專利名稱：漏電檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測直流電源的漏電的漏電檢測裝置。
背景技術(shù)：
在電動汽車中安裝有高壓的直流電源，用于驅(qū)動發(fā)動機(jī)和車載設(shè)備。該直流電源與被接地的車體電氣絕緣，但在直流電源與車體之間電氣連接時，由于某種原因致使電流從直流電源通過車體流向大地而產(chǎn)生漏電(或者接地)。因此，在直流電源中設(shè)置了用于檢測這種漏電等的檢測裝置。在后面敘述的專利文獻(xiàn)I中記載了被安裝于電動汽車的接地檢測裝置。在專利文獻(xiàn)I中，車輛用接地檢測裝置在耦合電容器的一端側(cè)連接直流電源的正端子，對作為耦合電容器的另一端側(cè)的測定點施加矩形波脈沖信號，對耦合電容器進(jìn)行充電，檢測此時產(chǎn)生于測定點的電壓信號，并檢測直流電源的接地，在這種車輛用接地檢測裝置中，求出在矩形波脈沖信號成為第I相位的時刻在測定點測出的電壓、與在矩形波脈沖信號成為第2相位的時刻在測定點測出的電壓值之差分，根據(jù)該差分電壓來檢測直流電源的接地。在專利文獻(xiàn)I的接地檢測裝置中，在完成對耦合電容器的充電后，從耦合電容器開始放電，從放電開始到結(jié)束需要預(yù)定時間。因此，當(dāng)在脈沖下降和上升的定時中檢測電壓并進(jìn)行有無接地的判定的情況下，考慮到耦合充電器的放電時間，需要等待從脈沖下降起到耦合充電器的放電結(jié)束，然后下一個脈沖上升。因此，從脈沖的下降到上升的區(qū)間變長，存在進(jìn)行判定需要時間的問題。另外，在后面敘述的專利文獻(xiàn)2中記載了根據(jù)電容器的電壓來檢測直流電源的絕緣狀態(tài)的裝置。在該裝置中設(shè)有使電容器放電的復(fù)位開關(guān)，在電容器的兩端電壓超過正常工作時的最大電壓的情況下，等待電容器的兩端電壓下降到固定電壓，在達(dá)到固定電壓時接通復(fù)位開關(guān)，使電容器快速放電。專利文獻(xiàn)I日本特開2003-250201號公報專利文獻(xiàn)2日本特開2008-89322號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題是在檢測直流電源的漏電的漏電檢測裝置中，能夠快速判定有無漏電。本發(fā)明的漏電檢測裝置具有耦合電容器，其一端與直流電源連接；脈沖發(fā)生器，其向該耦合電容器的另一端提供脈沖；電壓檢測部，其檢測利用上述脈沖來充電的耦合電容器的電壓；漏電判定部，其將該電壓檢測部檢測到的電壓與閾值進(jìn)行比較，根據(jù)該比較結(jié)果來判定直流電源有無漏電；以及第I放電電路，其在脈沖下降后工作固定時間，強(qiáng)制地使耦合電容器的電荷放電。并且，脈沖發(fā)生器在經(jīng)過了上述固定時間時使新的脈沖上升。這樣，利用脈沖來充電的耦合電容器從脈沖下降的時刻起，通過第I放電電路被強(qiáng)制放電，因而截止到下一個脈沖上升的時間縮短，能夠迅速進(jìn)行漏電檢測。
也可以是，本發(fā)明的漏電檢測裝置構(gòu)成為具有控制第I放電電路的動作的控制部，在脈沖下降時，控制部向第I放電電路輸出控制信號。在這種情況下，第I放電電路包括根據(jù)控制信號而導(dǎo)通上述固定時間的晶體管，并通過該晶體管強(qiáng)制地使耦合電容器的電荷放電。并且，也可以是，本發(fā)明的漏電檢測裝置具有濾波器電路，其設(shè)于耦合電容器與電壓檢測部之間；以及第2放電電路，其強(qiáng)制地使該濾波器電路具有的電容器的電荷放電。在這種情況下，優(yōu)選第I放電電路和第2放電電路同時開始工作。并且，在本發(fā)明的漏電檢測裝置中，優(yōu)選在從脈沖上升起到耦合電容器的電壓飽和為止的期間中的預(yù)定時刻，漏電判定部判定有無漏電。這樣，能夠在耦合電容器達(dá)到飽和之前的時刻，通過漏電判定部進(jìn)行有無漏電判定，能夠更加快速地進(jìn)行漏電檢測。并且，在本發(fā)明的漏電檢測裝置中，優(yōu)選每當(dāng)從脈沖發(fā)生器輸出新的脈沖時，漏電判定部判定有無漏電。這樣，能夠增加漏電判定的次數(shù)，使更加快速地進(jìn)行漏電檢測。根據(jù)本發(fā)明的漏電檢測裝置，耦合電容器通過第I放電電路被強(qiáng)制放電，因而截止到下一個脈沖上升的時間縮短，能夠迅速進(jìn)行漏電檢測。


