CN103033787B

CN103033787B - 用于信号检测装置的故障检测装置

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Publication number: CN103033787B
Application number: CN201210377962.XA
Authority: CN
Inventors: 朝子阳介
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2011-10-07
Filing date: 2012-10-08
Publication date: 2016-01-27
Anticipated expiration: 2032-10-08
Also published as: JP2013083503A; JP5423762B2; US9030209B2; US20130088241A1; CN103033787A

Abstract

一种检测信号检测装置中包括的多个线圈之间的隔离故障的故障检测装置。该故障检测装置包括：电压施加单元，向多个线圈中的线圈施加DC电压；差分信号生成单元，根据线圈处的电压和预定电压生成差分信号；阈值电压设定电路，输出阈值电压；以及比较器，将差分信号与阈值电压进行比较，从而检测是否存在隔离故障。差分信号生成单元包括第一设定单元或第二设定单元，第一设定单元用于将差分信号的绝对值设定为按预定增益放大，第二设定单元用于将预定电压设定为不同于地电位，并且预定增益被设定为不同于1和0的值。

Description

用于信号检测装置的故障检测装置

技术领域

本公开涉及检测信号检测装置的故障的故障检测装置，更具体地，涉及一种检测信号检测装置的隔离故障的故障检测装置，该信号检测装置检测磁耦合在它们之间的多个线圈的电压。

背景技术

信号检测装置（故障检测装置在该信号检测装置处诊断是否存在隔离故障）包括被施加交流（AC）信号的一个或更多个初级线圈以及磁耦合到初级线圈的一个或更多个次级线圈。该信号检测装置检测次级线圈处的电压。

特别地，作为故障检测装置的示例，日本专利第4122606号公开了一种如下的适于作为信号检测装置的变压器的故障检测装置。在该变压器中，由施加到与转子一起旋转的初级线圈的AC激励电流生成磁通量，从而在次级线圈处感生电压，并且因此由变压器检测转子的旋转速度。该变压器包括初级线圈和一对彼此隔离的次级线圈，然而，如果这些线圈短路，则旋转速度的检测精度降低。根据以上专利文献的故障检测装置被设计为诊断是否发生短路使得各个偏置电压被施加到初级线圈和次级线圈，并且基于线圈相对地的直流（DC）电位是否为偏置电压或更大来诊断是否存在短路。

然而，在上述故障检测装置中，设定阈值以便确定相对地的DC电位是否是偏置电压或更大取决于偏置电压。因此，为了灵活地设定阈值，有必要改变偏置电压。相反，当在其他方面设定偏置电压时，能够被设定的阈值范围被缩窄，使得很可能出现诸如噪声容限劣化的缺点。

发明内容

一个实施例提供了一种新开发的故障检测装置，其适于包括接收AC信号的一个或更多个初级线圈以及磁耦合到初级线圈的一个或更多个次级线圈的信号检测装置。信号检测装置检测次级线圈的两个端子之间的电压，并且故障检测装置检测信号检测装置的线圈之间的隔离故障。

作为该实施例的第一方面，适于信号检测装置的故障检测装置包括接收AC信号的一个或更多个初级线圈以及磁耦合到初级线圈的一个或更多个次级线圈，信号检测装置检测次级线圈的两个端子之间的电压，并且故障检测装置检测信号检测装置的线圈之间的隔离故障，故障检测装置包括：电压施加部件，用于将DC电压施加到信号检测装置的至少一个线圈以便将至少一个线圈的DC电位设定为不同于线圈的任何一个DC电位；差分信号生成部件，用于生成作为至少一个线圈处的电压和预定电压之间的差的放大信号的差分信号；阈值电压设定电路，其输出阈值电压；以及比较部件，用于将差分信号生成部件输出的差分信号与阈值电压设定电路输出的阈值电压进行比较，从而检测是否存在隔离故障。差分信号生成部件被配置成至少包括第一设定部件或第二设定部件，第一设定部件用于将差分信号的绝对值设定为按预定增益放大，第二设定部件用于将预定电压设定为不同于地电位，并且预定增益被设定为不同于1和0的值。

