(57)【要約】【課題】簡素な構成で直流漏電を検出することができる直流漏電検出装置を提供する。【解決手段】制御装置１１は、極性比率検出部１１０と、判定部１１１とを備えている。極性比率検出部１１０は、正極側極性比率及び負極側極性比率を検出する。判定部１１１は、極性比率検出部１１０から出力される極性比率に基づいて直流漏電が発生しているか否かを判定する。直流漏電が発生していない場合、正極側極性比率及び負極側極性比率は、それぞれ５０％である。しかし、商用交流電源ＡＣ１と力率改善回路１００の間で直流漏電が発生すると、漏電電流による電圧降下によって交流電流が正極側にオフセットし、極性比率が変化する。そのため、極性比率に基づいて直流漏電を検出することができる。しかも、極性比率は、交流電流を検出することによって求めることができる。従って、簡素な構成で直流漏電を検出することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源に接続される電子装置の直流漏電を検出する直流漏電検出装置において、
前記交流電源から出力される交流電流の１周期中における正極性である期間の割合、又は、交流電流の１周期中における負極性である期間の割合を示す極性比率を検出する極性比率検出手段（１１０）と、
前記極性比率検出手段の検出した極性比率に基づいて直流漏電が発生しているか否かを判定する判定手段（１１１）と、
を有することを特徴とする直流漏電検出装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記極性比率検出手段の検出した、交流電流の１周期中における正極性である期間の割合を示す極性比率が、正極側判定基準比率以上であるとき、又は、交流電流の１周期中における負極性である期間の割合を示す極性比率が、前記正極側判定基準比率より小さい負極側判定基準比率以下であるとき、直流漏電が発生していると判定することを特徴とする請求項１に記載の直流漏電検出装置。
【請求項３】
前記正極側判定基準比率は、５０％より大きい値であり、
前記負極側判定基準比率は、５０％より小さい値であることを特徴とする請求項２に記載の直流漏電検出装置。
【請求項４】
前記正極側判定基準比率及び前記負極側判定基準比率は、直流漏電によって流れる電流が人体に流れる電流として許容される大きさの電流である場合における、交流電流の１周期中における正極性である期間の割合を示す極性比率、及び、交流電流の１周期中における負極性である期間の割合を示す極性比率に基づいて予め設定されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の直流漏電検出装置。
【請求項５】
前記極性比率検出手段は、交流電流のゼロクロス点を検出するゼロクロス点検出手段（１１０ａ、１１０ｂ）を有し、前記ゼロクロス点検出手段の検出したゼロクロス点に基づいて極性比率を検出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の直流漏電検出装置。
【請求項６】
前記判定手段は、直流漏電が発生していると判定したとき、その旨を報知することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の直流漏電検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流漏電を検出する直流漏電検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、直流漏電を検出する直流漏電検出装置として、例えば以下に示す特許文献１に開示されている直流漏電検出装置がある。
【０００３】
この直流漏電検出装置は、負荷と直流電源を接続するための導線の直流漏電を検出する装置である。直流漏電検出装置は、コイルの巻回された環状のコアと、高周波出力回路と、電流制限回路と、整流回路と、比較回路とを備えている。
【０００４】
高周波出力回路は、高周波電流を出力する回路である。高周波出力回路は、コイルに接続されている。電流制限回路は、コイルに流れる電流を制限する回路である。電流制限回路は、高周波出力回路とコイルの間に接続されている。整流回路は、コイルに誘起される電圧を整流して直流電圧に変換する回路である。整流回路は、コイルに接続されている。比較回路は、整流回路の出力電圧を予め設定されている基準電圧と比較して、直流漏電が発生しているか否かを判定する回路である。検出対象である、負荷と直流電源を接続するための導体は、コアに形成された穴を貫通するように配置されている。
【０００５】
