(57)【要約】【課題】従来の充電器は、漏電検出機能の誤検出対策が不十分である。【解決手段】本発明の充電器は、電源ＰＷＲと、電源ＰＷＲの正極に接続される正極配線ＷＨと、電源ＰＷＲの負極に接続される負極配線ＷＬと、正極配線ＷＨに一端が接続される第１の抵抗Ｒ１と、第１の抵抗Ｒ１の他端と接地端子との間に接続される第１のスイッチＳＷ１と、負極配線ＷＬに一端が接続される第２の抵抗Ｒ２と、第２の抵抗Ｒ２の他端と接地端子との間に接続される第２のスイッチＳＷ２と、第１の抵抗Ｒ１の一端と第２の抵抗Ｒ２の一端との間の電圧差が予め設定した範囲を外れたことに応じて漏電検出信号ＤＥＴｂをイネーブル状態とする漏電判定回路２２と、正極配線ＷＨと負極配線ＷＬを伝達する電圧信号の少なくとも一方に対して交流信号が重畳されたことを検出した場合に第１のスイッチＳＷ１及び第２のスイッチＳＷ２をオフさせる交流信号検出回路２１と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池に電力を供給する電源と、
前記電源の正極に接続される正極配線と、
前記電源の負極に接続される負極配線と、
前記正極配線に一端が接続される第１の抵抗と、
前記第１の抵抗の他端と接地端子との間に接続される第１のスイッチと、
前記負極配線に一端が接続される第２の抵抗と、
前記第２の抵抗の他端と接地端子との間に接続される第２のスイッチと、
前記第１の抵抗の一端と前記第２の抵抗の一端との間の電圧差が予め設定した範囲を外れたことに応じて漏電検出信号をイネーブル状態とする漏電判定回路と、
前記正極配線と前記負極配線を伝達する電圧信号の少なくとも一方に対して交流信号が重畳されたことを検出した場合に前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチをオフさせる交流信号検出回路と、
を有する充電器。
【請求項２】
前記交流信号検出回路は、前記交流信号を平滑化した交流検出信号の電圧レベルが予め電圧値が設定された定電圧回路が出力する基準電圧を下回っている期間は前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチをオンさせ、前記交流検出信号の電圧レベルが前記基準電圧を超えたことに応じて前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチをオフさせる請求項１に記載の充電器。
【請求項３】
前記二次電池には、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチがオンしたときに前記第１の抵抗及び前記第２の抵抗と並列に接続される負荷抵抗が設けられる請求項１又は２に記載の充電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は充電器に関し、例えば、充電先の二次電池に電力を供給する経路で発生する漏電を検出する機能を有する充電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド自動車或いは電気自動車には、外部から充電可能な二次電池が搭載される。特に自動車用に利用される二次電池は、電力容量が大きく且つ高い電圧を出力する。そのため、このような二次電池を搭載する車両には、二次電池から車両ボディへの漏電を検出する漏電検出回路が搭載される。この漏電検出回路の一例が特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載の漏電検出回路は、車両ボディと絶縁された電池パックが有する組電池に、一次巻線を並列に接続する。また、一次巻線とトランス結合される電流計側二次巻線と、電流計側二次巻線に直列に接続される交流電源と、車両ボディと交流電源との間に接続される電流計とを有する電流検出回路を構成する。そして、電流源から交流電流を電流計側二次巻線に供給することにより、電流計で漏電電流を検出する。