and a resistance R5. In the voltage measurement mode, the switch S7 is sequence-controlled so that it is closed when charging the flying capacitor 3 from the voltage source, is opened when supplied to the microcomputer 7, and is always opened in the insulation detection mode.

図5は、動作モード選択回路4の第2の変形例である。図5において、動作モード選択回路4は、スイッチS7と、スイッチS28および抵抗R1の直列接続体と、抵抗R5との並列接続回路からなる。電圧測定モードにおいては、スイッチS7は、電圧源からのフライングキャパシタ3への充電時には閉じられ、マイコン7への供給時には開けられ、スイッチS28は常に開けられ、絶縁検出モードにおいては、スイッチS28は、電圧源からのフライングキャパシタ3への充電時には閉じられ、マイコン7への供給時には開けられ、スイッチS7は常に開けられるようにシーケンス制御される。   FIG. 5 shows a second modification of the operation mode selection circuit 4. In FIG. 5, the operation mode selection circuit 4 includes a switch S7, a series connection body of a switch S28 and a resistor R1, and a parallel connection circuit of a resistor R5. In the voltage measurement mode, the switch S7 is closed when charging the flying capacitor 3 from the voltage source, is opened when supplied to the microcomputer 7, the switch S28 is always opened, and in the insulation detection mode, the switch S28 is It is closed when charging the flying capacitor 3 from the voltage source, opened when supplying to the microcomputer 7, and the sequence control is performed so that the switch S 7 is always opened.

図4および図5に示す動作モード選択回路4の第1および第2の変形例は、いずれも、図1〜3に示す第1〜3実施形態と同様に、充電抵抗をそれぞれのモードに適切な値のものに切り替えるように構成されている。   Both the first and second modified examples of the operation mode selection circuit 4 shown in FIGS. 4 and 5 are suitable for the respective charging resistances as in the first to third embodiments shown in FIGS. It is configured to switch to the one with the correct value.

図6は、動作モード選択回路4の第3の変形例である。図6において、動作モード選択回路4は、フライングキャパシタ3に直列接続されたスイッチS7と、フライングキャパシタ3およびスイッチS7の直列接続体に並列接続された、スイッチS28、抵抗R5およびキャパシタ3Aの直列接続体と、ダイオード17a〜17eのカソードとサンプルスイッチ5のスイッチS8の一方の端子との間に、スイッチS29および抵抗R1の並列接続体とからなる。キャパシタ3Aの容量は、フライングキャパシタ3の容量より大きく設定されている。電圧測定モードにおいては、スイッチS7は常に閉じられ、スイッチS28は常に開けられ、スイッチS29は、フライングキャパシタ3のへの充電時には閉じられ、マイコン7への供給時には開けられると共に、絶縁検出モードにおいては、スイッチS28は常に閉じられ、スイッチS7は常に開けられ、スイッチS29は、フライングキャパシタ3のへの充電時には閉じられ、マイコン7への供給時には開けられるようにシーケンス制御される。   FIG. 6 shows a third modification of the operation mode selection circuit 4. In FIG. 6, the operation mode selection circuit 4 includes a switch S7 connected in series to the flying capacitor 3, and a switch S28, a resistor R5 and a capacitor 3A connected in series to a series connection body of the flying capacitor 3 and the switch S7. And a parallel connection body of the switch S29 and the resistor R1 between the cathodes of the diodes 17a to 17e and one terminal of the switch S8 of the sample switch 5. The capacity of the capacitor 3 </ b> A is set larger than the capacity of the flying capacitor 3. In the voltage measurement mode, the switch S7 is always closed, the switch S28 is always opened, and the switch S29 is closed when charging the flying capacitor 3, and is opened when supplied to the microcomputer 7, and in the insulation detection mode. The switch S28 is always closed, the switch S7 is always opened, and the switch S29 is closed when charging the flying capacitor 3 and is opened when supplied to the microcomputer 7.

