JP5546986B2

JP5546986B2 - Insulation inspection equipment

Info

Publication number: JP5546986B2
Application number: JP2010169947A
Authority: JP
Inventors: 悟朗竹内
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2010-07-29
Filing date: 2010-07-29
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2030-07-29
Also published as: JP2012032185A

Description

本発明は、回路基板に形成された配線パターン間の絶縁状態を検査する絶縁検査装置であって、特に、絶縁検査中に配線パターン間に放電（スパーク）が発生したか否かを検出可能な絶縁検査装置に関するものである。 The present invention is an insulation inspection apparatus for inspecting an insulation state between wiring patterns formed on a circuit board, and in particular, can detect whether or not a discharge (spark) has occurred between the wiring patterns during the insulation inspection. The present invention relates to an insulation inspection apparatus.

この種の絶縁検査装置として、下記特許文献１に開示された絶縁検査装置が知られている。この絶縁検査装置は、一対の配線パターン間への電圧印加（直流電圧の印加）によって発生するスパークを検出するスパーク検出回路を備えている。このスパーク検出回路は、一対の配線パターン間にスパークが発生した場合に、印加している可変電圧源の出力電圧が急低下するため、この電圧変化を検出することによりスパークの発生を検出している。このスパーク検出回路は、例えば、サンプリングホールド回路および比較器等を備えて構成されて、印加されている直流電圧を検出する電圧計から出力される電圧信号を所定の周期でサンプリングし、前回の電圧信号と今回の電圧信号とを比較する。この比較の結果、スパーク検出回路は、電圧波形の立ち下がり（今回電圧が前回電圧より小さくなる状態）を検出したときにスパーク発生信号を出力する。 As this type of insulation inspection apparatus, an insulation inspection apparatus disclosed in Patent Document 1 below is known. This insulation inspection apparatus includes a spark detection circuit that detects a spark generated by applying a voltage (applying a DC voltage) between a pair of wiring patterns. This spark detection circuit detects the occurrence of sparks by detecting this voltage change because the output voltage of the applied variable voltage source suddenly drops when a spark occurs between a pair of wiring patterns. Yes. The spark detection circuit includes, for example, a sampling hold circuit, a comparator, and the like, samples a voltage signal output from a voltmeter that detects an applied DC voltage at a predetermined period, The signal is compared with the current voltage signal. As a result of this comparison, the spark detection circuit outputs a spark generation signal when it detects the falling edge of the voltage waveform (the current voltage is lower than the previous voltage).

特許３５４６０４６号公報（第６頁、第１図）Japanese Patent No. 3546046 (page 6, FIG. 1)

ところが、上記の絶縁検査装置には、以下の課題が存在している。すなわち、従来の絶縁検査装置のスパーク検出回路では、一対の配線パターン間に印加している可変電圧源の出力電圧の急低下（電圧変化）を検出することによりスパークの発生を検出している。しかしながら、一対の配線パターンからスパーク検出回路までの配線が長くならざるを得ない構成や、一対の配線パターンとスパーク検出回路との間に複数の切替スイッチ（検査対象とする一対の配線パターンを変更してスパーク検出回路に接続するための切替スイッチ）が配設されている構成では、放電（スパーク）の発生の際に可変電圧源の出力電圧に生じる電圧降下が配線間に存在する容量成分や切替スイッチの持つ容量成分によって低減されて、特に微小な放電によって生じる電圧降下については上記の各容量成分によってほとんど吸収される。このため、スパーク検出回路において、このような微小な放電の発生を検出できないことがあるという課題が存在している。 However, the following problems exist in the insulation inspection apparatus. That is, in the spark detection circuit of the conventional insulation inspection apparatus, the occurrence of spark is detected by detecting a sudden drop (voltage change) of the output voltage of the variable voltage source applied between the pair of wiring patterns. However, the wiring from the pair of wiring patterns to the spark detection circuit must be long, or a plurality of changeover switches (a pair of wiring patterns to be inspected are changed between the pair of wiring patterns and the spark detection circuit. In the configuration in which the changeover switch for connecting to the spark detection circuit) is disposed, a voltage drop generated in the output voltage of the variable voltage source at the time of occurrence of discharge (spark) The voltage drop that is reduced by the capacitance component of the changeover switch, and particularly caused by a minute discharge, is almost absorbed by each of the capacitance components. For this reason, the spark detection circuit has a problem that the occurrence of such a small discharge may not be detected.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、微小な放電の発生を確実に検出でき、一対の配線パターン間の絶縁状態を正確に検出し得る絶縁検査装置を提供することを主目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and it is a main object of the present invention to provide an insulation inspection apparatus that can reliably detect the occurrence of a minute discharge and can accurately detect an insulation state between a pair of wiring patterns. And