以上のように、トランスを用いて、電池パックと車両ボディに接続された電流検出回路とを直流的に絶縁する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−９８７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の漏電検出回路は、車両側に設けられるものであるが、近年充電器側にも漏電検出回路を設けることが要求されている。これは、車両によっては漏電検出回路が設けられていないものもあること、或いは、漏電検出回路の故障に対する安全対策が求められていること、等の事情があるためである。しかしながら、特許文献１に記載の漏電検出回路は電池に対応した構成のもので有り、そのまま充電器に適用することができない問題がある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、充電器に設ける漏電検出回路を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の充電器の一態様は、二次電池に電力を供給する電源と、前記電源の正極に接続される正極配線と、前記電源の負極に接続される負極配線と、前記正極配線に一端が接続される第１の抵抗と、前記第１の抵抗の他端と接地端子との間に接続される第１のスイッチと、前記負極配線に一端が接続される第２の抵抗と、前記第２の抵抗の他端と接地端子との間に接続される第２のスイッチと、前記第１の抵抗の一端と前記第２の抵抗の一端との間の電圧差が予め設定した範囲を外れたことに応じて漏電検出信号をイネーブル状態とする漏電判定回路と、前記正極配線と前記負極配線を伝達する電圧信号の少なくとも一方に対して交流信号が重畳されたことを検出した場合に前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチをオフさせる交流信号検出回路と、を有する。
【０００８】
本発明にかかる充電器は、正極配線と負極配線を伝達する電圧信号の少なくとも一方に対して交流信号が重畳されたことを検出した場合に第１の抵抗と第２の抵抗とを無効化する。これにより、本発明にかかる充電器は、車両側に搭載された漏電検出回路が誤動作することを防止する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の充電器によれば、充電器に漏電検出機能を有しながら、車両側に搭載された漏電検出回路の誤動作を防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１にかかる充電器の第１の例を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１にかかる充電器の第２の例を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１にかかる交流信号検出回路の回路図である。
【図４】車両側漏電検出回路がない場合の実施の形態１にかかる充電器の動作を説明する充電器のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
【００１２】
図１に実施の形態１にかかる充電器２のブロック図を示す。図１では、充電器２が電力を供給する車両１を示した。車両１は、例えば、ハイブリッド自動車、電気自動車等の外部から充電可能なバッテリＢＡＴが搭載される。また、車両１には、車両側漏電検出回路１０が搭載される。
【００１３】
車両側漏電検出回路１０は、交流信号生成回路１１、バッファ１２、バッファ１３、車両側漏電判定回路１４、結合容量Ｃ、負荷抵抗ＲＬを有する。交流信号生成回路１１は、漏電を検出するための交流信号を出力する。バッファ１２は、交流信号生成回路１１が出力した交流信号を増幅して負極配線ＷＬに出力する。結合容量Ｃは、バッファ１２の出力信号の直流成分と、負極配線ＷＬの直流成分とを分離しながら交流信号を負極配線ＷＬに通過させる。負荷抵抗ＲＬは、負極配線ＷＬと接地端子との間に接続される。この負荷抵抗ＲＬと結合容量Ｃにより、負極配線ＷＬに伝達される電圧信号に交流信号が重畳される。
