JP3948414B2 - Power supply device and abnormality detection device for power supply device - Google Patents

Power supply device and abnormality detection device for power supply device Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機を駆動するために用いられる電源装置に関する。より詳しくは、異常の自己診断が可能な異常検出装置を有する電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車やハイブリッド自動車では、それらに搭載された交流駆動の電動機をバッテリや燃料電池等の直流電源によって駆動するために、インバータ回路を含む直交変換手段を備えた電源装置が必要とされる。
【０００３】
電源装置には高電圧大容量の直流電源が組み込まれ、その内部回路のインピーダンスも小さいため、漏電によって誤動作を引き起こし易い。そのため、電源装置には漏電を検出するための異常検出装置が設けられることが多い（例えば、特開平１０−２９０５２９号公報）。
【０００４】
電源装置１００は、図５に示すように、主回路１０２及び異常検出回路１０４から構成される。主回路１０２は、直流電源１０やインバータ回路１２を含み、直流電源１０から供給される直流電圧をインバータ回路１２によって直交変換して交流電圧を電動機に供給する。
【０００５】
異常検出回路１０４は、発振電源１４、検出抵抗１６、カップリングコンデンサ１８、差動アンプ２０、フィルタ２２及び自己診断手段２４から構成される。カップリングコンデンサ１８の一方の端子ａは主回路１０２に含まれる直流電源１０の出力端に接続され、他方の端子ｂは検出抵抗１６の一方の端子ｃに接続される。発振電源１４は、検出抵抗１６の端子ｄと接地点（接地電位に維持されている箇所）との間に接続され、端子ｄに対して低周波ｆ０の電圧Ｖ（ｆ０）を供給する。
【０００６】
差動アンプ２０の反転入力端子は検出抵抗１６の端子ｃに接続され、非反転入力端子に入力される閾値電圧Ｖｓと端子ｃの電圧との電位差に比例する電圧がフィルタ２２に供給される。フィルタ２２は、基準周波数ｆ０付近の通過帯域を有し、差動アンプ２０からの出力から基準周波数ｆ０近傍の周波数成分を抽出して検出信号Ｓ（ｆ０）として出力する。
【０００７】
この検出信号Ｓ（ｆ０）は、主回路１０２のインピーダンスの変化に応じて変動する。従って、図６に示すように、主回路１０２に漏電が生じた場合、主回路１０２が定常動作下にあるときの検出信号Ｓ（ｆ０）の値よりも低い値に低下する。この検出信号Ｓ（ｆ０）の低下によって主回路１０２の漏電を検出することができる。
【０００８】
また、異常検出装置１０４には、異常検出装置１０４自体の異常を検出するための自己診断手段２４も設けられている。自己診断手段２４は、高耐圧フォトトランジスタ２６、保護抵抗２８及び制御手段３０で構成されている。高耐圧フォトトランジスタ２４のコレクタは端子ｃに接続され、エミッタは保護抵抗２８の一端に接続されている。保護抵抗２８の他端は接地されている。高耐圧フォトトランジスタ２６のベースは制御手段３０に接続される。
【０００９】
制御手段３０から高耐圧フォトトランジスタ２６のベースに信号を入力すると、コレクタ−エミッタ間が接続され、発振電源１４からみた入力インピーダンスが主回路１０２に漏電が生じたときのインピーダンスに近くなる。このとき、検出信号Ｓ（ｆ０）が低下すれば、異常検出装置１０４が正常に動作していると判断する。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１０−２９０５２９号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
自己診断手段２４では保護抵抗２８を介して検出抵抗１６の端子ｄを接地することによって、検出抵抗１６の端子ｄからみた主回路１０２側のインピーダンスを主回路１０２に漏電が生じたときのインピーダンスに近似的に近づけることによって異常検出装置１０４の異常を自己診断している。従って、経時劣化等によって絶縁が低下する等のカップリングコンデンサ１８の異常が生じた場合、その異常を検出することができない問題があった。
【００１２】
また、従来の自己診断手段２４は素子単価が高い高耐圧フォトトランジスタ２６が含まれるために製造コストが高くなる問題もある。
【００１３】
本発明は、上記問題を鑑み、上記課題の少なくとも１つを解決できる電源装置及び異常検出装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決できる本発明は、外部装置へ電力を供給するための主回路と、発振電源とカップリングコンデンサを含み、前記カップリングコンデンサを介して前記主回路と前記発振電源とが接続され、前記主回路の異常を検出する異常検出装置とを備える電源装置であって、前記発振電源からの出力波形を変化させた際の前記カップリングコンデンサの端子電圧の変化によって前記異常検出装置の異常を検出する自己診断手段を含むことを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決できる本発明は、外部装置へ電力を供給するための主回路と、発振電源とカップリングコンデンサを含み、前記主回路と前記発振電源とが前記カップリングコンデンサを介して接続され、前記カップリングコンデンサの端子電圧の変化によって前記主回路の異常を検出する異常検出装置と、を備える電源装置であって、前記発振電源から所定の基準電圧を出力しているときの前記カップリングコンデンサの端子電圧と、前記発振電源から前記基準電圧以外の電圧を出力しているときの前記カップリングコンデンサの端子電圧と、の差によって前記異常検出装置の異常を検出する自己診断手段を含むことを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決できる本発明は、外部装置へ電力を供給するための主回路と、発振電源とカップリングコンデンサを含み、前記主回路と前記発振電源とが前記カップリングコンデンサを介して接続され、前記カップリングコンデンサの端子電圧の変化によって前記主回路の異常を検出する異常検出装置とを備える電源装置であって、前記発振電源から所定の基準周波数の電圧を出力しているときの前記カップリングコンデンサの端子電圧と、前記発振電源から前記基準周波数以外の電圧を出力しているときの前記カップリングコンデンサの端子電圧との差によって前記異常検出装置の異常を検出する自己診断手段を含むことを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決できる本発明は、外部装置へ電力を供給するための主回路と、カップリングコンデンサを含み、前記主回路と前記カップリングコンデンサを介して接続され、前記主回路の異常を検出する異常検出装置とを備える電源装置であって、前記主回路の動作状態を変化させた後、所定基準時間内に前記カップリングコンデンサの端子電圧が所定の変化量以上変化した場合に前記異常検出装置の正常とし、前記所定基準時間内に前記カップリングコンデンサの端子電圧が所定の変化量以上変化しない場合に前記異常検出装置の異常とする自己診断手段を含むことを特徴とする。
【００１８】
上記課題を解決できる本発明は、発振電源とカップリングコンデンサを含み、前記カップリングコンデンサを介して主回路と前記発振電源とが接続されているときに前記主回路の異常を検出する異常検出装置であって、前記発振電源からの出力波形を変化させた際の前記カップリングコンデンサの端子電圧の変化によって異常を検出する自己診断手段を含むことを特徴とする。
【００１９】
上記課題を解決できる本発明は、発振電源とカップリングコンデンサを含み、主回路と前記発振電源とが前記カップリングコンデンサを介して接続されているときに前記カップリングコンデンサの端子電圧の変化によって前記主回路の異常を検出する異常検出装置であって、前記発振電源から所定の基準電圧を出力しているときの前記カップリングコンデンサの端子電圧と、前記発振電源から前記基準電圧以外の電圧を出力しているときの前記カップリングコンデンサの端子電圧と、の差によって異常を検出する自己診断手段を含むことを特徴とする。
【００２０】
上記課題を解決できる本発明は、発振電源とカップリングコンデンサを含み、主回路と前記発振電源とが前記カップリングコンデンサを介して接続されているときに前記カップリングコンデンサの端子電圧の変化によって前記主回路の異常を検出する異常検出装置であって、前記発振電源から所定の基準周波数の電圧を出力しているときの前記カップリングコンデンサの端子電圧と、前記発振電源から前記基準周波数以外の電圧を出力しているときの前記カップリングコンデンサの端子電圧との差によって異常を検出する自己診断手段を含むことを特徴とする。
【００２１】
また、発振電源とカップリングコンデンサを含み、主回路と前記発振電源とが前記カップリングコンデンサを介して接続されているときに前記カップリングコンデンサの端子電圧の変化によって前記主回路の異常を検出する異常検出装置であって、前記主回路の動作状態を変化させた後、所定基準時間内に前記カップリングコンデンサの端子電圧が所定の変化量以上変化した場合に正常とし、前記所定基準時間内に前記カップリングコンデンサの端子電圧が所定の変化量以上変化しない場合に異常とする自己診断手段を含むことを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図を参照して、以下に詳細に説明する。
【００２３】
本発明の実施の形態における電源装置２００は、図１に示すように、主回路１０２及び異常検出回路２０２から構成される。主回路１０２は、直流電源１０やインバータ回路１２を含み、直流電源から供給される直流電圧をインバータ回路１２によって直交変換して交流電圧を電動機に供給する。
【００２４】
異常検出回路２０２は、発振電源１４、検出抵抗１６、カップリングコンデンサ１８、差動アンプ２０、フィルタ２２及び制御手段４０から基本的に構成される。カップリングコンデンサ１８の一方の端子Ａは主回路１０２に含まれる直流電源１０の出力端に接続され、他方の端子Ｂは検出抵抗１６の一方の端子Ｃに接続される。発振電源１４は、検出抵抗１６のカップリングコンデンサ１８が接続されていない側の端子Ｄと接地点（接地電位に維持されている箇所）との間に接続される。
【００２５】
発振電源１４は端子Ｄに対して基準周波数ｆ０の電圧Ｖ（ｆ０）を供給する。発振電源の出力の基準周波数ｆ０は、例えば、２．５Ｈｚとすることができる。差動アンプ２０の反転入力端子は検出抵抗１６の端子Ｄに接続され、非反転入力端子に入力される閾値電圧Ｖｓとカップリングコンデンサ１８の端子Ｂ（検出抵抗の端子Ｃと共通）の電圧との電位差に比例する電圧がフィルタ２２に供給される。フィルタ２２は、基準周波数ｆ０付近の通過帯域を有し、差動アンプ２０からの出力から基準周波数ｆ０近傍の周波数成分を抽出して検出信号Ｓ（ｆ０）として出力する。この検出信号Ｓ（ｆ０）の低下によって主回路１０２の漏電等の異常を検出することができる。
【００２６】
また、異常検出装置２００は制御手段４０を含む。制御手段４０は、マイクロコンピュータを備え、発振電源１４に対して制御信号ＳＣを出力する。また、検出信号Ｓ（ｆ０）や開放信号ＳＲを受けて、異常検出装置の異常を自己診断する。
【００２７】
