CN114746762A - 漏电检测装置、车辆用电源*** - Google Patents

漏电检测装置、车辆用电源*** Download PDF

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Abstract

为了高精度地进行漏电检测装置的故障诊断，第一电压输出部(11a、OP1)生成周期性地变化的周期电压，并将该周期电压经由第一电阻(R1)施加于耦合电容器(Cc)的另一端。第二电阻(R2)和第三电阻(R3)串联地连接于耦合电容器(Cc)与第一电阻(R1)之间的连接点同第二电压输出部(11e、OP3)之间。电压测定部(11b)测定第二电阻(R2)与第三电阻(R3)之间的分压点的电压。在对分压点轮番施加两种固定电压的期间，诊断部(11d)基于由电压测定部(11b)测定出的电压来判定漏电检测装置(10)是否正常。

Description

漏电检测装置、车辆用电源***
技术领域
本发明涉及一种用于检测与地线绝缘的负载的漏电的漏电检测装置、车辆用电源***。
背景技术
近年，混合动力车(HV)、插电式混合动力车(PHV)、电动汽车(EV)普及起来。在这些电动车辆中，与辅机电池(一般为12V输出的铅电池)分开地搭载高电压的驱动用电池(牵引电池)。为了防止触电，包括高电压的驱动用电池、逆变器以及行驶用马达的强电电路与车辆的车身(底盘地线)之间被绝缘。
在强电电路的车辆侧的正极配线与底盘地线之间以及强电电路的车辆侧的负极配线与底盘地线之间分别***有Y电容器，使从高电压的驱动用电池向车辆侧的负载供给的电源稳定化。搭载有监视强电电路与底盘地线之间的绝缘电阻来检测漏电的漏电检测装置。
在AC方式的漏电检测装置中，经由电阻和耦合电容器对驱动用电池的正极端子或负极端子施加脉冲电压并测定该电阻与该耦合电容器的连接点的电压，来检测有无漏电。
在AC方式的漏电检测装置中，作为诊断漏电检测装置本身的故障的方法，存在以下一种方法：施加频率充分低于漏电检测时的频率的脉冲电压，并将所施加的电压与测定出的电压进行比较，如果两者近似则判定为正常(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2010/058855号
发明内容
发明要解决的问题
当耦合电容器的漏电因耦合电容器的劣化而变大时，从漏电检测装置经由耦合电容器及车辆的强电电路而流向底盘地线的漏电流变大。在上述的漏电检测装置的故障诊断方法中，当该漏电流变大时，所施加的脉冲电压下降，从而在所施加的电压与测定出的电压之间产生大的背离。由此，将正常的漏电检测装置误判定为异常的可能性升高。为了抑制该误判定，需要放宽对两者近似的判定基准，但在该情况下，将异常的漏电检测装置误判定为正常的可能性升高。
本公开是鉴于这样的状况而完成的，其目的在于提供一种高精度地进行漏电检测装置的故障诊断的技术。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，本公开的某个方式的漏电检测装置具备：耦合电容器，其一端以与地线绝缘的状态同连接于负载的蓄电部的电流路径连接；第一电压输出部，其生成周期性地变化的周期电压，并将该周期电压经由第一电阻施加于所述耦合电容器的另一端；第二电压输出部，其输出固定电压；第二电阻和第三电阻，所述第二电阻和所述第三电阻串联地连接于所述耦合电容器与所述第一电阻之间的连接点同所述第二电压输出部之间；电压测定部，其测定所述第二电阻与所述第三电阻之间的分压点的电压；漏电判定部，在从所述第一电压输出部输出所述周期电压的状态下，所述漏电判定部基于由所述电压测定部测定出的电压，来判定所述蓄电部的电流路径与所述地线之间有无漏电；以及诊断部，在对所述分压点轮番施加两种固定电压的期间，所述诊断部基于由所述电压测定部测定出的电压来判定本漏电检测装置是否正常。
发明的效果
根据本公开，能够高精度地进行漏电检测装置的故障诊断。
附图说明
图1是用于说明比较例所涉及的具备漏电检测装置的电源***的结构的图。
图2是示出施加脉冲波形和测定电压波形的一例的图。
图3的(a)-(d)是示出比较例所涉及的漏电检测装置的故障诊断时的测定波形的一例的图。
图4是示出比较例所涉及的具备漏电检测装置的电源***的漏电流路径的一例的图。
图5是用于说明实施方式所涉及的具备漏电检测装置的电源***的结构的图。
图6的(a)-(d)是示出实施方式所涉及的漏电检测装置的故障诊断时的测定波形的一例的图。
图7是示出实施方式所涉及的具备漏电检测装置的电源***的漏电流路径的一例的图。