図7は、動作モード選択回路4の第4の変形例である。図7において、動作モード選択回路4は、フライングキャパシタ3に直列接続されたスイッチS7と、スイッチS7に並列接続された抵抗R6およびダイオードD3の直列接続体と、フライングキャパシタ3およびスイッチS7の直列接続体に並列接続された、スイッチS28、ダイオードD1、抵抗R1およびキャパシタ3Aの直列接続体と、ダイオードD1および抵抗R1の直列接続体に並列接続された、抵抗R5およびダイオードD2の直列接続体とからなる。キャパシタ3Aの容量は、フライングキャパシタ3の容量より大きく設定されている。電圧測定モードにおいては、スイッチS7は、電圧源からのフライングキャパシタ3への充電時には閉じられ、マイコン7への供給時には開けられ、スイッチS28は常に開けられ、絶縁検出モードにおいては、スイッチS28は常に閉じられ、スイッチS7は常に開けられるようにシーケンス制御される。   FIG. 7 shows a fourth modification of the operation mode selection circuit 4. In FIG. 7, the operation mode selection circuit 4 includes a switch S7 connected in series to the flying capacitor 3, a series connection of a resistor R6 and a diode D3 connected in parallel to the switch S7, and a series connection of the flying capacitor 3 and the switch S7. A series connection of a switch S28, a diode D1, a resistor R1 and a capacitor 3A connected in parallel to the body, and a series connection of a resistor R5 and a diode D2 connected in parallel to a series connection of a diode D1 and a resistor R1. Become. The capacity of the capacitor 3 </ b> A is set larger than the capacity of the flying capacitor 3. In the voltage measurement mode, the switch S7 is closed when charging the flying capacitor 3 from the voltage source, opened when supplying to the microcomputer 7, the switch S28 is always open, and in the insulation detection mode, the switch S28 is always open. It is closed and the switch S7 is sequenced so that it is always open.

図6および図7に示す動作モード選択回路4の第3および第4の変形例は、いずれも、充電抵抗およびキャパシタの両方をそれぞれのモードに適切な値のものに切り替えるように構成されている。   The third and fourth modifications of the operation mode selection circuit 4 shown in FIGS. 6 and 7 are each configured to switch both the charging resistor and the capacitor to values appropriate for the respective modes. .

本発明の第1の実施形態に係るフライングキャパシタ方式電圧測定装置の構成を示す回路図である。(第1の実施形態)It is a circuit diagram which shows the structure of the flying capacitor system voltage measuring apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. (First embodiment) 本発明の第2の実施形態に係るフライングキャパシタ方式電圧測定装置の構成を示す回路図である。(第2の実施形態)It is a circuit diagram which shows the structure of the flying capacitor system voltage measuring apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. (Second Embodiment) 本発明の第3の実施形態に係るフライングキャパシタ方式電圧測定装置の構成を示す回路図である。(第3の実施形態)It is a circuit diagram which shows the structure of the flying capacitor system voltage measuring apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. (Third embodiment) 本発明のフライングキャパシタ方式電圧測定装置における動作モード選択回路の第1の変形例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the 1st modification of the operation mode selection circuit in the flying capacitor system voltage measuring apparatus of this invention. 動作モード選択回路の第2の変形例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the 2nd modification of an operation mode selection circuit. 動作モード選択回路の第3の変形例を示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram showing a third modification of the operation mode selection circuit. 動作モード選択回路の第4の変形例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the 4th modification of an operation mode selection circuit.

符号の説明Explanation of symbols

V 高圧電源
V1〜V5 電圧源
S1〜S6,S12〜S27 スイッチ
1,2,12 マルチプレクサ
3 フライングキャパシタ
3A キャパシタ
4 動作モード選択回路
5 サンプルスイッチ
6 I/F(インターフェース)回路
7 マイコン(電圧計測手段、制御手段)
17a〜17e,18b〜18f ダイオード
V high voltage power supply V1 to V5 voltage source S1 to S6, S12 to S27 switch 1, 2, 12 multiplexer 3 flying capacitor 3A capacitor 4 operation mode selection circuit 5 sample switch 6 I / F (interface) circuit 7 microcomputer (voltage measuring means, Control means)
17a-17e, 18b-18f Diode

Claims (7)

直列接続されたN個の電圧源を含み、接地電位から絶縁されている高圧電源と、フライングキャパシタと、前記N個の電圧源に接続された(N+1)個の電圧検出端子を前記フライングキャパシタに選択的に接続する(N+1)個のスイッチを含むマルチプレクサと、電圧計測手段と、前記フライングキャパシタの両端電圧を前記電圧計測手段に供給するサンプルスイッチとを有するフライングキャパシタ方式電圧測定装置であって、
前記フライングキャパシタに接続され、前記高圧電源の各電圧源の個別電圧を測定する電圧測定モードと前記高圧電源の絶縁状態を検出する絶縁検出モードとの2つの動作モードを選択する動作モード選択回路と、
前記サンプルスイッチと前記電圧計測手段との間に接続され、前記サンプルスイッチを介して供給される電圧を接地電位に対する電圧に変換して前記電圧計測手段に供給するインターフェース回路と、
前記動作モード選択回路の動作モードを選択すると共に、選択された動作モードに応じて、前記マルチプレクサのスイッチおよび前記サンプルスイッチの開閉を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とするフライングキャパシタ方式電圧測定装置。
A high voltage power source including N voltage sources connected in series and insulated from a ground potential, a flying capacitor, and (N + 1) voltage detection terminals connected to the N voltage sources are connected to the flying capacitor. A flying capacitor type voltage measuring device having a multiplexer including (N + 1) switches to be selectively connected, a voltage measuring unit, and a sample switch for supplying a voltage across the flying capacitor to the voltage measuring unit,
An operation mode selection circuit that is connected to the flying capacitor and selects two operation modes: a voltage measurement mode for measuring individual voltages of each voltage source of the high-voltage power supply; and an insulation detection mode for detecting an insulation state of the high-voltage power supply; ,
An interface circuit connected between the sample switch and the voltage measurement means, and converts the voltage supplied via the sample switch into a voltage with respect to a ground potential and supplies the voltage to the voltage measurement means;
A flying capacitor type voltage comprising: an operation mode of the operation mode selection circuit; and control means for controlling opening and closing of the switch of the multiplexer and the sample switch according to the selected operation mode. measuring device.
請求項1記載のフライングキャパシタ方式電圧測定装置において、
前記マルチプレクサは、前記直列接続されたN個の電圧源に接続された(N+1)個の前記電圧検出端子のうちの奇数番目の電圧検出端子を前記フライングキャパシタの一方の端子側に選択的に接続する第1のマルチプレクサと、前記(N+1)個の電圧検出端子のうちの偶数番目の電圧検出端子を前記フライングキャパシタの他方の端子側に選択的に接続する第2のマルチプレクサとを含む
ことを特徴とするフライングキャパシタ方式電圧測定装置。
In the flying capacitor type voltage measuring device according to claim 1,
The multiplexer selectively connects an odd-numbered voltage detection terminal among (N + 1) voltage detection terminals connected to the N voltage sources connected in series to one terminal side of the flying capacitor. And a second multiplexer that selectively connects an even-numbered voltage detection terminal of the (N + 1) voltage detection terminals to the other terminal side of the flying capacitor. Flying capacitor type voltage measuring device.
請求項1記載のフライングキャパシタ方式電圧測定装置において、
前記マルチプレクサは、前記直列接続されたN個の電圧源に接続された(N+1)個の前記電圧検出端子のうちの1〜N番目の電圧検出端子をそれぞれ前記フライングキャパシタの一方の端子側に選択的に接続する複数のスイッチと、前記(N+1)個の電圧検出端子のうちの2〜(N+1)番目の電圧検出端子をそれぞれ前記フライングキャパシタの他方の端子側に選択的に接続する複数のスイッチとを含む
ことを特徴とするフライングキャパシタ方式電圧測定装置。