まず、発信電源１４は制御信号ＳＣを受けると出力を停止するものとする。発振電源１４が停止すると、図２のように、カップリングコンデンサ１８の端子Ｂは検出抵抗１６を介して接地される。発振電源１４、検出抵抗１６、差動アンプ２０及びフィルタ２２が正常に動作しているなら、カップリングコンデンサ１８の端子Ｂの電圧に重畳していた基準周波数ｆ０の周波数成分が低下する。それに伴って、図３に示すように、フィルタ２２を通過する基準周波数ｆ０付近の周波数成分を示す検出信号Ｓ（ｆ０）の電圧は変化する。従って、制御手段４０からの制御信号ＳＣの出力開始時間から所定の基準時間経過後に検出信号Ｓ（ｆ０）が予め定められた基準変化量以上だけ変化していれば、発振電源１４、検出抵抗１６、差動アンプ２０及びフィルタ２２が正常であると判断することができる。反対に、制御信号ＳＣの出力開始時間から所定の基準時間経過後に検出信号Ｓ（ｆ０）が予め定められた基準変化量以上だけ変化しない場合には、発振電源１４、検出抵抗１６、差動アンプ２０又はフィルタ２２が異常であると判断することができる。
【００２８】
すなわち、発振電源１４を停止させることによって、発振電源１４、検出抵抗１６、差動アンプ２０又はフィルタ２２の異常を検出することができる。
【００２９】
また、発振電源１４を完全に停止させる代わりに、発振電源１４からの出力を定常の基準電圧から変化させ、その電圧の変化に伴う検出信号Ｓ（ｆ０）の電圧の変化に基づいて発振電源１４、検出抵抗１６、差動アンプ２０又はフィルタ２２の異常を検出することもできる。
【００３０】
さらに、発振電源１４を完全に停止させる代わりに、発信電源１４は制御信号ＳＣを受けると出力電圧の基準周波数ｆ０をフィルタ２２の通過帯域外の周波数ｆ１に変更するものとしても良い。この場合も、発振電源１４、検出抵抗１６、差動アンプ２０及びフィルタ２２が正常に動作しているなら、カップリングコンデンサ１８の端子Ｂの電圧に重畳していた基準周波数ｆ０の周波数成分が低下し、それに伴って、フィルタ２２を通過する基準周波数ｆ０付近の周波数成分を示す検出信号Ｓ（ｆ０）の電圧は変化する。一方、発振電源１４、検出抵抗１６、差動アンプ２０又はフィルタ２２に異常があれば、検出信号Ｓ（ｆ０）の電圧は大きく変化しない。従って、検出信号Ｓ（ｆ０）の変化に基づいて、発振電源１４、検出抵抗１６、差動アンプ２０又はフィルタ２２の異常を検出することができる。
【００３１】
以上の方法では、発振電源１４、検出抵抗１６、差動アンプ２０又はフィルタ２２に発生した異常の検出は可能であるが、絶縁特性の劣化等のカップリングコンデンサ１８の異常の検出はできない。そこで、次に、カップリングコンデンサ１８の異常の検出について説明する。
【００３２】
主回路１０２のメインリレー４２の投入時又は開放時は、主回路１０２に直接接続されているカップリングコンデンサ１８の蓄積電荷が大きく変動する。また、主回路１０２において短時間での昇圧又は降圧を行った場合にもカップリングコンデンサ１８の蓄積電荷が大きく変動する。カップリングコンデンサ１８の異常は、このように主回路１０２の動作状態を変化させたときのカップリングコンデンサ１８の端子電圧の変化から検出することができる。
【００３３】
例えば、主回路１０２のメインリレー４２が投入状態から開放状態に変化した場合にメインリレー４２から制御手段４０へ開放信号ＳＲが送られるようにする。制御手段４０では、図４に示すように、開放信号ＳＲを受けた時点から所定の基準時間経過後に検出信号Ｓ（ｆ０）が予め定められた基準変化量以上だけ変化していれば、カップリングコンデンサ１８が正常であると判断することができる。反対に、開放信号ＳＲを受けた時点から所定の基準時間経過後に検出信号Ｓ（ｆ０）が予め定められた基準変化量以上だけ変化しない場合には、カップリングコンデンサ１８が異常であると判断することができる。
【００３４】
すなわち、主回路１０２のメインリレー４２を開放し、主回路１０２の動作状態を変化させることによって、カップリングコンデンサ１８の異常を検出することができる。
【００３５】
同様に、主回路１０２のメインリレー４２の投入時、短時間での昇圧時又は降圧時にも、検出信号Ｓ（ｆ０）の変化に基づいて、カップリングコンデンサ１８の異常を検出することができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、カップリングコンデンサを含む異常検出装置の異常の自己診断を正確に行うことができる。また、高耐圧フォトトランジスタのような高価な素子を用いずに異常検出装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態における電動機システムの構成を示すブロック図である。
【図２】 本発明の実施の形態における異常検出装置の作用を説明する図である。
【図３】 本発明の実施の形態における異常検出装置の検出電圧Ｓ（ｆ０）の変化を示す図である。
【図４】 本発明の実施の形態における異常検出装置の検出電圧Ｓ（ｆ０）の変化を示す図である。
【図５】 従来の電動機システムの構成を示すブロック図である。
【図６】 従来の異常検出装置の検出電圧Ｓ（ｆ０）の変化を示す図である。
【符号の説明】
１０ 直流電源、１２ インバータ回路、１４ 発振電源、１６ 検出抵抗、１８ カップリングコンデンサ、２０ 差動アンプ、２２ フィルタ、２４ 自己診断手段、３０，４０ 制御手段、４２ メインリレー、１００ 電動機システム、１０２ 主回路、１０４ 異常検出装置、２００ 電動機システム、２０２ 異常検出装置。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power supply device used for driving an electric motor. More specifically, the present invention relates to a power supply device having an abnormality detection device capable of performing an abnormality self-diagnosis.