图8的(a)-(d)是示出变形例1所涉及的漏电检测装置的故障诊断时的测定波形的一例的图。
图9的(a)-(d)是示出变形例2所涉及的漏电检测装置的故障诊断时的测定波形的一例的图。
具体实施方式
(比较例)
图1是用于说明比较例所涉及的具备漏电检测装置10的电源***5的结构的图。电源***5搭载于电动车辆。电源***5在电动车辆内与辅机电池(通常使用12V输出的铅电池)分开地设置。电源***5包括漏电检测装置10和高电压的蓄电部20。蓄电部20包括串联连接的多个单体E1-En。对于单体，能够使用锂离子电池单体、镍氢电池单体、铅电池单体、双电层电容器单体、锂离子电容器单体等。下面，在本说明书中，假定使用锂离子电池单体(标称电压：3.6V-3.7V)的例子。
电动车辆具备作为高电压的负载的逆变器2和马达3。蓄电部20的正极与逆变器2的一端通过正极配线Lp连接，蓄电部20的负极与逆变器2的另一端通过负极配线Lm连接。在正极配线Lp***有正侧主继电器MRp，在负极配线Lm***有负侧主继电器MRm。正侧主继电器MRp和负侧主继电器MRm作为用于控制蓄电部20与电动车辆内的高电压的负载之间的导通/切断的接触器发挥功能。此外，也能够使用高耐压且高绝缘的半导体开关来代替继电器。
逆变器2是连接在蓄电部20与马达3之间的双向逆变器。在动力运行时，逆变器2将从蓄电部20供给的直流电力转换为交流电力后供给到马达3。在再生时，将从马达3供给的交流电力转换为直流电力后供给到蓄电部20。马达3例如使用三相交流马达。在动力运行时，马达3与由逆变器2供给的交流电力相应地旋转。在再生时，将由减速产生的旋转能量转换为交流电力后供给到逆变器2。
蓄电部20以与电动车辆的底盘地线绝缘的状态搭载于电动车辆。辅机电池以负极与底盘地线导通的状态搭载于电动车辆。此外，比正侧主继电器MRp靠逆变器2侧的正极配线Lp与底盘地线之间经由正侧Y电容器Cp连接。另外，比负侧主继电器MRm靠逆变器2侧的负极配线Lm与底盘地线之间经由负侧Y电容器Cm连接。正侧Y电容器Cp和负侧Y电容器Cm具有以下作用：分别将正极配线Lp与底盘地线之间以及负极配线Lm与底盘地线之间直流绝缘，并且使正极配线Lp和负极配线Lm的电压稳定化。
在蓄电部20与底盘地线理想绝缘的情况下，蓄电部20的中间电位维持在底盘地线的电位附近。例如，在蓄电部20的两端电压为250V的情况下，蓄电部20的正极电位维持在+125V附近，负极电位维持在-125V附近。在高电压的蓄电部20与底盘地线之间导通的状态下，存在人触碰到电动车辆的露出的导电部而触电的危险。因此，在搭载有高电压的蓄电部20的电动车辆中，需要搭载漏电检测装置10来对连接于高电压的车辆负载的蓄电部20的电流路径与底盘地线之间的绝缘状态进行监视。在图1中，将正极配线Lp与底盘地线间的绝缘状态表示为正侧漏电电阻Rlp，将负极配线Lm与底盘地线间的绝缘状态表示为负侧漏电电阻Rlm。
在比较例中，漏电检测装置10包括耦合电容器Cc、第一电阻R1、第一运算放大器OP1、第二电阻R2、平滑用电容器C1、第二运算放大器OP2以及控制部11。控制部11包括振荡部11a、电压测定部11b、漏电判定部11c以及诊断部11d。控制部11例如能够由微型计算机和非易失性存储器(例如EEPROM、闪存)构成。
耦合电容器Cc的一端连接于蓄电部20的电流路径。在图1所示的例子中，耦合电容器Cc的一端与蓄电部20的负极连接。此外，耦合电容器Cc的一端也可以与蓄电部20的正极连接，还可以与蓄电部20内的多个单体E1-En的任一个节点连接。耦合电容器Cc的另一端经由第一电阻R1来与电压输出部的输出端连接。耦合电容器Cc的另一端与第一电阻R1之间的连接点为测定点A。此外，也可以使用其它阻抗元件来代替第一电阻R1。
在图1中，耦合电容器Cc使用了能够比较廉价地实现大容量化的铝电解电容器。铝电解电容器具有极性，在图1中，铝电解电容器的正极与测定点A连接，铝电解电容器的负极与蓄电部20的负极连接。耦合电容器Cc也可以是将多个铝电解电容器串联地连接来构成的。在该情况下，即使一个电容器发生短路故障，也能够通过剩余的电容器来维持直流绝缘。
上述的电压输出部生成周期性地变化的周期电压，并将生成的周期电压经由第一电阻R1施加于耦合电容器Cc的另一端。以下，在本说明书中，假设使用矩形波电压来作为周期电压的例子。
