JP2022065508A - 通電状態診断回路および電力供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノイズの影響を受けにくく、新たな絶縁電源を必要としない通電状態診断回路を提供する。
【解決手段】通電状態変更手段ＲＬの通電状態を診断するための通電状態診断回路１０であって、一次側コイルＬ１および通電状態変更手段ＲＬに接続される二次側コイルＬ２を有する絶縁トランス１１と、一次側コイルＬ１に交流電圧を印加する交流信号源１２と、二次側コイルＬ２と通電状態変更手段ＲＬとの間に設けられ、二次側コイルＬ２に二次側負荷電流を流すための負荷１４と、二次側負荷電流に応じて一次側コイルＬ１に流れる一次側負荷電流を検出する検出回路１３と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、通電状態診断回路および当該通電状態診断回路を備える電力供給装置に関する。

従来から、リレー、ヒューズ、スイッチ等の通電状態変更手段が使用されている。例えば、電気自動車やプラグインハイブリッド車等の電動車に搭載されたバッテリを充電するための電力供給装置では、電力変換部とコネクタ部とを接続する一対の電力ラインに一対のリレーが介装されている（例えば、特許文献１参照）。

リレーが介装された電力供給装置では、リレーが正しく機能しているかどうかを確認するために、通電状態診断回路を用いてリレーの溶着有無の状態診断を行う必要がある。図７（Ａ）および（Ｂ）に、従来のリレー溶着診断方法を示す。

図７（Ａ）に示すように、電力変換部２（例えば、ＡＣ／ＤＣコンバータ）とコネクタ部３とを接続する一対の電力ラインＰ，Ｎには、第１リレーＲＬ１および第２リレーＲＬ２が介装されている。コネクタ部３は、電動車１００のコネクタ部１０１に接続される。電力変換部２から出力された直流電力は、第１リレーＲＬ１および第２リレーＲＬ２を介して電動車１００のバッテリ１０２に供給される。

図７（Ａ）に示す診断方法では、電力変換部２から直流電力を出力させた状態で第１リレーＲＬ１および第２リレーＲＬ２の接点をオン／オフ（閉成／開放）させて、第１リレーＲＬ１および第２リレーＲＬ２の接点直後の電圧を、電圧検出手段４０を含む通電状態診断回路で測定して溶着診断を行う。

しかしながら、図７（Ａ）に示す診断方法では、電力変換部２をスイッチング動作させた状態で溶着診断を行うので、電圧検出手段４０がスイッチングノイズの影響を受ける可能性がある。例えば、第１リレーＲＬ１の接点をオン、第２リレーＲＬ２の接点をオフさせた状態にして溶着診断を行うと、電力変換部２のスイッチングノイズが浮遊容量Ｃ１，Ｃ２を通して電圧検出手段４０に回り込み、電圧検出手段４０がノイズ電圧を検出してしまう。その結果、溶着していない第２リレーＲＬ２を、溶着していると診断（誤診）してしまう場合がある。

さらに、図７（Ａ）に示す診断方法では、電圧検出手段４０を動作させるための電源が必要になるが、電圧検出手段４０の電源は、高電圧で動作する電力変換部２に接続された電力ラインＮとはグランドを分離させる必要がある。すなわち、電圧検出手段４０の電源として、新たな絶縁電源が必要となり、コストアップにつながるという問題が生じる。

図７（Ｂ）に示す診断方法では、フォトカプラ５１および絶縁電源５２を含む通電状態診断回路５０を用いて溶着診断を行う。通電状態診断回路５０により、第１リレーＲＬ１を含む閉回路を形成し、当該閉回路に流れる電流をフォトカプラ５１で検出することで、第１リレーＲＬ１の溶着診断を行うことができる。

しかしながら、図７（Ｂ）に示す診断方法では、図７（Ａ）に示す診断方法と同様に、絶縁電源５２がコストアップにつながるという問題が生じる。さらに、図７（Ｂ）に示す診断方法では、第１リレーＲＬ１および第２リレーＲＬ２の溶着診断を行うために、２つの通電状態診断回路５０が必要になる。