上記目的を達成すべく請求項１記載の絶縁検査装置は、絶縁検査の対象となる一対の配線パターン間に印加する検査電圧を生成する電圧生成部と、反転入力端子が前記一対の配線パターンのうちの一方の配線パターンに接続されると共に非反転入力端子が基準電位に接続され、かつ出力端子と前記反転入力端子との間にレンジ設定回路が接続された演算増幅器を有し、前記検査電圧の印加時に当該一対の配線パターン間に流れる検査電流を当該一方の配線パターンを介して入力すると共に前記演算増幅器で電圧信号に変換して出力する電流電圧変換部と、前記検査電圧の印加時における前記一対の配線パターン間の電圧値および当該検査電圧の電圧値のいずれか一方の電圧値と、前記電流電圧変換部によって変換された前記電圧信号に基づく前記検査電流の電流値とに基づいて前記一対の配線パターン間の絶縁抵抗値を算出すると共に当該算出した絶縁抵抗値に基づいて当該一対の配線パターン間の絶縁状態を判別する処理部とを備えた絶縁検査装置であって、一対の入力端子のうちの一方の入力端子が前記演算増幅器における前記反転入力端子に接続されると共に当該一対の入力端子のうちの他方の入力端子が予め規定された基準電圧に規定されたコンパレータを有して、当該反転入力端子の電圧が当該基準電圧を超えたときに、前記一対の配線パターン間に放電が発生したことを示す放電検出信号を前記処理部に出力する放電検出部を備え、前記処理部は、前記放電検出信号を入力したときに前記一対の配線パターンの絶縁状態を不良と判別する。 In order to achieve the above object, an insulation inspection apparatus according to claim 1, wherein a voltage generator for generating an inspection voltage to be applied between a pair of wiring patterns to be subjected to insulation inspection, and an inverting input terminal of the pair of wiring patterns are provided. An operational amplifier connected to one of the wiring patterns and having a non-inverting input terminal connected to a reference potential and a range setting circuit connected between an output terminal and the inverting input terminal; A current-voltage conversion unit that inputs a test current flowing between the pair of wiring patterns through the one wiring pattern and converts the voltage into a voltage signal by the operational amplifier and outputs the voltage when the test voltage is applied Based on one of the voltage value between the pair of wiring patterns and the voltage value of the inspection voltage, and the voltage signal converted by the current-voltage conversion unit A processing unit that calculates an insulation resistance value between the pair of wiring patterns based on a current value of the inspection current and determines an insulation state between the pair of wiring patterns based on the calculated insulation resistance value. An insulation inspection apparatus, wherein one input terminal of a pair of input terminals is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier and the other input terminal of the pair of input terminals is defined in advance. A comparator having a reference voltage is provided , and when the voltage at the inverting input terminal exceeds the reference voltage, a discharge detection signal indicating that a discharge has occurred between the pair of wiring patterns is sent to the processing unit. A discharge detection unit for outputting is provided, and the processing unit determines that the insulation state of the pair of wiring patterns is defective when the discharge detection signal is input.

請求項２記載の絶縁検査装置は、請求項１記載の絶縁検査装置において、前記レンジ設定回路は、前記演算増幅器の前記出力端子と前記反転入力端子との間に切替スイッチによって切り替え接続可能に配設された複数の基準抵抗で構成され、ツェナーダイオードおよび当該ツェナーダイオードに直列に接続された電流制限抵抗で構成されて前記レンジ設定回路に並列に接続されるバイパス回路を備えている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the insulation inspection device according to the first aspect, wherein the range setting circuit is switchably connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier by a changeover switch. A bypass circuit is provided which includes a plurality of provided reference resistors, and includes a Zener diode and a current limiting resistor connected in series to the Zener diode, and is connected in parallel to the range setting circuit.

請求項１記載の絶縁検査装置では、放電検出部のコンパレータが、電流電圧変換部を構成する演算増幅器における反転入力端子の電圧と基準電圧とを比較して、この電圧が基準電圧を超えたときに、放電の発生を示す放電検出信号を処理部に出力する。したがって、この絶縁検査装置によれば、放電の発生時において検査電圧に発生する電圧降下が僅かであって、この電圧降下が、配線間に存在する容量成分などによって吸収されるような微小な放電についても、確実に検出することができるため、放電の発生の際における誤った絶縁抵抗値の算出を回避することができる結果、絶縁検査の精度を向上させることができる。 In the insulation inspection apparatus according to claim 1, when the comparator of the discharge detection unit compares the voltage of the inverting input terminal in the operational amplifier constituting the current-voltage conversion unit with the reference voltage, and this voltage exceeds the reference voltage In addition, a discharge detection signal indicating the occurrence of discharge is output to the processing unit. Therefore, according to this insulation inspection apparatus, the voltage drop generated in the inspection voltage at the time of occurrence of the discharge is very small, and the voltage drop is absorbed by the capacitance component existing between the wirings. Since it can be reliably detected, calculation of an incorrect insulation resistance value at the time of occurrence of discharge can be avoided, and as a result, the accuracy of insulation inspection can be improved.

また、請求項２記載の絶縁検査装置では、いずれのレンジ設定回路が演算増幅器に接続されていたとしても（いずれの測定レンジであったとしても）、放電の発生の際には、バイパス回路が作動するため、バイパス回路を構成するツェナーダイオードのツェナー電圧と、バイパス回路を構成する電流制限抵抗に検査電流が流れることに起因して電流制限抵抗の両端間に発生する電圧との合成電圧が、電流電圧変換部を構成する演算増幅器の反転入力端子の電圧となる。したがって、この絶縁検査装置によれば、いずれの測定レンジに設定されていたとしても、放電検出部において放電の発生を検出する際の検査電流の電流値を揃えることができる。すなわち、各測定レンジにおいて、同じ検査電流の電流値で、つまり同じ感度で放電の発生（発生の開始）を検出することができる。これにより、この絶縁検査装置によれば、放電の発生を検出するときの微小電流レンジでの検査電流の電流値（感度）が、他の測定レンジでの電流値（感度）と比較して小さく（感度が高く）なり過ぎるといった事態を回避することができる。 In addition, in the insulation inspection apparatus according to claim 2, even if any range setting circuit is connected to the operational amplifier (even if it is any measurement range), when a discharge occurs, a bypass circuit is provided. In order to operate, the combined voltage of the Zener voltage of the Zener diode constituting the bypass circuit and the voltage generated across the current limiting resistor due to the inspection current flowing through the current limiting resistor constituting the bypass circuit is This is the voltage at the inverting input terminal of the operational amplifier constituting the current-voltage converter. Therefore, according to this insulation inspection apparatus, even if it is set to any measurement range, the current value of the inspection current when detecting the occurrence of discharge in the discharge detector can be made uniform. That is, in each measurement range, it is possible to detect the occurrence of discharge (start of generation) with the same current value of the inspection current, that is, with the same sensitivity. As a result, according to this insulation inspection apparatus, the current value (sensitivity) of the inspection current in the minute current range when detecting the occurrence of discharge is smaller than the current value (sensitivity) in the other measurement ranges. It is possible to avoid a situation where the sensitivity becomes too high.