如上文所述，当故障检测装置包括向线圈施加电压的电压施加部件时，线圈具有互不相同的DC电位。假设在具有互不相同的DC电位的线圈之中发生隔离故障，则这些DC电位可能因隔离故障而改变。在故障检测装置中，该改变由预定电压和线圈处的电压之间的差分信号量化，并且比较部件将量化信号与阈值电压进行比较。因此，在比较部件中，可以基于是否因隔离故障发生DC电位改变来检测是否存在隔离故障。

当根据上述差分电位的绝对值生成差分信号以进行放大时，可以增强上述DC电位的改变的分辨率。同时，当根据差分电位的绝对值生成差分信号以进行收缩时，可以避免差分信号的绝对值过高。此外，当参考电位不同于地电位时，可以增强设定阈值电压以及比较部件的可允许输入电压范围的灵活性。

作为该实施例的第二方面，差分信号生成部件被配置成包括第一设定部件和第二设定部件两者。

作为该实施例的第三方面，电压施加部件被配置成将DC电压施加到线圈以便将各个线圈的DC电位设定为彼此不同。

根据这些实施例的上述第二和第二方面，由于将DC电压施加到线圈以便将各个线圈的DC电位设定为彼此不同，当信号检测装置包括三个或更多个线圈时，即使当在任何一对线圈之间发生隔离故障时，线圈的DC电位将改变。因此，可以检测任何一对线圈的隔离故障。

根据该实施例的第四方面，倒相放大器电路构成差分信号生成部件。

上述倒相放大器电路具有其中将输入信号的电压转换成输出信号的功能。当使用该功能时，可以针对比较部件固定适当的信号电平以确定是否因隔离故障而发生DC电位改变。结果，可以增强检测故障的准确性。倒相放大器电路进一步包括使输入信号的极性倒相的功能。因此，该功能用于针对比较部件将输入信号转换成适当的信号电平，以确定是否因隔离故障而发生DC电位改变，由此可以增强检测故障的准确性。

作为该实施例的第五方面，非倒相放大器电路构成差分信号生成部件。

上述非倒相放大器电路具有其中将输入信号的电压转换成输出信号的功能。当使用该功能时，可以针对比较部件固定适当的信号电平以确定是否因隔离故障而发生DC电位改变。结果，可以增强检测故障的准确性。

作为该实施例的第六方面，初级线圈包括单个线圈并且次级线圈包括具有第一次级线圈和第二次级线圈的一对线圈。电压施加部件被配置成将DC电压施加到线圈，使得按第一次级线圈、第二次级线圈和初级线圈的降序顺序来降低DC电压，并且差分信号生成部件是生成差分信号的倒相放大器电路，该差分信号是至少根据第二次级线圈处的电压生成的。

根据上述实施例，当在第一次级线圈和初级线圈之间发生隔离故障时或者当在第一次级线圈和第二次级线圈之间发生隔离故障时，第一次级线圈的DC电位下降。因此，通过检测第一次级线圈的DC电位的改变，可以适当地检测隔离故障。

同时，当在第二次级线圈和初级线圈之间发生隔离故障时，第二次级线圈的DC电位下降，然而当在第一次级线圈和第二次级线圈之间发生隔离故障时，第二次级线圈的DC电位下降。当检测第二次级线圈的DC电位改变的改变以便检测第二次级线圈和初级线圈之间的隔离故障时，设定阈值电压被限制为较低的值。通过使用差分信号可以解决该限制。然而，当非倒相放大器电路被用作差分信号生成部件时，如果在第一次级线圈和第二次级线圈之间发生隔离故障，则输出电压可能变得过高。在这一点上，根据上述实施例，通过使用倒相放大器电路，可以避免输出电压过高。

作为第七方面，阈值电压设定电路输出将用于与倒相放大器电路生成的差分信号进行比较的第一和第二阈值电压。比较部件被配置成将倒相放大器电路生成的差分信号与第二阈值电压进行比较，并且将第一次级线圈处的电压与第二阈值电压进行比较。第一阈值电压被设定为比正常操作的倒相放大器电路的输出信号大，并且被设定为比在第二次级线圈和初级线圈之间发生隔离故障的情况下的倒相放大器电路的输出信号小。此外，第二阈值电压被设定为比正常操作的第一次级线圈的电压小，并且被设定为比在第一次级线圈和初级线圈之间发生隔离故障以及在第一次级线圈和第二次级线圈之间发生隔离故障的情况下的第一次级线圈处的电压大。