特開２０１７－１１９５５号公報

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、ノイズの影響を受けにくく、新たな絶縁電源を必要としない通電状態診断回路および電力供給装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る通電状態診断回路は、
第１状態のときに電流を通過させ、第２状態のときに電流を遮断する通電状態変更手段の通電状態を診断するための通電状態診断回路であって、
一次側コイルおよび前記通電状態変更手段に接続される二次側コイルを有する絶縁トランスと、
前記一次側コイルに交流電圧を印加する交流信号源と、
前記二次側コイルと前記通電状態変更手段との間に設けられ、前記通電状態変更手段が前記第１状態のときに前記二次側コイルに二次側負荷電流を流すための負荷と、
前記二次側負荷電流に応じて前記一次側コイルに流れる一次側負荷電流を検出する検出回路と、
を備えることを特徴とする。

この構成によれば、二次側コイルを通電状態変更手段に接続し、交流信号源により一次側コイルに交流電圧を印加して、検出回路により一次側コイルに流れる一次側負荷電流を検出するので、通電状態を診断する際にノイズの影響を受けにくく、新たな絶縁電源を必要としない。

上記通電状態診断回路において、
前記通電状態変更手段は、複数のリレーを含み、
前記二次側コイルは、前記複数のリレーの各々に接続されるコイルを含み、
前記交流信号源は、デジタル信号系統の電源の電圧をスイッチングして交流のパルス電圧を生成し、前記パルス電圧を前記一次側コイルに印加するスイッチング素子を含むよう構成できる。

上記通電状態診断回路において、
前記リレーが前記第２状態のときに、前記リレーの一端から前記コイルを介して前記リレーの他端に電流が流れるのを阻止するダイオードをさらに備えることが好ましい。

上記課題を解決するために、本発明に係る電力供給装置は、
所定の電力供給先に直流電力を供給する電力供給装置であって、
スイッチング動作により前記直流電力を生成する電力変換部と、
デジタル信号系統の電源と、
前記電力変換部と前記電力供給先とを接続する電力ラインと、
前記電力ラインに設けられ、第１状態のときに電流を通過させ、第２状態のときに電流を遮断する通電状態変更手段と、
前記通電状態変更手段の通電状態を診断するための通電状態診断回路と、を備え、
前記通電状態診断回路は、
一次側コイルおよび前記通電状態変更手段に接続される二次側コイルを有する絶縁トランスと、
前記電源の電圧に基づいて交流電圧を生成し、前記交流電圧を前記一次側コイルに印加する交流信号源と、
前記二次側コイルと前記通電状態変更手段との間に設けられ、前記通電状態変更手段が前記第１状態のときに前記二次側コイルに二次側負荷電流を流すための負荷と、
前記二次側負荷電流に応じて前記一次側コイルに流れる一次側負荷電流を検出し、前記一次側負荷電流の電流値に応じた検出信号を出力する検出回路と、
を備えることを特徴とする。

この構成によれば、通電状態変更手段の通電状態を診断する際に電力変換部からの出力を必要としないので、通電状態診断回路は、電力変換部のスイッチングノイズの影響を受けない。また、この構成によれば、通電状態診断回路がデジタル信号系統の電源の電圧で動作するので、新たな絶縁電源を必要としない。

上記電力供給装置において、
前記電力ラインは、第１電力ラインおよび第２電力ラインを含み、
前記通電状態変更手段は、前記第１電力ラインに介装された第１リレーと、前記第２電力ラインに介装された第２リレーとを含み、
前記二次側コイルは、前記第１リレーに接続される第１コイルと、前記第２リレーに接続される第２コイルとを含み、
前記交流信号源は、交流のパルス電圧を生成するスイッチング素子を含み、
前記負荷は、前記第１コイルに第１の二次側負荷電流を流すための第１負荷と、前記第２コイルに第２の二次側負荷電流を流すための第２負荷と、前記第１リレーが開放状態のときに前記電力変換部から前記第１コイルに電流が流れるのを阻止する第１ダイオードと、前記第２リレーが開放状態のときに前記電力変換部から前記第２コイルに電流が流れるのを阻止する第２ダイオードとを含むよう構成できる。

上記電力供給装置では、
前記電力変換部の制御と、前記第１リレーおよび前記第２リレーのオン／オフ制御と、前記スイッチング素子のスイッチング制御とを行う制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記電力変換部の動作を停止させた状態で前記オン／オフ制御および前記スイッチング制御を行い、前記検出信号の信号値と所定の第１閾値および第２閾値とを比較して、前記第１リレーおよび前記第２リレーの溶着診断を行うよう構成できる。