絶縁検査装置１の構成を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing a configuration of an insulation inspection device 1. 電流検出部２６の回路図である。3 is a circuit diagram of a current detection unit 26. FIG.

以下、絶縁検査装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of an insulation inspection apparatus will be described with reference to the accompanying drawings.

最初に、絶縁検査装置１の構成について、図面を参照して説明する。なお、一例として、回路基板２に形成された複数の配線パターンのうちの配線パターン３，４間の絶縁状態を検査する例を挙げて説明する。 First, the configuration of the insulation inspection apparatus 1 will be described with reference to the drawings. As an example, an example in which an insulation state between the wiring patterns 3 and 4 among a plurality of wiring patterns formed on the circuit board 2 is inspected will be described.

図１に示す絶縁検査装置１は、一例として回路基板２に形成された複数の配線パターンについての絶縁状態（隣接する他の配線パターンとの間の絶縁状態）を検査する絶縁検査装置であって、複数のプローブ１１（１１ａ，１１ｂ，・・・）、接続切替部１２、電圧生成部１３、電圧検出部１４、第１Ａ／Ｄ変換部１５、電流検出部１６、第２Ａ／Ｄ変換部１７、放電検出部１８、処理部１９および表示部２０を備えている。また、絶縁検査装置１は、絶縁検査中に検査対象の配線パターン間に放電（スパーク）が発生したか否かを検出する機能を備えている。 An insulation inspection apparatus 1 shown in FIG. 1 is an insulation inspection apparatus that inspects an insulation state (insulation state between other adjacent wiring patterns) of a plurality of wiring patterns formed on a circuit board 2 as an example. , A plurality of probes 11 (11a, 11b,...), A connection switching unit 12, a voltage generation unit 13, a voltage detection unit 14, a first A / D conversion unit 15, a current detection unit 16, and a second A / D conversion unit 17. , A discharge detection unit 18, a processing unit 19 and a display unit 20 are provided. Moreover, the insulation inspection apparatus 1 has a function of detecting whether or not a discharge (spark) has occurred between the wiring patterns to be inspected during the insulation inspection.

複数のプローブ１１は、回路基板２に形成された複数の配線パターンのうちの対応する１本の配線パターンにそれぞれ接触可能に構成されている。図１では、複数のプローブ１１のうちのプローブ１１ａが、対応する配線パターン３に接続され、プローブ１１ｂが、対応する配線パターン４に接続されている状態が示されている。接続切替部１２は、一例として複数の切替スイッチ１２ａで構成されて、処理部１９によって各切替スイッチ１２ａのオン・オフ状態が制御されることにより、ケーブル２２を介して基板側端子Ｔｐにそれぞれ接続された複数のプローブ１１のうちの検査対象とする任意の一対の配線パターンに接続されている一対のプローブ１１のうちの一方を電圧生成部１３および電圧検出部１４に接続される一の検出側端子Ｔｄに接続すると共に、他方を電流検出部１６および放電検出部１８に接続される他の検出側端子Ｔｄに接続する。 The plurality of probes 11 are configured to be able to contact each corresponding one of the plurality of wiring patterns formed on the circuit board 2. In FIG. 1, a state in which the probe 11 a among the plurality of probes 11 is connected to the corresponding wiring pattern 3 and the probe 11 b is connected to the corresponding wiring pattern 4 is shown. The connection switching unit 12 includes, for example, a plurality of changeover switches 12a, and is connected to the board-side terminal Tp via the cable 22 when the processing unit 19 controls the on / off state of each changeover switch 12a. One detection side in which one of a pair of probes 11 connected to an arbitrary pair of wiring patterns to be inspected among the plurality of probes 11 is connected to the voltage generation unit 13 and the voltage detection unit 14 While connecting to the terminal Td, the other is connected to another detection side terminal Td connected to the current detection unit 16 and the discharge detection unit 18.

また、各ケーブル２２は、一般的に束ねられた状態で敷設されるため、各ケーブル２２相互間には、容量成分Ｃ１が形成されている。また、接続切替部１２内には、複数の切替スイッチ１２ａが近接した状態で配設されるため、各切替スイッチ１２ａ相互間には、容量成分Ｃ２が形成されている。 Further, since the cables 22 are generally laid in a bundled state, a capacitance component C1 is formed between the cables 22. Further, since the plurality of changeover switches 12a are disposed in the connection changeover unit 12 in a close proximity, a capacitance component C2 is formed between the changeover switches 12a.