直流漏電が発生すると、負荷と直流電源を接続するために導線に流れる電流が不平衡になり、コアが磁化される。その結果、コイルに誘起される電圧が変化して直流漏電を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−００２７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述した直流漏電検出装置では、直流漏電を検出するために、コイルの巻回されたコア、高周波出力回路、電流制限回路、整流回路及び比較回路を別途設けなければならない。そのため、体格が大きくなるとともに、コストが上昇してしまうという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、簡素な構成で直流漏電を検出することができる直流漏電検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた本発明は、交流電源に接続される電子装置の直流漏電を検出する直流漏電検出装置において、交流電源から出力される交流電流の１周期中における正極性である期間の割合、又は、交流電流の１周期中における負極性である期間の割合を示す極性比率を検出する極性比率検出手段と、極性比率検出手段の検出した極性比率に基づいて直流漏電が発生しているか否かを判定する判定手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
交流電源に接続される電子装置において、直流漏電が発生していない場合、交流電源から出力される交流電流の１周期中における正極性である期間の割合を示す極性比率、及び、交流電流の１周期中における負極性である期間の割合を示す極性比率は、それぞれ５０％である。しかし、交流電源と電子装置の間で直流漏電が発生すると、漏電電流による電圧降下によって交流電流がオフセットし、極性比率が変化する。そのため、極性比率に基づいて直流漏電を検出することができる。しかも、極性比率は、交流電流を検出することによって求めることができる。従来のように、コイルの巻回されたコア、高周波出力回路、電流制限回路、整流回路及び比較回路を別途設ける必要もない。従って、簡素な構成で直流漏電を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態における給電装置の回路図である。
【図２】直流漏電が発生していない場合における、図１の交流電源の出力電流とカレントトランスの出力電圧の波形図である。
【図３】直流漏電が発生している場合における、図１の交流電源の出力電流とカレントトランスの出力電圧の波形図である。
【図４】第１実施形態の変形形態における給電装置の回路図である。
【図５】第２実施形態の給電装置の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係る直流漏電検出装置を、電気自動車やハイブリッド車に搭載された車載バッテリに電力を供給する給電装置に適用した例を示す。
【００１３】
（第１実施形態）
まず、図１を参照して第１実施形態の給電装置の構成について説明する。
【００１４】
図１に示す給電装置１は、車両外部の商用交流電源ＡＣ１（交流電源）の出力する交流を直流に変換して車載バッテリＢ１に供給し、車載バッテリＢ１を充電する装置である。給電装置１は、変換装置１０（電子装置）と、制御装置１１（直流漏電検出装置）とを備えている。
【００１５】
変換装置１０は、車両に搭載され、商用交流電源ＡＣ１の出力する交流を直流に変換して車載バッテリＢ１に供給するための装置である。変換装置１０は、力率改善回路１００と、整流回路と１０１と、コンバータ回路１０２とを備えている。
【００１６】
力率改善回路１００は、商用交流電源ＡＣ１から整流回路１０１に供給される交流の力率を１に近づけるための回路である。力率改善回路１００は、リアクトル（図略）及びスイッチング素子（図略）からなる周知の回路である。力率改善回路１００の一方の入力端子は商用交流電源ＡＣ１の一端に、他方の入力端子は商用交流電源ＡＣ１の他端にそれぞれ接続されている。また、一方及び他方の出力端子は、整流回路１０１にそれぞれ接続されている。さらに、制御端子は制御装置１１に接続されている。
【００１７】
整流回路１０１は、力率改善回路１００を介して商用交流電源ＡＣ１から供給される交流を整流して直流に変換し、コンバータ回路１０２に供給する回路である。整流回路１０１は、ダイオード１０１ａ〜１０１ｄを備えている。ダイオード１０１ａ、１０１ｂ及びダイオード１０１ｃ、１０１ｄはそれぞれ直列接続されている。具体的には、ダイオード１０１ａ、１０１ｃのアノードがダイオード１０１ｂ、１０１ｄのカソードにそれぞれ接続されている。ダイオード１０１ａ、１０１ｂの直列接続点は力率改善回路１００の一方の出力端子に、ダイオード１０１ｃ、１０１ｄの直列接続点は力率改善回路１００の他方の出力端子にそれぞれ接続されている。また、ダイオード１０１ａ、１０１ｃのカソード及びダイオード１０１ｂ、１０１ｄのアノードは、コンバータ回路１０２にそれぞれ接続されている。
