專利名稱：用于信號檢測裝置的故障檢測裝置的制作方法
技術領域：
本公開涉及檢測信號檢測裝置的故障的故障檢測裝置，更具體地，涉及一種檢測信號檢測裝置的隔離故障的故障檢測裝置，該信號檢測裝置檢測磁耦合在它們之間的多個線圈的電壓。
背景技術：
信號檢測裝置(故障檢測裝置在該信號檢測裝置處診斷是否存在隔離故障)包括被施加交流(AC)信號的一個或更多個初級線圈以及磁耦合到初級線圈的一個或更多個次級線圈。該信號檢測裝置檢測次級線圈處的電壓。特別地，作為故障檢測裝置的示例，日本專利第4122606號公開了一種如下的適于作為信號檢測裝置的變壓器的故障檢測裝置。在該變壓器中，由施加到與轉子一起旋轉的初級線圈的AC激勵電流生成磁通量，從而在次級線圈處感生電壓，并且因此由變壓器檢測轉子的旋轉速度。該變壓器包括初級線圈和一對彼此隔離的次級線圈，然而，如果這些線圈短路，則旋轉速度的檢測精度降低。根據(jù)以上專利文獻的故障檢測裝置被設計為診斷是否發(fā)生短路使得各個偏置電壓被施加到初級線圈和次級線圈，并且基于線圈相對地的直流(DC)電位是否為偏置電壓或更大來診斷是否存在短路。然而，在上述故障檢測裝置中，設定閾值以便確定相對地的DC電位是否是偏置電壓或更大取決于偏置電壓。因此，為了靈活地設定閾值，有必要改變偏置電壓。相反，當在其他方面設定偏置電壓時，能夠被設定的閾值范圍被縮窄，使得很可能出現(xiàn)諸如噪聲容限劣化的缺點。

發(fā)明內容
一個實施例提供了一種新開發(fā)的故障檢測裝置，其適于包括接收AC信號的一個或更多個初級線圈以及磁耦合到初級線圈的一個或更多個次級線圈的信號檢測裝置。信號檢測裝置檢測次級線圈的兩個端子之間的電壓，并且故障檢測裝置檢測信號檢測裝置的線圈之間的隔離故障。作為該實施例的第一方面，適于信號檢測裝置的故障檢測裝置包括接收AC信號的一個或更多個初級線圈以及磁耦合到初級線圈的一個或更多個次級線圈，信號檢測裝置檢測次級線圈的兩個端子之間的電壓，并且故障檢測裝置檢測信號檢測裝置的線圈之間的隔離故障，故障檢測裝置包括電壓施加部件，用于將DC電壓施加到信號檢測裝置的至少一個線圈以便將至少一個線圈的DC電位設定為不同于線圈的任何一個DC電位；差分信號生成部件，用于生成作為至少一個線圈處的電壓和預定電壓之間的差的放大信號的差分信號；閾值電壓設定電路，其輸出閾值電壓；以及比較部件，用于將差分信號生成部件輸出的差分信號與閾值電壓設定電路輸出的閾值電壓進行比較，從而檢測是否存在隔離故障。差分信號生成部件被配置成至少包括第一設定部件或第二設定部件，第一設定部件用于將差分信號的絕對值設定為按預定增益放大，第二設定部件用于將預定電壓設定為不同于地電位，并且預定增益被設定為不同于I和O的值。如上文所述，當故障檢測裝置包括向線圈施加電壓的電壓施加部件時，線圈具有互不相同的DC電位。假設在具有互不相同的DC電位的線圈之中發(fā)生隔離故障，則這些DC電位可能因隔離故障而改變。在故障檢測裝置中，該改變由預定電壓和線圈處的電壓之間的差分信號量化，并且比較部件將量化信號與閾值電壓進行比較。因此，在比較部件中，可以基于是否因隔離故障發(fā)生DC電位改變來檢測是否存在隔離故障。當根據(jù)上述差分電位的絕對值生成差分信號以進行放大時，可以增強上述DC電位的改變的分辨率。同時，當根據(jù)差分電位的絕對值生成差分信號以進行收縮時，可以避免差分信號的絕對值過高。此外，當參考電位不同于地電位時，可以增強設定閾值電壓以及比較部件的可允許輸入電壓范圍的靈活性。作為該實施例的第二方面，差分信號生成部件被配置成包括第一設定部件和第二設定部件兩者。作為該實施例的第三方面，電壓施加部件被配置成將DC電壓施加到線圈以便將各個線圈的DC電位設定為彼此不同。根據(jù)這些實施例的上述第二和第二方面，由于將DC電壓施加到線圈以便將各個線圈的DC電位設定為彼此不同，當信號檢測裝置包括三個或更多個線圈時，即使當在任何一對線圈之間發(fā)生隔離故障時，線圈的DC電位將改變。因此，可以檢測任何一對線圈的隔