電圧生成部１３は、処理部１９によって制御されることにより、予め規定された電圧値の検査電圧Ｖ１（一例として、基準電位（一例としてグランド電位）Ｇを基準した正の直流電圧（一例として＋１２５Ｖ））を生成して、接続切替部１２の一の検出側端子Ｔｄに出力する。電圧検出部１４は、一対の入力端子が接続切替部１２における一対の検出側端子Ｔｄ，Ｔｄに接続されて、一対の検出側端子Ｔｄ，Ｔｄ間に発生する電圧Ｖ２を検出する。また、電圧検出部１４は、検出した電圧Ｖ２を後段に配設された第１Ａ／Ｄ変換部１５の入力電圧範囲内となる電圧の検出信号Ｖ３に増幅して出力する。第１Ａ／Ｄ変換部１５は、検出信号Ｖ３を予め規定されたサンプリング周期でサンプリングして電圧データＤｖに変換すると共に、この電圧データＤｖを処理部１９に出力する。 The voltage generation unit 13 is controlled by the processing unit 19 so that a positive DC voltage (for example, +125 V as an example) with reference to a test voltage V1 having a predetermined voltage value (as an example, a reference potential (a ground potential as an example) G). )) Is generated and output to one detection-side terminal Td of the connection switching unit 12. The voltage detection unit 14 is connected to the pair of detection side terminals Td and Td in the connection switching unit 12 and detects the voltage V2 generated between the pair of detection side terminals Td and Td. Further, the voltage detection unit 14 amplifies the detected voltage V2 to a detection signal V3 of a voltage that falls within the input voltage range of the first A / D conversion unit 15 disposed in the subsequent stage and outputs the detection signal V3. The first A / D conversion unit 15 samples the detection signal V3 at a predetermined sampling period and converts it into voltage data Dv, and outputs the voltage data Dv to the processing unit 19.

なお、電圧検出部１４は、電圧Ｖ２を検出することにより、絶縁検査の対象としている一対の配線パターン間の電位差を検出するものであるが、上記したように電圧検出部１４と絶縁検査の対象としている一対の配線パターンとを接続するケーブル２２および接続切替部１２にはそれぞれ容量成分Ｃ１，Ｃ２が存在している。このため、一対の配線パターン間の電圧が実際には急激に変化している状態（放電が発生している状態）においても、この電圧の変化が容量成分Ｃ１，Ｃ２によって弱められる（鈍らせられる）ため、電圧Ｖ２は一対の配線パターン間の電圧（真の電圧）とは一致しない状態で変化する。特に、微小な放電の際に生じる一対の配線パターン間の電圧の変化は僅か（微小）であるため、この電圧の変化が容量成分Ｃ１，Ｃ２によってほとんど吸収される。このため、微小な放電が発生したとしても、電圧Ｖ２はほとんど変化しない場合がある。したがって、電圧検出部１４では、微小な放電の発生に起因して一対の配線パターン間の電圧に生じる微小な電圧変化については、検出が困難となっている。 The voltage detector 14 detects the voltage V2 to detect a potential difference between a pair of wiring patterns to be subjected to insulation inspection. As described above, the voltage detector 14 and the object to be subjected to insulation inspection are detected. Capacitance components C1 and C2 exist in the cable 22 and the connection switching unit 12 that connect a pair of wiring patterns, respectively. For this reason, even in a state where the voltage between the pair of wiring patterns is actually changing abruptly (a state where discharge is generated), the change in the voltage is weakened (dulled) by the capacitance components C1 and C2. Therefore, the voltage V2 changes in a state that does not coincide with the voltage (true voltage) between the pair of wiring patterns. In particular, since a change in voltage between a pair of wiring patterns generated during a minute discharge is slight (small), this voltage change is almost absorbed by the capacitance components C1 and C2. For this reason, even if a minute discharge occurs, the voltage V2 may hardly change. Therefore, it is difficult for the voltage detector 14 to detect a minute voltage change that occurs in the voltage between the pair of wiring patterns due to the occurrence of a minute discharge.

電流検出部１６は、検査電圧Ｖ１の印加時に、一対の配線パターン間に流れる検査電流Ｉ１を検出すると共に、検査電流Ｉ１の電流値に比例した電圧値の電圧信号Ｖ４に変換して出力する。具体的には、電流検出部１６は、非反転入力端子が基準電位Ｇに接続され、反転入力端子が接続切替部１２の他の検出側端子Ｔｄに接続された演算増幅器１６ａと、切替スイッチとレンジ抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３との直列回路が複数並列に接続されて構成されて、演算増幅器１６ａの出力端子と反転入力端子との間に接続された帰還回路（レンジ設定回路でもある）１６ｂとを備え、電流電圧変換部として構成されている。本例では一例として、測定レンジとして、１０ＭΩレンジ、１００ＭΩレンジおよび１０００ＭΩレンジが規定され、各測定レンジに対応して３本のレンジ抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３が切替スイッチによって切り替え接続可能に配設されている。また、レンジ抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の各抵抗値は、上記した検査電圧Ｖ１（１２５Ｖ）および第２Ａ／Ｄ変換部１７の入力設定範囲（０〜−５Ｖ。入力定格範囲（０〜−１０Ｖ）の半分の範囲）に対応して、４００ｋΩ、４ＭΩおよび４０ＭΩに規定されている。また、一例として、電流検出部１６を構成する演算増幅器１６ａの出力電圧範囲は、±１０Ｖの範囲に規定されているものとする。 The current detector 16 detects the inspection current I1 flowing between the pair of wiring patterns when the inspection voltage V1 is applied, and converts it into a voltage signal V4 having a voltage value proportional to the current value of the inspection current I1 and outputs the voltage signal V4. Specifically, the current detection unit 16 includes an operational amplifier 16a having a non-inverting input terminal connected to the reference potential G and an inverting input terminal connected to the other detection-side terminal Td of the connection switching unit 12, a changeover switch, A feedback circuit (also a range setting circuit) 16b configured by connecting a plurality of series circuits of range resistors R1, R2, and R3 connected in parallel, and connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier 16a; And configured as a current-voltage converter. In this example, as an example, a 10 MΩ range, a 100 MΩ range, and a 1000 MΩ range are defined as measurement ranges, and three range resistors R1, R2, and R3 are arranged to be connectable by a changeover switch corresponding to each measurement range. ing. The resistance values of the range resistors R1, R2, and R3 are the above-described inspection voltage V1 (125V) and the input setting range (0 to -5V of the second A / D converter 17; input rated range (0 to -10V). Corresponding to a half range of 400 kΩ, 4 MΩ, and 40 MΩ. Further, as an example, it is assumed that the output voltage range of the operational amplifier 16a constituting the current detection unit 16 is defined within a range of ± 10V.

