(57)【要約】【課題】本発明は、保護回路及びそれを含む絶縁抵抗測定装置に関する。【解決手段】本発明の保護回路は、印加される電流が予め定められた第１の基準電流となるように電流制御を行う第１の定電流制御部と、第１の定電流制御部と並列に連結され、第１の定電流制御部に印加される電圧が予め定められた第１の基準電圧以上であると、第１の定電流制御部に印加される電流がバイパスされるように制御して電流制御を行う第２の定電流制御部と、を含み、高電圧が印加されても、定電流制御を行って絶縁抵抗を用意に測定することができる。【選択図】図１
2012255784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印加される電流が予め定められた第１の基準電流となるように電流制御を行う第１の定電流制御部と、
前記第１の定電流制御部と並列に連結され、前記第１の定電流制御部に印加される電圧が予め定められた第１の基準電圧以上であると、前記第１の定電流制御部に印加される電流がバイパスされるように制御して電流制御を行う第２の定電流制御部と、を含む保護回路。
【請求項２】
前記第１の定電流制御部は、
ゲートに印加される電圧に応じてドレインとソースとの間に流れる電流を調節し、前記ドレインとソースとの間に流れる電流が前記第１の基準電流となるように電流制御を行う第１のスイッチを含む請求項１に記載の保護回路。
【請求項３】
前記第１の定電流制御部は、
前記第１のスイッチのドレインとソースとの間に流れる電流が前記第１の基準電流を超過すると、ターンオン動作して前記第１のスイッチの電流制御を解除させる第１の解除スイッチをさらに含む請求項２に記載の保護回路。
【請求項４】
前記第１の定電流制御部は、
前記第１のスイッチのゲートに電圧を印加する第１のカプラと、
前記第１のスイッチのドレイン及びソースと直列に連結され、前記第１のスイッチのドレインとソースとの間に流れる電流に応じて電位差を発生させる第１の電圧検出素子をさらに含む請求項３に記載の保護回路。
【請求項５】
前記第１のスイッチは、
ゲートが前記第１の解除スイッチのコレクタと連結され、
ソースが前記第１の解除スイッチのベースと連結される請求項３に記載の保護回路。
【請求項６】
前記第２の定電流制御部は、
前記第１の定電流制御部に印加される電圧が前記第１の基準電圧以上であると、前記第１の定電流制御部に印加される電圧を分配する複数の分配素子を含む請求項２に記載の保護回路。
【請求項７】
前記第２の定電流制御部は、
前記複数の分配素子の間の接続点とゲートとが連結され、前記ゲートに印加される電圧が予め定められた第２の基準電圧以上であると、前記第１のスイッチのドレインとソースとの間に流れていた電流がバイパスされ、第２のスイッチのドレインとソースとの間に流れるように制御し、前記ドレインとソースとの間に流れる電流が予め定められた第２の基準電流となるように電流制御を行う第２のスイッチをさらに含む請求項６に記載の保護回路。
【請求項８】
前記第２の定電流制御部は、
前記第２のスイッチのドレインとソースとの間に流れる電流が前記第２の基準電流を超過すると、ターンオン動作して前記第２のスイッチの電流制御を解除させる第２の解除スイッチをさらに含む請求項７に記載の保護回路。
【請求項９】
前記第２の定電流制御部は、
前記第２のスイッチのドレイン及びソースと直列に連結され、前記第２のスイッチのドレインとソースとの間に流れる電流に応じて電位差を発生させる第２の電圧検出素子をさらに含む請求項７に記載の保護回路。
【請求項１０】
前記第２の基準電流の値は、
前記第１の基準電流の値より大きい請求項７に記載の保護回路。
【請求項１１】
被検査体の絶縁抵抗を測定する絶縁抵抗測定装置であって、
前記被検査体から出力される電流が予め定められた第１の基準電流となるように電流制御を行う第１の定電流制御部と、前記第１の定電流制御部と並列に連結され、前記第１の定電流制御部に印加される電圧が予め定められた第１の基準電圧以上であると、前記第１の定電流制御部に印加される電流がバイパスされるように制御して電流制御を行う第２の定電流制御部と、を含む保護回路と、
前記保護回路から出力される電流の印加を受けて前記被検査体の電流を測定する電流測定回路と、を含み、
前記保護回路は複数個が直列に連結される絶縁抵抗測定装置。
【請求項１２】
前記第１の定電流制御部は、
ゲートに印加される電圧に応じてドレインとソースとの間に流れる電流を調節し、前記ドレインとソースとの間に流れる電流が前記第１の基準電流となるように電流制御を行う第１のスイッチと、
前記第１のスイッチのドレインとソースとの間に流れる電流が前記第１の基準電流を超過すると、ターンオン動作して前記第１のスイッチの電流制御を解除させる第１の解除スイッチと、を含む請求項１１に記載の絶縁抵抗測定装置。
【請求項１３】
前記第２の定電流制御部は、
前記第１の定電流制御部に印加される電圧が前記第１の基準電圧以上であると、前記第１の定電流制御部に印加される電圧を分配する複数の分配素子を含む請求項１１に記載の絶縁抵抗測定装置。