圖I是示出本發(fā)明的實施方式的漏電檢測裝置的電路圖。圖2是在漏電時和不漏電時的檢測電壓的波形圖。圖3是說明漏電檢測裝置的動作的時序圖。圖4是說明不具有放電電路的漏電檢測裝置的動作的時序圖。標(biāo)號說明I控制部；2脈沖發(fā)生器；3放電電路(第I放電電路);4放電電路(第2放電電路)；5存儲器；6電壓檢測部；7漏電判定部；8定時器；100漏電檢測裝置；C1耦合電容器；B直流電源；G大地；R3電阻；C2電容器；V1閾值。
具體實施例方式下面，參照

本發(fā)明的實施方式。在此，列舉將本發(fā)明應(yīng)用于被安裝于電動汽車的漏電檢測裝置的示例。如圖I所示，漏電檢測裝置100具有控制部I、脈沖發(fā)生器2、放電電路3、放電電路
4、存儲器5、電阻Rl R3、電容器C1、C2?？刂撇縄由CPU構(gòu)成，具有電壓檢測部6、漏電判定部7、定時器8。脈沖發(fā)生器2根據(jù)來自控制部I的命令，生成預(yù)定頻率的脈沖。電阻Rl與脈沖發(fā)生器2的輸出側(cè)連接。電阻R2與電阻Rl串聯(lián)連接。電阻R2的值與電阻Rl的值相比足夠小。電容器Cl的一端與直流電源B的負(fù)極連接，電容器Cl的另一端與電阻R2連接。該電容器Cl是對漏電檢測裝置100和直流電源B進(jìn)行直流分離的耦合電容器。直流電源B的正極與未圖示的負(fù)載連接。寄生電容器Co位于直流電源B和大地G(車體)之間。
放電電路3 (第I放電電路)由晶體管Ql、電阻R4、電阻R5構(gòu)成。晶體管Ql的集電極與電阻Rl和電阻R2的連接點連接。晶體管Ql的發(fā)射極被接地。晶體管Ql的基極經(jīng)由電阻R4與控制部I連接。電阻R5跨接晶體管Ql的基極和發(fā)射極。該放電電路3是如后面所述強(qiáng)制使耦合電容器Cl及寄生電容器Co的電荷按照箭頭所指的路徑放電的電路。電阻R3的一端與電阻Rl和電阻R2的連接點連接。電阻R3的另一端與控制部I連接。電容器C2連接于電阻R3的另一端和大地之間。該電容器C2是濾波用的電容器，其與電阻R3 —起構(gòu)成將輸入到控制部I的電壓的噪聲去除的濾波器電路。
放電電路4 (第2放電電路)由晶體管Q2、電阻R6 R8構(gòu)成。晶體管Q2的集電極經(jīng)由電阻R6與電阻R3和電容器C2的連接點連接。晶體管Q2的發(fā)射極被接地。晶體管Q2的基極經(jīng)由電阻R7與控制部I連接。電阻R8跨接晶體管Q2的基極和發(fā)射極。該放電電路4是如后面所述強(qiáng)制使電容器C2的電荷按照箭頭所指的路徑放電的電路。存儲器5由ROM和RAM等構(gòu)成，并構(gòu)成存儲部。在該存儲器5中存儲有后面敘述的閾值VI。在控制部I中，電壓檢測部6根據(jù)從電阻Rl和R2的連接點n經(jīng)由電阻R3及電容器C2被取入控制部I的電壓，檢測耦合電容器Cl的電壓。漏電判定部7將電壓檢測部6檢測到的電壓與閾值Vl進(jìn)行比較，根據(jù)該比較結(jié)果來判定有無漏電。定時器8測定從由脈沖發(fā)生器2輸出的脈沖下降的時刻起的經(jīng)過時間。下面，說明如上所述構(gòu)成的漏電檢測裝置100的動作。從脈沖發(fā)生器2輸出的脈沖經(jīng)由電阻Rl和電阻R2被提供給耦合電容器Cl。由該脈沖對耦合電容器Cl進(jìn)行充電(此時，寄生電容器Co也被充電)，n點的電位上升。該n點的電位經(jīng)由電阻R3和電容器C2被輸入控制部I。電壓檢測部6根據(jù)該輸入電壓檢測耦合電容器Cl的電壓。下面，將該檢測到的電壓稱為“檢測電壓”。