根据上述实施例，当倒相放大器电路输出的输出信号的电压小于第一阈值电压时，确定已发生第二次级线圈和初级线圈之间的隔离故障。再者，当第一次级线圈处的电压小于第二阈值电压时，确定至少已发生第一次级线圈和初级线圈之间的隔离故障或者第一次级线圈和第二次级线圈之间的隔离故障。

作为该实施例的第八方面，差分信号生成部件包括倒相放大器电路以及至少根据第一次级线圈处的电压生成差分信号的非倒相放大器电路。阈值电压设定电路输出将用于与倒相放大器电路生成的差分信号进行比较的第一和第二阈值电压，第一阈值电压被设定为比正常操作的倒相放大器电路的输出信号大，并且被设定为比在第二次级线圈和初级线圈之间发生隔离故障的情况下的倒相放大器电路的输出信号小，并且第二阈值电压被设定为比正常操作的非倒相放大器电路的输出信号小，并且被设定为比在第一次级线圈和初级线圈之间发生隔离故障以及在第一次级线圈和第二次级线圈之间发生隔离故障的情况下的非倒相放大器电路的输出信号大。

根据上述实施例，当倒相放大器电路的输出信号处的电压小于第一阈值电压时，确定在第二次级线圈和初级线圈之间发生了隔离故障。再者，当非倒相放大器电路的输出信号处的电压小于第二第二阈值电压时，确定至少发生了第一次级线圈和初级线圈之间的隔离故障或者第一次级线圈和第二次级线圈之间的隔离故障。

附图说明

在附图中：

图1是示出根据本公开的第一实施例的系统配置的电路图；

图2A、2B、2C和2D是示出根据第一实施例的隔离故障的检测方法的示图；

图3是示出根据第一实施例的比较部件的改变方法的电路图；

图4是示出根据第二实施例的系统配置的电路图；

图5是示出基于第一和第二实施例的修改示例的系统配置的电路图；以及

图6是示出基于第一和第二实施例的修改示例的系统配置的电路图。

具体实施方式

（第一实施例）

参照附图，下文将描述适于变压器单元的断线检测装置的信号检测装置的隔离故障检测装置。

参照图1至3，以下描述根据本公开的第一实施例。图1是示出第一实施例的系统配置的电路图。

如图1中所示的初级线圈10连同电动发动机12的转子14一起旋转。由激励信号生成单元16生成的交流（AC）电压信号（即，激励信号Sc）被施加到初级线圈10。施加到初级线圈10的激励信号Sc在初级线圈10处感生磁通量，并且磁通量相互链接到一对次级线圈20和22。初级线圈10和次级线圈对20和22之间的位置关系根据转子14的旋转角度θ随时间周期性地改变，由此次级线圈20和22的磁链周期性地改变。具体地，次级线圈对20和22以及初级线圈10之间的几何配置被设计成彼此不同，使得在次级线圈20和22处生成的电压相位相互移位相位角度π/2。因此，次级线圈20和22的各个输出电压变为调制波，其中激励信号Sc由调制波sinθ和cosθ进行调制。换言之，当激励信号Sc是sinωt时，调制波是sinθsinωt和cosθsinωt。

次级线圈20的输出电压被差分放大器电路24转换成电压，即A相位调制波Sa。次级线圈22的输出电压被差分放大器电路24转换成电压，即B相位调制波Sb。A相位调制波Sa和B相位调制波Sb均被传送到公知的变压器数字转换器28。