[0002]
[Prior art]
In an electric vehicle and a hybrid vehicle, a power supply device including an orthogonal transformation means including an inverter circuit is required in order to drive an AC drive motor mounted thereon by a DC power source such as a battery or a fuel cell.
[0003]
The power supply device incorporates a high-voltage, large-capacity DC power supply and the impedance of its internal circuit is small. For this reason, the power supply device is often provided with an abnormality detection device for detecting a leakage (for example, JP-A-10-290529).
[0004]
As shown in FIG. 5, the power supply device 100 includes a main circuit 102 and an abnormality detection circuit 104. The main circuit 102 includes a DC power supply 10 and an inverter circuit 12, and orthogonally converts the DC voltage supplied from the DC power supply 10 by the inverter circuit 12, and supplies the AC voltage to the motor.
[0005]
The abnormality detection circuit 104 includes an oscillation power supply 14, a detection resistor 16, a coupling capacitor 18, a differential amplifier 20, a filter 22, and a self-diagnosis unit 24. One terminal a of the coupling capacitor 18 is connected to the output terminal of the DC power supply 10 included in the main circuit 102, and the other terminal b is connected to one terminal c of the detection resistor 16. The oscillation power supply 14 is connected between the terminal d of the detection resistor 16 and a ground point (location maintained at the ground potential), and supplies a voltage V (f 0 ) having a low frequency f 0 to the terminal d. .
[0006]
The inverting input terminal of the differential amplifier 20 is connected to the terminal c of the detection resistor 16, and a voltage proportional to the potential difference between the threshold voltage Vs input to the non-inverting input terminal and the voltage at the terminal c is supplied to the filter 22. Filter 22 has a pass band around the reference frequency f 0, and outputs as a detection signal by extracting the frequency component of the reference frequency f 0 near the output from the differential amplifier 20 S (f 0).
[0007]
This detection signal S (f 0 ) varies according to a change in impedance of the main circuit 102. Therefore, as shown in FIG. 6, when a leakage occurs in the main circuit 102, the value drops to a value lower than the value of the detection signal S (f 0 ) when the main circuit 102 is under steady operation. The leakage of the main circuit 102 can be detected by the decrease in the detection signal S (f 0 ).
[0008]
The abnormality detection device 104 is also provided with self-diagnosis means 24 for detecting an abnormality of the abnormality detection device 104 itself. The self-diagnosis unit 24 includes a high voltage phototransistor 26, a protective resistor 28, and a control unit 30. The collector of the high voltage phototransistor 24 is connected to the terminal c, and the emitter is connected to one end of the protective resistor 28. The other end of the protective resistor 28 is grounded. The base of the high voltage phototransistor 26 is connected to the control means 30.
[0009]
When a signal is input from the control means 30 to the base of the high breakdown voltage phototransistor 26, the collector and the emitter are connected, and the input impedance viewed from the oscillation power supply 14 becomes close to the impedance when a leakage occurs in the main circuit 102. At this time, if the detection signal S (f 0 ) decreases, it is determined that the abnormality detection device 104 is operating normally.
[0010]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-290529
[Problems to be solved by the invention]
In the self-diagnosis means 24, the terminal d of the detection resistor 16 is grounded via the protective resistor 28, so that the impedance on the main circuit 102 side viewed from the terminal d of the detection resistor 16 becomes the impedance when the main circuit 102 is leaked. The abnormality of the abnormality detection device 104 is self-diagnosed by approximating it. Accordingly, when an abnormality occurs in the coupling capacitor 18 such as a decrease in insulation due to deterioration over time, there is a problem that the abnormality cannot be detected.
[0012]
Further, the conventional self-diagnosis means 24 has a problem that the manufacturing cost is increased because the high-breakdown-voltage phototransistor 26 having a high element unit price is included.