【請求項１４】
前記第２の定電流制御部は、
前記複数の分配素子の間の接続点とゲートとが連結され、前記ゲートに印加される電圧が予め定められた第２の基準電圧以上であると、前記第１のスイッチのドレインとソースとの間に流れていた電流がバイパスされ、第２のスイッチのドレインとソースとの間に流れるように制御して、前記ドレインとソースとの間に流れる電流が予め定められた第２の基準電流となるように電流制御を行う第２のスイッチをさらに含む請求項１３に記載の絶縁抵抗測定装置。
【請求項１５】
前記第２の定電流制御部は、
前記第２のスイッチのドレインとソースとの間に流れる電流が前記第２の基準電流を超過すると、ターンオン動作して前記第２のスイッチの電流制御を解除させる第２の解除スイッチをさらに含む請求項１４に記載の絶縁抵抗測定装置。
【請求項１６】
被検査体の絶縁抵抗を測定する絶縁抵抗測定装置であって、
前記被検査体から出力される電流が予め定められた第１の基準電流となるように電流制御を行う第１の定電流制御部と、前記第１の定電流制御部と並列に連結され、前記第１の定電流制御部に印加される電圧が予め定められた第１の基準電圧以上であると、前記第１の定電流制御部に印加される電流がバイパスされるように制御して電流制御を行う第２の定電流制御部と、を含む保護回路と、
前記保護回路から出力される電流の印加を受けて前記被検査体の電流を測定する電流測定回路と、を含み、
前記保護回路は複数個が互いに対向する方向に連結される絶縁抵抗測定装置。
【請求項１７】
前記被検査体に極性が相違する電圧を印加するために、極性が反転された複数の電源回路を含む請求項１６に記載の絶縁抵抗測定装置。
【請求項１８】
前記複数の電源回路は並列に連結される請求項１７に記載の絶縁抵抗測定装置。
【請求項１９】
前記複数の電源回路で極性が相違する電圧を選択的に前記被検査体に印加するためにターンオンまたはターンオフ動作する電源スイッチ回路を含む請求項１７に記載の絶縁抵抗測定装置。
【請求項２０】
前記電源スイッチ回路は、
一端が複数の電源回路のうち一つと選択的に連結される第１の電源スイッチ回路と、
一端が前記第１の電源スイッチ回路の他端と接地のうち一つと選択的に連結され、他端が前記被検査体と連結される第２の電源スイッチ回路と、を含む請求項１９に記載の絶縁抵抗測定装置。
【請求項２１】
前記第１の定電流制御部は、
ゲートに印加される電圧に応じてドレインとソースとの間に流れる電流を調節し、前記ドレインとソースとの間に流れる電流が前記第１の基準電流となるように電流制御を行う第１のスイッチと、
前記第１のスイッチのドレインとソースとの間に流れる電流が前記第１の基準電流を超過すると、ターンオン動作して前記第１のスイッチの電流制御を解除させる第１の解除スイッチと、を含む請求項１６に記載の絶縁抵抗測定装置。
【請求項２２】
前記第２の定電流制御部は、
前記第１の定電流制御部に印加される電圧が前記第１の基準電圧以上であると、前記第１の定電流制御部に印加される電圧を分配する複数の分配素子を含む請求項１６に記載の絶縁抵抗測定装置。
【請求項２３】
前記第２の定電流制御部は、
前記複数の分配素子の間の接続点とゲートとが連結され、前記ゲートに印加される電圧が予め定められた第２の基準電圧以上であると、前記第１のスイッチのドレインとソースとの間に流れていた電流がバイパスされ、第２のスイッチのドレインとソースとの間に流れるように制御して、前記ドレインとソースとの間に流れる電流が予め定められた第２の基準電流となるように電流制御を行う第２のスイッチをさらに含む請求項２２に記載の絶縁抵抗測定装置。
【請求項２４】
前記第２の定電流制御部は、
前記第２のスイッチのドレインとソースとの間に流れる電流が前記第２の基準電流を超過すると、ターンオン動作して前記第２のスイッチの電流制御を解除させる第２の解除スイッチをさらに含む請求項２３に記載の絶縁抵抗測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保護回路及びそれを含む絶縁抵抗測定装置に関し、より詳細には、被検査体の絶縁抵抗を測定する保護回路及びそれを含む絶縁抵抗測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に絶縁抵抗測定装置は、被検査体に直流電圧を一定時間印加した後、被検査体に流れる電流を測定して被検査体の絶縁抵抗を測定する。
【０００３】
しかし、絶縁抵抗測定装置を利用して被検査体の絶縁抵抗を測定する場合、被検査体にショート（ｓｈｏｒｔ）のような故障が発生すると、絶縁抵抗測定装置に過大な電流が印加され、絶縁抵抗測定装置が破壊してしまう場合がある。
【０００４】
このため、従来は絶縁抵抗測定装置に複数の制限抵抗が並列に接続される電流制限回路を付加して被検査体の絶縁抵抗を測定する方式を用いた。このような従来の方式を用いることにより、被検査体にショートが発生しても、絶縁抵抗測定装置が破壊することを防止した。
