JPH04238272A - 漏洩電流検知機能を備えた電力供給回路 - Google Patents

漏洩電流検知機能を備えた電力供給回路

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JPH04238272A
JPH04238272A JP3020255A JP2025591A JPH04238272A JP H04238272 A JPH04238272 A JP H04238272A JP 3020255 A JP3020255 A JP 3020255A JP 2025591 A JP2025591 A JP 2025591A JP H04238272 A JPH04238272 A JP H04238272A
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JP
Japan
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power supply
current
leakage current
circuit
comparator
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JP3020255A
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English (en)
Inventor
Takashi Enomoto
榎本 高
Nobutaka Tokuda
徳田 信貴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nihon Inter Electronics Corp
Original Assignee
Nihon Inter Electronics Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、回路構成部分のいずれ
かに接地間に漏洩電流が発生した場合に警報出力を発生
する漏洩電流検知機能を備えた電力供給回路に関する。
【0002】
【従来の技術】直流電源から正、逆両極の電圧をモータ
等の負荷に供給する方法として、図2に示すような電力
供給回路を用いる場合がある。なお、図2では制御回路
の一例としてブリッジ回路を用いている。図において、
Q1〜Q4は、それぞれのゲートG1〜G4により開閉
制御されるスイッチング素子であり、これらのスイッチ
ング素子Q1〜Q4がブリッジ回路B・Cを構成してい
る。このブリッジ回路B・Cの正極側は、直流電源Bに
接続され、また、直流電源Bの負極側も接地されている
。IA1,IA2は、負荷M、例えば直流電動機の入力
電流を検知する絶縁形電流検知器である。CPは、絶縁
形電流検知器IA1,IA2の出力電圧を比較し、その
差が一定値以上の場合に、出力端子ALに警報出力を発
生するコンパレータである。
【0003】次に、上記のように構成の電力供給回路に
おける漏洩電流の検出動作を説明する。今、スイッチン
グ素子Q2,Q3のゲートG2,G3に制御信号を入力
し、該素子Q2,Q3を導通状態とする。一方、スイッ
チング素子Q1,Q4は非導通状態となるように設定す
る。まず、正常動作時における直流電源Bから供給され
る電流は、直流電源B→スイッチング素子Q2→絶縁形
電流検知器IA1→負荷M→絶縁形電流検知器IA2→
スイッチング素子Q3→接地の経路を経て電力が供給さ
れ、直流電動機等の負荷Mが駆動される。上記のように
正常な動作時では、絶縁形電流検知器IA1,IA2か
らそれぞれ発生する出力は等しく、したがってコンパレ
ータCPからの出力は発生せず、出力端子ALに警報出
力が生じない。
【0004】次に、直流電動機の巻線等に絶縁不良が生
じ、接地間に図に示すように等価抵抗rdを介して漏洩
電流が流れた場合、絶縁形電流検知器IA2に流入する
電流が相対的に減少し、当該検知器IA1との間に差異
が発生する。したがって、これら電流検知器IA1,I
A2の出力にも差異が生じることになる。そこで、コン
パレータCPでは、この差異を検出し、漏洩電流が許容
値を越えた場合に出力端子ALに警報出力を発生する。 あるいはこの警報出力に基づいて全装置を停止させ、事
故の拡大を防止できるようにするものである。
【発明が解決しようとする課題】しかしがら、上記のよ
うな従来の電力供給回路では、次のような解決すべき課
題があった。 (1)漏洩電流を検知するために使用される検知器IA
1,IA2は、回路動作上同相成分除去の必要性とレベ
ルシフトの必要性から、例えばホール素子利用の検出器
のように、絶縁形電流検知器を用いなければならず、こ
のためコスト高となっていた。 (2)スイッチング素子Q1〜Q4自体の接地間の絶縁
不良が生じた場合に、その検出ができない。すなわち、