电压输出部包括振荡部11a和第一运算放大器OP1。振荡部11a包括多谐振荡器或局部振荡器，用于产生预先设定的频率的矩形波。由振荡部11a生成的矩形波电压被输入到第一运算放大器OP1的非反相输入端子。第一运算放大器OP1的输出端子与第一电阻R1连接。第一运算放大器OP1的反相输入端子与输出端子连接。第一运算放大器OP1的正侧电源端子与第一固定电位(电源电位Vcc)连接，第一运算放大器OP1的负侧电源端子与第二固定电位(接地电位GND)连接。下面，在本说明书中假定电源电位Vcc为5V、接地电位GND为0V的例子。
第一运算放大器OP1作为仅进行阻抗变换的放大率为1倍的电压跟随器而发挥功能。此外，也可以使用一个输入端子与第一固定电位连接的AND门、或者一个输入端子与第二固定电位连接的OR门，来代替第一运算放大器OP1。只要是作为将控制部11与测定点A的阻抗隔离的缓冲器发挥功能的元件即可，能够对第一运算放大器OP1进行替代。
测定点A经由第二电阻R2来与第二运算放大器OP2的非反相输入端子连接。第二运算放大器OP2的反相输入端子与输出端子连接。第二运算放大器OP2也作为仅进行阻抗变换的放大率为1倍的电压跟随器而发挥功能。在第二运算放大器OP2的非反相输入端子与第二固定电位(接地电位GND)之间连接有平滑用电容器C1。平滑用电容器C1用于去除向第二运算放大器OP2的非反相输入端子输入的电压的噪声。
第二运算放大器OP2将测定点A的电压输出到电压测定部11b。电压测定部11b用于测定测定点A的电压。电压测定部11b包括A/D转换器，该A/D转换器在与由振荡部11a生成的矩形波电压的上升沿及下降沿的定时同步的定时对测定点A的模拟电压进行采样，并将采样得到的模拟电压转换为数字值。在矩形波电压的上升沿的定时采样得到的电压相当于测定出的电压波形的下侧峰值，在矩形波电压的下降沿的定时采样得到的电压相当于测定出的电压波形的上侧峰值。此外，也可以考虑矩形波电压的圆钝(日语：鈍り)，而对应该对下侧峰值进行采样的定时和应该对上侧峰值进行采样的定时进行调整。电压测定部11b将测定点A的电压输出到漏电判定部11c和诊断部11d。
漏电判定部11c基于由电压测定部11b测定出的测定点A的电压，来判定蓄电部20的电流路径与底盘地线之间有无漏电。在通过上侧峰值与下侧峰值之差表示的峰峰值小于设定值的情况下，漏电判定部11c判定为在蓄电部20的电流路径与底盘地线之间发生了漏电。基于由设计者通过实验或模拟预先导出的漏电发生时的测定电压波形的峰峰值来决定该设定值。在蓄电部20的电流路径与底盘地线之间发生了漏电的情况下，从第一运算放大器OP1经由作为检测电阻起作用的第一电阻R1向耦合电容器Cc流有交流电流。当第一电阻R1流有电流时，由于电压降导致测定点A的电压振幅缩小。
图2是示出施加脉冲波形和测定电压波形的一例的图。从电压输出部对测定点A施加的脉冲波形的高边电位被设定为5V，低边电位被设定为0V。漏电判定部11c确定出在对测定点A施加脉冲电压的期间测定出的电压波形的上侧峰值Vp1和下侧峰值Vp2，并基于通过上侧峰值Vp1与下侧峰值Vp2之差规定的峰峰值来判定有无漏电。
返回到图1。诊断部11d基于由电压测定部11b测定出的电压，来判定漏电检测装置10是否正常。即，诊断漏电检测装置10本身有无故障。在漏电检测装置10的故障诊断时，对测定点A施加频率相比于漏电检测时的频率足够低的脉冲电压。例如，可以是，在漏电检测时施加10Hz的脉冲电压，在漏电检测装置10的故障诊断时施加1Hz的脉冲电压。
图3的(a)-(d)是示出比较例所涉及的漏电检测装置10的故障诊断时的测定波形的一例的图。图3的(a)示出漏电检测装置10正常的情况下的测定波形的一例。如果振荡部11a、第一运算放大器OP1、第一电阻R1、第二电阻R2、第二运算放大器OP2、电压测定部11b的路径正常，则从振荡部11a输出的脉冲电压被电压测定部11b原样测定。此外，由于平滑用电容器C1的影响，测定波形产生圆钝。在所施加的脉冲电压的高水平期间测定出的电压为第一基准电压(在本比较例中为5V)附近的电压、在低水平期间测定出的电压为第二基准电压(在本比较例中为0V)附近的电压时，诊断部11d将漏电检测装置10判定为正常。
另外，当耦合电容器Cc劣化时，漏电流增加。在耦合电容器Cc使用铝电解电容器的情况下，当在无负载状态下被长时间放置时，漏电流容易增加。
图4是示出比较例所涉及的具备漏电检测装置10的电源***5的漏电流路径的一例的图。即使在正常的状态下，在蓄电部20的电流路径与底盘地线之间也以几十MΩ～100MΩ的漏电电阻流有微小的漏电流。即使在正侧主继电器MRp和负侧主继电器MRm断开(开路)的状态下，在蓄电部20侧的电流路径与底盘地线之间也流有微小的漏电流(参照漏电电阻Rlb)。当耦合电容器Cc的绝缘电阻下降时，以第一运算放大器OP1、第一电阻R1、耦合电容器Cc、蓄电部20、漏电电阻Rlb的路径流有微小的漏电流。例如，在第一电阻R1的电阻值被设定为200kΩ的情况下，当耦合电容器Cc的绝缘电阻下降到20MΩ左右时，由于该漏电流的影响，由5V电源生成的脉冲电压的测定波形下降1V左右。