したがって、電流検出部１６を構成する演算増幅器１６ａが正常に作動している状態（演算増幅器１６ａの非反転入力端子と反転入力端子との間のバーチャルショートが維持されている状態）において、電流検出部１６が各測定レンジにおいて正常に検出し得る検査電流Ｉ１の上限電流値は、以下のように算出される。
１０ＭΩレンジ：１２．５μＡ（＝５Ｖ／４００ｋΩ）
１００ＭΩレンジ：１．２５μＡ（＝５Ｖ／４ＭΩ）
１０００ＭΩレンジ：０．１２５μＡ（＝５Ｖ／４０ＭΩ） Therefore, in a state where the operational amplifier 16a constituting the current detection unit 16 is operating normally (a state in which a virtual short between the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier 16a is maintained), current detection is performed. The upper limit current value of the inspection current I1 that the unit 16 can normally detect in each measurement range is calculated as follows.
10MΩ range: 12.5μA (= 5V / 400kΩ)
100MΩ range: 1.25μA (= 5V / 4MΩ)
1000MΩ range: 0.125μA (= 5V / 40MΩ)

第２Ａ／Ｄ変換部１７は、電圧信号Ｖ４を予め規定されたサンプリング周期（第１Ａ／Ｄ変換部１５のサンプリング周期と同期し、かつ同一の周期）でサンプリングして電流データＤｉに変換すると共に、この電流データＤｉを処理部１９に出力する。 The second A / D converter 17 samples the voltage signal V4 at a predetermined sampling period (synchronized with the sampling period of the first A / D converter 15 and the same period) and converts it into current data Di. The current data Di is output to the processing unit 19.

放電検出部１８は、一例としてコンパレータ１８ａおよび一対のツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２（同じツェナー電圧Ｖｚ１）で構成されて、コンパレータ１８ａの一対の入力端子のうちの一方の入力端子（本例では一例として、非反転入力端子）が接続切替部１２の他の検出側端子Ｔｄに接続され、他方の入力端子（本例では一例として、反転入力端子）が基準電圧Ｖｒｅｆ（予め規定された正の電圧）に規定されている。また、一対のツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２は、カソード端子同士が接続されることによって互いに逆向きに直列接続され、この状態でコンパレータ１８ａの一方の入力端子（非反転入力端子）と基準電位Ｇとの間に接続されている。この場合、基準電圧Ｖｒｅｆは、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２のツェナー電圧Ｖｚ１よりも低い電圧に規定されている。本例では一例として、ツェナー電圧Ｖｚ１は７Ｖであり、基準電圧Ｖｒｅｆは＋５Ｖに規定されている。この構成により、放電検出部１８は、検出側端子Ｔｄの電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ以下のときにはＬｏｗレベルとなり、検出側端子Ｔｄの電圧が基準電圧Ｖｒｅｆを超えたときにはＨｉｇｈレベルとなる放電検出信号Ｓ１を出力する。つまり、放電検出部１８は、検出側端子Ｔｄの電圧が基準電圧Ｖｒｅｆを超えたときにのみ放電検出信号Ｓ１を出力するように構成されている。なお、検出側端子Ｔｄの電圧は、一対のツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２により、下限が電圧（−Ｖｚ１）で、上限が電圧（＋Ｖｚ１）の電圧範囲に制限される。なお、発明の理解を容易にするため、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２の順方向電圧はゼロボルトであるものとする。 The discharge detector 18 includes, as an example, a comparator 18a and a pair of Zener diodes ZD1 and ZD2 (the same Zener voltage Vz1), and one input terminal of the pair of input terminals of the comparator 18a (in this example, as an example, The non-inverting input terminal) is connected to the other detection-side terminal Td of the connection switching unit 12, and the other input terminal (in this example, the inverting input terminal) is set to the reference voltage Vref (a positive voltage defined in advance). It is prescribed. The pair of Zener diodes ZD1 and ZD2 are connected in series in the opposite directions by connecting the cathode terminals to each other. In this state, one input terminal (non-inverting input terminal) of the comparator 18a and the reference potential G Connected between. In this case, the reference voltage Vref is defined as a voltage lower than the Zener voltage Vz1 of the Zener diodes ZD1 and ZD2. In this example, as an example, the Zener voltage Vz1 is 7V, and the reference voltage Vref is defined as + 5V. With this configuration, the discharge detection unit 18 outputs a discharge detection signal S1 that is at a low level when the voltage at the detection side terminal Td is equal to or lower than the reference voltage Vref, and that is at a high level when the voltage at the detection side terminal Td exceeds the reference voltage Vref. Output. That is, the discharge detector 18 is configured to output the discharge detection signal S1 only when the voltage at the detection-side terminal Td exceeds the reference voltage Vref. The voltage at the detection-side terminal Td is limited to a voltage range in which the lower limit is the voltage (−Vz1) and the upper limit is the voltage (+ Vz1) by the pair of Zener diodes ZD1 and ZD2. In order to facilitate understanding of the invention, it is assumed that the forward voltage of the Zener diodes ZD1, ZD2 is zero volts.