在沒有產(chǎn)生從直流電源B至大地G的漏電的情況下，如圖2中的實線所示，檢測電壓急劇上升。因此，在從脈沖于時刻to上升起到脈沖于時刻tl下降為止的期間，檢測電壓超過閾值VI。另一方面，在產(chǎn)生從直流電源B向大地G的漏電的情況下，如圖2中的虛線所示，由于基于漏電阻抗的時間常數(shù)的影響，檢測電壓緩慢上升。因此，在從時刻to到時刻tl的期間，檢測電壓不超過閾值VI。電壓檢測部6在脈沖下降的時刻tl檢測耦合電容器Cl的電壓。該時刻tl是指在從脈沖上升起到耦合電容器Cl的電壓飽和為止的期間中預(yù)先設(shè)定的時刻。在沒有產(chǎn)生漏電的情況下，檢測電壓為Va，在產(chǎn)生漏電的情況下，檢測電壓為Vb。漏電判定部7將檢測電壓和閾值Vl進(jìn)行比較，如果檢測電壓為閾值Vl以上(Va)，則判定為沒有漏電，如果檢測電壓小于閾值Vl (Vb)，則判定為漏電。另外，在脈沖下降的時刻tl，從控制部I向放電電路3、4輸出控制信號。放電電路
3、4的晶體管Q1、Q2借助該控制信號分別成為導(dǎo)通狀態(tài)。因此，耦合電容器Cl和寄生電容器Co的充電電荷通過晶體管Ql而放電，電容器C2的充電電荷通過晶體管Q2而放電。結(jié)果，檢測電壓按照圖2所示從時刻tl開始減小。以上是漏電檢測的基本動作。下面，參照圖3更詳細(xì)地說明漏電檢測裝置100的動作。
脈沖發(fā)生器2按照圖3 (a)所示輸出具有tl的脈沖寬度的脈沖。利用該脈沖來充電的耦合電容器Cl的電壓按照圖3(c)所示變化。并且，在脈沖下降的定時X，電壓檢測部6檢測耦合電容器Cl的電壓，同時漏電判定部7將檢測電壓與閾值Vl進(jìn)行比較，并進(jìn)行有無漏電的判定。并且，在脈沖下降的定時X，從控制部1(圖I)向放電電路3和放電電路4同時輸出控制信號，放電電路3、4的晶體管Ql、Q2按照圖3(b)所示同時導(dǎo)通。即，放電電路3、4同時開始工作。由此，如前面所述，耦合電容器Cl的電荷通過晶體管Ql而放電，電容器C2的電荷通過晶體管Q2而放電。從耦合電容器Cl開始放電的時刻起，由電壓檢測部6檢測到的電壓由于強(qiáng)制放電而如圖3(c)所示地快速下降。并且，在經(jīng)過由定時器8測定到的固定時間ta后，下一個新的脈沖上升，并且放電電路3、4的晶體管Q1、Q2同時截止。另外，ta的值被設(shè)定為耦合電容器Cl的電壓由于強(qiáng)制放電基本上成為0伏特的時間。這樣，在本實施方式中，耦合電容器Cl的電荷通過放電電路3的晶體管Ql被強(qiáng)制放電，因而從脈沖的下降到下一個脈沖的上升為止的時間ta能夠設(shè)置得較短。其結(jié)果是，圖3(a)所示的脈沖的間隔Tl變短，能夠迅速進(jìn)行漏電檢測。圖4示出不設(shè)置放電電路3時的脈沖輸出。在這種情況下，從耦合電容器Cl開始放電的時刻起，由電壓檢測部6檢測到的電壓由于沒有強(qiáng)制放電，而按照圖4(b)所示緩慢下降。并且，在經(jīng)過固定時間tb后，下一個脈沖上升。該時間tb比圖3中的時間ta長。因此，圖4(a)中的脈沖的間隔T2變長，進(jìn)行漏電檢測費時間。另外，在本實施方式中，如前面所述，在從脈沖上升起到耦合電容器Cl的電壓飽和為止的期間的預(yù)定時刻(圖2中的tl)，漏電判定部7判定有無漏電。在本實施方式中，在耦合電容器Cl的電壓達(dá)到飽和之前脈沖下降，因而不繼續(xù)進(jìn)行耦合電容器Cl的充電。并且，在脈沖下降的時刻，漏電判定部7判定有無漏電。因此，在耦合電容器Cl達(dá)到飽和之前的時刻，能夠利用漏電判定部7進(jìn)行有無漏電判定，能夠更加快速地進(jìn)行漏電檢測。 并且，在本實施方式中，根據(jù)圖3可知，每當(dāng)從脈沖發(fā)生器2輸出新的脈沖時，利用漏電判定部7判定有無漏電。因此，增加了漏電判定的次數(shù)，能夠更加快速地進(jìn)行漏電檢測。在本發(fā)明中，除了以上敘述的情況之外，還能夠采用各種實施方式。