图3的(b)示出从第一运算放大器OP1向底盘地线流有微小的漏电流的情况下的测定波形的一例。此外，漏电检测装置10的电路本身处于正常的状态。在图3的(b)中，由于该漏电流的影响，测定波形整体下降。此外，在图3的(a)-(d)所示的例子中，由于使用无法检测小于0V的电压的测定电路，因此所施加的脉冲电压的低边期间的大部分期间的测定电压被钳位在0V。
图3的(c)示出漏电检测装置10异常的情况下的测定波形的一例。在图3的(c)中，在所施加的脉冲电压的高水平期间和低水平期间的任一期间，均测定出0V附近的电压。在所施加的脉冲电压的高水平期间测定出的电压背离第一基准电压(在本比较例中为5V)规定值以上时，诊断部11d将漏电检测装置10判定为异常。例如，在振荡部11a、第一运算放大器OP1、第一电阻R1、第二电阻R2、第二运算放大器OP2、电压测定部11b的路径的某处发生了断线的情况下，在所施加的脉冲电压的高水平期间也测定出0V附近的电压。此外，在任一电路元件发生了短路故障或开路故障的情况下，在高水平期间测定出的电压也较大地背离第一基准电压。
图3的(d)示出漏电检测装置10中使用的电路元件的常数发生了变化的情况下的测定波形的一例。在比较例中，即使电路元件的常数发生变化，所施加的脉冲电压的测定波形与正常时相比也几乎不变化。例如，即使第一电阻R1的电阻值由于劣化而从200kΩ下降为100kΩ，脉冲电压的测定波形也几乎不变化。
如图3的(b)所示，在比较例所涉及的漏电检测装置10的诊断方法中，较大地受到从第一运算放大器OP1流向底盘地线的微小的漏电流的影响。在图3的(b)所示的例子中，由于漏电检测装置10的电路本身处于正常的状态，因此原本期待诊断部11d将漏电检测装置10判定为正常。然而，所施加的脉冲电压的高边期间的测定电压为4V附近，较大地背离了原本的作为理论值的5V。为了将该状态判定为正常，需要对判定用的规定值设置1V左右的余量，需要大幅放宽判定基准。在该情况下，会遗漏电路元件的小的故障。另外，如图3的(d)所示，在比较例所涉及的漏电检测装置10的诊断方法中，难以检测出电路元件的常数的变化。具体地说，难以检测出第一电阻R1的劣化。
(实施方式)
图5是用于说明实施方式所涉及的具备漏电检测装置10的电源***5的结构的图。下面，说明与图1所示的比较例所涉及的电源***5的结构的不同点。在实施方式中，追加第三电阻R3和第三运算放大器OP3。控制部11还包括恒压输出部11e。恒压输出部11e能够输出第一基准电压(在本实施方式中为5V)和第二基准电压(在本实施方式中为0V)这两种固定电压。
在本实施方式中，振荡部11a和第一运算放大器OP1构成第一电压输出部，恒压输出部11e和第三运算放大器OP3构成第二电压输出部。在本实施方式中，构成为从第一电压输出部也能够输出第一基准电压和第二基准电压这两种固定电压。
第二电阻R2和第三电阻R3串联地连接于耦合电容器Cc与第一电阻R1之间的连接点A同第二电压输出部之间。更具体地说，从恒压输出部11e输出的恒定电压被输入到第三运算放大器OP3的非反相输入端子。第三运算放大器OP3的输出端子连接于第三电阻R3。第三运算放大器OP3的反相输入端子与输出端子连接。第三运算放大器OP3也作为仅进行阻抗变换的放大率为1倍的电压跟随器而发挥功能。
在本实施方式中，第二电阻R2与第三电阻R3的分压点电压被输入到第二运算放大器OP2的非反相输入端子。即，电压测定部11b通过测定第二电阻R2与第三电阻R3的分压点电压，来将测定点A的电压以压缩后的电压进行测定。漏电判定部11c基于由电压测定部11b测定出的电压的振幅值，参照漏电电阻变换表计算漏电电阻值，来判定蓄电部20的电流路径与底盘地线之间有无漏电。在本实施方式中，通过将测定点A的电压分压后进行测定，能够使测定点A的电压偏离测定范围(在本实施方式中为0V～5V)的期间减少。即，能够使无法进行漏电判定的期间减少。
在从第一电压输出部轮番输出两种固定电压的期间，诊断部11d基于由电压测定部11b测定出的电压来诊断漏电检测装置10是否正常。具体地说，诊断部11d计算在该期间的第一状态下测定出的电压与在第二状态下测定出的电压之差，在该差在设定范围内时，将漏电检测装置10判定为正常。第一状态和第二状态分别持续几秒钟(例如4秒钟)。