例えば図2のスイッチング素子Q3が故障して漏洩電流
が等価抵抗rd’を介して流れたとする。この時、スイ
ッチング素子Q2,Q3が導通しているとすると、直流
電源Bから流れる電流は、直流電源B→スイッチング素
子Q2→絶縁形電流検知器IA1→負荷M→絶縁形電流
検知器IA2→スイッチング素子Q3→接地となる。し
たがって、スイッチング素子Q3から等価抵抗rd’を
介して流れる漏洩電流があっても絶縁形電流検知器IA
1,IA2の出力は同じになる。このため、コンパレー
タCPではその差異を検出ことができない。また、他の
スイッチング素子の漏洩電流においても同様に漏洩電流
を検知することができない難点がある。
【0005】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたもので、回路構成されたいずれの部分から
でも漏洩電流が発生している場合には、これを確実に検
知することができ、かつ、高価な絶縁形電流検知器を用
いることなく安価に製作することができる漏洩電流検知
機能を備えた電力供給回路を提供することを目的とする
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の漏洩電流検知機
能を備えた電力供給回路は、負極側が接地された直流電
源と、該直流電源の正極側に、電流検出手段を介して正
極電源入力端が接続され、その負極電源入力端が前記同
様の電流検出手段を介して接地された制御回路と、該制
御回路を介して前記直流電源から電力の供給を受ける負
荷と、前記制御回路に接続された2つの電流検出手段の
両端電圧を比較し、両者の差異が所定値以上の場合に警
報出力を発生するコンパレータとを有することを特徴と
する。
【0007】
【作用】本発明の漏洩電流検知機能を備えた電力供給回
路では、当該回路構成部分のいずれかの箇所において漏
洩電流が発生した場合、制御回路の正極側に接続した電
流検出手段と、当該制御回路の負極側に接続した電流検
出手段とを流れる電流がそれぞれ異なってくる。そのた
め2つの検出手段の両端に発生する電圧が異なり、この
両者の両端電圧を入力としてコンパレータで比較し、両
者の差異が所定値以上の場合には警報出力を発生し、こ
れにより回路の漏洩電流が検知できるようになる。
【実施例】次に、本発明の実施例を図1に示す。なお、
本発明の漏洩電流検知機能を備えた電力供給回路の基本
的構成は、ゲートG1〜G4を備えたスイッチング素子
Q1〜Q4によりブリッジ回路B・Cを形成している。 このブリッジ回路B・Cの正極側に電流シャント抵抗器
RSを介して直流電源Bの正極側が接続されている。直
流電源Bの負極側は接地され、また、上記ブリッジ回路
B・Cの負極側も電流シャント抵抗器REを介して接地
されている。上記の電流シャント抵抗器RSは、正極側
電流を検出するためのものであり、他方、電流シャント
抵抗器REは、負極側電流を検出するためのものである
。電流シャント抵抗器RS,REの両端に対して、それ
ぞれ増幅器SA1,SA2が接続されている。増幅器S
A1は、正極側流入電流IPによって電流シャント抵抗
器RSの両端間に発生する電圧を所定のレベルまで増幅
させるためのものである。同様に、増幅器SA2は、負
極側流出電流INによって電流シャント抵抗器REの両
端間に発生する電圧を所定のレベルまで増幅させるため
のものである。CPは、上記の増幅器SA1,SA2か
らそれぞれ出力される電圧を比較するコンパレータであ
り、所定の入力差が生じた時に出力端子ALに警報信号
を発生するように構成されている。Mは、ブリッジ回路
B・Cに接続され、直流電源Bによって駆動される直流
電動機等の負荷である。
【0008】次に、上記のように構成の回路の作用を説
明する。まず、当該回路のいずれの部分からも漏洩電流
が生じていない正常時の作用を説明する。なお、スイッ
チング素子Q1,Q4は、それぞれのゲートG1,G4
に制御信号が入力され導通状態であり、他方スイッチン
グ素子Q2,Q3は、それぞれのゲートG2,G3に制
御信号がなく非導通状態となっているとする。上記の場
合、直流電源Bから流れる電流は、直流電源B→電流シ
ャント抵抗器RS→スイッチング素子Q1→負荷M→ス
イッチング素子Q4→電流シャント抵抗器RE→接地の
経路で流れる。漏洩電流が生じていないから電流シャン
ト抵抗器RSに流入する流入電流IPと、電流シャント
抵抗器REから流出する流出電流INとは等しい。それ
ぞれの抵抗器の抵抗値をrs=reとすると、当該抵抗
器RS,REの両端に発生する電圧VS,VEは、VS
=IP・rs,VE=IN・reとなり両者は等しくな
る。したがって、これらの抵抗器RS,REに接続され
た増幅器SA1,SA2への入力電圧も等しく、コンパ
レータCPへの入力は等しくなり、出力端子ALには警