本発明によれば、ノイズの影響を受けにくく、新たな絶縁電源を必要としない通電状態診断回路および電力供給装置を提供することができる。

第１実施形態に係る通電状態診断回路を示す図である。 第１実施形態に係る通電状態診断回路を用いた溶着診断方法を説明するための図である。 第２実施形態に係る通電状態診断回路および電力供給装置を示す図である。 第２実施形態に係る通電状態診断回路を用いた溶着診断方法を説明するための図である。 第２実施形態に係る溶着診断方法のフローチャートである。 第３実施形態に係る通電状態診断回路および電力供給装置を示す図である。 従来の通電状態診断回路を用いた溶着診断方法を説明するための図である。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る通電状態診断回路および電力供給装置の実施形態について説明する。

［第１実施形態］
図１に、本発明の第１実施形態に係る通電状態診断回路１０を示す。通電状態診断回路１０は、本発明の「通電状態変更手段」に相当するリレーＲＬの通電状態を診断するためのもので、絶縁トランス１１と、交流信号源１２と、検出回路１３と、負荷１４とを備える。

リレーＲＬは、本発明の「第１状態」に相当するオン状態（閉成状態）のときに電流を通過させる一方、本発明の「第２状態」に相当するオフ状態（開放状態）のときに電流を遮断する。

絶縁トランス１１は、一次側コイルＬ１および二次側コイルＬ２を有する。一次側コイルＬ１は、一端が交流信号源１２の一端に接続され、他端が検出回路１３を介して交流信号源１２の他端に接続される。二次側コイルＬ２は、一端が負荷１４を介してリレーＲＬの一端に接続され、他端がリレーＲＬの他端に接続される。

交流信号源１２は、一次側コイルＬ１に交流電圧を印加するよう構成される。交流信号源１２は、例えば、５［Ｖ］以下または３．３［Ｖ］以下のデジタル信号系統の電源の直流電圧を交流電圧に変換する手段によって構成される。

検出回路１３は、一次側コイルＬ１に流れる電流を検出するよう構成される。検出回路１３は、例えば、抵抗器と、抵抗器の両端電圧を測定する測定手段とによって構成される。測定手段は、抵抗器を流れる電流の電流値に応じて変化する両端電圧の電圧値を測定し、当該電圧値に関する検出信号を出力する。

負荷１４は、二次側コイルＬ２に電流（本発明の「二次側負荷電流」に相当）を流すためのものである。負荷１４は、例えば、少なくとも１つの抵抗器によって構成される。

次に、図２を参照して、通電状態診断回路１０を用いた溶着診断方法について説明する。

図２（Ａ）に、交流信号源１２から出力される交流電圧（交流信号）の波形を示す。通電状態診断回路１０では、一次側コイルＬ１に交流信号源１２から出力された交流電圧が印加される。なお、図２（Ａ）では、交流信号を正弦波としたが、交流信号には任意の波形（例えば、矩形波）を用いることができる。

図２（Ｂ）に、リレーＲＬの駆動信号（ＲＬ駆動信号）を示す。ＲＬ駆動信号がローレベルのときはリレーＲＬの接点がオフ状態になり、ＲＬ駆動信号がハイレベルのときはリレーＲＬの接点がオン状態になる。

図２（Ｃ）に、検出回路１３の検出信号（例えば、電圧信号）を示す。リレーＲＬの接点がオフ状態の場合、一次側コイルＬ１には交流信号源１２の交流電圧による微小の励磁電流しか流れないため、検出回路１３の検出信号は、ほぼゼロになる。時刻ｔ１においてリレーＲＬの接点をオン状態にすると、二次側コイルＬ２に二次側負荷電流が流れ、一次側コイルＬ１に二次側負荷電流に応じた電流（本発明の「一次側負荷電流」に相当）が流れる。すなわち、検出回路１３の検出信号は、一次側負荷電流の電流値に対応した信号値をもつ信号となる。