图6的(a)-(d)是示出实施方式所涉及的漏电检测装置10的故障诊断时的测定波形的一例的图。在以下所示的例子中，以第一电阻R1的电阻值被设定为200kΩ、第二电阻R2的电阻值被设定为1000kΩ以及第三电阻R3的电阻值被设定为1000kΩ的情况为前提。另外，以以下情况为前提：在第一状态下，第一电压输出部输出第一基准电压(在本实施方式中为5V)，第二电压输出部输出第二基准电压(在本实施方式中为0V)，在第二状态下，第一电压输出部输出第二基准电压，第二电压输出部输出第一基准电压。
图6的(a)示出漏电检测装置10正常的情况下的测定波形的一例。如果第一电压输出部、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第二电压输出部、第二运算放大器OP2、电压测定部11b正常，则在第一状态下测定出约2.27V，在第二状态下测定出约2.73V。第一状态的测定电压的理论值和第二状态的测定电压的理论值通过下述(式1)、(式2)来计算。
5×(1000/(200+1000+1000))≈2.27…(式1)
5×((200+1000)/(200+1000+1000))≈2.73…(式2)
诊断部11d计算两者的差电压ΔV。在该例中为0.46V。如果差电压ΔV在设定范围内，则诊断部11d将漏电检测装置10判定为正常。基于由设计者通过实验或模拟而得到的数据，将设定范围设定为能够得到最适合的精度的范围。
在本实施方式中，与比较例同样，当耦合电容器Cc劣化时，漏电流也增加。图7是示出实施方式所涉及的具备漏电检测装置10的电源***5的漏电流路径的一例的图。
图6的(b)示出从第一运算放大器OP1向底盘地线流有微小的漏电流的情况下的测定波形的一例。此外，漏电检测装置10的电路本身处于正常的状态。在图6的(b)中，由于该漏电流的影响，测定波形整体下降了1V。在第一状态下测定出约1.27V，在第二状态下测定出约1.72V。两者的差电压ΔV是0.46V。
图6的(c)示出漏电检测装置10异常的情况下的测定波形的一例。在图6的(c)中，在第一状态和第二状态的任一状态下均测定出0V附近的电压。两者的差电压ΔV是0V。由于差电压ΔV偏离规定的设定范围(中心值为0.46V)，因此诊断部11d将漏电检测装置10判定为异常。
图6的(d)示出漏电检测装置10中使用的电路元件的常数发生了变化的情况下的测定波形的一例。图6的(d)所示的例子示出第一电阻R1的电阻值因劣化而从200kΩ下降为100kΩ的情况下的测定波形。在第一状态下测定出约2.38V，在第二状态下测定出约2.62V。在第一电阻R1的电阻值为100kΩ的情况下，第一状态的测定电压的理论值和第二状态的测定电压的理论值通过下述(式3)、(式4)来计算。
5×(1000/(100+1000+1000))≈2.38…(式3)
5×((100+1000)/(100+1000+1000))≈2.62…(式4)
两者的差电压ΔV是0.24V。由于差电压ΔV偏离规定的设定范围(中心值为0.46V)，因此诊断部11d将漏电检测装置10判定为异常。
如以上说明的那样，根据本实施方式，能够在对分压点轮番施加两种固定电压的期间，通过判定第一状态和第二状态的差电压ΔV是否收敛于设定范围，来高精度地进行漏电检测装置10的故障诊断。具体地说，即使在从第一运算放大器OP1向底盘地线流有微小的漏电流的情况下，如图6的(b)所示，差电压ΔV也为与正常的状态大致相同的值。因而，能够几乎不受微小的漏电流的影响地进行漏电检测装置10的故障诊断。关于这一点，在比较例中，如图3的(b)所示，较大地受到微小的漏电流的影响。在本实施方式中，无需增大设定范围的余量，从而能够减少电路元件的轻微的不良情况的遗漏。
另外，如图6的(d)所示，在本实施方式中，也能够检测电路元件的常数的变化。具体地说，能够检测作为检测电阻发挥功能的第一电阻R1的劣化。关于这一点，在比较例中，如图3的(d)所示，难以检测出电路元件的常数的变化。
(变形例1)
图8的(a)-(d)是示出变形例1所涉及的漏电检测装置10的故障诊断时的测定波形的一例的图。漏电检测装置10的结构与图5所示的结构是同样的。在变形例1中，也以第一电阻R1的电阻值被设定为200kΩ、第二电阻R2的电阻值被设定为1000kΩ以及第三电阻R3的电阻值被设定为1000kΩ的情况为前提。另外，以以下情况为前提：在第一状态下，第一电压输出部输出第一基准电压(在变形例1中也为5V)，第二电压输出部输出第一基准电压，在第二状态下，第一电压输出部输出第一基准电压，第二电压输出部输出第二基准电压(在变形例1中也为0V)。