接下来，如下描述第一实施例的如何诊断在初级线圈10和次级线圈20和22之间是否存在隔离故障。根据第一实施例，为了诊断隔离故障，初级线圈10和次级线圈20的直流（DC）电位被设定为彼此不同。具体地，串联连接的电阻器30和32与次级线圈20并联连接，并且电压VH（>0）被施加到串联连接的电阻器30和32之间的连接点。电压VH是相对于地电位的电位差。对于次级线圈22，串联连接的电阻器34和36与次级线圈22并联连接，并且电压VL（<0）被施加到串联连接的电阻器34和36之间的连接点。电压VL是相对于地电位的电位差。此外，初级线圈10的一个末端端子连接到地，使得初级线圈10的DC电位变为地电位。对于次级线圈20，为了消除噪声，串联连接的电阻器40和42与次级线圈20并联连接，并且串联连接的电阻器40和42之间的连接点接地。此外，串联连接的电阻器44和46与次级线圈22并联连接，并且串联连接的电阻器44和46之间的连接点接地。

根据上述配置，当在初级线圈10和次级线圈20之间发生隔离故障时，至少这两个线圈的DC电位改变。因此，DC电位的改变的量化评估使得可以诊断在初级线圈和次级线圈之间是否存在隔离故障。下文描述了适于执行初级线圈和次级线圈的DC电位改变的量化评估的配置。

串联连接的电阻器50和52与次级线圈22并联连接，并且串联连接的电阻器的连接点连接到RC电路54。RC电路54是低通滤波器，其输出呈现在电容器两端之间的输入电压的低频分量。RC电路54的输出信号是响应于次级线圈22的DC电位的电压信号。

RC电路54的输出信号被倒相放大器56获取。倒相放大器56包括运算放大器（op-amp）56a、连接在op-amp56的倒相输入端子和输出端子之间的电阻器56b、以及连接到op-amp56的倒相输入端子的电阻器56c。op-amp56a的非倒相输入端子被固定到电压电位V1（≠0）并且电阻器56c的未连接到倒相输入的一端被分配给op-amp的输入端子。因此，根据上述配置，倒相放大器56输出根据RC电路54的输入端子的电压Vb和预定电压之间的电位差来放大的电压信号。该电压信号按倒相放大器56确定的预定因子进行放大。

因此，通过使用电阻器56b和56c的电阻值，倒相放大器56的输出电压由下式（C1）表示。

(-R1/R2)×{Vb-V1×(1+R2/R1)}（C1）

根据上述式（C1），倒相放大器56输出如下电压信号，其中预定电压{V1×(1+R2/R1)}和电压电位Vb之间的电压差乘以预定增益，即(-R1/R2)。倒相放大器56的输出信号作为RC电路54的输出电压（次级线圈22的DC电位）的量化信号被输出到比较器58的倒相输入端子。阈值电压Vth1被施加到比较器58的非倒相输入端子。阈值电压Vth1是通过利用电阻器60和62对电源电压进行分压而生成的电压信号。再者，阈值电压Vth1被设定为大于当在次级线圈22处未发生隔离故障时输出的倒相放大器56的输出电压。

同时，串联连接的电阻器70和72与次级线圈20并联连接并且串联连接的电阻器70和72之间的连接点连接到RC电路74。RC电路74是低通滤波器，其输出呈现在电容器两端之间的输入电压的低频分量。RC电路74的输出信号是响应于次级线圈20的DC电位的电压信号。

RC电路74的输出信号作为次级线圈20的DC电位的量化信号被输出到比较器78的非倒相输入端子。阈值电压Vth2被施加到比较器78的倒相输入端子。阈值电压Vth2是通过利用电阻器80和82对电源电压进行分压而生成的电压信号。阈值电压Vth2被设定为小于当在次级线圈20处未发生隔离故障时输出的RC电路74的输出电压。

注意，用于车载辅助单元的电池的电压VB被施加到上述差分放大器电路24和26、op-amp56a以及比较器58和78。因此，这些电路通过电压VB和地电位之间的操作电压进行操作。

上述比较器58和78输出被发送到微处理器单元（MPU90）的诊断信号Dg1和Dg2。MPU90基于诊断信号Dg1和Dg2诊断是否存在上述隔离故障并且当检测到隔离故障时进行（针对用户的）外部通知。参照图2，如下描述该控制处理。