【００１８】
コンバータ回路１０２は、整流回路１０１から供給される直流を電圧の異なる直流に変換して車載バッテリＢ１に供給する回路である。具体的には、周知の昇降圧コンバータ回路である。コンバータ回路１０２は、コンデンサ１０２ａと、リアクトル１０２ｂと、ＩＧＢＴ１０２ｃ、１０２ｄと、コンデンサ１０２ｅとを備えている。
【００１９】
コンデンサ１０２ａは、整流回路１０１から供給される直流を平滑化するための素子である。コンデンサ１０２ａの一端はダイオード１０１ａ、１０１ｃのカソードに、他端はダイオード１０１ｂ、１０１ｄのアノードにそれぞれ接続されている。
【００２０】
リアクトル１０２ｂは、エネルギーを蓄積、又は、蓄積したエネルギーを放出するための素子である。リアクトル１０２ｂの一端はコンデンサ１０２ａの一端に、他端はＩＧＢＴ１０２ｃ、１０２ｄにそれぞれ接続されている。
【００２１】
ＩＧＢＴ１０２ｃ、１０２ｄは、スイッチングすることで、リアクトル１０２ｂにエネルギーを蓄積、又は、蓄積したエネルギーをリアクトルから放出させるための素子である。ＩＧＢＴ１０２ｃ、１０２ｄのコレクタとエミッタの間には、フリーホイールダイオードが逆並列接続されている。ＩＧＢＴ１０２ｃのコレクタはリアクトル１０２ｂの他端に、エミッタはコンデンサ１０２ａの他端にそれぞれ接続されている。また、ＩＧＢＴ１０２ｄのエミッタはリアクトル１０２ｂの他端に、コレクタは車載バッテリＢ１の正極端子にそれぞれ接続されている。さらに、ＩＧＢＴ１０２ｃ、１０２ｄのゲートは制御装置１１にそれぞれ接続されている。
【００２２】
コンデンサ１０２ｅは、ＩＧＢＴ１０２ｄを介して供給される直流を平滑化するための素子である。コンデンサ１０２ｅの一端はＩＧＢＴ１０２ｄのコレクタに、他端はＩＧＢＴ１０２ｃのエミッタにそれぞれ接続されている。また、コンデンサ１０２ｅの一端は車載バッテリＢ１の正極端子に、他端は車載バッテリＢ１の負極端子にそれぞれ接続されている。
【００２３】
制御装置１１は、車両に搭載され、変換装置１０を制御するための装置である。また、商用交流電源ＡＣ１に接続される変換装置１０の直流漏電を検出する装置でもある。制御装置１１は、極性比率検出部１１０（極性比率検出手段）と、判定部１１１（判定手段）と、駆動信号生成部１１２と、駆動回路１１３、１１４とを備えている。ここで、判定部１１１及び駆動信号生成部１１２は、マイクロコンピュータとプログラムによって構成されている。
【００２４】
極性比率検出部１１０は、商用交流電源ＡＣ１から出力される正弦波状の交流電流の１周期中における正極性である期間の割合、及び、正弦波状の交流電流の１周期中における負極性である期間の割合を示す極性比率を検出するブロックである。具体的には、交流電流の１周期中における正極性である期間の割合である正極側極性比率、及び、交流電流の１周期中における負極性である期間の割合を示す負極側極性比率を検出するブロックである。極性比率検出部１１０は、カレントトランス１１０ａ、１１０ｂ（ゼロクロス点検出手段）と、極性比率算出部１１０ｃとを備えている。極性比率算出部１１０ｃは、判定部１１１及び駆動信号生成部１１２と同様に、マイクロコンピュータとプログラムによって構成されている。
【００２５】
カレントトランス１１０ａは、商用交流電源ＡＣ１から出力される交流電流が負極性から正極性に切替わるゼロクロス点を検出するための素子である。具体的には、１次巻線に微小電流が流れることで磁気飽和し、２次巻線からパルス状の電圧を出力する素子である。カレントトランス１１０ａの１次巻線は、商用交流電源ＡＣ１の一端と力率改善回路１００の一方の入力端子の間に接続されている。また、２次巻線は極性比率算出部１１０ｃに接続されている。
【００２６】
カレントトランス１１０ｂは、商用交流電源ＡＣ１から出力される交流電流が正極性から負極性に切替わるゼロクロス点を検出するための素子である。具体的には、１次巻線に微小電流が流れることで磁気飽和し、２次巻線からパルス状の電圧を出力する素子である。カレントトランス１１０ｂの１次巻線は、商用交流電源ＡＣ１の他端と力率改善回路１００の他方の入力端子の間に接続されている。また、２次巻線は極性比率算出部１１０ｃに接続されている。
【００２７】