離故障。根據(jù)該實施例的第四方面，倒相放大器電路構成差分信號生成部件。上述倒相放大器電路具有其中將輸入信號的電壓轉換成輸出信號的功能。當使用該功能時，可以針對比較部件固定適當?shù)男盘栯娖揭源_定是否因隔離故障而發(fā)生DC電位改變。結果，可以增強檢測故障的準確性。倒相放大器電路進一步包括使輸入信號的極性倒相的功能。因此，該功能用于針對比較部件將輸入信號轉換成適當?shù)男盘栯娖?，以確定是否因隔離故障而發(fā)生DC電位改變，由此可以增強檢測故障的準確性。作為該實施例的第五方面，非倒相放大器電路構成差分信號生成部件。上述非倒相放大器電路具有其中將輸入信號的電壓轉換成輸出信號的功能。當使用該功能時，可以針對比較部件固定適當?shù)男盘栯娖揭源_定是否因隔離故障而發(fā)生DC電位改變。結果，可以增強檢測故障的準確性。作為該實施例的第六方面，初級線圈包括單個線圈并且次級線圈包括具有第一次級線圈和第二次級線圈的一對線圈。電壓施加部件被配置成將DC電壓施加到線圈，使得按第一次級線圈、第二次級線圈和初級線圈的降序順序來降低DC電壓，并且差分信號生成部件是生成差分信號的倒相放大器電路，該差分信號是至少根據(jù)第二次級線圈處的電壓生成的。根據(jù)上述實施例，當在第一次級線圈和初級線圈之間發(fā)生隔離故障時或者當在第一次級線圈和第二次級線圈之間發(fā)生隔離故障時，第一次級線圈的DC電位下降。因此，通過檢測第一次級線圈的DC電位的改變，可以適當?shù)貦z測隔離故障。同時，當在第二次級線圈和初級線圈之間發(fā)生隔離故障時，第二次級線圈的DC電位下降，然而當在第一次級線圈和第二次級線圈之間發(fā)生隔離故障時，第二次級線圈的DC電位下降。當檢測第二次級線圈的DC電位改變的改變以便檢測第二次級線圈和初級線圈之間的隔離故障時，設定閾值電壓被限制為較低的值。通過使用差分信號可以解決該限制。然而，當非倒相放大器電路被用作差分信號生成部件時，如果在第一次級線圈和第二次級線圈之間發(fā)生隔離故障，則輸出電壓可能變得過高。在這一點上，根據(jù)上述實施例，通過使用倒相放大器電路，可以避免輸出電壓過高。作為第七方面，閾值電壓設定電路輸出將用于與倒相放大器電路生成的差分信號進行比較的第一和第二閾值電壓。比較部件被配置成將倒相放大器電路生成的差分信號與第二閾值電壓進行比較，并且將第一次級線圈處的電壓與第二閾值電壓進行比較。第一閾值電壓被設定為比正常操作的倒相放大器電路的輸出信號大，并且被設定為比在第二次級線圈和初級線圈之間發(fā)生隔離故障的情況下的倒相放大器電路的輸出信號小。此外，第二閾值電壓被設定為比正常操作的第一次級線圈的電壓小，并且被設定為比在第一次級線圈和初級線圈之間發(fā)生隔離故障以及在第一次級線圈和第二次級線圈之間發(fā)生隔離故障的情況下的第一次級線圈處的電壓大。根據(jù)上述實施例，當?shù)瓜喾糯笃麟娐份敵龅妮敵鲂盘柕碾妷盒∮诘谝婚撝惦妷簳r，確定已發(fā)生第二次級線圈和初級線圈之間的隔離故障。再者，當?shù)谝淮渭壘€圈處的電壓小于第二閾值電壓時，確定至少已發(fā)生第一次級線圈和初級線圈之間的隔離故障或者第一次級線圈和第二次級線圈之間的隔離故障。作為該實施例的第八方面，差分信號生成部件包括倒相放大器電路以及至少根據(jù)第一次級線圈處的電壓生成差分信號的非倒相放大器電路。閾值電壓設定電路輸出將用于與倒相放大器電路生成的差分信號進行比較的第一和第二閾值電壓，第一閾值電壓被設定為比正常操作的倒相放大器電路的輸出信號大，并且被設定為比在第二次級線圈和初級線圈之間發(fā)生隔離故障的情況下的倒相放大器電路的輸出信號小，并且第二閾值電壓被設定為比正常操作的非倒相放大器電路的輸出信號小，并且被設定為比在第一次級線圈和初級線圈之間發(fā)生隔離故障以及在第一次級線圈和第二次級線圈之間發(fā)生隔離故障的情況下的非倒相放大器電路的輸出信號大。根據(jù)上述實施例，當?shù)瓜喾糯笃麟娐返妮敵鲂盘柼幍碾妷盒∮诘谝婚撝惦妷簳r，確定在第二次級線圈和初級線圈之間發(fā)生了隔離故障。再者，當非倒相放大器電路的輸出信號處的電壓小于第二第二閾值電壓時，確定至少發(fā)生了第一次級線圈和初級線圈之間的隔離故障或者第一次級線圈和第二次級線圈之間的隔離故障。