图2A是示出用于次级线圈20的比较器78的比较结果（表示为COS）和用于次级线圈22的比较器58的比较结果（表示为SIN）之间的关系的示图。在图2中，S1-短、S2-短和S3-短分别表示初级线圈10和次级线圈20之间的短路、初级线圈10和次级线圈22之间的短路以及次级线圈20和22之间的短路。

如图2B中所示，在正常操作中，倒相放大器电路56的输出信号Vbc的电压低于阈值电压Vth1。因此，比较器58的输出信号（诊断信号Dg1）变为逻辑高。同时，当初级线圈10和次级线圈22短路时（S2-短），输出信号Vbc的电压超过阈值电压Vth1，使得诊断信号Dg1变为逻辑低。当次级线圈20和22短路时，输出信号Vbc下降到阈值电压Vth1以下的程度较之正常操作的情况变得较大，然而，诊断信号Dg1保持逻辑高。

如图2C中所示，当在正常操作中时，RC电路74的输出端子的电压Va高于阈值电压Vth2，使得比较器78的输出信号（诊断信号Dg2）变为逻辑高。同时，当初级线圈10和次级线圈20短路时（S1-短），电压Va下降到阈值Vth2以下，使得诊断信号Dg2变为逻辑低。相似地，当次级线圈20和22短路时，电压Va下降到阈值Vth2以下，使得诊断信号Dg2变为逻辑低。

根据上述实施例，可以诊断在装置中是否存在隔离故障。具体地，根据第一实施例，通过使用倒相放大器56对低于正常操作时的次级线圈20的DC电位的次级线圈22的DC电位进行量化，由此可以增强检测隔离故障的准确性。下文更详细地描述了如何增强检测准确性的方法。

这里，作为示例，假设每个电压被设定为VH=5伏，VL=2.5伏，Vth1=3伏，Vth2=4伏，VB=8至14伏。车载辅助单元的电池电压VB未被确定为一个值，因为端子电压根据充电/放电电流变化。

比较器58的操作电压的范围是0伏至VB。同时，如果在装置中没有使用倒相放大器56，则RC电路54的输出端子的电压Vb是2.5伏。因此，当未使用倒相放大器时，阈值电压Vth1应被设定为低于2.5伏。这意味着阈值电压Vth1被设定为比较器58的操作电压范围中的低电压侧。

这里，通过使用其中电压Vb和预定电压之间的电压差被转换的电压信号，可以将阈值电压Vth1设定为任何值。阈值电压Vth1不仅可以由倒相放大器电路56设定为任何值，而且可以由非倒相放大器设定为任何值。然而，当使用非倒相放大器设定阈值电压Vth1时，将阈值电压Vth1设定为增加可能引起当次级线圈20和22短路时的非倒相放大器的输出电压的过度增加。结果，诊断是否存在隔离故障的诊断功能的准确性可能下降。

换言之，根据检测装置的系统规范，如图3中所示，系统规范可以需要其中比较部件由没有比较器58和78的微处理器单元（MPU）90构成的配置。在该情况下，当在该配置中使用非倒相放大器电路时，当次级线圈20和22短路时，非倒相放大器电路的输出电压变得过高，由此施加到MPU90的电压可能超过MPU90的击穿电压。然而，如图2B中所示，根据第一实施例的检测装置，当次级线圈20和22短路时，输出信号Vbc变为具有较小电压电位的信号。因此，在第一实施例的配置中不会发生上述问题。

因此，通过使用倒相放大器电路56，可以避免诊断是否存在隔离故障的准确性的下降。此外，较之当检测装置不包括倒相放大器电路56时的设定阈值的情况（图2D），可以增加阈值电压Vth1。

对于变压器，由于施加到初级线圈10的电压大于施加到次级线圈20和22的电压，因此通过使用初级线圈10的电源，次级线圈20和22的DC电位可以相对地电位明显改变。因此，电压VL可以被设定为较大。然而，有必要增加获取电压VL的逻辑电路的击穿电压，由此电路规模可能较大并且制造成本也可能增加。此外，功耗可能增加。根据本公开的第一实施例，通过使用倒相放大器电路56可以避免上述问题。