極性比率算出部１１０ｃは、カレントトランス１１０ａ、１１０ｂの検出したゼロクロス点に基づいて極性比率を算出し、データとして出力するブロックである。具体的には、カレントトランス１１０ａ、１１０ｂの２次巻線から出力されるパルス状の電圧に基づいて、商用交流電源ＡＣ１から出力される交流電流の１周期中における正極性である期間の割合、及び、交流電流の１周期中における負極性である期間の割合を示す極性比率を算出し、データとして出力するブロックである。より具体的には、正極側極性比率及び負極側極性比率を算出し、データとして出力するブロックである。極性比率算出部１１０ｃは、カレントトランス１１０ａ、１１０ｂの２次巻線にそれぞれ接続されている。また、判定部１１１に接続されている。
【００２８】
判定部１１１は、極性比率検出部１１０から出力される極性比率と、予め設定されている正極側判定基準比率又は負極側判定基準比率に基づいて直流漏電が発生しているか否かを判定し、直流漏電が発生していると判定したときには、異常信号を出力してその旨を報知するブロックである。具体的には、極性比率算出部１１０ｃの算出した正極側極性比率が正極側判定基準比率以上であるとき、又は、負極側極性比率が正極側判定基準比率より小さい負極側判定基準比率以下であるとき、直流漏電が発生していると判定するブロックである。判定部１１１は極性比率算出部１１０ｃに接続されている。また、駆動信号生成部１１２に接続されている。
【００２９】
ところで、直流漏電が発生していない場合、正極側極性比率及び負極側極性比率はそれぞれ５０％である。しかし、商用交流電源ＡＣ１と力率改善回路１００の間で直流漏電が発生すると、漏電電流による電圧降下によって交流電流が正極側にオフセットする。正極側判定基準比率及び負極側判定基準比率は、直流漏電によって流れる電流が人体に流れる電流として許容される大きさの電流である場合における、正極側極性比率及び負極側極性比率に基づいて設定されている。例えば、正極側判定基準比率は５０％より大きい７０％に、負極側判定基準比率は５０％より小さい３０％にそれぞれ設定されている。
【００３０】
駆動信号生成部１１２は、外部から入力される指令に基づいて変換装置１０を駆動するための駆動信号を生成し出力するブロックである。具体的には、力率改善回路１００及びコンバータ回路１０２を駆動するための駆動信号を生成し出力するブロックである。しかし、駆動信号生成部１１２は、判定部１１１が異常信号を出力すると駆動信号の出力を停止する。駆動信号生成部１１２は判定部１１１に接続されている。また、駆動回路１１３、１１４に接続されている。
【００３１】
駆動回路１１３は、駆動信号生成部１１２から出力される駆動信号に基づいて力率改善回路１００を駆動する回路である。駆動回路１１３は駆動信号生成部１１２に接続されている。また、力率改善回路１００の制御端子に接続されている。
【００３２】
駆動回路１１４は、駆動信号生成部１１２から出力される駆動信号に基づいてコンバータ回路１０２を駆動する回路である。具体的には、ＩＧＢＴ１０２ｃ、１０２ｄをスイッチングする回路である。駆動回路１１４は駆動信号生成部１１２に接続されている。また、ＩＧＢＴ１０２ｃ、１０２ｄのゲートにそれぞれ接続されている。
【００３３】
次に、図１〜図３を参照して第１実施形態の給電装置の動作について説明する。なお、コンバータ回路１０２は周知の昇降圧コンバータ回路であるため、ＩＧＢＴの詳細な動作については説明を省略する。
【００３４】
図１に示す駆動信号生成部１１２は、外部から入力される指令に基づいて変換装置１０を駆動するための駆動信号を生成し出力する。
【００３５】
駆動回路１１３は、駆動信号生成部１１２から出力される駆動信号に基づいて力率改善回路１００を駆動する。その結果、商用交流電源ＡＣ１から整流回路１０１に供給される交流の力率が１に近づくようになる。整流回路１０１は、力率改善回路１００を介して商用交流電源ＡＣ１から供給される交流を整流して直流に変換し、コンバータ回路１０２に供給する。
【００３６】
駆動回路１１４は、駆動信号生成部１１２から出力される駆動信号に基づいてコンバータ回路１０２を駆動する。コンバータ回路１０２は、整流回路１０１から供給される直流を昇降圧し、電圧の異なる直流に変換して車載バッテリＢ１に供給する。これにより、車両外部の商用交流電源ＡＣ１の出力する交流を直流に変換して車載バッテリＢ１に供給し、車載バッテリＢ１を充電することができる。
【００３７】
一方、カレントトランス１１０ａは、図２に示すように、商用交流電源ＡＣ１から出力される交流電流が負極性から正極性に切替わるタイミングで２次巻線からパルス状の電圧を出力する。カレントトランス１１０ｂは、商用交流電源ＡＣ１から出力される交流電流が正極性から負極性に切替わるタイミングで２次巻線からパルス状の電圧を出力する。
【００３８】
図１に示す極性比率算出部１１０ｃは、カレントトランス１１０ａ、１１０ｂの２次巻線から出力されるパルス状の電圧に基づいて、正極側極性比率及び負極側極性比率を算出し、データとして出力する。