本例では一例として、一対の配線パターン間の絶縁状態が正常な場合の絶縁抵抗が５００ＭΩ以上であるとして規定し、このときに流れる検査電流（漏れ電流）Ｉ１は、０．２５μＡ（＝１２５Ｖ／５００ＭΩ）であり、また一例として、一対の配線パターン間の絶縁状態に異常が生じる（つまり、一対の配線パターン間の絶縁抵抗が低下する）ことによって一対の配線パターン間に放電が発生したときには、演算増幅器１６ａの非反転入力端子と反転入力端子との間のバーチャルショートが維持されていると仮定した場合に、この漏れ電流の数十倍から数百倍の検査電流Ｉ１が流れ得る。一例として、絶縁状態の異常により、一対の配線パターン間の絶縁抵抗が１．２５ＭΩにまで低下したときには、バーチャルショートが維持されているとの仮定の基において、１００μＡ（＝１２５Ｖ／１．２５ＭΩ）の検査電流Ｉ１が流れる。 In this example, as an example, it is defined that the insulation resistance when the insulation state between the pair of wiring patterns is normal is 500 MΩ or more, and the inspection current (leakage current) I1 flowing at this time is 0.25 μA (= 125 V / As an example, when a discharge occurs between a pair of wiring patterns due to an abnormality in the insulation state between the pair of wiring patterns (that is, the insulation resistance between the pair of wiring patterns decreases) Assuming that a virtual short-circuit between the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier 16a is maintained, a test current I1 that is several tens to several hundreds times the leakage current can flow. As an example, when the insulation resistance between a pair of wiring patterns drops to 1.25 MΩ due to an abnormality in the insulation state, 100 μA (= 125 V / 1.25 MΩ) on the assumption that a virtual short is maintained. Current I1 flows.

この条件下で、各測定レンジにおいて、放電が発生したときに演算増幅器１６ａの反転入力端子に発生する電圧Ｖ５は、放電の発生時に流れる検査電流Ｉ１の変化の早さが演算増幅器１６ａにとって追従可能なものである場合には、いずれの測定レンジにおいても、出力電圧を−１０Ｖ（下限値）に低下させるまでの間は演算増幅器１６ａが正常にフィードバック動作して、上記のバーチャルショートの状態を維持するために基準電位Ｇに規定される。また、その後に、検査電流Ｉ１がさらに増大したときには、この検査電流Ｉ１が流れることによってレンジ抵抗の両端間に発生する電圧がこの出力電圧（−１０Ｖ）に積み上げられることにより、演算増幅器１６ａでは上記のバーチャルショートが維持されない状態となって、電圧Ｖ５は正電圧に移行して上昇する。 Under this condition, in each measurement range, the voltage V5 generated at the inverting input terminal of the operational amplifier 16a when discharge occurs can follow the operational amplifier 16a with the speed of change of the test current I1 flowing when the discharge occurs. In any measurement range, until the output voltage is lowered to -10V (lower limit value), the operational amplifier 16a normally feeds back and maintains the above virtual short state in any measurement range. Therefore, the reference potential G is defined. Thereafter, when the inspection current I1 further increases, the voltage generated across the range resistor due to the flow of the inspection current I1 is accumulated on this output voltage (−10V), so that the operational amplifier 16a has the above-described operation. In this state, the virtual short circuit is not maintained, and the voltage V5 increases to a positive voltage.

具体的には、放電が発生しているときの一対の配線パターン間の絶縁抵抗は１．２５ＭΩに低下する。このため、検査電流Ｉ１の流れる経路において、１０００ＭΩレンジでは、（１２５Ｖ−１．２５ＭΩ×Ｉ１＝−１０Ｖ＋４０ＭΩ×Ｉ１）の関係式が成り立つことから、検査電流Ｉ１は、３．２７μＡまで増加し、電圧Ｖ５は、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２のない状態であれば、１２０．９Ｖまで上昇するが、本例ではツェナーダイオードＺＤ２によって７Ｖに制限される。同様にして、１００ＭΩレンジでは、（１２５Ｖ−１．２５ＭΩ×Ｉ１＝−１０Ｖ＋４ＭΩ×Ｉ１）の関係式が成り立つことから、検査電流Ｉ１は、２５．７μＡまで増加し、電圧Ｖ５は、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２のない状態であれば、９２．８Ｖまで上昇するが、本例ではツェナーダイオードＺＤ２によって７Ｖに制限される。また、１０ＭΩレンジでは、（１２５Ｖ−１．２５ＭΩ×Ｉ１＝−１０Ｖ＋４００ｋΩ×Ｉ１）の関係式が成り立つことから、検査電流Ｉ１は、８１．８μＡまで増加し、電圧Ｖ５は、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２のない状態であれば、２２．７Ｖまで上昇するが、本例ではツェナーダイオードＺＤ２によって７Ｖに制限される。 Specifically, the insulation resistance between the pair of wiring patterns when the discharge is generated decreases to 1.25 MΩ. For this reason, in the 1000 MΩ range in the path through which the inspection current I1 flows, the relational expression of (125 V−1.25 MΩ × I1 = −10 V + 40 MΩ × I1) is established, so that the inspection current I1 increases to 3.27 μA and the voltage V5 rises to 120.9V in the absence of zener diodes ZD1 and ZD2, but is limited to 7V by zener diode ZD2 in this example. Similarly, in the 100 MΩ range, since the relational expression of (125 V−1.25 MΩ × I1 = −10 V + 4 MΩ × I1) holds, the inspection current I1 increases to 25.7 μA, and the voltage V5 is the zener diode ZD1, If there is no ZD2, the voltage rises to 92.8V, but in this example, it is limited to 7V by the zener diode ZD2. In the 10 MΩ range, since the relational expression of (125 V−1.25 MΩ × I1 = −10 V + 400 kΩ × I1) is established, the inspection current I1 increases to 81.8 μA, and the voltage V5 is applied to the Zener diodes ZD1 and ZD2. If not, the voltage increases to 22.7V, but is limited to 7V by the zener diode ZD2 in this example.