在第一实施例中，电阻器R1和R2被分别设定为30欧姆和10欧姆，并且电压V1被设定为2.5伏。在该情况下，倒相放大器电路56的增益可以被设定为3并且次级线圈22的DC电位的改变可以被倒相放大器电路56放大。预定电压{V1×(1+R2/R1)}变为3.3伏并且当初级线圈10和次级线圈22短路时的电压Vb变为1.9伏。电压Vb未下降到0伏。这是因为op-amp56的非倒相输入端子处的电压也被固定到电压V1。

（第二实施例）

参照附图，下文描述了第二实施例和上述第一实施例之间的主要差异。

图4是示出根据第二实施例的系统配置的框图。在图4中，相同的附图标记被添加到如图1中所示的第一实施例中使用的元件。

如图4中所示，RC电路74的输出电压由非倒相放大器电路76获取。非倒相放大器电路76包括op-amp76a、连接在op-amp76的倒相输入端子和输出端子之间的电阻器76b以及连接到op-amp76c的倒相输入端子的电阻器76c。电阻器76c的未连接到op-amp的倒相输入端子的端子处的电压被固定到电压V2（≠0）并且op-amp56c的非倒相输入端子被分配给非倒相放大器电路76的输入端子。根据该配置，非倒相放大器76输出根据RC电路74的输出端子和预定电压之间的电位差来放大的电压信号。

换言之，当使用电阻器76b和76c的电阻器值R3和R4时计算的非倒相放大器76的输出电压由下式（C2）表示。

{1+(R3/R4)}×{Va-V2×R3/(R3+R4)}（C2）

根据上述式（C2），非倒相放大器76输出如下电压信号，其中由V2×R3/(R3+R4)表示的预定电压和电压Va之间的电位差乘以1+(R3/R4)。作为RC电路74的输出端子处的电压电位（次级线圈20的DC电位）的量化信号的非倒相放大器76的输出信号被传送到比较器78的非倒相输入端子。

根据上述配置，可以准确地检测由隔离故障引起的次级线圈20的DC电位的下降。换言之，阈值电压Vth2可以被适当地设定为任何值并且可以改进通过使用比较器78与阈值电压Vth2进行比较的准确性。

在正常操作中，倒相放大器电路56的输出信号Vbc低于阈值电压Vth1，使得输出信号（诊断信号Dg1）变为逻辑低。同时，当初级线圈10和次级线圈22短路时（S2-短），输出信号Vbc超过阈值电压Vth1。因此，诊断信号Dg1变为逻辑低。当次级线圈20和22短路时，输出信号Vbc下降到阈值电压Vth1以下的程度较之正常操作的情况变得较大，然而，诊断信号Dg1保持逻辑高。

在正常操作中，非倒相放大器电路的输出信号Vac高于阈值电压Vth1。因此，比较器78的输出信号（诊断信号Dg2）变为逻辑高。同时，如果初级线圈10和次级线圈20短路（S1-短），则输出电压Vac下降到阈值电压Vth2以下。因此，诊断信号Dg2变为逻辑低。相似地，当次级线圈20和22短路时，输出电压Vac下降到阈值电压Vth2以下，使得诊断信号Dg2变为逻辑低。

如所描述的，根据第二实施例，当检测到初级线圈10和次级线圈22之间的隔离故障时，诊断信号Dg1变为逻辑低，并且当检测到初级线圈10和次级线圈20之间的隔离故障或者次级线圈20和22之间的隔离故障时，诊断信号Dg2变为低。

（其他实施例）

上述实施例可以进行如下修改。

对于电压施加部件，对于在上述实施例的配置中将施加到初级线圈和次级线圈的DC电压，将DC电压施加到线圈，使得DC电压按照次级线圈20、次级线圈22和初级线圈10的顺序降低。然而，施加DC电压的方法不限于所述顺序。此外，不限于其中一对串联连接的电阻器连接到线圈两端并且连接点连接到DC电源的配置，然而，其中线圈的任一端子可以经由电容器上拉的配置也是可能的。