【００３９】
ところで、直流漏電が発生していない場合、図２に示すように、正極側極性比率及び負極側極性比率はそれぞれ５０％である。しかし、商用交流電源ＡＣ１と力率改善回路１００の間で直流漏電が発生すると、図３に示すように、漏電電流による電圧降下によって交流電流が正極側にオフセットする。
【００４０】
図１に示す判定部１１１は、図３に示すように、極性比率算出部１１０ｃの算出した正極側極性比率が正極側判定基準比率７０％以上であるとき、又は、負極側極性比率が負極側判定基準比率３０％以下であるとき、商用交流電源ＡＣ１と力率改善回路１００の間で直流漏電が発生していると判定する。そして、直流漏電が発生していると判定したときには、異常信号を出力してその旨を報知する。
【００４１】
図１に示す駆動信号生成部１１２は、判定部１１１が異常信号を出力すると、駆動信号の出力を停止する。その結果、変換装置１０が動作を停止する。
【００４２】
次に、第１実施形態の効果について説明する。
【００４３】
第１実施形態によれば、制御装置１１は、極性比率検出部１１０と、判定部１１１とを備えている。極性比率検出部１１０は、正極側極性比率及び負極側極性比率を検出する。判定部１１１は、極性比率検出部１１０から出力される極性比率に基づいて直流漏電が発生しているか否かを判定する。
【００４４】
直流漏電が発生していない場合、図２に示すように、正極側極性比率及び負極側極性比率はそれぞれ５０％である。しかし、商用交流電源ＡＣ１と力率改善回路１００の間で直流漏電が発生すると、図３に示すように、漏電電流による電圧降下によって交流電流が正極側にオフセットし、極性比率が変化する。そのため、極性比率に基づいて直流漏電を検出することができる。しかも、極性比率は交流電流を検出することによって求めることができる。従来のように、コイルの巻回されたコア、高周波出力回路、電流制限回路、整流回路及び比較回路を別途設ける必要もない。従って、簡素な構成で直流漏電を検出することができる。
【００４５】
第１実施形態によれば、判定部１１１は、極性比率算出部１１０ｃの算出した正極側極性比率が正極側判定基準比率以上であるとき、又は、負極側極性比率が正極側判定基準比率より小さい負極側判定基準比率以下であるとき、直流漏電が発生していると判定する。そのため、直流漏電が発生しているか否かを確実に検出することができる。
【００４６】
第１実施形態によれば、正極側判定基準比率は５０％より大きい値に、負極側判定基準比率は５０％より小さい値にそれぞれ設定されている。そのため、直流漏電が発生しているか否かをより確実に判定することができる。
【００４７】
第１実施形態によれば、正極側判定基準比率及び負極側判定基準比率は、直流漏電によって流れる電流が人体に流れる電流として許容される大きさの電流である場合における、正極側極性比率及び負極側極性比率に基づいて設定されている。そのため、直流漏電によって流れる電流が人体に悪影響を与える大きさとなる前に、直流漏電が発生しているか否かを判定することができる。従って、直流漏電から人体を保護することができる。
【００４８】
第１実施形態によれば、極性比率検出部１１０は、カレントトランス１１０ａ、１１０ｂと、極性比率算出部１１０ｃとを備えている。カレントトランス１１０ａ、１１０ｂは交流電流のゼロクロス点を検出する。極性比率算出部１１０ｃは、カレントトランス１１０ａ、１１０ｂの検出したゼロクロス点に基づいて極性比率を算出し、データとして出力する。そのため、極性比率を確実に検出することができる。
【００４９】
第１実施形態によれば、判定部１１１は、直流漏電が発生していると判定したときには、異常信号を出力してその旨を報知する。そのため、漏電の発生を確実に知らせることができる。
【００５０】
なお、第１実施形態では、極性比率算出部１１０ｃが正極側極性比率及び負極側極性比率を算出し、判定部１１１が、正極側極性比率が正極側判定基準比率以上であるとき、又は、負極側極性比率が負極側判定基準比率以下であるとき、直流漏電が発生していると判定する例を挙げているが、これに限られるものではない。極性比率算出部１１０ｃが正極側極性比率だけを算出し、判定部１１１が、正極側極性比率が正極側判定基準比率以上であるときに、直流漏電が発生していると判定するようにしてもよい。また、極性比率算出部１１０ｃが負極側極性比率だけを算出し、判定部１１１が、負極側極性比率が負極側判定基準比率以下であるときに、直流漏電が発生していると判定するようにしてもよい。
【００５１】