本実施形態では、検出信号の信号値（例えば、電圧信号の振幅）と所定の閾値とを比較することで、リレーＲＬの通電状態を診断することができる。具体的には、ＲＬ駆動信号がローレベルのときに、検出信号の信号値が所定の閾値を超えた場合、すなわち検出回路１３が一次側負荷電流を検出した場合は、リレーＲＬの接点が溶着していると診断することができる。なお、この溶着診断は、検出回路１３にマイコン等で構成された診断部を設け、当該診断部で行ってもよいし、リレーＲＬのオン／オフを制御する制御部（図示略）で行ってもよい。

本実施形態に係る通電状態診断回路１０によれば、二次側コイルＬ２をリレーＲＬに接続し、交流信号源１２により一次側コイルＬ１に交流電圧を印加して、検出回路１３により一次側コイルＬ１に流れる電流を検出するので、溶着診断の際にノイズの影響を受けにくく、新たな絶縁電源を必要としない。

［第２実施形態］
図３に、本発明の第２実施形態に係る通電状態診断回路２０、および通電状態診断回路２０を備える電力供給装置１Ａを示す。

電力供給装置１Ａは、電力変換部２と、コネクタ部３と、制御部４と、電源５と、第１電力ラインＰおよび第２電力ラインＮと、第１リレーＲＬ１および第２リレーＲＬ２と、通電状態診断回路２０とを備える。

電力変換部２は、スイッチング動作により、交流電源から供給された交流電力に基づいて直流電力を生成し、生成した直流電力を出力する。出力された直流電力は、第１電力ラインＰおよび第２電力ラインＮを介して、電力供給先である電気自動車やプラグインハイブリッド車等の電動車１００に搭載されたバッテリ１０２に供給される。本実施形態における電力変換部２は、スイッチング素子を含むＡＣ／ＤＣコンバータと、制御部４の制御下で上記スイッチング素子をオン／オフさせる駆動回路とで構成される。

コネクタ部３は、第１電力ラインＰおよび第２電力ラインＮを介して、電力変換部２に接続される。また、コネクタ部３は、電動車１００のコネクタ部１０１に接続可能に構成される。コネクタ部３が電動車１００のコネクタ部１０１に接続されると、第１電力ラインＰおよび第２電力ラインＮが電動車１００の一対の電力ラインに電気的に接続され、電力変換部２からバッテリ１０２への電力供給が可能となる。

制御部４は、例えば、マイコンで構成される。制御部４は、電力変換部２の制御（本実施形態では、ＡＣ／ＤＣコンバータのスイッチング素子の制御）と、第１リレーＲＬ１および第２リレーＲＬ２のオン／オフ制御と、通電状態診断回路２０のスイッチング素子２２のスイッチング制御とを行う。さらに、制御部４は、第１リレーＲＬ１および第２リレーＲＬ２の溶着診断を行う。溶着診断については、後述する。

電源５は、５［Ｖ］以下または３．３［Ｖ］以下のデジタル信号系統の電源である。電源５は、制御部４に直流の電源電圧を供給するともに、通電状態診断回路２０にも電源電圧（電圧ＶＣＣ）を供給する。通電状態診断回路２０は、電源５の電圧ＶＣＣを利用することで、新たな絶縁電源が不要となる。

第１リレーＲＬ１および第２リレーＲＬ２は、第１実施形態のリレーＲＬと同様に、本発明の「通電状態変更手段」に相当する。第１リレーＲＬ１は、第１電力ラインＰに介装されている。第２リレーＲＬ２は、第２電力ラインＮに介装されている。

通電状態診断回路２０は、絶縁トランス２１と、スイッチング素子２２と、検出回路２３と、第１負荷回路２４ａおよび第２負荷回路２４ｂとを備える。本実施形態の通電状態診断回路２０は、フライバックコンバータで構成されているが、フォワードコンバータ、ハーフブリッジコンバータ、またはフルブリッジコンバータで構成されていてもよい。