不限于其中次级线圈20、次级线圈22和初级线圈10分离地连接到各个电源端子（包括地端子），由此这些线圈的电压电位彼此不同的配置。例如，可以使用如图5中所示的配置。在图5中，相同的附图标记被添加到与如图4中所示的元件对应的元件。如图5中所示，次级线圈20的一个末端端子经由电阻器30连接到电压VH的电源端子并且另一端子经由电阻器32连接到地。这里，电阻器30和36具有相同的电阻值R5并且电阻器32和34具有相同的电阻值R6（R6>R5）。在该情况下，次级线圈20的DC电位大致变为由VH×R6/(R5+R6)表示的电压值并且次级线圈22的DC电位大致变为由VH×R5/(R5+R6)表示的电压值。

相似地，可以使用如图6中所示的配置。在图6中，相同的附图标记被添加到与如图4中所示的元件对应的元件。如图6中所示，电阻器30和32具有相同的电阻值R7并且电阻器34和36具有相同的电阻值R8（R8>R7）。在该情况下，差分放大器24和26、RC电路54和74、倒相放大器电路56和非倒相放大器电路76产生影响以使得次级线圈20和22的DC电位互不相同。

对于差分信号生成部件，可以省略倒相放大器电路56。此外，不限于对差分电压进行放大，然而，对于倒相放大器56，如上述式（C1）中所示，增益R1/R2可以被设定为小于1并且大于0。该设定有效地限制在MPU90处的接收到的电压的绝对值，使其不会过高。

即使当使用具有等于差分信号的绝对电压值的信号时，通过调整预定电压，可以增强设定阈值电压和比较部件的灵活性。

此外，即使当预定电压被设定为地电压时，如果对差分电压进行放大，则可以增强检测DC电位的改变的准确性。再者，假设差分电压的绝对值被转换以收缩，可以避免过高的电压被施加到比较部件。

对于阈值设定电路，不限于其中电源电压被一对电阻器分压以便生成阈值电压的配置，然而，可以使用电源电压的端电压作为阈值电压。

对于比较部件，在上述实施例（图4）中，可以使用MPU90替代模拟电路（比较器58和78）。在该情况下，优选的是适当地设定差分信号生成部件的增益和上述预定电压以便使差分信号生成部件（即，非倒相放大器电路76或倒相放大器电路56）的输出电压适于MPU90中的模数转换器的分辨率和击穿电压。注意，非倒相放大器电路76和倒相放大器电路56的输出电压被限制到其电源电压（在图4中是0伏至VB）。因此，通过适当地设定电源电压，可以避免施加到MPU90的电压过高或过低。

当设定DC电位时，不限于其中所有线圈的DC电位彼此不同的情况。例如，DC电压仅被施加到次级线圈20，使得次级线圈20的DC电位变得不同于初级线圈10和次级线圈22的DC电位。然而，初级线圈10和次级线圈22的DC电位可以是同一值。即使在该情况下，仍可以通过比较器78输出的诊断信号Dg2来检测次级线圈20和22之间的隔离故障。

对于信号检测装置，变压器单元不限于具有一对次级线圈的变压器单元。例如，如“TheoryandDesigningPracticeofACServoSystem,writtenbyHidehikoSugimoto,SogoDenshiPublishing”中描述的，变压器单元可以包括一对次级线圈和单个次级线圈。

信号检测装置不限于变压器单元。

Claims

1.一种适于信号检测装置的故障检测装置，所述信号检测装置包括接收交流AC信号的初级线圈以及磁耦合到所述初级线圈的次级线圈，所述初级线圈包括单个线圈，并且所述次级线圈包括具有第一次级线圈和第二次级线圈的一对线圈，所述信号检测装置检测所述次级线圈的两个端子之间的电压，并且所述故障检测装置检测所述信号检测装置的线圈之间的隔离故障，所述隔离故障包括所述初级线圈和所述第一次级线圈之间的短路、所述初级线圈和所述第二次级线圈之间的短路以及所述第一次级线圈和所述第二次级线圈之间的短路，所述故障检测装置包括：