[0013]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a power supply apparatus and an abnormality detection apparatus that can solve at least one of the above problems.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The present invention can solve the above problems, a main circuit for supplying power to the external device comprises an oscillation power and the coupling capacitors, is the connection and oscillation power and the main circuit via a pre SL coupling capacitor An abnormality detection device for detecting an abnormality of the main circuit, wherein an abnormality of the abnormality detection device is caused by a change in a terminal voltage of the coupling capacitor when an output waveform from the oscillation power supply is changed. And a self-diagnosis means for detecting.
[0015]
The present invention that can solve the above problems includes a main circuit for supplying power to an external device, an oscillation power source and a coupling capacitor, and the main circuit and the oscillation power source are connected via the coupling capacitor, An abnormality detection device that detects an abnormality of the main circuit by a change in terminal voltage of the coupling capacitor, wherein the coupling capacitor when a predetermined reference voltage is output from the oscillation power supply And self-diagnosis means for detecting an abnormality of the abnormality detection device based on a difference between the terminal voltage of the oscillation capacitor and a terminal voltage of the coupling capacitor when a voltage other than the reference voltage is output from the oscillation power supply. Features .
[0016]
The present invention that can solve the above problems includes a main circuit for supplying power to an external device, an oscillation power source and a coupling capacitor, and the main circuit and the oscillation power source are connected via the coupling capacitor, An abnormality detection device for detecting an abnormality of the main circuit by a change in terminal voltage of the coupling capacitor, wherein the coupling when a voltage of a predetermined reference frequency is output from the oscillation power supply Self-diagnosis means for detecting an abnormality of the abnormality detection device based on a difference between a terminal voltage of the capacitor and a terminal voltage of the coupling capacitor when a voltage other than the reference frequency is output from the oscillation power supply. Features.
[0017]
The present invention can solve the above problems, a main circuit for supplying power to the external device includes a mosquito Tsu pulling capacitor, is connected through the main circuit and the previous SL coupling capacitor, abnormalities of pre SL main circuit An abnormality detection device that detects the above-described abnormality when the terminal voltage of the coupling capacitor changes by a predetermined change amount or more within a predetermined reference time after changing the operating state of the main circuit. Self-diagnosis means is provided for determining abnormality of the abnormality detection device when the abnormality detection device is normal and the terminal voltage of the coupling capacitor does not change more than a predetermined change amount within the predetermined reference time .
[0018]
The present invention can solve the above problems, it comprises an oscillation power and the coupling capacitor, before Symbol detect abnormality detecting an abnormality of the main circuit when the via coupling capacitor and the main circuit and the oscillation power are connected A device comprising self-diagnosis means for detecting an abnormality by a change in a terminal voltage of the coupling capacitor when an output waveform from the oscillation power supply is changed .
[0019]
The present invention that can solve the above-mentioned problems includes an oscillation power source and a coupling capacitor, and the main circuit and the oscillation power source are connected by the coupling capacitor when the main circuit and the oscillation power source are connected via the coupling capacitor. An abnormality detection device for detecting an abnormality of a main circuit, wherein a terminal voltage of the coupling capacitor when a predetermined reference voltage is output from the oscillation power source and a voltage other than the reference voltage are output from the oscillation power source And self-diagnosis means for detecting an abnormality based on a difference between the terminal voltage of the coupling capacitor and the coupling capacitor .
[0020]
The present invention that can solve the above-mentioned problems includes an oscillation power source and a coupling capacitor, and the main circuit and the oscillation power source are connected by the coupling capacitor when the main circuit and the oscillation power source are connected via the coupling capacitor. An abnormality detection device for detecting an abnormality of a main circuit, wherein the terminal voltage of the coupling capacitor when a voltage of a predetermined reference frequency is output from the oscillation power supply, and a voltage other than the reference frequency from the oscillation power supply Self-diagnosis means for detecting an abnormality based on a difference from the terminal voltage of the coupling capacitor when the signal is output.
[0021]
In addition, an oscillation power supply and a coupling capacitor are included, and when the main circuit and the oscillation power supply are connected via the coupling capacitor, an abnormality of the main circuit is detected by a change in the terminal voltage of the coupling capacitor. An abnormality detection device, wherein after changing the operating state of the main circuit, it is normal when the terminal voltage of the coupling capacitor changes more than a predetermined change amount within a predetermined reference time, and within the predetermined reference time Self-diagnosis means for making an abnormality when the terminal voltage of the coupling capacitor does not change more than a predetermined change amount is included.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
[0023]
As shown in FIG. 1, the power supply apparatus 200 according to the embodiment of the present invention includes a main circuit 102 and an abnormality detection circuit 202. The main circuit 102 includes a DC power supply 10 and an inverter circuit 12, and orthogonally transforms the DC voltage supplied from the DC power supply by the inverter circuit 12 and supplies the AC voltage to the motor.