また、第１実施形態では、カレントトランス１１０ａ、１１０ｂの１次巻線が商用交流電源ＡＣ１と力率改善回路１００の間に接続されている例を挙げているが、これに限られるものではない。図４に示すように、カレントトランス１１０ａ、１１０ｂの１次巻線が力率改善回路１００と整流回路１０１の間に接続されていてもよい。この場合も同様の効果を得ることができる。
【００５２】
さらに、第１実施形態では、コンバータ回路１０２が、ＩＧＢＴ１０２ｃ、１０２ｄによって構成されている例を挙げているが、これに限られるものではない。ＭＯＦＥＴによって構成されていてもよい。フリーホイールダイオードの逆並列接続されたスイッチング素子によって構成されていればよい。
【００５３】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の給電装置について説明する。第２実施形態の給電装置は、第１実施形態の給電装置が商用交流電源から直接交流を供給されるのに対して、商用交流電源から非接触で交流を供給されるようにしたものである。また、第１実施形態の給電装置が商用交流電源から車載バッテリに電力供給するのに対して、車載バッテリから商用交流電源にも電力供給できるようにしたものである。
【００５４】
まず、図５を参照して第２実施形態の給電装置の構成について説明する。
【００５５】
図５に示す給電装置２は、車両外部の商用交流電源ＡＣ２（交流電源）から非接触で供給される交流を直流に変換して車載バッテリＢ２に供給し、車載バッテリＢ２を充電する装置である。また、車載バッテリＢ２から供給される直流を交流に変換して非接触で商用交流電源ＡＣ２に供給する装置でもある。商用交流電源ＡＣ２と給電装置２の間には、非接触で電力供給するために、変換装置ＣＮＶ（交流電源）と、コイルＷ１、Ｗ２（交流電源）が設けられている。
【００５６】
変換装置ＣＮＶは、商用交流電源ＡＣ２から供給される交流を、力率を１に近づけた状態で、周波数の異なる交流、具体的には、商用交流電源ＡＣ２の交流周波数より高周波数の交流に変換してコイルＷ１に供給する装置である。また、コイルＷ１から供給される交流を、力率を１に近づけた状態で、周波数の異なる交流、具体的には、商用交流電源ＡＣ２の交流周波数と同一周波数の交流に変換して商用交流電源ＡＣ２に供給する装置でもある。変換装置ＣＮＶは、車両外部に設置され、商用交流電源ＡＣ２及びコイルＷ１にそれぞれ接続されている。
【００５７】
コイルＷ１は、変換装置ＣＮＶから交流が供給されることで交番磁束を発生する素子である。また、コイルＷ２の発生した交番磁束と鎖交することで電磁誘導によって交流を発生する素子でもある。コイルＷ１は、駐車スペースの地表面の所定位置に設置され、変換装置ＣＮＶに接続されている。
【００５８】
コイルＷ２は、コイルＷ１の発生した交番磁束が鎖交することで電磁誘導によって交流を発生する素子である。また、給電装置２から交流が供給されることで交番磁束を発生する素子でもある。コイルＷ２は、駐車スペースに車両を駐車したときに、上下方向に間隔をあけてコイルＷ１と対向して配置されよう、車両の底部に設置され、給電装置２に接続されている。
【００５９】
給電装置２は、変換装置２０（電子装置）と、制御装置２１（直流漏電検出装置）とを備えている。
【００６０】
変換装置２０は、車両に搭載され、変換装置ＣＮＶ及びコイルＷ１、Ｗ２を介して商用交流電源ＡＣ２から非接触で供給される交流を直流に変換し、車載バッテリＢ２に供給するための装置である。また、車載バッテリＢ２から供給される直流を交流に変換し、コイルＷ２、Ｗ１及び変換装置ＣＮＶを介して非接触で商用交流電源ＡＣ２に供給する装置でもある。変換装置２０は、整流回路と２０１と、コンバータ回路２０２とを備えている。しかし、第１実施形態の力率改善回路１００に相当する回路を備えていない。
【００６１】
整流回路２０１は、変換装置ＣＮＶ及びコイルＷ１、Ｗ２を介して商用交流電源ＡＣ２から非接触で供給される交流を整流して直流に変換し、コンバータ回路２０２に供給する回路である。また、コンバータ回路２０２から供給される直流を交流に変換し、コイルＷ２、Ｗ１及び変換装置ＣＮＶを介して非接触で商用交流電源ＡＣ２に供給する回路でもある。整流回路２０１は、ＩＧＢＴ２０１ａ〜２０１ｄを備えている。ＩＧＢＴ２０２ｃ、２０２ｄのコレクタとエミッタの間には、フリーホイールダイオードが逆並列接続されている。整流回路２０１は、第１実施形態の整流回路１０１のダイオード１０１ａ〜１０１ｄを、フリーホイールダイオードを有するＩＧＢＴ２０１ａ〜２０１ｄに置き換えたものである。整流回路２０１は、ＩＧＢＴ２０１ａ〜２０１ｄをオフした状態で、フリーホイールダイオードによって商用交流電源ＡＣ２から非接触で供給される交流を整流して直流に変換してコンバータ回路２０２に供給する。また、ＩＧＢＴ２０１ａ〜２０１ｄをスイッチングさせることによって、コンバータ回路２０２から供給される直流を交流に変換してコイルＷ２に供給する。ＩＧＢＴ２０１ａ、２０１ｂの直列接続点はコイルＷ２の一端に、ＩＧＢＴ２０１ｃ、２０１ｄの直列接続点はコイルＷ２の他端にそれぞれ接続されている。