在附圖中圖1是示出根據(jù)本公開的第一實施例的系統(tǒng)配置的電路圖；圖2A、2B、2C和2D是示出根據(jù)第一實施例的隔離故障的檢測方法的示圖；圖3是示出根據(jù)第一實施例的比較部件的改變方法的電路圖；圖4是示出根據(jù)第二實施例的系統(tǒng)配置的電路圖；圖5是示出基于第一和第二實施例的修改示例的系統(tǒng)配置的電路圖；以及圖6是示出基于第一和第二實施例的修改示例的系統(tǒng)配置的電路圖。
具體實施方式
(第一實施例)參照附圖，下文將描述適于變壓器單元的斷線檢測裝置的信號檢測裝置的隔離故障檢測裝置。參照圖1至3，以下描述根據(jù)本公開的第一實施例。圖1是示出第一實施例的系統(tǒng)配置的電路圖。如圖1中所示的初級線圈10連同電動發(fā)動機12的轉子14 一起旋轉。由激勵信號生成單元16生成的交流(AC)電壓信號(B卩，激勵信號Sc)被施加到初級線圈10。施加到初級線圈10的激勵信號Sc在初級線圈10處感生磁通量，并且磁通量相互鏈接到一對次級線圈20和22。初級線圈10和次級線圈對20和22之間的位置關系根據(jù)轉子14的旋轉角度Θ隨時間周期性地改變，由此次級線圈20和22的磁鏈周期性地改變。具體地，次級線圈對20和22以及初級線圈10之間的幾何配置被設計成彼此不同，使得在次級線圈20和22處生成的電壓相位相互移位相位角度π/2。因此，次級線圈20和22的各個輸出電壓變?yōu)檎{制波，其中激勵信號Sc由調制波sin Θ和C0s Θ進行調制。換言之，當激勵信號Sc是sin ω t 時，調制波是 sin Θ sin ω t 和 cos Θ sin ω t。次級線圈20的輸出電壓被差分放大器電路24轉換成電壓，即A相位調制波Sa。次級線圈22的輸出電壓被差分放大器電路24轉換成電壓，即B相位調制波Sb。A相位調制波Sa和B相位調制波Sb均被傳送到公知的變壓器數(shù)字轉換器28。接下來，如下描述第一實施例的如何診斷在初級線圈10和次級線圈20和22之間是否存在隔離故障。根據(jù)第一實施例，為了診斷隔離故障，初級線圈10和次級線圈20的直流(DC)電位被設定為彼此不同。具體地，串聯(lián)連接的電阻器30和32與次級線圈20并聯(lián)連接，并且電壓VH (>0)被施加到串聯(lián)連接的電阻器30和32之間的連接點。電壓VH是相對于地電位的電位差。對于次級線圈22，串聯(lián)連接的電阻器34和36與次級線圈22并聯(lián)連接，并且電壓VL (〈O)被施加到串聯(lián)連接的電阻器34和36之間的連接點。電壓VL是相對于地電位的電位差。此外，初級線圈10的一個末端端子連接到地，使得初級線圈10的DC電位變?yōu)榈仉娢?。對于次級線圈20，為了消除噪聲，串聯(lián)連接的電阻器40和42與次級線圈20并聯(lián)連接，并且串聯(lián)連接的電阻器40和42之間的連接點接地。此外，串聯(lián)連接的電阻器44和46與次級線圈22并聯(lián)連接，并且串聯(lián)連接的電阻器44和46之間的連接點接地。根據(jù)上述配置，當在初級線圈10和次級線圈20之間發(fā)生隔離故障時，至少這兩個線圈的DC電位改變。因此，DC電位的改變的量化評估使得可以診斷在初級線圈和次級線圈之間是否存在隔離故障。下文描述了適于執(zhí)行初級線圈和次級線圈的DC電位改變的量化評估的配置。串聯(lián)連接的電阻器50和52與次級線圈22并聯(lián)連接，并且串聯(lián)連接的電阻器的連接點連接到RC電路54。RC電路54是低通濾波器，其輸出呈現(xiàn)在電容器兩端之間的輸入電壓的低頻分量。RC電路54的輸出信號是響應于次級線圈22的DC電位的電壓信號。 RC電路54的輸出信號被倒相放大器56獲取。