本例では、いずれの測定レンジにおいて放電が発生したとしても、その発生を放電検出部１８が検出し得るように、基準電圧Ｖｒｅｆは、上記したようにツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧Ｖｚ１（＝７Ｖ）を下回る電圧（一例として＋５Ｖ）に規定されている。 In this example, the reference voltage Vref is the Zener voltage Vz1 (= 7V) of the Zener diode ZD2 as described above so that the discharge detector 18 can detect the occurrence of discharge in any measurement range. Is defined as a voltage lower than (for example, + 5V).

なお、コンパレータ１８ａの一方の入力端子（本例では一例として、非反転入力端子）を基準電圧Ｖｒｅｆ（予め規定された正の電圧）に規定し、他方の入力端子（本例では一例として、反転入力端子）を接続切替部１２の他の検出側端子Ｔｄに接続する構成を採用することもできる。この構成では、放電検出信号Ｓ１の極性が上記の構成とは反転する（電圧Ｖ５がＬｏｗレベルのときに放電検出信号Ｓ１が出力されたことになる）。 Note that one input terminal of the comparator 18a (in this example, a non-inverting input terminal) is defined as a reference voltage Vref (a positive voltage defined in advance), and the other input terminal (in this example, as an example, inverted) A configuration in which the input terminal) is connected to the other detection-side terminal Td of the connection switching unit 12 may be employed. In this configuration, the polarity of the discharge detection signal S1 is reversed from the above configuration (the discharge detection signal S1 is output when the voltage V5 is at the low level).

処理部１９は、一例としてＣＰＵおよびメモリ（いずれも図示せず）で構成されて、接続切替部１２および電圧生成部１３に対する制御処理、および絶縁検査処理を実行する。表示部２０は、一例としてＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などのディスプレイ装置で構成されて、絶縁検査処理の結果を表示する。 The processing unit 19 includes a CPU and a memory (both not shown) as an example, and executes control processing and insulation inspection processing for the connection switching unit 12 and the voltage generation unit 13. The display unit 20 is configured by a display device such as an LCD (Liquid Crystal Display) as an example, and displays the result of the insulation inspection process.

次に、絶縁検査装置１の動作について、図面を参照して説明する。なお、絶縁検査を行う回路基板２については、図外の基板保持部に保持されて、規定された検査位置に予め配置されているものとする。 Next, the operation of the insulation inspection apparatus 1 will be described with reference to the drawings. It is assumed that the circuit board 2 to be subjected to the insulation test is held by a board holding unit (not shown) and arranged in advance at a specified test position.

この状態において、絶縁検査装置１では、処理部１９が、絶縁検査処理を実行する。この絶縁検査処理では、処理部１９は、まず、接続切替部１２に対する制御を実行して、複数の配線パターンのうちの絶縁検査対象とする一対の配線パターン３，４とケーブル２２を介して接続されている各基板側端子Ｔｐのうちの一方（配線パターン３と接続されている基板側端子Ｔｐ）を２つの検出側端子Ｔｄのうちの一の検出側端子Ｔｄに接続させ、かつ各基板側端子Ｔｐのうちの他方（配線パターン４と接続されている基板側端子Ｔｐ）を２つの検出側端子Ｔｄのうちの他の検出側端子Ｔｄに接続させる。 In this state, in the insulation inspection apparatus 1, the processing unit 19 performs an insulation inspection process. In this insulation inspection process, the processing unit 19 first executes control on the connection switching unit 12 and connects the pair of wiring patterns 3 and 4 to be subjected to insulation inspection among the plurality of wiring patterns via the cable 22. One of the substrate-side terminals Tp that is connected (the substrate-side terminal Tp connected to the wiring pattern 3) is connected to one detection-side terminal Td of the two detection-side terminals Td, and each substrate-side The other of the terminals Tp (the substrate side terminal Tp connected to the wiring pattern 4) is connected to the other detection side terminal Td of the two detection side terminals Td.

次いで、処理部１９は、電圧生成部１３に対する制御を実行して、検査電圧Ｖ１の生成を開始させる。これにより、検査電圧Ｖ１が、接続切替部１２、ケーブル２２およびプローブ１１ａを介して配線パターン３に供給されて、一対の配線パターン３，４間に印加される。 Next, the processing unit 19 executes control on the voltage generation unit 13 to start generation of the inspection voltage V1. Thus, the inspection voltage V1 is supplied to the wiring pattern 3 via the connection switching unit 12, the cable 22 and the probe 11a and applied between the pair of wiring patterns 3 and 4.