电压施加部件，用于将直流DC电压施加到所述信号检测装置的至少一个线圈以便将所述至少一个线圈的DC电位设定为不同于所述线圈中的任何其他线圈的DC电位；

差分信号生成部件，用于生成作为所述至少一个线圈处的电压和预定电压之间的差的放大信号的差分信号；

阈值电压设定电路，其输出阈值电压；以及

比较部件，用于将所述差分信号生成部件输出的差分信号与所述阈值电压设定电路输出的阈值电压进行比较，从而检测是否存在隔离故障，所述比较部件与所述第一次级线圈和所述第二次级线圈对应地单独设置，并且单独地输出与所述第一次级线圈和所述第二次级线圈分别对应的第一比较结果和第二比较结果，以便识别所述隔离故障是所述初级线圈和所述第一次级线圈之间的短路、所述初级线圈和所述第二次级线圈之间的短路还是所述第一次级线圈和所述第二次级线圈之间的短路，

其中所述差分信号生成部件被配置成至少包括第一设定部件或第二设定部件，所述第一设定部件用于将所述差分信号的绝对值设定为按预定增益放大，所述第二设定部件用于将所述预定电压设定为不同于地电位，并且所述预定增益被设定为不同于1和0的值。

2.根据权利要求1所述的故障检测装置，其中所述差分信号生成部件被配置成包括所述第一设定部件和所述第二设定部件两者。

3.根据权利要求1所述的故障检测装置，其中所述电压施加部件被配置成将DC电压施加到所述线圈以便将各个线圈的DC电位设定为彼此不同。

4.根据权利要求2所述的故障检测装置，其中所述电压施加部件被配置成将DC电压施加到所述线圈以便将各个线圈的DC电位设定为彼此不同。

5.根据权利要求1所述的故障检测装置，其中倒相放大器电路构成所述差分信号生成部件。

6.根据权利要求2所述的故障检测装置，其中倒相放大器电路构成所述差分信号生成部件。

7.根据权利要求3所述的故障检测装置，其中倒相放大器电路构成所述差分信号生成部件。

8.根据权利要求1所述的故障检测装置，其中非倒相放大器电路构成所述差分信号生成部件。

9.根据权利要求2所述的故障检测装置，其中非倒相放大器电路构成所述差分信号生成部件。

10.根据权利要求3所述的故障检测装置，其中非倒相放大器电路构成所述差分信号生成部件。

11.根据权利要求1所述的故障检测装置，其中

所述电压施加部件被配置成将DC电压施加到所述线圈，使得按所述第一次级线圈、所述第二次级线圈和所述初级线圈的顺序来降低所述DC电压，以及

所述差分信号生成部件是生成所述差分信号的倒相放大器电路，所述差分信号是至少根据所述第二次级线圈处的电压生成的。

12.根据权利要求2所述的故障检测装置，其中

13.根据权利要求3所述的故障检测装置，其中

14.根据权利要求5所述的故障检测装置，其中

15.根据权利要求11所述的故障检测装置，其中

所述阈值电压设定电路输出将用于与所述倒相放大器电路生成的差分信号进行比较的第一阈值电压和第二阈值电压，

所述比较部件被配置成将所述倒相放大器电路生成的差分信号与所述第二阈值电压进行比较，并且将所述第一次级线圈处的电压与所述第二阈值电压进行比较，

所述第一阈值电压被设定为比正常操作的所述倒相放大器电路的输出信号大，并且被设定为比在所述第二次级线圈和所述初级线圈之间发生隔离故障的情况下的所述倒相放大器电路的输出信号小，以及

所述第二阈值电压被设定为比正常操作的所述第一次级线圈处的电压小，并且被设定为比在所述第一次级线圈和所述初级线圈之间发生隔离故障以及在所述第一次级线圈和所述第二次级线圈之间发生隔离故障的情况下的所述第一次级线圈处的电压大。

16.根据权利要求11所述的故障检测装置，其中

所述差分信号生成部件包括所述倒相放大器电路以及至少根据所述第一次级线圈处的电压生成所述差分信号的非倒相放大器电路，

所述第二阈值电压被设定为比正常操作的所述非倒相放大器电路的输出信号小，并且被设定为比在所述第一次级线圈和所述初级线圈之间发生隔离故障以及在所述第一次级线圈和所述第二次级线圈之间发生隔离故障的情况下的所述非倒相放大器电路的输出信号大。