In the flying capacitor type voltage measuring device according to claim 1,
The multiplexer selects the first to Nth voltage detection terminals among the (N + 1) voltage detection terminals connected to the N voltage sources connected in series to one terminal side of the flying capacitor, respectively. And a plurality of switches for selectively connecting the 2nd to (N + 1) th voltage detection terminals of the (N + 1) voltage detection terminals to the other terminal side of the flying capacitor, respectively. A flying capacitor type voltage measuring device.
請求項1記載のフライングキャパシタ方式電圧測定装置において、
前記マルチプレクサは、前記直列接続されたN個の電圧源に接続された前記(N+1)個の電圧検出端子を前記フライングキャパシタに選択的に接続する(N+1)個のスイッチと、
前記(N+1)個の電圧サンプルスイッチのうちの1番目からN番目までのスイッチと前記フライングキャパシタの一方の端子間に、それぞれ、前記スイッチから前記フライングキャパシタへ導通する極性で接続されたN個のダイオードと、
前記(N+1)個のスイッチのうちの2番目から(N+1)番目までのスイッチと前記フライングキャパシタの他方の端子間に、それぞれ、前記フライングキャパシタから前記スイッチへ導通する極性で接続されたN個のダイオードとをさらに備えた
ことを特徴とするフライングキャパシタ方式電圧測定装置。
In the flying capacitor type voltage measuring device according to claim 1,
The multiplexer includes (N + 1) switches that selectively connect the (N + 1) voltage detection terminals connected to the N voltage sources connected in series to the flying capacitor;
Of the (N + 1) voltage sample switches, N switches connected from the first to the Nth switch and one terminal of the flying capacitor with polarity conducting from the switch to the flying capacitor, respectively. A diode,
Among the (N + 1) switches, the N to N switches connected from the second to the (N + 1) th switch and the other terminal of the flying capacitor, respectively, are connected with a polarity conducting from the flying capacitor to the switch. A flying capacitor type voltage measuring apparatus, further comprising a diode.
請求項1から4のいずれか1項に記載のフライングキャパシタ方式電圧測定装置において、
前記動作モード選択回路は、前記動作モードの選択に応じて前記フライングキャパシタの充電抵抗を切り替える
ことを特徴とするフライングキャパシタ方式電圧測定装置。
In the flying capacitor type voltage measuring device according to any one of claims 1 to 4,
The operating mode selection circuit switches the charging resistance of the flying capacitor according to the selection of the operation mode.
請求項1から4のいずれか1項に記載のフライングキャパシタ方式電圧測定装置において、
前記動作モード選択回路は、前記動作モードの選択に応じて、前記フライングキャパシタの充電抵抗を切り替えると共に、前記電圧測定モード時には前記フライングキャパシタを接続し、前記絶縁検出モード時には、前記フライングキャパシタに代えて前記フライングキャパシタより容量の大きいキャパシタを接続する
ことを特徴とするフライングキャパシタ方式電圧測定装置。
In the flying capacitor type voltage measuring device according to any one of claims 1 to 4,
The operation mode selection circuit switches the charging resistance of the flying capacitor according to the selection of the operation mode, connects the flying capacitor in the voltage measurement mode, and replaces the flying capacitor in the insulation detection mode. A flying capacitor type voltage measuring apparatus, wherein a capacitor having a larger capacity than the flying capacitor is connected.
請求項5または6記載のフライングキャパシタ方式電圧測定装置において、
前記インターフェース回路は、前記動作モード選択回路の充電抵抗と共に分圧抵抗として働く抵抗を含む分圧回路で構成される
ことを特徴とするフライングキャパシタ方式電圧測定装置。
In the flying capacitor type voltage measuring device according to claim 5 or 6,
The said interface circuit is comprised by the voltage dividing circuit containing the resistance which functions as a voltage dividing resistor with the charging resistance of the said operation mode selection circuit. The flying capacitor system voltage measuring apparatus characterized by the above-mentioned.
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