[0024]
The abnormality detection circuit 202 basically includes the oscillation power supply 14, the detection resistor 16, the coupling capacitor 18, the differential amplifier 20, the filter 22, and the control means 40. One terminal A of the coupling capacitor 18 is connected to the output terminal of the DC power supply 10 included in the main circuit 102, and the other terminal B is connected to one terminal C of the detection resistor 16. The oscillation power supply 14 is connected between the terminal D of the detection resistor 16 on the side where the coupling capacitor 18 is not connected and the ground point (location maintained at the ground potential).
[0025]
The oscillation power supply 14 supplies a voltage V (f 0 ) having a reference frequency f 0 to the terminal D. Reference frequency f 0 of the output of the oscillation power can be, for example, to 2.5 Hz. The inverting input terminal of the differential amplifier 20 is connected to the terminal D of the detection resistor 16, and the threshold voltage Vs input to the non-inverting input terminal and the voltage of the terminal B of the coupling capacitor 18 (common with the terminal C of the detection resistor) A voltage proportional to the potential difference is supplied to the filter 22. Filter 22 has a pass band around the reference frequency f 0, and outputs as a detection signal by extracting the frequency component of the reference frequency f 0 near the output from the differential amplifier 20 S (f 0). Abnormalities such as leakage of the main circuit 102 can be detected by the decrease in the detection signal S (f 0 ).
[0026]
Further, the abnormality detection apparatus 200 includes a control unit 40. Control means 40 includes a microcomputer, and outputs a control signal S C to the oscillation power source 14. Further, upon receiving the detection signal S (f 0) and the open signal S R, self-diagnose abnormality of the abnormality detection apparatus.
[0027]
First, outgoing power supply 14 is intended to stop the output and receives a control signal S C. When the oscillation power supply 14 is stopped, the terminal B of the coupling capacitor 18 is grounded via the detection resistor 16 as shown in FIG. Oscillation power source 14, detection resistor 16, if the differential amplifier 20 and the filter 22 is operating normally, the frequency component of the reference frequency f 0 superimposed on the voltage of the terminal B of the coupling capacitor 18 is reduced. Accordingly, as shown in FIG. 3, the voltage of the detection signal S (f 0 ) indicating the frequency component near the reference frequency f 0 passing through the filter 22 changes. Accordingly, if changes by more than the reference change amount control signal S detected signal from the output start time after a predetermined reference time of C S (f 0) is predetermined from the control unit 40, an oscillation power source 14, detection It can be determined that the resistor 16, the differential amplifier 20, and the filter 22 are normal. Conversely, when the control signal S detection signal from the output start time after a predetermined reference time of C S (f 0) is not only a change reference change amount than the predetermined, the oscillation power source 14, detection resistor 16, the difference It can be determined that the dynamic amplifier 20 or the filter 22 is abnormal.
[0028]
That is, by stopping the oscillation power supply 14, an abnormality in the oscillation power supply 14, the detection resistor 16, the differential amplifier 20 or the filter 22 can be detected.
[0029]
Further, instead of completely stopping the oscillation power supply 14, the output from the oscillation power supply 14 is changed from the steady reference voltage, and the oscillation power supply is based on the change in the voltage of the detection signal S (f 0 ) accompanying the change in the voltage. 14, the abnormality of the detection resistor 16, the differential amplifier 20, or the filter 22 can also be detected.
[0030]
Moreover, instead of completely stopping the oscillation power source 14, outgoing power supply 14 may be one that changes the reference frequency f 0 of the output voltage subjected to control signal S C to the frequency f 1 outside the pass band of the filter 22. Also in this case, if the oscillation power supply 14, the detection resistor 16, the differential amplifier 20, and the filter 22 are operating normally, the frequency component of the reference frequency f 0 superimposed on the voltage at the terminal B of the coupling capacitor 18 is Accordingly, the voltage of the detection signal S (f 0 ) indicating the frequency component near the reference frequency f 0 passing through the filter 22 is changed. On the other hand, if the oscillation power supply 14, the detection resistor 16, the differential amplifier 20, or the filter 22 is abnormal, the voltage of the detection signal S (f 0 ) does not change greatly. Therefore, an abnormality in the oscillation power supply 14, the detection resistor 16, the differential amplifier 20, or the filter 22 can be detected based on the change in the detection signal S (f 0 ).
[0031]
In the above method, it is possible to detect an abnormality occurring in the oscillation power supply 14, the detection resistor 16, the differential amplifier 20, or the filter 22, but it is impossible to detect an abnormality in the coupling capacitor 18 such as a deterioration in insulation characteristics. Therefore, detection of abnormality of the coupling capacitor 18 will be described next.
[0032]
When the main relay 42 of the main circuit 102 is turned on or opened, the accumulated charge of the coupling capacitor 18 directly connected to the main circuit 102 varies greatly. In addition, the charge stored in the coupling capacitor 18 varies greatly even when the main circuit 102 performs step-up or step-down in a short time. The abnormality of the coupling capacitor 18 can be detected from the change in the terminal voltage of the coupling capacitor 18 when the operating state of the main circuit 102 is changed in this way.