【００１４】
バッファ１３は、負極配線ＷＬ上の交流信号を車両側漏電判定回路１４に伝達する。車両側漏電判定回路１４は、交流信号生成回路１１が出力する交流信号とバッファ１３を介して与えられる負極配線ＷＬ上の交流信号の振幅を比較して、漏電が発生しているか否かを判定する。車両側漏電判定回路１４は、例えば、交流信号生成回路１１が出力する交流信号よりも負極配線ＷＬ上の交流信号の振幅が所定値以上小さければ漏電が発生していると判断する。車両側漏電判定回路１４は、漏電が発生していると判断した場合車両側漏電検出信号ＤＥＴａをディスイネーブル状態（例えば、ロウレベル）からイネーブル状態（例えば、ハイレベル）に切り替える。
【００１５】
充電器２は、例えば、ケーブルとケーブルの一端に設けられたコネクタにより車両１と接続される。そして、充電器２は、車両１のバッテリＢＡＴに電力を供給してバッテリＢＡＴを充電する。
【００１６】
充電器２は、バッテリＢＡＴに供給する電力を出力する電源ＰＷＲを有する。電源ＰＷＲの正極端子には正極配線ＷＨが接続される。電源ＰＷＲの負極端子には負極配線ＷＬが接続される。充電器２は、正極配線ＷＨ及び負極配線ＷＬによりバッテリＢＡＴに電圧信号を伝達する。また、充電器２には、充電器側漏電検出回路２０が設けられる。
【００１７】
充電器側漏電検出回路２０は、交流信号検出回路２１、漏電判定回路（例えば、充電器側漏電判定回路２２）、第１の抵抗（例えば、抵抗Ｒ１）、第２の抵抗（例えば、抵抗Ｒ２）、第１のスイッチ（例えば、スイッチＳＷ１）、第２のスイッチ（例えば、スイッチＳＷ２）を有する。
【００１８】
抵抗Ｒ１は、正極配線ＷＨに一端が接続される。スイッチＳＷ１は、抵抗Ｒ１の他端と接地端子との間に接続される。抵抗Ｒ２は、負極配線ＷＬに一端が接続されるスイッチＳＷ２は、抵抗Ｒ２の他端と接地端子との間に接続される。充電器側漏電判定回路２２は、抵抗Ｒ１の一端と抵抗Ｒ２の一端との間の電圧差が予め設定した範囲を外れたことに応じて漏電検出信号（例えば、充電器側漏電検出信号ＤＥＴｂ）をイネーブル状態とする。
【００１９】
交流信号検出回路２１は、正極配線ＷＨと負極配線ＷＬを伝達する電圧信号の少なくとも一方に対して交流信号が重畳されたことを検出した場合にスイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２をオフさせる。図１に示す例では、交流信号検出回路２１は、正極配線ＷＨを伝達する電圧信号に重畳された交流信号を検出する。ここで、充電器２の第２の例のブロック図を図２に示す。図２に示す第２の例では、交流信号検出回路２１が負極配線ＷＬに伝達する電圧信号に重畳された交流信号を検出する例である。交流信号検出回路２１は、正極配線ＷＨと負極配線ＷＬを伝達する電圧信号の少なくとも一方に重畳された交流信号を検出するものであり、正極配線ＷＨと負極配線ＷＬの両方から交流信号を検出しても良い。
【００２０】
ここで、交流信号検出回路２１の回路構成について説明する。そこで、交流信号検出回路２１の回路の一例を図３に示す。図３に示す交流信号検出回路２１は、図１の交流信号検出回路２１である。図３に示す例では、交流信号検出回路２１は、抵抗Ｒ３、平滑容量Ｃ３、定電圧回路３１、コンパレータ３２を有する。
【００２１】
抵抗Ｒ３は、正極配線ＷＨとコンパレータ３２の正転入力端子との間に接続される。平滑容量Ｃ３は、抵抗Ｒ３とコンパレータ３２の正転入力端子とを接続する配線と接地端子との間に接続される。抵抗Ｒ３と平滑容量Ｃ３は平滑回路を構成し、正極配線ＷＨを介して入力される交流信号を平滑して直流の交流検出信号Ｖｓを生成する。定電圧回路３１は、予め電圧値が設定された基準電圧Ｖｒｅｆを生成する。コンパレータ３２がスイッチＳＷ１、ＳＷ２に出力する信号は交流検出信号Ｓｉｇ＿ＤＥＴである。コンパレータ３２は、交流検出信号Ｖｓの電圧レベルが基準電圧Ｖｒｅｆを下回っている期間は交流検出信号Ｓｉｇ＿ＤＥＴをイネーブル状態（例えば、ハイレベル）としてスイッチＳＷ１、ＳＷ２をオンさせる。一方、コンパレータ３２は、交流検出信号Ｖｓの電圧レベルが基準電圧Ｖｒｅｆを超えたことに応じて交流検出信号をディスイネーブル状態（例えば、ロウレベル）としてスイッチＳＷ１、ＳＷ２をオフさせる。
