(57)【要約】【課題】直流母線無接続とし電気的損失をなくすとともに素子点数を削減し、省スペース化することができる絶縁形の直流電圧検出回路を提供する。【解決手段】直流電圧源の直流電圧検出回路において、前記直流電圧源に接続された平行平面導体を介して負荷に接続された前記直流電源と、前記平行平面導体の均一な電界中に非誘電体部材で固定した非接触方式の電界センサとを備え、前記電界センサが検出した電界強度（Ｅ）と前記平行平面導体間の間隔（d）に基づいて、    Ｖ＝Ｅ×ｄ      ・・・（１）により前記直流電圧源の直流電圧（Ｖ）を演算する演算器とを備えたものである。【選択図】    図１
2005249470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧源の直流電圧検出回路において、前記直流電圧源に接続された平行平面導体を介して負荷に接続された前記直流電源と、前記平行平面導体の均一な電界中に非誘電体部材で固定した非接触方式の電界センサとを備え、前記電界センサが検出した電界強度（Ｅ）と前記平行平面導体間の間隔（d）に基づいて、
Ｖ＝Ｅ×ｄ      ・・・（１）
により前記直流電圧源の直流電圧（Ｖ）を演算する演算器とを備えたことを特徴とする直流電圧検出回路。
【請求項２】
交流電源を整流するコンバータと、コンバータの直流出力側に接続された平滑コンデンサと前記コンバータの直流出力側に平行平面導体である直流母線を介して直流電圧を可変周波、可変電圧に変換するインバータ部とを備えた電力変換器において、前記平行平面導体を互いに対向させて、その対向させた領域内に非誘電体部材で固定した非接触方式の前記電界センサとを備え、前記電界センサが検出した電界強度（Ｅ）と前記平行平面導体間の間隔（d）に基づいて、
Ｖ＝Ｅ×ｄ      ・・・（１）
により前記直流電圧源の直流電圧（Ｖ）を演算する演算器とを備えたことを特徴とする直流電圧検出回路。
【請求項３】
前記平滑コンデンサの電極端子を平行平面電極とみなし、前記平滑コンデンサの電極端子間に前記非誘電体部材で固定した非接触方式の前記電界センサとを備えたことを特徴とする請求項２記載の直流電圧検出回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路の直流電圧値を電気的絶縁された別の回路へ伝達する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の直流電圧検出回路は、トランスを介して電圧を検出することで２つの回路間を絶縁している。また、リニアフォトカプラで２つの回路間を絶縁して1次回路部の直流電圧を検出しているものもある。
図３において、１次回路部１４は、直流電圧源８と負荷９とスイッチング素子１０から構成される。２次回路部１５は、直流電圧検出回路１３を備えている。１次回路部１４は、パルス用のトランス１１をトランス１１の２次側に接続した整流用ダイオード１２を介して２次回路部へ接続される。１次回路部１４、２次回路部１５からなる回路で１次回路部１４に直流電圧源８から供給される直流電圧をスイッチング素子１０を用いてチョッピングさせることで、トランス１１の２次側に１次側両端電圧に比例した電圧が発生し、整流ダイオード１２で整流した電圧を２次回路部１５に組み込まれた直流電圧検出回路１３へ入力し、直流電圧源８の電圧を検出する（例えば、特許文献１参照）。
図４において、１次回路部２１、２次回路部２２からなる回路で１次回路部２１に直流電圧源１６から供給される直流電圧を分圧抵抗１８で分圧された電圧をリニアフォトアイソレータ１９に入力し、１９に入力された電圧に比例した電圧を出力し、それを２次回路部２２に組み込まれた直流電圧検出回路２０へ入力し、直流電圧源１６の電圧を検出する。
このように、従来の回路ではスイッチング素子１０や分圧抵抗１８といったものがあるので、１次回路の損失が発生するのである。
【特許文献１】特開平０６−８６５４５号公報（第４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の直流電圧検出回路は、直流電圧を検出するために直流母線に検出回路を接続しなければならなく、検出回路にはスイッチング素子や分圧抵抗が組み込まれていて損失無しで直流電圧を検出することができないという問題があった。また、図３のような回路構成の場合はトランスとスイッチング素子、スイッチング素子を駆動する回路が必要となるので、素子点数の増加というような問題もあった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、直流母線無接続とし電気的損失をなくすとともに素子点数を削減し、省スペース化することができる絶縁形の直流電圧検出回路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】
【０００４】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
直流電圧源の直流電圧検出回路において、前記直流電圧源に接続された平行平面導体を介して負荷に接続された前記直流電源と、前記平行平面導体の均一な電界中に非誘電体部材で固定した非接触方式の電界センサとを備え、前記電界センサが検出した電界強度（Ｅ）と前記平行平面導体間の間隔（d）に基づいて、
Ｖ＝Ｅ×ｄ      ・・・（１）
により前記直流電圧源の直流電圧（Ｖ）を演算する演算器とを備えたものである。