報信号を発生しない。なお、増幅器SA1,SA2の利
得は等しいものとする。
【0009】次に、負荷Mが例えば直流電動機で、その
巻線の絶縁劣化で図1に示すrdなる等価抵抗を介して
漏洩電流は生じたものとする。この時、等価抵抗rdに
流れる漏洩電流をioとする。上記の場合、電流シャン
ト抵抗器RSの両端電圧VSは、VS=IP・rsであ
り、電流シャント抵抗器REの両端電圧VEは、IN’
を地落間の流出電流とすると、VE=IN’・re=(
IP−io)・reとなる。ここで、前記同様に電流シ
ャント抵抗器RS,REの抵抗値rs,reを等しいも
のとすると、VS>VEとなる。したがって、この場合
には増幅器SA1,SA2を介してコンパレータCPに
入力される電圧が異なることになり、該コンパレータC
Pであらかじめ設定した判定レベルを越える電圧差異が
生じている場合には、出力端子ALに警報出力を発生す
る。すなわち、負荷Mの絶縁劣化等による漏洩電流を検
知することが可能となる。
【0010】次に、スイッチング素子Q1〜Q4自体の
いずれかで接地間の絶縁不良等が生じ、漏洩電流が発生
した場合の作用について説明する。ここでは例えば、図
1のスイッチング素子Q2が故障して漏洩電流が等価抵
抗rd’を介して流れたとする。この時、直流電源Bか
ら流れる電流は、前記同様に直流電源Bから流れる電流
は、直流電源B→電流シャント抵抗器RS→スイッチン
グ素子Q1→負荷M→スイッチング素子Q4→電流シャ
ント抵抗器RE→接地の経路で流れるが、等価抵抗rd
’を介して流れる漏洩電流があるために、電流シャント
抵抗器REからの流出電流INは、電流シャント抵抗器
RSの流入電流INに比較して減少し、IP>INとな
る。したがって、前記同様にVS>VEとなり、増幅器
SA1,SA2およびコンパレータCPを介してその出
力端子ALに警報出力を発生する。すなわち、スイッチ
ング素子Q2の絶縁不良による漏洩電流を検知すること
が可能となる。上記と同様の作用により他のスイッチン
グ素子Q1,Q2,Q4の絶縁不良等による回路の漏洩
電流を検知することができる。また、上記の実施例のよ
うな増幅器SA1,SA2の入力端子がそれぞれ直流電
源Bの正極側と負極側に位置させたので、動作が安定し
、ノイズ特性の改善も容易である。このため、従来のよ
うに絶縁形回路方式を用いず増幅器SA1にレベルシフ
ト機能を付加することによりコンパレータCPへの入力
信号を容易に得ることができる。なお、上記の実施例で
は、ブリッジ回路B・Cの正極側と負極側に電流シャン
ト抵抗器RS,REを用いたが、これらに限らずブリッ
ジ回路を他の制御回路に、また、それら電流シャント抵
抗器を他の電流検出手段によりそれぞれ容易に置換する
ことが可能である。
【発明の効果】以上説明したように、本発明の漏洩電流
検知機能を備えた電力供給回路は、負荷に電力を供給す
る直流電源と接続されたブリッジ回路B・Cの正極側お
よび負極側に電流検出手段を挿入し、この検出手段の両
端に発生する電圧を入力としてコンパレータによりその
差異を判別するようにしたので、ブリッジ回路B・Cを
構成するスイッチング素子自体の故障による漏洩電流も
容易に検知することができ、装置全体の事故を未然に防
止することができる。また、従来のように高価な絶縁形
電流検知器を使用していないので、回路全体を安価に製
作することができるなどの優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の漏洩電流検知機能を備えた電力供給回
路を示す回路図である。
【図2】従来の漏洩電流検知機能を備えた電力供給回路
を示す回路図である。
【符号の説明】
RS,RE  電流シャント抵抗器(電流検出手段)B
・C  ブリッジ回路 Q1〜4  スイッチング素子 M  負荷 SA1,SA2  増幅器 CP  コンパレータ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  負極側が接地された直流電源と、該直
    流電源の正極側に、電流検出手段を介して正極電源入力
    端が接続され、その負極電源入力端が前記同様の電流検
    出手段を介して接地された制御回路と、該制御回路を介
    して前記直流電源から電力の供給を受ける負荷と、前記
    制御回路に接続された2つの電流検出手段の両端電圧を
    比較し、両者の差異が所定値以上の場合に警報出力を発
    生するコンパレータとを有することを特徴とする漏洩電
    流検知機能を備えた電力供給回路。
JP3020255A 1991-01-22 1991-01-22 漏洩電流検知機能を備えた電力供給回路 Pending JPH04238272A (ja)

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