【０００５】
しかし、上記のような従来の絶縁抵抗測定装置は、被検査体に印加される電圧のレベルが変化すると、それに応じて制限抵抗の個数及び種類を入れ替ることが必要であり、このような入れ替え作業により、煩わしさが生じるという問題があった。
【０００６】
特に、高電圧が印加される場合には、電流制限回路を付加しても絶縁抵抗測定装置が破壊する可能性が大きく、製造コストも増加するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−３３３５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、高電圧が印加されても、定電流を制御することにより、絶縁抵抗を容易に測定することができる保護回路及びそれを含む絶縁抵抗測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このために、本発明による保護回路は、印加される電流が予め定められた第１の基準電流となるように電流制御を行う第１の定電流制御部と、前記第１の定電流制御部と並列に連結され、前記第１の定電流制御部に印加される電圧が予め定められた第１の基準電圧以上であると、前記第１の定電流制御部に印加される電流がバイパスされるように制御して電流制御を行う第２の定電流制御部と、を含む。
ここで、前記第１の定電流制御部は、ゲートに印加される電圧に応じてドレインとソースとの間に流れる電流を調節し、前記ドレインとソースとの間に流れる電流が前記第１の基準電流となるように電流制御を行う第１のスイッチを含む。
【００１０】
また、前記第１の定電流制御部は、前記第１のスイッチのドレインとソースとの間に流れる電流が前記第１の基準電流を超過すると、ターンオン動作して前記第１のスイッチの電流制御を解除させる第１の解除スイッチをさらに含む。
【００１１】
そして、前記第１の定電流制御部は、前記第１のスイッチのゲートに電圧を印加する第１のカプラと、前記第１のスイッチのドレイン及びソースと直列に連結され、前記第１のスイッチのドレインとソースとの間に流れる電流に応じて電位差を発生させる第１の電圧検出素子をさらに含む。
【００１２】
この際、前記第１のスイッチは、ゲートが前記第１の解除スイッチのコレクタと連結され、ソースが前記第１の解除スイッチのベースと連結される。
【００１３】
一方、前記第２の定電流制御部は、前記第１の定電流制御部に印加される電圧が前記第１の基準電圧以上であると、前記第１の定電流制御部に印加される電圧を分配する複数の分配素子を含む。
【００１４】
そして、前記第２の定電流制御部は、前記複数の分配素子の間の接続点とゲートとが連結され、前記ゲートに印加される電圧が予め定められた第２の基準電圧以上であると、前記第１のスイッチのドレインとソースとの間に流れていた電流がバイパスされ、第２のスイッチのドレインとソースとの間に流れるように制御し、前記ドレインとソースとの間に流れる電流が予め定められた第２の基準電流となるように電流制御を行う第２のスイッチをさらに含む。
【００１５】
尚、前記第２の定電流制御部は、前記第２のスイッチのドレインとソースとの間に流れる電流が前記第２の基準電流を超過すると、ターンオン動作して前記第２のスイッチの電流制御を解除させる第２の解除スイッチをさらに含む。
【００１６】
また、前記第２の定電流制御部は、前記第２のスイッチのドレイン及びソースと直列に連結され、前記第２のスイッチのドレインとソースとの間に流れる電流に応じて電位差を発生させる第２の電圧検出素子をさらに含む。
【００１７】
ここで、前記第２の基準電流の値は、前記第１の基準電流の値より大きいことを特徴とする。
【００１８】
一方、本発明による絶縁抵抗測定装置は、被検査体の絶縁抵抗を測定する絶縁抵抗測定装置であって、前記被検査体から出力される電流が予め定められた第１の基準電流となるように電流制御を行う第１の定電流制御部と、前記第１の定電流制御部と並列に連結され、前記第１の定電流制御部に印加される電圧が予め定められた第１の基準電圧以上であると、前記第１の定電流制御部に印加される電流がバイパスされるように制御して電流制御を行う第２の定電流制御部と、を含む保護回路と、前記保護回路から出力される電流の印加を受けて前記被検査体の電流を測定する電流測定回路と、を含み、前記保護回路は複数個が直列に連結される。
【００１９】
ここで、前記第１の定電流制御部は、ゲートに印加される電圧に応じてドレインとソースとの間に流れる電流を調節し、前記ドレインとソースとの間に流れる電流が前記第１の基準電流となるように電流制御を行う第１のスイッチと、前記第１のスイッチのドレインとソースとの間に流れる電流が前記第１の基準電流を超過すると、ターンオン動作して前記第１のスイッチの電流制御を解除させる第１の解除スイッチと、を含む。
【００２０】
また、前記第２の定電流制御部は、前記第１の定電流制御部に印加される電圧が前記第１の基準電圧以上であると、前記第１の定電流制御部に印加される電圧を分配する複数の分配素子を含む。