例如，在圖I中示出了這樣的示例，即，設(shè)置由電阻R3和電容器C2構(gòu)成的濾波器電路、以及用于強(qiáng)制使電容器C2的電荷放電的放電電路4，但在本發(fā)明中也可以省略濾波器電路和放電電路4。并且，在前述的實施方式中，在從脈沖發(fā)生器2輸出的脈沖下降的定時，電壓檢測部6檢測耦合電容器Cl的電壓，漏電判定部7判定有無漏電，但本發(fā)明不限于此。例如，也可以在脈沖下降之前的預(yù)定時刻執(zhí)行基于電壓檢測部6的電壓檢測和基于漏電判定部7的有無漏電判定。并且，在前述的實施方式中，示出了用晶體管Ql和電阻R4、R5構(gòu)成放電電路3的示例，但也可以用具有線圈和接點的繼電器構(gòu)成放電電路3。這同樣適用于放電電路4。另外，在前述的實施方式中列舉了將本發(fā)明應(yīng)用于被安裝于車輛的漏電檢測裝置的示例，然而本發(fā)明也能夠應(yīng)用于在除車輛之外的用途中使用的漏電檢測裝置。
權(quán)利要求
1.一種漏電檢測裝置，該漏電檢測裝置具有耦合電容器，其一端與直流電源連接；脈沖發(fā)生器，其向所述耦合電容器的另一端提供脈沖；電壓檢測部，其檢測利用所述脈沖來充電的所述耦合電容器的電壓；以及漏電判定部，其將所述電壓檢測部檢測到的電壓與閾值進(jìn)行比較，根據(jù)該比較結(jié)果來判定所述直流電源有無漏電，所述漏電檢測裝置的特征在于， 所述漏電檢測裝置還具有第I放電電路，該第I放電電路在所述脈沖下降后工作固定時間，強(qiáng)制地使所述耦合電容器的電荷放電， 所述脈沖發(fā)生器在經(jīng)過了所述固定時間時使新的脈沖上升。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的漏電檢測裝置，其特征在于， 所述漏電檢測裝置還具有控制所述第I放電電路的動作的控制部， 在所述脈沖下降時，所述控制部向所述第I放電電路輸出控制信號， 所述第I放電電路包括根據(jù)所述控制信號而導(dǎo)通所述固定時間的晶體管，并通過所述晶體管強(qiáng)制地使所述耦合電容器的電荷放電。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的漏電檢測裝置，其特征在于，所述漏電檢測裝置還具有 濾波器電路，其設(shè)于所述耦合電容器與所述電壓檢測部之間；以及 第2放電電路，其強(qiáng)制地使所述濾波器電路具有的電容器的電荷放電， 所述第I放電電路和所述第2放電電路同時開始工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的漏電檢測裝置，其特征在于，在從所述脈沖上升起到所述耦合電容器的電壓飽和為止的期間中的預(yù)定時刻，所述漏電判定部判定有無漏電。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的漏電檢測裝置，其特征在于，每當(dāng)從所述脈沖發(fā)生器輸出所述新的脈沖時，所述漏電判定部判定有無漏電。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠快速檢測漏電的漏電檢測裝置。漏電檢測裝置(100)具有脈沖發(fā)生器(2)，其向耦合電容器(C1)提供脈沖；電壓檢測部(6)，其檢測耦合電容器(C1)的電壓；漏電判定部(7)，其將電壓檢測部(6)檢測到的電壓與閾值進(jìn)行比較，根據(jù)該比較結(jié)果來判定直流電源(B)有無漏電；以及放電電路(3)，其在脈沖下降后工作固定時間(ta)，強(qiáng)制地使耦合電容器(C1)的電荷放電。脈沖發(fā)生器(2)在經(jīng)過了固定時間(ta)時使新的脈沖上升。
文檔編號B60L3/00GK102645605SQ201210031569
公開日2012年8月22日 申請日期2012年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月16日
發(fā)明者宮本聰, 小平和史, 幾島好廣, 成瀬秀明, 藤井真輝 申請人:歐姆龍汽車電子株式會社