【００６２】
コンバータ回路２０２は、整流回路２０１から供給される直流を電圧の異なる直流に変換して車載バッテリＢ２に供給する回路である。また、車載バッテリＢ２のから供給される直流を電圧の異なる直流に変換して整流回路２０１に供給する回路でもある。具体的には、周知の双方向昇降圧コンバータ回路である。コンバータ回路２０２は、コンデンサ２０２ａと、リアクトル２０２ｂと、ＩＧＢＴ２０２ｃ、２０２ｄと、コンデンサ２０２ｅとを備えている。コンバータ回路２０２は、第１実施形態のコンバータ回路１０２と同一構成である。コンバータ回路２０２は、ＩＧＢＴ２０２ｃ、２０２ｄのスイッチングの仕方によって、車載バッテリＢ２の出力する直流を電圧の異なる直流に変換して整流回路２０１に供給することができる。
【００６３】
制御装置２１は、車両に搭載され、変換装置２０を制御するための装置である。また、コイルＷ２に接続される変換装置２０の直流漏電を検出する装置でもある。制御装置２１は、極性比率検出部２１０（極性比率検出手段）と、判定部２１１（判定手段）と、駆動信号生成部２１２と、駆動回路２１４、２１５とを備えている。
【００６４】
極性比率検出部２１０は、コイルＷ２から出力される正弦波状の交流電流の正極側極性比率及び負極側極性比率を検出するブロックである。また、整流回路２０１から出力される正弦波状の交流電流の正極側極性比率及び負極側極性比率を検出するブロックでもある。極性比率検出部２１０は、カレントトランス２１０ａ、２１０ｂ（ゼロクロス検出手段）と、極性比率算出部２１０ｃとを備えている。カレントトランス２１０ａの１次巻線は、コイルＷ２の一端とＩＧＢＴ２０１ａ、２０１ｂの直列接続点の間に接続されている。カレントトランス２１０ｂの１次巻線は、コイルＷ２の他端とＩＧＢＴ２０１ｃ、２０１ｄの直列接続点の間に接続されている。それ以外は、第１実施形態の極性比率検出部１１０と同一構成である。
【００６５】
判定部２１１は、第１実施形態の判定部１１１と同一構成である。
【００６６】
駆動信号生成部２１２は、外部から入力される指令に基づいて整流回路２０１及びコンバータ回路２０２を駆動するための駆動信号を生成し出力するブロックである。しかし、駆動信号生成部２１２は、判定部２１１が異常信号を出力すると、駆動信号の出力を停止する。駆動信号生成部２１２は、判定部２１１に接続されている。また、駆動回路２１４、２１５にそれぞれ接続されている。
【００６７】
駆動回路２１４は、第１実施形態の駆動回路１１４と同一構成である。
駆動回路２１５は、駆動信号生成部２１２から出力される駆動信号に基づいて整流回路２０１を駆動する回路である。駆動回路２１５は、駆動信号生成部２１２に接続されている。また、ＩＧＢＴ２０１ａ〜２０１ｄのゲートにそれぞれ接続されている。
【００６８】
次に、図５を参照して第２実施形態の給電装置の動作について説明する。
【００６９】
駐車スペースに車両を駐車すると、図５に示すコイルＷ１とコイルＷ２が上下方向に対向する。
【００７０】
商用交流電源ＡＣ２から車載バッテリＢ２に電力供給する場合、変換装置ＣＮＶは、商用交流電源ＡＣ２から供給される交流を周波数の異なる交流に変換してコイルＷ１に供給する。コイルＷ１は、変換装置ＣＮＶから交流が供給されることで交番磁束を発生する。コイルＷ２は、コイルＷ１の発生した交番磁束が鎖交することで電磁誘導によって交流を発生する。
【００７１】
駆動信号生成部２１２は、外部から入力される指令に基づいて整流回路２０１及びコンバータ回路２０２を駆動するための駆動信号を生成し出力する。
【００７２】
駆動回路２１５は、駆動信号生成部２１２から出力される駆動信号に基づいて整流回路２０１を駆動する。整流回路２０１は、ＩＧＢＴ２０１ａ〜２０１ｄをオフした状態でフリーホイールダイオードによって、商用交流電源ＡＣ２から非接触で供給される交流を整流して直流に変換してコンバータ回路２０２に供給する。
【００７３】
駆動回路２１４は、駆動信号生成部２１２から出力される駆動信号に基づいてコンバータ回路２０２を駆動する。コンバータ回路２０２は、整流回路２０１から供給される直流を昇降圧し、電圧の異なる直流に変換して車載バッテリＢ２に供給する。これにより、車両外部の商用交流電源ＡＣ２から非接触で供給される交流を直流に変換して車載バッテリＢ２に供給し、車載バッテリＢ２を充電することができる。
【００７４】