【００２２】
続いて、実施の形態１にかかる車両１及び充電器２の動作について説明する。図１及び図２に示す例では、車両１が車両側漏電検出回路１０を有している。そのため、車両１は、交流信号生成回路１１により交流信号を生成し、正極配線ＷＨ及び負極配線ＷＬに交流信号を出力する。そして、車両１では、交流信号生成回路１１が出力した交流信号と負極配線ＷＬから取得した交流信号とについて、車両側漏電判定回路１４が振幅を比較して漏電検出を行う。
【００２３】
このとき、車両１に充電器２が接続されると、充電器２では、充電器２内の正極配線ＷＨ及び負極配線ＷＬに交流信号生成回路１１が生成した交流信号が伝搬する。そして、充電器２では、交流信号検出回路２１が正極配線ＷＨに伝搬された交流信号を検出してスイッチＳＷ１、ＳＷ２をオフする。これにより、負荷抵抗ＲＬと抵抗Ｒ２とが並列接続されることはないため、車両側漏電検出回路１０が漏電を誤検出することはない。
【００２４】
ここで、別の例として車両に車両側漏電検出回路１０が設けられていない場合の充電器２の動作について説明する。そこで、図４に車両側漏電検出回路がない場合の実施の形態１にかかる充電器の動作を説明する充電器のブロック図を示す。図４に示す例では、車両側漏電検出回路１０を有していない車両の符号を１００とした。この車両１００に充電器２が接続された場合、正極配線ＷＨ及び負極配線ＷＬに交流信号は伝搬されない。そのため、交流信号検出回路２１において交流信号は検出されないため、交流信号検出回路２１は、スイッチＳＷ１、ＳＷ２をオンのまま維持する。これにより、図４に示す例では、充電器２の充電器側漏電判定回路２２による漏電検出が行われる。
【００２５】
上記説明より、実施の形態１にかかる充電器２では、車両側に漏電検出回路があるか否かを交流信号検出回路２１が正極配線ＷＨ又は負極配線ＷＬに伝搬する交流信号があるか否かにより検出する。そして、車両側に車両側漏電検出回路１０がある場合、充電器２は、充電器側漏電検出回路２０内の抵抗Ｒ１、Ｒ２を接地端子から切り離すことで、正極配線ＷＨ及び負極配線ＷＬから抵抗Ｒ１、Ｒ２を介して接地端子（又はシャシー）に電流が漏れることを防止し、車両側漏電検出回路１０が漏電を誤検出することを防止することができる。
【００２６】
一方、実施の形態１にかかる充電器２では、車両側に車両側漏電検出回路１０が設けられていない場合であっても充電器側漏電判定回路２２、抵抗Ｒ１、Ｒ２により漏電検出を行うことが可能になる。
【００２７】
近年、漏電検出精度の向上が求められており、抵抗Ｒ１、Ｒ２として高い抵抗値の抵抗を利用した場合であっても、抵抗Ｒ１、Ｒ２を介して流れる小さな電流を漏電として車両側漏電検出回路１０が誤検出してしまうことがあり、実施の形態２にかかる充電器２による漏電の誤検出防止対策の効果は大きい。
【００２８】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１  車両
２  充電器
１０  車両側漏電検出回路
１１  交流信号生成回路
１２、１３  バッファ
１４  車両側漏電判定回路
２０  充電器側漏電検出回路
２１  交流信号検出回路
２２  充電器側漏電判定回路
３１  定電圧回路
３２  コンパレータ
ＢＡＴ  バッテリ
ＲＬ  負荷抵抗
Ｃ  結合容量
Ｒ１〜Ｒ３  抵抗
Ｃ３  平滑容量
ＳＷ１  スイッチ
ＳＷ２  スイッチ
ＷＨ  正極配線
ＷＬ  負極配線
ＰＷＲ  電源
ＤＥＴａ  車両側漏電検出信号
ＤＥＴｂ  充電器側漏電検出信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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