倒相放大器56包括運算放大器(op-amp) 56a、連接在op-amp 56的倒相輸入端子和輸出端子之間的電阻器56b、以及連接到op-amp 56的倒相輸入端子的電阻器56c。op-amp 56a的非倒相輸入端子被固定到電壓電位Vl 0)并且電阻器56c的未連接到倒相輸入的一端被分配給op-amp的輸入端子。因此，根據(jù)上述配置，倒相放大器56輸出根據(jù)RC電路54的輸入端子的電壓Vb和預定電壓之間的電位差來放大的電壓信號。該電壓信號按倒相放大器56確定的預定因子進行放大。因此，通過使用電阻器56b和56c的電阻值，倒相放大器56的輸出電壓由下式(Cl)表示。(-R1/R2) X {Vb-VlX (1+R2/R1)} (Cl)根據(jù)上述式(Cl)，倒相放大器56輸出如下電壓信號，其中預定電壓{V1X(1+R2/Rl)}和電壓電位Vb之間的電壓差乘以預定增益，S卩(-R1/R2)。倒相放大器56的輸出信號作為RC電路54的輸出電壓(次級線圈22的DC電位)的量化信號被輸出到比較器58的倒相輸入端子。閾值電壓Vthl被施加到比較器58的非倒相輸入端子。閾值電壓Vthl是通過利用電阻器60和62對電源電壓進行分壓而生成的電壓信號。再者，閾值電壓Vthl被設定為大于當在次級線圈22處未發(fā)生隔離故障時輸出的倒相放大器56的輸出電壓。同時，串聯(lián)連接的電阻器70和72與次級線圈20并聯(lián)連接并且串聯(lián)連接的電阻器70和72之間的連接點連接到RC電路74。RC電路74是低通濾波器，其輸出呈現(xiàn)在電容器兩端之間的輸入電壓的低頻分量。RC電路74的輸出信號是響應于次級線圈20的DC電位的電壓信號。RC電路74的輸出信號作為次級線圈20的DC電位的量化信號被輸出到比較器78的非倒相輸入端子。閾值電壓Vth2被施加到比較器78的倒相輸入端子。閾值電壓Vth2是通過利用電阻器80和82對電源電壓進行分壓而生成的電壓信號。閾值電壓Vth2被設定為小于當在次級線圈20處未發(fā)生隔離故障時輸出的RC電路74的輸出電壓。注意，用于車載輔助單元的 電池的電壓VB被施加到上述差分放大器電路24和26、op-amp 56a以及比較器58和78。因此，這些電路通過電壓VB和地電位之間的操作電壓進行操作。上述比較器58和78輸出被發(fā)送到微處理器單元(MPU 90)的診斷信號Dgl和Dg2。MPU 90基于診斷信號Dgl和Dg2診斷是否存在上述隔離故障并且當檢測到隔離故障時進行(針對用戶的)外部通知。參照圖2，如下描述該控制處理。圖2A是示出用于次級線圈20的比較器78的比較結果(表示為COS )和用于次級線圈22的比較器58的比較結果(表示為SIN)之間的關系的示圖。在圖2中，S1-短、S2-短和S3-短分別表示初級線圈10和次級線圈20之間的短路、初級線圈10和次級線圈22之間的短路以及次級線圈20和22之間的短路。如圖2B中所不,在正常操作中，倒相放大器電路56的輸出信號Vbc的電壓低于閾值電壓Vthl。因此，比較器58的輸出信號(診斷信號Dgl)變?yōu)檫壿嫺摺Ｍ瑫r，當初級線圈10和次級線圈22短路時(S2-短)，輸出信號Vbc的電壓超過閾值電壓Vthl，使得診斷信號Dgl變?yōu)檫壿嫷?。當次級線圈20和22短路時，輸出信號Vbc下降到閾值電壓Vthl以下的程度較之正常操作的情況變得較大，然而，診斷信號Dgl保持邏輯高。如圖2C中所示，當在正常操作中時，RC電路74的輸出端子的電壓Va高于閾值電壓Vth2，使得比較器78的輸出信號(診斷信號Dg2)變?yōu)檫壿嫺摺Ｍ瑫r，當初級線圈10和次級線圈20短路時(S1-短)，電壓Va下降到閾值Vth2以下，使得診斷信號Dg2變?yōu)檫壿嫷?。相似地，當次級線圈20和22短路時，電壓Va下降到閾值Vth2以下，使得診斷信號Dg2變?yōu)檫壿嫷?。根?jù)上述實施例，可以診斷在裝置中是否存在隔離故障。具體地，根據(jù)第一實施例,通過使用倒相放大器56對低于正常操作時的次級線圈20的DC電位的次級線圈22的DC電位進行量化，由此可以增強檢測隔離故障的準確性。