【００２１】
さらに、前記第２の定電流制御部は、前記複数の分配素子の間の接続点とゲートとが連結され、前記ゲートに印加される電圧が予め定められた第２の基準電圧以上であると、前記第１のスイッチのドレインとソースとの間に流れていた電流がバイパスされ、第２のスイッチのドレインとソースとの間に流れるように制御して、前記ドレインとソースとの間に流れる電流が予め定められた第２の基準電流となるように電流制御を行う第２のスイッチをさらに含む。
【００２２】
そして、前記第２の定電流制御部は、前記第２のスイッチのドレインとソースとの間に流れる電流が前記第２の基準電流を超過すると、ターンオン動作して前記第２のスイッチの電流制御を解除させる第２の解除スイッチをさらに含む。
【００２３】
一方、本発明による他の絶縁抵抗測定装置は、被検査体の絶縁抵抗を測定する絶縁抵抗測定装置であって、前記被検査体から出力される電流が予め定められた第１の基準電流となるように電流制御を行う第１の定電流制御部と、前記第１の定電流制御部と並列に連結され、前記第１の定電流制御部に印加される電圧が予め定められた第１の基準電圧以上であると、前記第１の定電流制御部に印加される電流がバイパスされるように制御して電流制御を行う第２の定電流制御部と、を含む保護回路と、前記保護回路から出力される電流の印加を受けて前記被検査体の電流を測定する電流測定回路と、を含み、前記保護回路は複数個が互いに対向する方向に連結される。
【００２４】
ここで、前記被検査体に極性が相違する電圧を印加するために、極性が反転された複数の電源回路を含む。
【００２５】
この際、前記複数の電源回路は並列に連結される。
【００２６】
また、前記複数の電源回路で極性が相違する電圧を選択的に前記被検査体に印加するためにターンオンまたはターンオフ動作する電源スイッチ回路を含み、前記電源スイッチ回路は、一端が複数の電源回路のうち一つと選択的に連結される第１の電源スイッチ回路と、一端が前記第１の電源スイッチ回路の他端と接地のうち一つと選択的に連結され、他端が前記被検査体と連結される第２の電源スイッチ回路と、を含む。
【００２７】
そして、前記第１の定電流制御部は、ゲートに印加される電圧に応じてドレインとソースとの間に流れる電流を調節し、前記ドレインとソースとの間に流れる電流が前記第１の基準電流となるように電流制御を行う第１のスイッチと、前記第１のスイッチのドレインとソースとの間に流れる電流が前記第１の基準電流を超過すると、ターンオン動作して前記第１のスイッチの電流制御を解除させる第１の解除スイッチと、を含む。
【００２８】
さらに、前記第２の定電流制御部は、前記第１の定電流制御部に印加される電圧が前記第１の基準電圧以上であると、前記第１の定電流制御部に印加される電圧を分配する複数の分配素子を含む。
【００２９】
また、前記第２の定電流制御部は、前記複数の分配素子の間の接続点とゲートとが連結され、前記ゲートに印加される電圧が予め定められた第２の基準電圧以上であると、前記第１のスイッチのドレインとソースとの間に流れていた電流がバイパスされ、第２のスイッチのドレインとソースとの間に流れるように制御して、前記ドレインとソースとの間に流れる電流が予め定められた第２の基準電流となるように電流制御を行う第２のスイッチをさらに含む。
【００３０】
そして、前記第２の定電流制御部は、前記第２のスイッチのドレインとソースとの間に流れる電流が前記第２の基準電流を超過すると、ターンオン動作して前記第２のスイッチの電流制御を解除させる第２の解除スイッチをさらに含む。
【発明の効果】
【００３１】
上述したように、本発明による保護回路及びそれを含む絶縁抵抗測定装置によると、高電圧が印加されても、定電流制御を容易に行うことができる長所がある。
【００３２】
即ち、低電圧から高電圧までの多様な電圧が印加されても、簡単且つ安全に定電流制御を行うことができる長所がある。
【００３３】
これにより、被検査体でショートのような故障が発生しても、絶縁抵抗測定装置に過大な電流が流入されることを防止することができる長所がある。
【００３４】
また、被検査体がコンデンサのような容量性負荷である場合にも、定電流を利用して充／放電できるため、充／放電時間が短縮される長所がある。
【００３５】
そして、保護回路全体がフローティング状態にあるため、被検査体の絶縁抵抗のような微小な信号を測定する場合においても、絶縁不良による漏洩電流の影響によって誤差が発生する問題点を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態による保護回路の構成図である。
【図２】本発明の一実施形態による絶縁抵抗測定装置の構成図である。