[0033]
For example, the main relay 42 in the main circuit 102 to open signal S R from the main relay 42 to the control unit 40 is sent when changed to the open state from the closed state. In the control unit 40, as shown in FIG. 4, the open signal S detected R from received time after a predetermined reference time signal S (f 0) is if the only change over the reference predetermined variation, It can be determined that the coupling capacitor 18 is normal. Conversely, when the open signal S detection signal from the time after a predetermined reference time that received the R S (f 0) is not only a change reference change amount than the predetermined includes a coupling capacitor 18 is abnormal Judgment can be made.
[0034]
That is, the abnormality of the coupling capacitor 18 can be detected by opening the main relay 42 of the main circuit 102 and changing the operating state of the main circuit 102.
[0035]
Similarly, the abnormality of the coupling capacitor 18 can be detected based on the change of the detection signal S (f 0 ) even when the main relay 42 of the main circuit 102 is turned on or when the voltage is increased or decreased in a short time. .
[0036]
【The invention's effect】
According to the present invention, the abnormality self-diagnosis of the abnormality detecting device including the coupling capacitor can be accurately performed. In addition, the abnormality detection device can be configured without using an expensive element such as a high breakdown voltage phototransistor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an electric motor system in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the abnormality detection device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a change in detection voltage S (f 0 ) of the abnormality detection device in the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a change in detection voltage S (f 0 ) of the abnormality detection device in the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a conventional electric motor system.
FIG. 6 is a diagram showing a change in detection voltage S (f 0 ) of a conventional abnormality detection device.
[Explanation of symbols]
10 DC power supply, 12 inverter circuit, 14 oscillation power supply, 16 detection resistor, 18 coupling capacitor, 20 differential amplifier, 22 filter, 24 self-diagnosis means, 30, 40 control means, 42 main relay, 100 motor system, 102 main Circuit, 104 Abnormality detection device, 200 Electric motor system, 202 Abnormality detection device.

Claims (8)

外部装置へ電力を供給するための主回路と、
発振電源とカップリングコンデンサを含み、前記カップリングコンデンサを介して前記主回路と前記発振電源とが接続され、前記主回路の異常を検出する異常検出装置と、
を備える電源装置であって、
前記発振電源からの出力波形を変化させた際の前記カップリングコンデンサの端子電圧の変化によって前記異常検出装置の異常を検出する自己診断手段を含むことを特徴とする電源装置。A main circuit for supplying power to an external device;
An abnormality detection device including an oscillation power supply and a coupling capacitor, wherein the main circuit and the oscillation power supply are connected via the coupling capacitor, and detects an abnormality of the main circuit;
A power supply device comprising:
A power supply apparatus comprising self-diagnosis means for detecting an abnormality of the abnormality detection apparatus based on a change in a terminal voltage of the coupling capacitor when an output waveform from the oscillation power supply is changed. 外部装置へ電力を供給するための主回路と、
発振電源とカップリングコンデンサを含み、前記主回路と前記発振電源とが前記カップリングコンデンサを介して接続され、前記カップリングコンデンサの端子電圧の変化によって前記主回路の異常を検出する異常検出装置と、
を備える電源装置であって、
前記発振電源から所定の基準電圧を出力しているときの前記カップリングコンデンサの端子電圧と、前記発振電源から前記基準電圧以外の電圧を出力しているときの前記カップリングコンデンサの端子電圧と、の差によって前記異常検出装置の異常を検出する自己診断手段を含むことを特徴とする電源装置。A main circuit for supplying power to an external device;
An abnormality detection device including an oscillation power source and a coupling capacitor, wherein the main circuit and the oscillation power source are connected via the coupling capacitor, and an abnormality of the main circuit is detected by a change in a terminal voltage of the coupling capacitor; ,
A power supply device comprising:
A terminal voltage of the coupling capacitor when a predetermined reference voltage is output from the oscillation power supply; and a terminal voltage of the coupling capacitor when a voltage other than the reference voltage is output from the oscillation power supply; A power supply device comprising self-diagnosis means for detecting an abnormality of the abnormality detection device based on a difference between the two. 外部装置へ電力を供給するための主回路と、
発振電源とカップリングコンデンサを含み、前記主回路と前記発振電源とが前記カップリングコンデンサを介して接続され、前記カップリングコンデンサの端子電圧の変化によって前記主回路の異常を検出する異常検出装置と、
を備える電源装置であって、
前記発振電源から所定の基準周波数の電圧を出力しているときの前記カップリングコンデンサの端子電圧と、前記発振電源から前記基準周波数以外の電圧を出力しているときの前記カップリングコンデンサの端子電圧と、の差によって前記異常検出装置の異常を検出する自己診断手段を含むことを特徴とする電源装置。A main circuit for supplying power to an external device;
An abnormality detection device including an oscillation power source and a coupling capacitor, wherein the main circuit and the oscillation power source are connected via the coupling capacitor, and an abnormality of the main circuit is detected by a change in a terminal voltage of the coupling capacitor; ,