下文更詳細地描述了如何增強檢測準確性的方法。這里，作為示例，假設每個電壓被設定為VH=5伏，VL=2. 5伏，Vth 1=3伏，Vth2=4伏，VB=S至14伏。車載輔助單元的電池電壓VB未被確定為一個值，因為端子電壓根據(jù)充電/放電電流變化。比較器58的操作電壓的范圍是O伏至VB。同時，如果在裝置中沒有使用倒相放大器56，則RC電路54的輸出端子的電壓Vb是2. 5伏。因此，當未使用倒相放大器時，閾值電壓Vthl應被設定為低于2. 5伏。這意味著閾值電壓Vthl被設定為比較器58的操作電壓范圍中的低電壓側。這里，通過使用其中電壓Vb和預定電壓之間的電壓差被轉換的電壓信號，可以將閾值電壓Vthl設定為任何值。閾值電壓Vthl不僅可以由倒相放大器電路56設定為任何值，而且可以由非倒相放大器設定為任何值。然而，當使用非倒相放大器設定閾值電壓Vthl時，將閾值電壓Vthl設定為增加可能引起當次級線圈20和22短路時的非倒相放大器的輸出電壓的過度增加。結果，診斷是否存在隔離故障的診斷功能的準確性可能下降。換言之，根據(jù)檢測裝置的系統(tǒng)規(guī)范，如圖3中所示，系統(tǒng)規(guī)范可以需要其中比較部件由沒有比較器58和78的微處理器單元(MPU) 90構成的配置。在該情況下，當在該配置中使用非倒相放大器電路時，當次級線圈20和22短路時，非倒相放大器電路的輸出電壓變得過高，由此施加到MPU 90的電壓可能超過MPU 90的擊穿電壓。然而，如圖2B中所示，根據(jù)第一實施例的檢測裝置，當次級線圈20和22短路時，輸出信號Vbc變?yōu)榫哂休^小電壓電位的信號。因此，在第一實施例的配置中不會發(fā)生上述問題。因此，通過使用倒相放大器電路56，可以避免診斷是否存在隔離故障的準確性的下降。此外，較之當檢測裝置不包括倒相放大器電路56時的設定閾值的情況(圖2D)，可以增加閾值電壓Vthl。對于變壓器，由于施加到初級線圈10的電壓大于施加到次級線圈20和22的電壓，因此通過使用初級線圈10的電源，次級線圈20和22的DC電位可以相對地電位明顯改變。因此，電壓VL可以被設定為較大。然而，有必要增加獲取電壓VL的邏輯電路的擊穿電壓，由此電路規(guī)?？赡茌^大并且制造成本也可能增加。此外,功耗可能增加。根據(jù)本公開的第一實施例，通過使用倒相放大器電路56可以避免上述問題。在第一實施例中，電阻器Rl和R2被分別設定為30歐姆和10歐姆，并且電壓Vl被設定為2. 5伏。在該情況下，倒相放大器電路56的增益可以被設定為3并且次級線圈22的DC電位的改變可以被倒相放大器電路56放大。預定電壓{VI X (1+R2/R1)}變?yōu)?. 3伏并且當初級線圈10和次級線圈22短路時的電壓Vb變?yōu)?. 9伏。電壓Vb未下降到O伏。這是因為op-amp 56的非倒相輸入端子處的電壓也被固定到電壓Vl。(第二實施例)參照附圖，下文描述了第二實施例和上述第一實施例之間的主要差異。圖4是示出根據(jù)第二實施例的系統(tǒng)配置的框圖。在圖4中，相同的附圖標記被添加到如圖1中所示的第一實施例中使用的元件。如圖4中所示，RC電路74的輸出電壓由非倒相放大器電路76獲取。非倒相放大器電路76包括op-amp 76a、連接在op-amp 76的倒相輸入端子和輸出端子之間的電阻器76b以及連接到op-amp 76c的倒相輸入端子的電阻器76c。電阻器76c的未連接到op-amp的倒相輸入端子的端子處的電壓被固定到電壓V2(≠0)并且op-amp 56c的非倒相輸入端子被分配給非倒相放大器電路76的輸入端子。根據(jù)該配置，非倒相放大器76輸出根據(jù)RC電路74的輸出端子和預定電壓之間的電位差來放大的電壓信號。換言之，當使用電阻器76b和76c的電阻器值R3和R4時計算的非倒相放大器76的輸出電壓由下式(C2)表不。