一方、カレントトランス２１０ａは、コイルＷ２から出力される交流電流が負極性から正極性に切替わるタイミングで２次巻線からパルス状の電圧を出力する。カレントトランス２１０ｂは、コイルＷ２から出力される交流電流が正極性から負極性に切替わるタイミングで２次巻線からパルス状の電圧を出力する。
【００７５】
極性比率算出部２１０ｃは、カレントトランス２１０ａ、２１０ｂの２次巻線から出力されるパルス状の電圧に基づいて正極側極性比率及び負極側極性比率を算出し、データとして出力する。
【００７６】
判定部２１１は、極性比率算出部２１０ｃの算出した正極側極性比率が正極側判定基準比率以上であるとき、又は、負極側極性比率が負極側判定基準比率以下であるとき、コイルＷ２と整流回路２０１の間で直流漏電が発生していると判定する。そして、直流漏電が発生していると判定したときには、異常信号を出力してその旨を報知する。
【００７７】
駆動信号生成部２１２は、判定部２１１が異常信号を出力すると、駆動信号の出力を停止する。その結果、変換装置２０が動作を停止する。
【００７８】
逆に、車載バッテリＢ２から商用交流電源ＡＣ２に電力供給する場合、駆動信号生成部２１２は、外部から入力される指令に基づいて整流回路２０１及びコンバータ回路２０２を駆動するための駆動信号を生成し出力する。
【００７９】
駆動回路２１４は、駆動信号生成部２１２から出力される駆動信号に基づいてコンバータ回路２０２を駆動する。コンバータ回路２０２は、車載バッテリＢ２の出力する直流を電圧の異なる直流に変換して整流回路２０１に供給する。
【００８０】
駆動回路２１５は、駆動信号生成部２１２から出力される駆動信号に基づいて整流回路２０１を駆動する。整流回路２０１は、ＩＧＢＴ２０１ａ〜２０１ｄをスイッチングさせることによって、コンバータ回路２０２から供給される直流を交流に変換してコイルＷ２に供給する。
【００８１】
コイルＷ２は、整流回路２０１から交流が供給されることで交番磁束を発生する。コイルＷ１は、コイルＷ２の発生した交番磁束と鎖交することで電磁誘導によって交流を発生する。変換装置ＣＮＶは、コイルＷ１から供給される交流を周波数の異なる交流に変換して商用交流電源ＡＣ２に供給する。これにより、車載バッテリＢ２から供給される直流を交流に変換して、非接触で商用交流電源ＡＣ２に供給することができる。
【００８２】
一方、カレントトランス２１０ａは、整流回路２０１から出力される交流電流が負極性から正極性に切替わるタイミングで２次巻線からパルス状の電圧を出力する。カレントトランス２１０ｂは、整流回路２０１から出力される交流電流が正極性から負極性に切替わるタイミングで２次巻線からパルス状の電圧を出力する。
【００８３】
極性比率算出部２１０ｃは、カレントトランス２１０ａ、２１０ｂの２次巻線から出力されるパルス状の電圧に基づいて正極側極性比率及び負極側極性比率を算出し、データとして出力する。
【００８４】
判定部２１１は、極性比率算出部２１０ｃの算出した正極側極性比率が正極側判定基準比率以上であるとき、又は、負極側極性比率が負極側判定基準比率以下であるとき、整流回路２０１とコイルＷ２の間で直流漏電が発生していると判定する。そして、直流漏電が発生していると判定したときには、異常信号を出力してその旨を報知する。
【００８５】
駆動信号生成部２１２は、判定部２１１が異常信号を出力すると、駆動信号の出力を停止する。その結果、変換装置２０が動作を停止する。
【００８６】
次に、第２実施形態の効果について説明する。第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８７】
なお、第２実施形態では、整流回路２０１が、ＩＧＢＴ２０１ａ〜２０１ｄによって、コンバータ回路２０２が、ＩＧＢＴ２０２ｃ、２０２ｄによってそれぞれ構成されている例を挙げているが、これに限られるものではない。ＭＯＦＥＴによって構成されていてもよい。フリーホイールダイオードの逆並列接続されたスイッチング素子によって構成されていればよい。
【符号の説明】
【００８８】
１・・・給電装置、１０・・・変換装置（電子装置）、１００・・・力率改善回路、１０１・・・整流回路、１０２・・・コンバータ回路、１１・・・制御装置（直流漏電検出装置）、１１０・・・極性比率検出部（極性比率検出手段）、１１０ａ、１１０ｂ・・・カレントトランス（ゼロクロス点検出手段）、１１０ｃ・・・極性比率算出部、１１１・・・判定部（判定手段）、１１２・・・駆動信号生成部、１１３、１１４・・・駆動回路、ＡＣ１・・・商用交流電源（交流電源）、Ｂ１・・・車載バッテリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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