【図３】本発明の他の実施形態による絶縁抵抗測定装置の構成図である。。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本明細書及び特許請求の範囲に用いられた用語や単語は、通常的かつ辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者が自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則にしたがって本発明の技術的思想にかなう意味と概念に解釈されるべきである。
【００３８】
従って、本明細書に記載された実施形態と図面に図示された構成は、本発明のもっとも好ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的思想の全部を代弁しているわけではないため、本出願時点においてこれらを代替することができる多様な均等物と変形例があり得ることを理解するべきである。
【００３９】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００４０】
図１は本発明の一実施形態による保護回路の構成図を、図２は本発明の一実施形態による絶縁抵抗測定装置の構成図を示す。
【００４１】
図１及び図２に図示したように、保護回路１０は、被検査体５と被検査体５の電流を測定する電流測定回路５５との間に位置し、電流測定回路５５に印加される電流を一定に制御する手段である。
【００４２】
これにより、保護回路１０の入力（Ｉｎ）は被検査体５と直列に連結され、保護回路１０の出力（Ｏｕｔ）は電流測定回路５５と直列に連結される。
【００４３】
このような保護回路１０の構成要素について説明すると、保護回路１０は、第１の定電流制御部１０ａと第２の定電流制御部１０ｂとを含んで構成される。
【００４４】
第１の定電流制御部１０ａは、入力（Ｉｎ）から印加される電流が予め定められた第１の基準電流Ｉｒｅｆ１となるように電流制御を行う手段であり、第１のカプラ１２ａと、第１のスイッチ１４ａと、第１の電圧検出素子１６ａと、第１の解除スイッチ１８ａと、を含む。
【００４５】
このうち第１のカプラ１２ａは、電源供給源１１から出力される電圧Ｖ１を第１のスイッチ１４ａのゲート（ｇａｔｅ）に印加する手段であり、１次側に電流が印加されると発光素子が光を発生し、発生された光によって電圧を発生させるフォトカプラ（ｐｈｏｔｏ  ｃｏｕｐｌｅｒ；ＰＣ）のような半導体素子で構成されることができる。
【００４６】
また、第１のカプラ１２ａは１次側と２次側とが絶縁された直流／直流コンバータ（ＤＣ／ＤＣ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）で構成されることができる。
【００４７】
上記のように保護回路１０に第１のカプラ１２ａを備える理由は、１次側と２次側とを絶縁させるためである。即ち、図２に示すように、複数の保護回路１０〜１０ｎを直列に連結する場合、１次側の接地と２次側の接地が絶縁されていないと、２次側の電流が１次側に漏れて、電流測定回路５５で電流を正確に測定することができないためである。
【００４８】
第１のスイッチ１４ａ、ＦＥＴ１は、ゲートに印加される電圧に応じてドレイン（ｄｒａｉｎ）とソース（ｓｏｕｒｃｅ）との間に流れる電流を調節し、ドレインとソースとの間に流れる電流が第１の基準電流Ｉｒｅｆ１となるように電流制御を行う。
【００４９】
より具体的に説明すると、第１のスイッチ１４ａは、ゲートに印加される電圧が第１のスイッチ１４ａの設定電圧以上であると、ターンオン（ｔｕｒｎ  ｏｎ）動作してドレインとソースとの間に電流が流れるようにする。その後、第１のスイッチ１４ａのゲートに印加される電圧が零電圧（０ｖ）に近くなると、第１のスイッチ１４ａのドレインとソースとの間に流れる電流は次第に減って、ドレインとソースとの間には電流が流れなくなる。第１のスイッチ１４ａは、前記動作を繰り返すことにより、ドレインとソースとの間に流れる電流が第１の基準電流Ｉｒｅｆ１となるように電流制御を行う。
【００５０】
このような第１のスイッチ１４ａは、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）で構成されることができ、その他に、ＢＪＴ（Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｊｕｎｃｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）及びＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などで構成されることもできる。
【００５１】
第１の電圧検出素子１６ａは、第１のスイッチ１４ａのドレイン及びソースと直列に連結され、第１のスイッチ１４ａのドレインとソースとの間に流れる電流に応じて電位差を発生させる手段であり、抵抗Ｒ１１で構成される。抵抗Ｒ１１は、一端が第１のスイッチ１４ａのソースと第１の解除スイッチ１８ａのベース（ｂａｓｅ）との接続点と連結され、他端は接地と連結される。
【００５２】