{1+(R3/R4)} X {Va_V2XR3/(R3+R4)}(C2)根據(jù)上述式(C2),非倒相放大器76輸出如下電壓信號,其中由V2 X R3/ (R3+R4)表示的預定電壓和電壓Va之間的電位差乘以1+(R3/R4)。作為RC電路74的輸出端子處的電壓電位(次級線圈20的DC電位)的量化信號的非倒相放大器76的輸出信號被傳送到比較器78的非倒相輸入端子。根據(jù)上述配置，可以準確地檢測由隔離故障引起的次級線圈20的DC電位的下降。換言之，閾值電壓Vth2可以被適當?shù)卦O定為任何值并且可以改進通過使用比較器78與閾值電壓Vth2進行比較的準確性。在正常操作中，倒相放大器電路56的輸出信號Vbc低于閾值電壓Vthl,使得輸出信號(診斷信號Dgl)變?yōu)檫壿嫷汀Ｍ瑫r，當初級線圈10和次級線圈22短路時(S2-短)，輸出信號Vbc超過閾值電壓Vthl。因此，診斷信號Dgl變?yōu)檫壿嫷?。當次級線圈20和22短路時，輸出信號Vbc下降到閾值電壓Vthl以下的程度較之正常操作的情況變得較大，然而，診斷信號Dgl保持邏輯高。在正常操作中，非倒相放大器電路的輸出信號Vac高于閾值電壓Vthl。因此，t匕較器78的輸出信號(診斷信號Dg2)變?yōu)檫壿嫺?。同時，如果初級線圈10和次級線圈20短路(S1-短)，則輸出電壓Vac下降到閾值電壓Vth2以下。因此，診斷信號Dg2變?yōu)檫壿嫷汀Ｏ嗨频?，當次級線圈20和22短路時，輸出電壓Vac下降到閾值電壓Vth2以下，使得診斷信號Dg2變?yōu)檫壿嫷汀Ｈ缢枋龅?，根?jù)第二實施例，當檢測到初級線圈10和次級線圈22之間的隔離故障時，診斷信號Dgl變?yōu)檫壿嫷?，并且當檢測到初級線圈10和次級線圈20之間的隔離故障或者次級線圈20和22之間的隔離故障時，診斷信號Dg2變?yōu)榈汀?其他實施例)上述實施例可以進行如下修改。對于電壓施加部件，對于在上述實施例的配置中將施加到初級線圈和次級線圈的DC電壓，將DC電壓施加到線圈，使得DC電壓按照次級線圈20、次級線圈22和初級線圈10的順序降低。然而，施加DC電壓的方法不限于所述順序。此外，不限于其中一對串聯(lián)連接的電阻器連接到線圈兩端并且連接點連接到DC電源的配置，然而，其中線圈的任一端子可以經由電容器上拉的配置也是可能的。不限于其中次級線圈20、次級線圈22和初級線圈10分離地連接到各個電源端子(包括地端子)，由此這些線圈的電壓電位彼此不同的配置。例如，可以使用如圖5中所示的配置。在圖5中，相同的附圖標記被添加到與如圖4中所示的元件對應的元件。如圖5中所示，次級線圈20的一個末端端子經由電阻器30連接到電壓VH的電源端子并且另一端子經由電阻器32連接到地。這里，電阻器30和36具有相同的電阻值R5并且電阻器32和34具有相同的電阻值R6 (R6>R5)。在該情況下，次級線圈20的DC電位大致變?yōu)橛蒝HXR6/(R5+R6)表示的電壓值并且次級線圈22的DC電位大致變?yōu)橛蒝HX R5/(R5+R6)表示的電壓值。相似地，可以使用如圖6中所示的配置。在圖6中，相同的附圖標記被添加到與如圖4中所示的元件對應的元件。如圖6中所示，電阻器30和32具有相同的電阻值R7并且電阻器34和36具有相同的電阻值R8 (R8>R7)。在該情況下，差分放大器24和26、RC電路54和74、倒相放大器電路56和非倒相放大器電路76產生影響以使得次級線圈20和22的DC電位互不相同。對于差分信號生成部件，可以省略倒相放大器電路56。此外，不限于對差分電壓進行放大，然而，對于倒相放大器56，如上述式(Cl)中所示，增益R1/R2可以被設定為小于I并且大于O。該設定有效地限制在MPU 90處的接收到的電壓的絕對值，使其不會過高。即使當使用具有等于差分信號的絕對電壓值的信號時，通過調整預定電壓，可以增強設定閾值電壓和比較部件的靈活性。此外，即使當預定電壓被設定為地電壓時，如果對差分電壓進行放大，則可以增強檢測DC電位的改變的準確性。再者，假設差分電壓的絕對值被轉換以收縮，可以避免過高的電壓被施加到比較部件。