絶縁トランス２１は、一次側コイルＬ１１と、第１コイルＬ２１および第２コイルＬ２２からなる二次側コイルとを有する。一次側コイルＬ１の一端（黒丸側）は、電圧ＶＣＣが供給される電源端子に接続され、一次側コイルＬ１の他端は、スイッチング素子２２および検出回路２３を介してグランドに接続される。第１コイルＬ２１は、一端（黒丸側）が第１リレーＲＬ１の他端に接続され、他端が第１負荷回路２４ａを介して第１リレーＲＬ１の一端に接続される。一方、第２コイルＬ２２は、一端（黒丸側）が第２リレーＲＬ２の一端に接続され、他端が第２負荷回路２４ｂを介して第２リレーＲＬ２の他端に接続される。絶縁トランス２１では、フライバックコンバータを実現するために、コイルの巻き方向が一次側と二次側で逆になっている。また、磁気飽和を防ぐためトランスコアにはギャップが設けられている。

スイッチング素子２２は、電源端子に供給される電源５の電圧ＶＣＣをスイッチングして交流のパルス電圧を生成し、生成したパルス電圧を一次側コイルＬ１１に印加する。スイッチング素子２２は、制御部４から出力されるパルス信号に応じて、スイッチング動作を行う。スイッチング素子２２としては、例えば、ＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタを用いることができる。

検出回路２３は、一次側コイルＬ１１に流れる電流を検出するよう構成される。本実施形態の検出回路２３は、一次側コイルＬ１１およびスイッチング素子２２の電流路に直列接続されたシャント抵抗と、シャント抵抗の両端電圧のピーク値を検出するフィルタ回路（例えば、ローパスフィルタ）とで構成される。シャント抵抗とフィルタ回路との間にはオペアンプ等の増幅回路が設けられていてもよい。フィルタ回路は、ピーク値に関する検出信号を制御部４に出力する。

第１負荷回路２４ａは、本発明の「第１負荷」に相当する第１抵抗Ｒ２１と第１ダイオードＤ２１との直列回路である。第１抵抗Ｒ２１は、第１リレーＲＬ１の接点がオン状態のときに、第１コイルＬ２１に電流（本発明の「第１の二次側負荷電流」に相当）を流すための機能を有する。第１ダイオードＤ２１は、アノードが第１コイルＬ２１の他端に接続され、カソードが第１抵抗Ｒ２１を介して第１リレーＲＬ１の一端に接続される。第１ダイオードＤ２１は、通電状態診断回路２０をフライバックコンバータとして動作させる（すなわち、一次側コイルＬ１１の通電時に第１コイルＬ２１に電流が流れないようにする）ための機能と、第１リレーＲＬ１の接点がオフ状態のときに電力変換部２から出力された直流電流が第１コイルＬ２１に流れないようにするための機能とを有する。

第２負荷回路２４ｂは、本発明の「第２負荷」に相当する第２抵抗Ｒ２２と第２ダイオードＤ２２との直列回路である。第２抵抗Ｒ２２は、第２リレーＲＬ２の接点がオン状態のときに、第２コイルＬ２２に電流（本発明の「第２の二次側負荷電流」に相当）を流すための機能を有する。第２ダイオードＤ２２は、アノードが第２コイルＬ２２の他端に接続され、カソードが第２抵抗Ｒ２２を介して第２リレーＲＬ２の他端に接続される。第２ダイオードＤ２２は、通電状態診断回路２０をフライバックコンバータとして動作させる（すなわち、一次側コイルＬ１１の通電時に第２コイルＬ２２に電流が流れないようにする）ための機能と、第２リレーＲＬ２の接点がオフ状態のときに電力変換部２から出力された直流電流が第２コイルＬ２２に流れないようにするための機能とを有する。

次に、図４および図５を参照して、通電状態診断回路２０を用いた溶着診断方法について説明する。

図４（Ａ）に、第１リレーＲＬ１の駆動信号（ＲＬ１駆動信号）を示す。ＲＬ１駆動信号がローレベルのときは第１リレーＲＬ１の接点がオフ状態になり、ＲＬ１駆動信号がハイレベルのときは第１リレーＲＬ１の接点がオン状態になる。

図４（Ｂ）に、第２リレーＲＬ２の駆動信号（ＲＬ２駆動信号）を示す。ＲＬ２駆動信号がローレベルのときは第２リレーＲＬ２の接点がオフ状態になり、ＲＬ２駆動信号がハイレベルのときは第２リレーＲＬ２の接点がオン状態になる。