このような第１の電圧検出素子１６ａは、第１のスイッチ１４ａのドレインとソースとの間に流れる電流が第１の基準電流Ｉｒｅｆ１を超過すると、電位差が上昇し、下記で説明する第１の解除スイッチ１８ａをターンオン動作させる。
【００５３】
第１の解除スイッチ１８ａ、ＴＲ１は、第１のスイッチ１４ａのドレインとソースとの間に流れる電流が第１の基準電流Ｉｒｅｆ１を超過すると、ターンオン動作して第１のスイッチ１４ａの電流制御を解除させる役割を遂行する。
【００５４】
より詳細に説明すると、第１のスイッチ１４ａのドレインとソースとの間に流れる電流が第１の基準電流Ｉｒｅｆ１を超過すると、第１の電圧検出素子１６ａの電位差は上昇し、第１の解除スイッチ１８ａのベースに印加される。そして、第１の解除スイッチ１８ａのベースに印加される電圧が第１の解除スイッチ１８ａの設定電圧以上であると、第１の解除スイッチ１８ａはターンオン動作し、第１のスイッチ１４ａのゲートに印加される電圧は零電圧（０ｖ）に近く減少される。このような動作により、第１の解除スイッチ１８ａは第１のスイッチ１４ａの電流制御を解除させる。
【００５５】
上記のような第１の解除スイッチ１８ａは、ＢＪＴ（Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｊｕｎｃｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）で構成されることができ、その他に、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）及びＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などで構成されることもできる。
【００５６】
第２の定電流制御部１０ｂは、第１の定電流制御部１０ａと並列に連結され、第１の定電流制御部１０ａに印加される電圧が予め定められた第１の基準電圧以上であると、第１の定電流制御部１０ａに印加される電流がバイパスされるように制御して電流制御を行う手段であり、分配素子１２ｂと、第２のスイッチ１４ｂと、第２の電圧検出素子１６ｂと、第２の解除スイッチ１８ｂと、を含んで構成される。
【００５７】
このうち分配素子１２ｂは、第１の定電流制御部１０ａに印加される電圧が予め定められた第１の基準電圧以上であると、第１の定電流制御部１０ａに印加される電圧を分配する手段であり、複数の抵抗Ｒ２１、Ｒ２２で構成される。
【００５８】
より詳細に説明すると、分配素子１２ｂは、第１のスイッチ１４ａのドレインとソースとの間の電圧が第１の基準電圧以上であると（即ち、第１のスイッチ１４ａの定格電圧（略１５００Ｖ）を超過する電圧が加えられると）、複数の抵抗Ｒ２１、Ｒ２２が印加される電圧を分配する。
【００５９】
ここで、過度な電流が保護回路１０に印加されると、第１及び第２のスイッチ１４ａ、１４ｂの電流制御機能が損傷されるため、複数の抵抗Ｒ２１、Ｒ２２は保護回路１０に低い電流（略０．１％未満の電流）が流れるように大きい抵抗値を有する。
【００６０】
この際、複数の抵抗Ｒ２１、Ｒ２２値は、分配電圧（Ｖｍ）＝第１のスイッチ１４ａのドレインとソースとの間の電圧＊Ｒ２２／（Ｒ２１＋Ｒ２２）で設定されることができる。
【００６１】
第２のスイッチ１４ｂ、ＦＥＴ２は、ゲートが複数の抵抗Ｒ２１、Ｒ２２の接続点と連結され、ゲートに印加される電圧が予め定められた第２の基準電圧（第２のスイッチ１４ｂの設定電圧）以上であると、第１のスイッチ１４ａのドレインとソースとの間に流れていた電流がバイパスされて、第２のスイッチ１４ｂのドレインとソースとの間に流れるように制御する。
【００６２】
また、第２のスイッチ１４ｂは、ドレインとソースとの間に流れる電流が予め定められた第２の基準電流Ｉｒｅｆ２となるように電流制御を行う。
【００６３】
より詳細に説明すると、第２のスイッチ１４ｂのゲートに印加される電圧は複数の分配素子１２ｂで分配された電圧であり、分配された電圧が第２の基準電圧以上であると、第２のスイッチ１４ｂのゲートに印加される電圧も大きくなる。この際、第２のスイッチ１４ｂのゲートに印加される電圧が第２の基準電圧以上になると、第２のスイッチ１４ｂはターンオン動作し、第１のスイッチ１４ａのドレインとソースとの間に流れていた電流が第２のスイッチ１４ｂのドレインとソースとの間に流れるようになる。この際、第２の基準電流Ｉｒｅｆ２は第１の基準電流Ｉｒｅｆ１より大きいため、第１のスイッチ１４ａには電流が流れなくなる。
【００６４】
もし、第２のスイッチ１４ｂのゲートに印加される電圧が零電圧（０Ｖ）に近くなると、第２のスイッチ１４ｂのドレインとソースとの間に流れる電流は次第に減って、ドレインとソースとの間には電流が流れなくなる。前記動作を繰り返すことにより、第２のスイッチ１４ｂは、ドレインとソースとの間に流れる電流が第２の基準電流Ｉｒｅｆ２となるように電流制御を行う。
【００６５】