A power supply device comprising:
A terminal voltage of the coupling capacitor when a voltage of a predetermined reference frequency is output from the oscillation power supply, and a terminal voltage of the coupling capacitor when a voltage other than the reference frequency is output from the oscillation power supply And a self-diagnosis means for detecting an abnormality of the abnormality detection device based on the difference between the power supply device and the power supply device. 外部装置へ電力を供給するための主回路と、
カップリングコンデンサを含み、前記主回路と前記カップリングコンデンサを介して接続され、前記主回路の異常を検出する異常検出装置と、
を備える電源装置であって、
前記主回路の動作状態を変化させた後、所定基準時間内に前記カップリングコンデンサの端子電圧が所定の変化量以上変化した場合に前記異常検出装置の正常とし、前記所定基準時間内に前記カップリングコンデンサの端子電圧が所定の変化量以上変化しない場合に前記異常検出装置の異常とする自己診断手段を含むことを特徴とする電源装置。A main circuit for supplying power to an external device;
An abnormality detection device that includes a coupling capacitor, is connected to the main circuit via the coupling capacitor, and detects an abnormality of the main circuit;
A power supply device comprising:
After changing the operating state of the main circuit, when the terminal voltage of the coupling capacitor changes more than a predetermined change amount within a predetermined reference time, the abnormality detection device is determined to be normal, and the cup within the predetermined reference time. A power supply apparatus comprising self-diagnosis means for determining an abnormality of the abnormality detection device when a terminal voltage of the ring capacitor does not change more than a predetermined change amount . 発振電源とカップリングコンデンサを含み、前記カップリングコンデンサを介して主回路と前記発振電源とが接続されているときに前記主回路の異常を検出する異常検出装置であって、
前記発振電源からの出力波形を変化させた際の前記カップリングコンデンサの端子電圧の変化によって異常を検出する自己診断手段を含むことを特徴とする異常検出装置。An abnormality detection device that includes an oscillation power source and a coupling capacitor, and detects an abnormality of the main circuit when the main circuit and the oscillation power source are connected via the coupling capacitor,
An abnormality detection device comprising self-diagnosis means for detecting an abnormality by a change in a terminal voltage of the coupling capacitor when an output waveform from the oscillation power supply is changed. 発振電源とカップリングコンデンサを含み、主回路と前記発振電源とが前記カップリングコンデンサを介して接続されているときに前記カップリングコンデンサの端子電圧の変化によって前記主回路の異常を検出する異常検出装置であって、
前記発振電源から所定の基準電圧を出力しているときの前記カップリングコンデンサの端子電圧と、前記発振電源から前記基準電圧以外の電圧を出力しているときの前記カップリングコンデンサの端子電圧と、の差によって異常を検出する自己診断手段を含むことを特徴とする異常検出装置。An abnormality detection that includes an oscillation power supply and a coupling capacitor, and detects an abnormality of the main circuit by a change in a terminal voltage of the coupling capacitor when the main circuit and the oscillation power supply are connected via the coupling capacitor A device,
A terminal voltage of the coupling capacitor when a predetermined reference voltage is output from the oscillation power supply; and a terminal voltage of the coupling capacitor when a voltage other than the reference voltage is output from the oscillation power supply; An abnormality detection apparatus comprising self-diagnosis means for detecting an abnormality based on a difference between the two. 発振電源とカップリングコンデンサを含み、主回路と前記発振電源とが前記カップリングコンデンサを介して接続されているときに前記カップリングコンデンサの端子電圧の変化によって前記主回路の異常を検出する異常検出装置であって、
前記発振電源から所定の基準周波数の電圧を出力しているときの前記カップリングコンデンサの端子電圧と、前記発振電源から前記基準周波数以外の電圧を出力しているときの前記カップリングコンデンサの端子電圧と、の差によって異常を検出する自己診断手段を含むことを特徴とする異常検出装置。An abnormality detection that includes an oscillation power supply and a coupling capacitor, and detects an abnormality of the main circuit by a change in a terminal voltage of the coupling capacitor when the main circuit and the oscillation power supply are connected via the coupling capacitor A device,
A terminal voltage of the coupling capacitor when a voltage of a predetermined reference frequency is output from the oscillation power supply, and a terminal voltage of the coupling capacitor when a voltage other than the reference frequency is output from the oscillation power supply And a self-diagnosis means for detecting an abnormality based on the difference between. 発振電源とカップリングコンデンサを含み、主回路と前記発振電源とが前記カップリングコンデンサを介して接続されているときに前記カップリングコンデンサの端子電圧の変化によって前記主回路の異常を検出する異常検出装置であって、
前記主回路の動作状態を変化させた後、所定基準時間内に前記カップリングコンデンサの端子電圧が所定の変化量以上変化した場合に正常とし、前記所定基準時間内に前記カップリングコンデンサの端子電圧が所定の変化量以上変化しない場合に異常とする自己診断手段を含むことを特徴とする異常検出装置。An abnormality detection that includes an oscillation power supply and a coupling capacitor, and detects an abnormality of the main circuit by a change in a terminal voltage of the coupling capacitor when the main circuit and the oscillation power supply are connected via the coupling capacitor A device,
After changing the operating state of the main circuit, it is normal when the terminal voltage of the coupling capacitor changes by a predetermined change amount within a predetermined reference time, and the terminal voltage of the coupling capacitor within the predetermined reference time. An abnormality detection device comprising self-diagnosis means for making an abnormality when does not change more than a predetermined change amount .
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