図４（Ｃ）に、検出回路２３の検出信号（例えば、電圧信号）を示す。第１リレーＲＬ１および第２リレーＲＬ２の接点がオフ状態の場合、一次側コイルＬ１１にはスイッチング素子２２で生成されたパルス電圧による微小の励磁電流しか流れないため、検出回路２３の検出信号は、ほぼゼロになる。

時刻ｔ１１において第２リレーＲＬ２の接点をオン状態にすると、第２コイルＬ２２に第２の二次側負荷電流が流れ、一次側コイルＬ１に第２の二次側負荷電流に応じた電流（本発明の「一次側負荷電流」に相当）が流れる。その結果、検出回路２３の検出信号は、一次側負荷電流の電流値に対応した信号値をもつ信号となる。このときの検出信号のピーク値は、第１閾値Ｖ１以上、第２閾値Ｖ２以下の値となる。

時刻ｔ１２において第１リレーＲＬ１の接点をオン状態にすると、第１コイルＬ２１に第１の二次側負荷電流が流れ、一次側コイルＬ１に第１の二次側負荷電流および第２の二次側負荷電流に応じた一次側負荷電流が流れる。その結果、検出回路２３の検出信号のピーク値は、第２閾値Ｖ２を超える値となる。

言い換えれば、第２リレーＲＬ２の接点のみがオン状態のときは、検出信号のピーク値が第１閾値Ｖ１と第２閾値Ｖ２との間に収まり、第１リレーＲＬ１および第２リレーＲＬ２の双方の接点がオン状態のときは、検出信号のピーク値が第２閾値Ｖ２を超えるように、第１閾値Ｖ１および第２閾値Ｖ２が設定される。例えば、第１閾値Ｖ１が０．５［Ｖ］に設定され、第２閾値Ｖ２が１．５［Ｖ］に設定される。

図５に、制御部４による溶着診断の制御フローを示す。

溶着診断を開始した制御部４は、電力変換部２の動作（本実施形態では、ＡＣ／ＤＣコンバータのスイッチング動作）を停止させた状態で、ＲＬ１駆動信号およびＲＬ２駆動信号をローレベルにして、第１リレーＲＬ１および第２リレーＲＬ２の接点をオフ状態にする（Ｓ１）。

制御部４は、スイッチング素子２２にパルス信号を出力してスイッチング素子２２のスイッチング制御を行うとともに、検出回路２３から入力された検出信号の信号値（本実施形態では、ピーク値）が所定の第１閾値Ｖ１以下か否かの判定を行う（Ｓ２）。

検出信号の信号値が第１閾値Ｖ１以下の場合（Ｓ２でＹＥＳ）、制御部４は、第１リレーＲＬ１および第２リレーＲＬ２は正常である、すなわち、第１リレーＲＬ１および第２リレーＲＬ２の接点は溶着していない、と診断する（Ｓ３）。

検出信号の信号値が第１閾値Ｖ１を超えている場合（Ｓ２でＮＯ）、制御部４は、検出信号の信号値が所定の第２閾値Ｖ２以下か否かの判定を行う（Ｓ４）。

検出信号の信号値が第２閾値Ｖ２を超えている場合（Ｓ４でＮＯ）、制御部４は、第１リレーＲＬ１および第２リレーＲＬ２の双方の接点が溶着している、と診断する（Ｓ５）。

検出信号の信号値が第２閾値Ｖ２以下の場合（Ｓ４でＹＥＳ）、制御部４は、ＲＬ２駆動信号をローレベルからハイレベルに切り替えて、第２リレーＲＬ２の接点をオン状態にする（Ｓ６）。このとき、第１リレーＲＬ１の接点はオフ状態のままである。

第２リレーＲＬ２の接点をオン状態にした制御部４は、再び、検出信号の信号値が第２閾値Ｖ２以下か否かの判定を行う（Ｓ７）。

検出信号の信号値が第２閾値Ｖ２を超えている場合（Ｓ７でＮＯ）、制御部４は、第１リレーＲＬ１の接点のみが溶着している、と診断する（Ｓ８）。一方、検出信号の信号値が第２閾値Ｖ２以下の場合（Ｓ７でＹＥＳ）、制御部４は、第２リレーＲＬ２の接点のみが溶着している、と診断する（Ｓ９）。