图8的(a)示出漏电检测装置10正常的情况下的测定波形的一例。如果第一电压输出部、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第二电压输出部、第二运算放大器OP2、电压测定部11b正常，则在第一状态下测定出约5V，在第二状态下测定出约2.27V。在第一状态下，由于对串联连接的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3的两端施加5V，因此第一状态的测定电压的理论值也为5V。第二状态的测定电压的理论值通过上述(式1)来计算。
诊断部11d计算两者的差电压ΔV。在该例中是2.73V。如果差电压ΔV在设定范围内，则诊断部11d将漏电检测装置10判定为正常。
图8的(b)示出从第一运算放大器OP1向底盘地线流有微小的漏电流的情况下的测定波形的一例。此外，漏电检测装置10的电路本身处于正常的状态。在图8的(b)中，由于该漏电流的影响，测定波形整体下降了1V。在第一状态下测定出约4V，在第二状态下测定出约1.27V。两者的差电压ΔV是2.73V。由于差电压ΔV收敛于规定的设定范围(中心值为2.73V)，因此诊断部11d将漏电检测装置10判定为正常。
图8的(c)示出漏电检测装置10异常的情况下的测定波形的一例。在图8的(c)中，在第一状态和第二状态中的任一状态下，均测定出0V附近的电压。两者的差电压ΔV是0V。由于差电压ΔV偏离规定的设定范围(中心值为2.73V)，因此诊断部11d将漏电检测装置10判定为异常。
图8的(d)示出漏电检测装置10中使用的电路元件的常数发生了变化的情况下的测定波形的一例。图8的(d)所示的例子示出第一电阻R1的电阻值因劣化而从200kΩ下降为100kΩ的情况下的测定波形。在第一状态下测定出约5V，在第二状态下测定出约2.38V。在第一状态下，由于对串联连接的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3的两端施加5V，因此，与第一电阻的电阻值无关，第一状态的测定电压的理论值也为5V。第二状态的测定电压的理论值通过上述(式3)来计算。两者的差电压ΔV是2.62V。由于差电压ΔV偏离规定的设定范围(中心值为2.73V)，因此诊断部11d将漏电检测装置10判定为异常。
如以上说明的那样，根据变形例1，即使第一电压输出部在第一状态和第二状态下持续地输出相同的电压，通过切换第二电压输出部的输出电压，也起到与上述实施方式同样的效果。此外，也可以是，第一电压输出部持续地输出第二基准电压，来代替持续地输出第一基准电压。
(变形例2)
图9的(a)-(d)是示出变形例2所涉及的漏电检测装置10的故障诊断时的测定波形的一例的图。漏电检测装置10的结构与图5所示的结构是同样的。在变形例2中，也以第一电阻R1的电阻值被设定为200kΩ、第二电阻R2的电阻值被设定为1000kΩ以及第三电阻R3的电阻值被设定为1000kΩ的情况为前提。另外，以以下情况为前提：在第一状态下，第一电压输出部输出第一基准电压(在变形例2中也为5V)，第二电压输出部输出第一基准电压，在第二状态下，第一电压输出部输出第二基准电压(在变形例2中也为0V)，第二电压输出部输出第一基准电压。
图9的(a)示出漏电检测装置10正常的情况下的测定波形的一例。如果第一电压输出部、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第二电压输出部、第二运算放大器OP2、电压测定部11b正常，则在第一状态下测定出约5V，在第二状态下测定出约2.73V。在第一状态下，由于对串联连接的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3的两端施加5V，因此第一状态的测定电压的理论值也为5V。第二状态的测定电压的理论值通过上述(式2)来计算。
诊断部11d计算两者的差电压ΔV。在该例中是2.27V。如果差电压ΔV在设定范围内，则诊断部11d将漏电检测装置10判定为正常。
图9的(b)示出从第一运算放大器OP1向底盘地线流有微小的漏电流的情况下的测定波形的一例。此外，漏电检测装置10的电路本身处于正常的状态。在图9的(b)中，由于该漏电流的影响，测定波形整体下降了1V。在第一状态下测定出约4V，在第二状态下测定出约1.73V。两者的差电压ΔV是2.27V。由于差电压ΔV收敛于规定的设定范围(中心值为2.27V)，因此诊断部11d将漏电检测装置10判定为正常。