對于閾值設定電路，不限于其中電源電壓被一對電阻器分壓以便生成閾值電壓的配置，然而，可以使用電源電壓的端電壓作為閾值電壓。對于比較部件，在上述實施例(圖4)中，可以使用MPU 90替代模擬電路(比較器58和78)。在該情況下，優(yōu)選的是適當?shù)卦O定差分信號生成部件的增益和上述預定電壓以便使差分信號生成部件(即，非倒相放大器電路76或倒相放大器電路56)的輸出電壓適于MPU90中的模數(shù)轉換器的分辨率和擊穿電壓。注意，非倒相放大器電路76和倒相放大器電路56的輸出電壓被限制到其電源電壓(在圖4中是O伏至VB)。因此，通過適當?shù)卦O定電源電壓，可以避免施加到MPU 90的電壓過高或過低。當設定DC電位時，不限于其中所有線圈的DC電位彼此不同的情況。例如，DC電壓僅被施加到次級線圈20,使得次級線圈20的DC電位變得不同于初級線圈10和次級線圈22的DC電位。然而，初級線圈10和次級線圈22的DC電位可以是同一值。即使在該情況下，仍可以通過比較器78輸出的診斷信號Dg2來檢測次級線圈20和22之間的隔離故障。對于信號檢測裝置，變壓器單元不限于具有一對次級線圈的變壓器單元。例如，如“Theory and Designing Practice of AC Servo System, written by HidehikoSugimoto, Sogo Denshi Publishing”中描述的,變壓器單元可以包括一對次級線圈和單個次級線圈。信號檢測裝置不限于變壓器單元。
權利要求
1.一種適于信號檢測裝置的故障檢測裝置，所述信號檢測裝置包括接收交流AC信號的一個或更多個初級線圈以及磁耦合到所述初級線圈的一個或更多個次級線圈，所述信號檢測裝置檢測所述次級線圈的兩個端子之間的電壓，并且所述故障檢測裝置檢測所述信號檢測裝置的線圈之間的隔離故障，所述故障檢測裝置包括 電壓施加部件，用于將直流DC電壓施加到所述信號檢測裝置的至少一個線圈以便將所述至少一個線圈的DC電位設定為不同于所述線圈中的任何其他線圈的DC電位； 差分信號生成部件，用于生成作為所述至少一個線圈處的電壓和預定電壓之間的差的放大信號的差分信號； 閾值電壓設定電路，其輸出閾值電壓；以及 比較部件，用于將所述差分信號生成部件輸出的差分信號與所述閾值電壓設定電路輸出的閾值電壓進行比較，從而檢測是否存在隔離故障， 其中所述差分信號生成部件被配置成至少包括第一設定部件或第二設定部件，所述第一設定部件用于將所述差分信號的絕對值設定為按預定增益放大，所述第二設定部件用于將所述預定電壓設定為不同于地電位，并且所述預定增益被設定為不同于I和O的值。
2.根據(jù)權利要求1所述的故障檢測裝置，其中所述差分信號生成部件被配置成包括所述第一設定部件和所述第二設定部件兩者。
3.根據(jù)權利要求1所述的故障檢測裝置，其中所述電壓施加部件被配置成將DC電壓施加到所述線圈以便將各個線圈的DC電位設定為彼此不同。
4.根據(jù)權利要求2所述的故障檢測裝置，其中所述電壓施加部件被配置成將DC電壓施加到所述線圈以便將各個線圈的DC電位設定為彼此不同。
5.根據(jù)權利要求1所述的故障檢測裝置，其中倒相放大器電路構成所述差分信號生成部件。
6.根據(jù)權利要求2所述的故障檢測裝置，其中倒相放大器電路構成所述差分信號生成部件。
7.根據(jù)權利要求3所述的故障檢測裝置，其中倒相放大器電路構成所述差分信號生成部件。
8.根據(jù)權利要求1所述的故障檢測裝置，其中非倒相放大器電路構成所述差分信號生成部件。
9.根據(jù)權利要求2所述的故障檢測裝置，其中非倒相放大器電路構成所述差分信號生成部件。
10.根據(jù)權利要求3所述的故障檢測裝置，其中非倒相放大器電路構成所述差分信號生成部件。
11.根據(jù)權利要求1所述的故障檢測裝置，其中 所述初級線圈包括單個線圈，并且所述次級線圈包括具有第一次級線圈和第二次級線圈的一對線圈， 所述電壓施加部件被配置成將DC電壓施加到所述線圈，使得按所述第一次級線圈、所述第二次級線圈和所述初級線圈的順序來降低所述DC電壓，以及 所述差分信號生成部件是生成所述差分信號的倒相放大器電路，所述差分信號是至少根據(jù)所述第二次級線圈處的電壓生成的。