本実施形態では、第１リレーＲＬ１および第２リレーＲＬ２の通電状態を診断する際に電力変換部２からの出力を必要としないので、通電状態診断回路２０は、電力変換部２のスイッチングノイズの影響を受けない。また、本実施形態では、通電状態診断回路２０がデジタル信号系統の電源５の電圧ＶＣＣで動作するので、新たな絶縁電源を必要としない。

さらに、本実施形態では、１つの通電状態診断回路２０で２つのリレー（第１リレーＲＬ１および第２リレーＲＬ２）の溶着診断を行うことができる。溶着診断の対象となるリレーの数が増えた場合であっても、絶縁トランス２１の二次側の回路数を増やすことで、比較的容易に対応することができる。すなわち、本実施形態の通電状態診断回路２０は、容易に測定対象を拡張することができる。

［第３実施形態］
図６に、本発明の第３実施形態に係る通電状態診断回路３０、および通電状態診断回路３０を備える電力供給装置１Ｂを示す。

電力供給装置１Ｂは、第１電力ラインＰと第２電力ラインＮとの間にバリスタＶＡ１およびヒューズＦ１を直列接続した保護回路を備えること、通電状態診断回路３０を備えること以外、第２実施形態と共通する。

通電状態診断回路３０は、本発明の「通電状態変更手段」に相当するヒューズＦ１の通電状態を診断するため回路である。通電状態診断回路３０は、絶縁トランス３１と、スイッチング素子３２と、検出回路３３と、負荷回路３４とを備える。スイッチング素子３２、検出回路３３、および負荷回路３４は、第２実施形態と同じ構成である。

絶縁トランス３１は、一次側コイルＬ１１および二次側コイルＬ２１を有する。一次側コイルＬ１は、第２実施形態と同じ構成である。二次側コイルＬ２１は、一端（黒丸側）がヒューズＦ１と第２電力ラインＮとの接続点に接続され、他端が負荷回路３４を介してバリスタＶＡ１とヒューズＦ１との接続点に接続される。

制御部４は、検出回路３３の検出信号の信号値（本実施形態では、ピーク値）と所定の閾値とを比較することで、ヒューズＦ１の通電状態を診断することができる。具体的には、検出回路３３の検出信号の信号値が所定の閾値以下の場合、ヒューズＦ１が溶断していると診断することができる。

［変形例］
以上、本発明に係る通電状態診断回路および電力供給装置の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

本発明に係る通電状態診断回路は、一次側コイルおよび通電状態変更手段に接続される二次側コイルを有する絶縁トランスと、一次側コイルに交流電圧を印加する交流信号源と、二次側コイルと通電状態変更手段との間に設けられ、二次側コイルに二次側負荷電流を流すための負荷と、二次側負荷電流に応じて一次側コイルに流れる一次側負荷電流を検出する検出回路と、を備えるのであれば、適宜構成を変更できる。

また、本発明に係る電力供給装置は、直流電力を出力する電力変換部と、デジタル信号系統の電源と、電力変換部と電力供給先とを接続する電力ラインと、電力ラインに設けられる通電状態変更手段と、上記本発明に係る通電状態診断回路と、を備えるのであれば、適宜構成を変更できる。

例えば、本発明に係る電力供給装置が、電力変換部の制御と第１リレーおよび第２リレーのオン／オフ制御と通電状態診断回路のスイッチング素子のスイッチング制御とを行う制御部をさらに備える場合、制御部は、電力変換部の動作を停止させた状態で上記オン／オフ制御および上記スイッチング制御を行い、通電状態診断回路の検出信号の信号値と所定の第１閾値および第２閾値とを比較して、第１リレーおよび第２リレーの溶着診断を行うよう構成できる。

なお、電力供給先としては、バッテリに限定されず、家庭用負荷等であってもよい。電力供給先が家庭用負荷である場合、電力変換部はバッテリ、発電装置および／または商用電力系統からの電力に基づいて直流電力を出力する。

本発明に係る通電状態診断回路は、リレー、ヒューズ、スイッチ等の通電状態変更手段の通電状態を診断するために用いることができる。

１Ａ、１Ｂ 電力供給装置
２ 電力変換部
３ コネクタ部
４ 制御部
５ 電源
１０，２０，３０ 通電状態診断回路
１１，２１，３１ 絶縁トランス
１２ 交流信号源
１３，２３，３３ 検出回路
１４ 負荷
２２，３２ スイッチング素子
２４ａ 第１負荷回路
２４ｂ 第２負荷回路
３４ 負荷回路
１００ 電動車
１０１ コネクタ部
１０２ バッテリ