图9的(c)示出漏电检测装置10异常的情况下的测定波形的一例。在图9的(c)中，在第一状态和第二状态中的任一状态下，均测定出0V附近的电压。两者的差电压ΔV是0V。由于差电压ΔV偏离规定的设定范围(中心值为2.27V)，因此诊断部11d将漏电检测装置10判定为异常。
图9的(d)示出漏电检测装置10中使用的电路元件的常数发生了变化的情况下的测定波形的一例。图9的(d)所示的例子示出第一电阻R1的电阻值因劣化而从200kΩ下降为100kΩ的情况下的测定波形。在第一状态下测定出约5V，在第二状态下测定出约2.62V。在第一状态下，由于对串联连接的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3的两端施加5V，因此，与第一电阻的电阻值无关，第一状态的测定电压的理论值也为5V。第二状态的测定电压的理论值通过上述(式4)来计算。两者的差电压ΔV是2.38V。由于差电压ΔV偏离规定的设定范围(中心值为2.27V)，因此诊断部11d将漏电检测装置10判定为异常。
如以上说明的那样，根据变形例2，即使第二电压输出部在第一状态和第二状态下持续地输出相同的电压，通过切换第一电压输出部的输出电压，也起到与上述实施方式同样的效果。另外，根据变形例2，与变形例1相比，第二状态的测定电压的理论值变高，因此对测定波形整体的下降的耐性变大。此外，也可以是，第二电压输出部持续地输出第二基准电压，来代替持续地输出第一基准电压。
以上，基于实施方式对本公开进行了说明。本领域技术人员能够理解的是，实施方式是例示，能够对这些各结构要素、各处理过程的组合进行各种变形，另外这样的变形例也在本公开的范围内。
在上述实施方式中，说明了使用电源电压的5V来作为第一基准电压、使用接地电压的0V来作为第二基准电压的例子。关于这一点，第一基准电压、第二基准电压并不限定于5V、0V，能够使用不同的任意两种电压。
在上述实施方式中，说明了从第一电压输出部经由第一电阻R1对耦合电容器Cc施加矩形波电压的例子。关于这一点，也可以是，对耦合电容器Cc施加正弦波电压。在该情况下，漏电判定部11c也由测定点A的电压波形确定出峰峰值，能够与上述实施方式同样地判定有无漏电。
在上述实施方式中，说明了将漏电检测装置10搭载于电动车辆来使用的例子。关于这一点，实施方式所涉及的漏电检测装置10也能够应用于除车载用途以外的用途。只要是蓄电部20以及从蓄电部20接受电力供给的负载与地线绝缘的结构即可，负载可以是任意的负载。例如，也可以是在铁道车辆内使用的负载。
此外，可以通过以下项目来确定实施方式。
[项目1]
一种漏电检测装置(10)，其特征在于，具备：
耦合电容器(Cc)，其一端以与地线绝缘的状态同连接于负载(2)的蓄电部(20)的电流路径连接；
第一电压输出部(11a、OP1)，其生成周期性地变化的周期电压，并将该周期电压经由第一电阻(R1)施加于所述耦合电容器(Cc)的另一端；
第二电压输出部(11e、OP3)，其输出固定电压；
第二电阻(R2)和第三电阻(R3)，所述第二电阻(R2)和所述第三电阻(R3)串联地连接于所述耦合电容器(Cc)与所述第一电阻(R1)之间的连接点同所述第二电压输出部(11e、OP3)之间；
电压测定部(11b)，其测定所述第二电阻(R2)与所述第三电阻(R3)之间的分压点的电压；
漏电判定部(11c)，在从所述第一电压输出部(11a、OP1)输出所述周期电压的状态下，所述漏电判定部(11c)基于由所述电压测定部(11b)测定出的电压，来判定所述蓄电部(20)的电流路径与所述地线之间有无漏电；以及
诊断部(11d)，在对所述分压点轮番施加两种固定电压的期间，所述诊断部(11d)基于由所述电压测定部(11b)测定出的电压来判定本漏电检测装置(10)是否正常。
由此，能够高精度地进行漏电检测装置(10)的故障诊断。
[项目2]
根据项目1所述的漏电检测装置(10)，其特征在于，
当在所述期间的第一状态下测定出的电压与在所述期间的第二状态下测定出的电压之差偏离设定范围时，所述诊断部(11d)将本漏电检测装置(10)判定为异常，
所述第二状态与所述第一状态相比，所述第一电压输出部(11a、OP1)和所述第二电压输出部(11e、OP3)中的至少一方的输出电压不同。
由此，能够高精度地进行漏电检测装置(10)的故障诊断。
[项目3]
根据项目2所述的漏电检测装置(10)，其特征在于，
所述第一电压输出部(11a、OP1)在所述第一状态下输出第一基准电压，在所述第二状态下输出第二基准电压，
所述第二电压输出部(11e、OP3)在所述第一状态下输出所述第二基准电压，在所述第二状态下输出所述第一基准电压，