12.根據(jù)權利要求2所述的故障檢測裝置，其中 所述初級線圈包括單個線圈，并且所述次級線圈包括具有第一次級線圈和第二次級線圈的一對線圈， 所述電壓施加部件被配置成將DC電壓施加到所述線圈，使得按所述第一次級線圈、所述第二次級線圈和所述初級線圈的順序來降低所述DC電壓，以及 所述差分信號生成部件是生成所述差分信號的倒相放大器電路，所述差分信號是至少根據(jù)所述第二次級線圈處的電壓生成的。
13.根據(jù)權利要求3所述的故障檢測裝置，其中 所述初級線圈包括單個線圈，并且所述次級線圈包括具有第一次級線圈和第二次級線圈的一對線圈， 所述電壓施加部件被配置成將DC電壓施加到所述線圈，使得按所述第一次級線圈、所述第二次級線圈和所述初級線圈的順序來降低所述DC電壓，以及 所述差分信號生成部件是生成所述差分信號的倒相放大器電路，所述差分信號是至少根據(jù)所述第二次級線圈處的電壓生成的。
14.根據(jù)權利要求5所述的故障檢測裝置，其中 所述初級線圈包括單個線圈，并且所述次級線圈包括具有第一次級線圈和第二次級線圈的一對線圈， 所述電壓施加部件被配置成將DC電壓施加到所述線圈，使得按所述第一次級線圈、所述第二次級線圈和所述初級線圈的順序來降低所述DC電壓，以及 所述差分信號生成部件是生成所述差分信號的倒相放大器電路，所述差分信號是至少根據(jù)所述第二次級線圈處的電壓生成的。
15.根據(jù)權利要求11所述的故障檢測裝置，其中 所述閾值電壓設定電路輸出將用于與所述倒相放大器電路生成的差分信號進行比較的第一閾值電壓和第二閾值電壓， 所述比較部件被配置成將所述倒相放大器電路生成的差分信號與所述第二閾值電壓進行比較，并且將所述第一次級線圈處的電壓與所述第二閾值電壓進行比較， 所述第一閾值電壓被設定為比正常操作的所述倒相放大器電路的輸出信號大，并且被設定為比在所述第二次級線圈和所述初級線圈之間發(fā)生隔離故障的情況下的所述倒相放大器電路的輸出信號小，以及 所述第二閾值電壓被設定為比正常操作的所述第一次級線圈處的電壓小，并且被設定為比在所述第一次級線圈和所述初級線圈之間發(fā)生隔離故障以及在所述第一次級線圈和所述第二次級線圈之間發(fā)生隔離故障的情況下的所述第一次級線圈處的電壓大。
16.根據(jù)權利要求6所述的故障檢測裝置，其中 所述差分信號生成部件包括所述倒相放大器電路以及至少根據(jù)所述第一次級線圈處的電壓生成所述差分信號的非倒相放大器電路， 所述閾值電壓設定電路輸出將用于與所述倒相放大器電路生成的差分信號進行比較的第一閾值電壓和第二閾值電壓， 所述第一閾值電壓被設定為比正常操作的所述倒相放大器電路的輸出信號大，并且被設定為比在所述第二次級線圈和所述初級線圈之間發(fā)生隔離故障的情況下的所述倒相放大器電路的輸出信號小，以及 所述第 二閾值電壓被設定為比正常操作的所述非倒相放大器電路的輸出信號小，并且被設定為比在所述第一次級線圈和所述初級線圈之間發(fā)生隔離故障以及在所述第一次級線圈和所述第二次級線圈之間發(fā)生隔離故障的情況下的所述非倒相放大器電路的輸出信號大。
全文摘要
一種檢測信號檢測裝置中包括的多個線圈之間的隔離故障的故障檢測裝置。該故障檢測裝置包括電壓施加單元，向多個線圈中的線圈施加DC電壓；差分信號生成單元，根據(jù)線圈處的電壓和預定電壓生成差分信號；閾值電壓設定電路，輸出閾值電壓；以及比較器，將差分信號與閾值電壓進行比較，從而檢測是否存在隔離故障。差分信號生成單元包括第一設定單元或第二設定單元，第一設定單元用于將差分信號的絕對值設定為按預定增益放大，第二設定單元用于將預定電壓設定為不同于地電位，并且預定增益被設定為不同于1和0的值。
文檔編號G01R31/00GK103033787SQ20121037796
公開日2013年4月10日 申請日期2012年10月8日 優(yōu)先權日2011年10月7日
發(fā)明者朝子陽介 申請人:株式會社電裝