Claims (6)

1. 第１状態のときに電流を通過させ、第２状態のときに電流を遮断する通電状態変更手段の通電状態を診断するための通電状態診断回路であって、
   一次側コイルおよび前記通電状態変更手段に接続される二次側コイルを有する絶縁トランスと、
   前記一次側コイルに交流電圧を印加する交流信号源と、
   前記二次側コイルと前記通電状態変更手段との間に設けられ、前記通電状態変更手段が前記第１状態のときに前記二次側コイルに二次側負荷電流を流すための負荷と、
   前記二次側負荷電流に応じて前記一次側コイルに流れる一次側負荷電流を検出する検出回路と、
   を備えることを特徴とする通電状態診断回路。
2. 前記通電状態変更手段は、複数のリレーを含み、
   前記二次側コイルは、前記複数のリレーの各々に接続されるコイルを含み、
   前記交流信号源は、デジタル信号系統の電源の電圧をスイッチングして交流のパルス電圧を生成し、前記パルス電圧を前記一次側コイルに印加するスイッチング素子を含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載の通電状態診断回路。
3. 前記リレーが前記第２状態のときに、前記リレーの一端から前記コイルを介して前記リレーの他端に電流が流れるのを阻止するダイオードをさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の通電状態診断回路。
4. 所定の電力供給先に直流電力を供給する電力供給装置であって、
   スイッチング動作により前記直流電力を生成する電力変換部と、
   デジタル信号系統の電源と、
   前記電力変換部と前記電力供給先とを接続する電力ラインと、
   前記電力ラインに設けられ、第１状態のときに電流を通過させ、第２状態のときに電流を遮断する通電状態変更手段と、
   前記通電状態変更手段の通電状態を診断するための通電状態診断回路と、を備え、
   前記通電状態診断回路は、
   一次側コイルおよび前記通電状態変更手段に接続される二次側コイルを有する絶縁トランスと、
   前記電源の電圧に基づいて交流電圧を生成し、前記交流電圧を前記一次側コイルに印加する交流信号源と、
   前記二次側コイルと前記通電状態変更手段との間に設けられ、前記通電状態変更手段が前記第１状態のときに前記二次側コイルに二次側負荷電流を流すための負荷と、
   前記二次側負荷電流に応じて前記一次側コイルに流れる一次側負荷電流を検出し、前記一次側負荷電流の電流値に応じた検出信号を出力する検出回路と、
   を備えることを特徴とする電力供給装置。
5. 前記電力ラインは、第１電力ラインおよび第２電力ラインを含み、
   前記通電状態変更手段は、前記第１電力ラインに介装された第１リレーと、前記第２電力ラインに介装された第２リレーとを含み、
   前記二次側コイルは、前記第１リレーに接続される第１コイルと、前記第２リレーに接続される第２コイルとを含み、
   前記交流信号源は、交流のパルス電圧を生成するスイッチング素子を含み、
   前記負荷は、前記第１コイルに第１の二次側負荷電流を流すための第１負荷と、前記第２コイルに第２の二次側負荷電流を流すための第２負荷と、前記第１リレーが開放状態のときに前記電力変換部から前記第１コイルに電流が流れるのを阻止する第１ダイオードと、前記第２リレーが開放状態のときに前記電力変換部から前記第２コイルに電流が流れるのを阻止する第２ダイオードとを含む、
   ことを特徴とする請求項４に記載の電力供給装置。
6. 前記電力変換部の制御と、前記第１リレーおよび前記第２リレーのオン／オフ制御と、前記スイッチング素子のスイッチング制御とを行う制御部をさらに備え、
   前記制御部は、前記電力変換部の動作を停止させた状態で前記オン／オフ制御および前記スイッチング制御を行い、前記検出信号の信号値と所定の第１閾値および第２閾値とを比較して、前記第１リレーおよび前記第２リレーの溶着診断を行う、
   ことを特徴とする請求項５に記載の電力供給装置。

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