由此，能够测定适合的判定用的差电压。
[项目4]
根据项目2所述的漏电检测装置(10)，其特征在于，
所述第一电压输出部(11a、OP1)在所述第一状态和所述第二状态下持续地输出第一基准电压或第二基准电压，
所述第二电压输出部(11e、OP3)在所述第一状态下输出所述第一基准电压，在所述第二状态下输出所述第二基准电压。
由此，能够测定适合的判定用的差电压。
[项目5]
根据项目2所述的漏电检测装置(10)，其特征在于，
所述第一电压输出部(11a、OP1)在所述第一状态下输出第一基准电压，在所述第二状态下输出第二基准电压，
所述第二电压输出部(11e、OP3)在所述第一状态和所述第二状态下持续地输出所述第一基准电压或所述第二基准电压。
由此，能够测定适合的判定用的差电压。
[项目6]
根据权利要求3至5中的任一项所述的漏电检测装置(10)，其特征在于，
所述第一基准电压是高边基准电压，
所述第二基准电压是低边基准电压。
由此，能够简单地生成第一基准电压和第二基准电压。
[项目7]
一种车辆用电源***(5)，其特征在于，具备：
蓄电部(20)，其以与车辆的底盘地线绝缘的状态进行搭载，用于向所述车辆内的负载(2)供给电力；以及
根据项目1至6中的任一项所述的漏电检测装置(10)。
由此，能够实现如下一种车辆用电源***(5)：具备能够高精度地进行自身的故障诊断的漏电检测装置(10)。
附图标记说明
2：逆变器；3：马达；Lp：正极配线；Lm：负极配线；Cp：正侧Y电容器；Cm：负侧Y电容器；Rlp：正侧漏电电阻；Rlm：负侧漏电电阻；Rlb：漏电电阻；MRp：正侧主继电器；MRm：负侧主继电器；5：电源***；20：蓄电部；E1-En：单体；10：漏电检测装置；11：控制部；11a：振荡部；11b：电压测定部；11c：漏电判定部；11d：诊断部；11e：恒压输出部；Cc：耦合电容器；R1：第一电阻；R2：第二电阻；R3：第三电阻；C1：平滑用电容器；OP1：第一运算放大器；OP2：第二运算放大器；OP3：第三运算放大器。

Claims (7)

1.一种漏电检测装置，其特征在于，具备：
耦合电容器，其一端以与地线绝缘的状态同连接于负载的蓄电部的电流路径连接；
第一电压输出部，其生成周期性地变化的周期电压，并将该周期电压经由第一电阻施加于所述耦合电容器的另一端；
第二电压输出部，其输出固定电压；
第二电阻和第三电阻，所述第二电阻和所述第三电阻串联地连接于所述耦合电容器与所述第一电阻之间的连接点同所述第二电压输出部之间；
电压测定部，其测定所述第二电阻与所述第三电阻之间的分压点的电压；
漏电判定部，在从所述第一电压输出部输出所述周期电压的状态下，所述漏电判定部基于由所述电压测定部测定出的电压，来判定所述蓄电部的电流路径与所述地线之间有无漏电；以及
诊断部，在对所述分压点轮番施加两种固定电压的期间，所述诊断部基于由所述电压测定部测定出的电压来判定本漏电检测装置是否正常。
2.根据权利要求1所述的漏电检测装置，其特征在于，
当在所述期间的第一状态下测定出的电压与在所述期间的第二状态下测定出的电压之差偏离设定范围时，所述诊断部将本漏电检测装置判定为异常，
所述第二状态与所述第一状态相比，所述第一电压输出部和所述第二电压输出部中的至少一方的输出电压不同。
3.根据权利要求2所述的漏电检测装置，其特征在于，
所述第一电压输出部在所述第一状态下输出第一基准电压，在所述第二状态下输出第二基准电压，
所述第二电压输出部在所述第一状态下输出所述第二基准电压，在所述第二状态下输出所述第一基准电压。
4.根据权利要求2所述的漏电检测装置，其特征在于，
所述第一电压输出部在所述第一状态和所述第二状态下持续地输出第一基准电压或第二基准电压，
所述第二电压输出部在所述第一状态下输出所述第一基准电压，在所述第二状态下输出所述第二基准电压。
5.根据权利要求2所述的漏电检测装置，其特征在于，
所述第一电压输出部在所述第一状态下输出第一基准电压，在所述第二状态下输出第二基准电压，
所述第二电压输出部在所述第一状态和所述第二状态下持续地输出所述第一基准电压或所述第二基准电压。
6.根据权利要求3至5中的任一项所述的漏电检测装置，其特征在于，
所述第一基准电压是高边基准电压，
所述第二基准电压是低边基准电压。
7.一种车辆用电源***，其特征在于，具备：
蓄电部，其以与车辆的底盘地线绝缘的状态进行搭载，用于向所述车辆内的负载供给电力；以及
根据权利要求1至6中的任一项所述的漏电检测装置。
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