また、交流電源を整流するコンバータと、コンバータの直流出力側に接続された平滑コンデンサと前記コンバータの直流出力側に平行平面導体である直流母線を介して直流電圧を可変周波、可変電圧に変換するインバータ部とを備えた電力変換器において、前記平行平面導体を互いに対向させて、その対向させた領域内に非誘電体部材で固定した非接触方式の前記電界センサとを備え、前記電界センサが検出した電界強度（Ｅ）と前記平行平面導体間の間隔（d）に基づいて、
Ｖ＝Ｅ×ｄ      ・・・（１）
により前記直流電圧源の直流電圧（Ｖ）を演算する演算器とを備えたものである。
また、前記平滑コンデンサの電極端子を平行平面電極とみなし、前記平滑コンデンサの電極端子間に前記非誘電体部材で固定した非接触方式の前記電界センサとを備えたものである。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１に記載の発明によると、電気的損失が無く直流電圧を検出することができる。また、請求項２に記載の発明によると、ある回路の直流電圧を別の回路で絶縁したまま検出することができ、ＣＥ規格（ＬＶＤ：低電圧指令）に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態について図１を参照して説明する。
【実施例１】
【０００７】
図１は、本発明の直流電圧検出回路図である。図において、１は直流電圧源、２はｄ[ｍ]の間隔で平行に並べられた平行平面導体、３は平行平面導体２の間に挿入配置された電界センサ、４は直流電圧源における負荷、５は電界センサで検出した２の導体間の電界Ｅ[Ｖ／ｍ]を入力し１の電圧を演算する演算器である。１次回路６は直流電圧源１と、直流電圧源１に接続した直流母線である平行平面導体２と、負荷４から構成される。非接触方式の電界センサ３（例えば特開平６−１１８１０７参照）は、平行平面導体２の均一な電界中に非誘電体部材で固定している。非接触方式の電界センサ３を使用しているため、１次回路６と二次回路７は電気的に絶縁されており、演算器５は２次回路７に組み込まれる。（１）式に示すとおり、直流電圧源１の直流電圧は直流母線間に発生する電界に比例し、母線間間隔に反比例する。母線間間隔を固定値とすれば直流電圧は母線間に発生する電界のみで決定することができる。
Ｖ＝Ｅ×ｄ      ・・・（１）
Ｖは求める直流電圧で単位は[Ｖ]、Ｅは直流電圧母線間の電界で単位は[Ｖ／ｍ]、ｄは測定する直流電圧母線間隔で単位は[ｍ]である。
【０００８】
図２は本発明の直流電圧検出方法を備えた電力変換装置の回路図である。図において２３は交流電圧源、２４はコンバータ回路部、２５は平滑コンデンサ、２６はインバータ回路部、２７は電解センサ、２８は平行平面導体、３２は誘導電動機、３１は演算器２、２９はインバータ部２６の主回路用のトランジスタ駆動回路、３０は演算器１である。３３の主回路部は、交流電源を整流するコンバータと、コンバータの直流出力側に接続された平滑コンデンサと前記コンバータの直流出力側に平行平面導体である直流母線を介して直流電圧を可変周波、可変電圧に変換するインバータ部とを備えた電力変換器を構成する。前記平行平面導体を互いに対向させて、その対向させた領域内に非誘電体部材で固定した非接触方式の前記電界センサとを備え、前記電界センサが検出した電界強度（Ｅ）と前記平行平面導体間の間隔（d）に基づいて、
Ｖ＝Ｅ×ｄ      ・・・（１）
により前記直流電圧源の直流電圧（Ｖ）を演算する演算器３０とを備え、これによりる直流電圧を検出できる。
図２において３１（主回路部）と３２（制御回路部）は電気的に絶縁されている。本発明が従来の技術と異なる部分は、３１の直流電圧を検出するためにトランス又はリニアフォトアイソレータの代わりに電界センサを備えた部分である。平滑コンデンサの電極端子を平行平面電極とみなし、平滑コンデンサの電極端子間に非誘電体部材で固定した非接触方式の前記電界センサとを配置してもよい。
【０００９】
その動作は、図１に示すように間隔ｄ[ｍ]の直流電圧母線間の電界Ｅ[Ｖ／ｍ]を測定し（１）式に示す計算を２次回路の直流電圧検出回路内で演算させることで直流電圧Ｖ[Ｖ]を測定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１０】
電界センサを利用することによって電気的に絶縁したまま直流電圧を検出することができるので、ＣＥ規格対応電気機器という用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の回路構成
【図２】本発明の第一実施例の回路構成
【図３】従来技術の回路構成１
【図４】従来技術の回路構成２
【符号の説明】
【００１２】
１、８、１６  直流電圧源
２、２８  平行平面導体
３  電界センサ
４、９、１７  負荷
５、１３、２０、３０  直流電圧検出回路
６  １次回路部
７  ２次回路部
１０  スイッチング素子
１１  電圧変換用トランス
１２  整流用ダイオード
１４、２１  １次回路部
１５、２２  ２次回路部
１８  分圧抵抗器
１９  リニアフォトアイソレータ
２３  交流電圧源
２４  コンバータ回路部
２５  平滑コンデンサ
２６  インバータ回路部
２７  電解センサ
２９  トランジスタ駆動回路
３１  制御回路
３２  誘導電動機
３３  主回路部
３４  制御回路部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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