上記のような第２のスイッチ１４ｂは、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）で構成されることができ、その他に、ＢＪＴ（Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｊｕｎｃｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）及びＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などで構成されることもできる。
【００６６】
第２の電圧検出素子１６ｂは、第２のスイッチ１４ｂのドレイン及びソースと直列に連結され、第２のスイッチ１４ｂのドレインとソースとの間に流れる電流に応じて電位差を発生させる手段であり、抵抗Ｒ２３で構成される。
【００６７】
抵抗Ｒ２３は、一端が第２のスイッチ１４ｂのソースと第２の解除スイッチ１８ｂのベースとの接続点と連結され、他端は接地と連結される。
【００６８】
このような第２の電圧検出素子１６ｂは、第２のスイッチ１４ｂのドレインとソースとの間に流れる電流が第２の基準電流Ｉｒｅｆ２を超過すると、電位差が上昇し、下記で説明する第２の解除スイッチ１８ｂをターンオン動作させる。
【００６９】
第２の解除スイッチ１８ｂ、ＴＲ２は、第２のスイッチ１４ｂに流れる電流が第２の基準電流Ｉｒｅｆ２を超過すると、ターンオン動作して第２のスイッチ１４ｂの電流制御を解除させる。
【００７０】
より詳細に説明すると、第２のスイッチ１４ｂのドレインとソースとの間に流れる電流が第２の基準電流Ｉｒｅｆ２を超過すると、第２の電圧検出素子１６ｂの電位差が上昇し、第２の解除スイッチ１８ｂのベースに印加される。そして、第２の解除スイッチ１８ｂのベースに印加される電圧が第２の解除スイッチ１８ｂの設定電圧以上であると、第２の解除スイッチ１８ｂはターンオン動作して、第２のスイッチ１４ｂのゲートに印加される電圧を零電圧（０Ｖ）に近く減少させる。このような動作により、第２の解除スイッチ１８ｂは第２のスイッチ１４ｂの電流制御を解除させる。
【００７１】
上記のような第２のスイッチ１４ｂは、ＢＪＴ（Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｊｕｎｃｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）で構成されることができ、その他に、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）及びＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などで構成されることもできる。
【００７２】
そして、第２の基準電流Ｉｒｅｆ２の大きさは第１の基準電流Ｉｒｅｆ１の大きさより大きく設定され、第１のスイッチ１４ａに高電圧（第１のスイッチ１４ａの定格電圧を超過する電圧）が印加されると、第１のスイッチ１４ａはターンオフ動作され、第２のスイッチ１４ｂはターンオン動作されて、第２のスイッチ１４ｂに電流が流れるようにすることにより、保護回路１０の損傷を防止する。
【００７３】
図２は本発明の一実施形態による絶縁抵抗測定装置の構成図を示す。
【００７４】
図２に図示したように、絶縁抵抗測定装置１は、複数の保護回路１０〜１０ｎと電流測定回路５５とを含んで構成される。
【００７５】
以下、機能が同一の構成については、図１に図示した保護回路にて説明したため省略する。
【００７６】
複数の保護回路１０〜１０ｎは直列に連結され、保護回路１０に第１のスイッチ１４ａの定格電圧（Ｖｍａｘ）を超過する高電圧（Ｖｍｅａｓ）が印加された場合、高電圧（Ｖｍｅａｓ）≧第１のスイッチ１４ａの定格電圧（Ｖｍａｘ）×保護回路の個数（ｎ）となるように連結する。
【００７７】
もし、２個の保護回路を直列に連結した場合を例として説明すると、同一に設定された定電流制御部であるとしても、抵抗、スイッチなどの部品特性の差によって定電流値が少し異なる。
【００７８】
この際、高電圧が印加される場合、定電流値が小さい保護回路で電流制御を行うようになり、保護回路の入力と出力との間には高電圧が印加される。そして、第２の定電流制御部１０ｂが第１のスイッチ１４ａの定格電圧を超過しないように動作して、第２のスイッチ１４ｂのドレインとソースとの間に流れていた電流は定電流値が大きい他の保護回路に印加されて高電圧を分担するようにすることにより、電圧バランスを合わせるのである。
【００７９】
従って、上記のように複数の保護回路１０〜１０ｎが直列に接続された場合には、高電圧が分散されてスイッチの定格電圧以下に制御される。
【００８０】
図３は本発明の他の実施形態による絶縁抵抗測定装置の構成図を示す。
【００８１】
図３に図示したように、絶縁抵抗測定装置は、複数の保護回路１０〜１０ｎと、電流測定回路５５と、電源回路７５と、電源スイッチ回路８５と、を含んで構成される。
【００８２】
複数の保護回路１０〜１０ｎは互いに対向する方向に連結される。例えば、４個の保護回路が並んで直列に連結された場合、第１の保護回路１０の入力は被検査体５と連結され、第１の保護回路１０の出力（Ｏｕｔ）は第２の保護回路２０の入力（Ｉｎ）と連結され、第２の保護回路２０の出力（Ｏｕｔ）は第３の保護回路３０の出力（Ｏｕｔ）と連結される。また、第３の保護回路３０の入力（Ｉｎ）は第４の保護回路４０の出力（Ｏｕｔ）と連結され、第４の保護回路４０の入力（Ｉｎ）は電流測定回路５５と連結される。
【００８３】
このように、複数の保護回路１０〜１０ｎを互いに対向する方向に連結することにより、充／放電のように正方向及び逆方向の両方向電流が印加されたり、交流電圧が印加される場合にも、電流制御を行うことができるようになる。
【００８４】
より詳細に説明すると、図２における複数の保護回路１０〜１０ｎは、入力から出力への方向にのみ電流制御を行う。その理由は、第１及び第２のスイッチ１４ａ、１４ｂのドレインとソースとの間に並列に接続された寄生ダイオードを利用して、出力から入力への反対方向には電流を無制限に流してしまうためである。これにより、直流電圧の極性を変える場合、交流電圧のように極性が互いに変わる場合や被検査体５がコンデンサである場合には、充／放電によって電流の方向が変わる場合にも電流制御を行うために、複数の保護回路１０〜１０ｎを互いに対向する方向に連結するのである。
【００８５】
上述したように、Ｐ方向に電流が流れる場合には第１及び第２の保護回路１０、２０が動作して電流制御を行い、Ｑ方向に電流が流れる場合には第３及び第４の保護回路３０、４０が動作して電流制御を行うようになる。
【００８６】
そして、絶縁抵抗測定装置１は、被検査体５に極性が相違する電圧を印加するために、極性が反転された複数の電源回路７５をさらに含んで構成されるが、このような複数の電源回路７５は並列に連結される。
【００８７】
図３に示すように、複数の電源回路７５は第１及び第２の電源回路Ｐｓ＿Ｎ、Ｐｓ＿Ｐを含むが、第１及び第２の電源回路Ｐｓ＿Ｎ、Ｐｓ＿Ｐは極性が互いに反転された状態である。例えば、第１の電源回路Ｐｓ＿Ｎは被検査体５に（−）電圧が印加されるように連結され、第２の電源回路Ｐｓ＿Ｐは被検査体５に（＋）電圧が印加されるように連結されるため、複数の電源回路Ｐｓ＿Ｎ、Ｐｓ＿Ｐを利用して被検査体５に（−）電圧及び（＋）電圧を容易に交互に印加することができる。
【００８８】
電源スイッチ回路８５は、複数の電源回路７５から極性が相違する電圧を選択的に被検査体５に印加するためにターンオンまたはターンオフ動作する第１及び第２の電源スイッチ回路８５ａ、８５ｂで構成される。
【００８９】
第１の電源スイッチ回路８５ａは、一端が複数の電源回路Ｐｓ＿Ｎ、Ｐｓ＿Ｐの一つと選択的に連結される。即ち、第１の電源スイッチ回路８５ａは、一端が第１の電源回路Ｐｓ＿Ｎと連結されてもよく、第２の電源回路Ｐｓ＿Ｐと連結されてもよい。
【００９０】
第２の電源スイッチ回路８５ｂは、一端が第１の電源スイッチ回路８５ａの他端と接地のうち一つと選択的に連結され、他端が被検査体５と連結される。
【００９１】
上記のような電源スイッチ回路８５の動作について具体的に説明すると、第１の電源スイッチ回路８５ａは、第１の電源回路Ｐｓ＿Ｎの（−）電圧を被検査体５に印加するためには、第１の電源回路Ｐｓ＿Ｎの方向にターンオン動作し、第２の電源スイッチ回路８５ｂは第１の電源スイッチ回路８５ａの方向にターンオン動作する。
【００９２】
また、第１の電源スイッチ回路８５ａは、第２の電源回路Ｐｓ＿Ｐの（＋）電圧を被検査体５に印加するためには、第２の電源回路Ｐｓ＿Ｐの方向にターンオン動作し、第２の電源スイッチ回路８５ｂは第１の電源スイッチ回路８５ａの方向にターンオン動作する。
【００９３】
このような動作により、被検査体５の（＋）電圧及び（−）電圧を交互に印加することができるため、直流電圧の極性を変える場合、交流電圧のように極性が互いに変わる場合や被検査体５がコンデンサである場合には、充／放電によって電流の方向が変わる場合にも電流制御を容易に行うことができる。
【００９４】
以上、本発明の好ましい実施形態を図示及び説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の思想を外れない範囲内で、当該発明が属する技術分野において通常の知識を有する者により多様な変更及び修正が可能である。
【符号の説明】
【００９５】
１  絶縁抵抗測定装置
５  被検査体
１０  保護回路
１０ａ、１０ｂ  第１及び第２の定電流制御部
１２ａ  第１のカプラ
１２ｂ  分配素子
１４ａ、１４ｂ  第１及び第２のスイッチ
１６ａ、１６ｂ  第１及び第２の電圧検出素子
１８ａ、１８ｂ  第１及び第２の解除スイッチ
５５  電流測定回路
７５  電源回路
８５  電源スイッチ回路
【図１】
2012255784.tif 000003
【図２】
2012255784.tif 000004
【図３】
2012255784.tif 000005