この状態において、電圧検出部１４は、一対の検出側端子Ｔｄ，Ｔｄ間に発生する電圧Ｖ２を検出すると共に、検出信号Ｖ３に増幅して出力する。次いで、第１Ａ／Ｄ変換部１５が、検出信号Ｖ３をサンプリングして電圧データＤｖに変換して、処理部１９に出力する。一方、電流検出部１６は、検査電圧Ｖ１の印加時に、電圧生成部１３、接続切替部１２、ケーブル２２、プローブ１１ａ、配線パターン３、配線パターン４、ケーブル２２、接続切替部１２、帰還回路１６ｂの経路に流れる検査電流Ｉ１を電流電圧変換して、電圧信号Ｖ４として出力する。次いで、第２Ａ／Ｄ変換部１７が、電圧信号Ｖ４をサンプリングして電流データＤｉに変換して、処理部１９に出力する。 In this state, the voltage detection unit 14 detects the voltage V2 generated between the pair of detection-side terminals Td and Td, and amplifies and outputs the detection signal V3. Next, the first A / D conversion unit 15 samples the detection signal V <b> 3, converts it into voltage data Dv, and outputs it to the processing unit 19. On the other hand, when the inspection voltage V1 is applied, the current detection unit 16 includes the voltage generation unit 13, the connection switching unit 12, the cable 22, the probe 11a, the wiring pattern 3, the wiring pattern 4, the cable 22, the connection switching unit 12, and the feedback circuit 16b. The inspection current I1 flowing through the path is subjected to current-voltage conversion and output as a voltage signal V4. Next, the second A / D converter 17 samples the voltage signal V4, converts it into current data Di, and outputs it to the processor 19.

続いて、処理部１９は、電圧データＤｖおよび電流データＤｉを入力すると共に、放電検出部１８から放電検出信号Ｓ１が出力されているか否かを判別する。 Subsequently, the processing unit 19 inputs the voltage data Dv and the current data Di, and determines whether or not the discharge detection signal S1 is output from the discharge detection unit 18.

この場合において、一対の配線パターン３，４間に放電が発生していないとき、つまり、絶縁状態が正常なときには、上記したように、電流検出部１６の帰還回路１６ｂ（レンジ抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３のいずれか）に流れる検査電流Ｉ１は、０．２５μＡ以下の極めて低い電流値であるため、電流検出部１６は、反転入力端子と非反転入力端子と間のバーチャルショート状態を正常に維持した状態で、正常に電流電圧変換動作を実行して、電圧信号Ｖ４を出力する。また、演算増幅器１６ａの反転入力端子の電圧（つまり反転入力端子に発生する電圧：検出側端子Ｔｄの電圧）Ｖ５は、基準電位Ｇと同電位（０Ｖ：基準電圧Ｖｒｅｆ以下）となり、放電検出部１８は、放電検出信号Ｓ１をＬｏｗレベルで出力する。つまり、放電検出部１８は、放電検出信号Ｓ１の出力を停止している。 In this case, when no discharge is generated between the pair of wiring patterns 3 and 4, that is, when the insulation state is normal, as described above, the feedback circuit 16b (range resistors R1, R2, and R2) of the current detection unit 16 is used. Since the inspection current I1 flowing in any one of R3) is an extremely low current value of 0.25 μA or less, the current detection unit 16 normally maintained the virtual short state between the inverting input terminal and the non-inverting input terminal. In the state, the current-voltage conversion operation is normally executed, and the voltage signal V4 is output. Further, the voltage at the inverting input terminal of the operational amplifier 16a (that is, the voltage generated at the inverting input terminal: the voltage at the detection side terminal Td) V5 becomes the same potential as the reference potential G (0V: below the reference voltage Vref), and the discharge detection unit 18 outputs the discharge detection signal S1 at a low level. That is, the discharge detection unit 18 stops outputting the discharge detection signal S1.

したがって、処理部１９は、放電検出部１８からの放電検出信号Ｓ１の出力を検出しないため、一対の配線パターン３，４間に放電が発生していないと判別して、電圧データＤｖに基づいて一対の配線パターン３，４間の電圧値（電圧Ｖ２の電圧値。この場合には、一対の配線パターン３，４間の電位差でもある）を算出すると共に、電流データＤｉに基づいて一対の配線パターン３，４間に流れる電流値（検査電流Ｉ１の電流値）を算出する。次いで、処理部１９は、算出した電圧値および電流値に基づいて、一対の配線パターン３，４間の絶縁抵抗値Ｒｉｓを算出して、表示部２０に表示させる。これにより、絶縁検査処理が完了する。 Therefore, since the processing unit 19 does not detect the output of the discharge detection signal S1 from the discharge detection unit 18, it determines that no discharge has occurred between the pair of wiring patterns 3 and 4, and based on the voltage data Dv. The voltage value between the pair of wiring patterns 3 and 4 (the voltage value of the voltage V2; in this case, the potential difference between the pair of wiring patterns 3 and 4) is calculated, and the pair of wiring patterns based on the current data Di. A current value flowing between the patterns 3 and 4 (current value of the inspection current I1) is calculated. Next, the processing unit 19 calculates an insulation resistance value Ris between the pair of wiring patterns 3 and 4 based on the calculated voltage value and current value, and causes the display unit 20 to display the calculated insulation resistance value Ris. Thereby, the insulation inspection process is completed.

一方、一対の配線パターン３，４間に放電が発生している場合には、検査電圧Ｖ１に生じる電圧降下が僅かなものであり、これによって電圧検出部１４が検出している電圧Ｖ２にこの電圧降下の影響が現れていないときであったとしても、電流検出部１６の帰還回路１６ｂ（レンジ抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３のいずれか）に流れる検査電流Ｉ１の電流値は、一対の配線パターン３，４間の絶縁状態が正常なときに流れる電流値（例えば上記したように０．２５μＡ以下）と比較して、極めて大きな電流値（１０００ＭΩレンジでは３．２７μＡ、１００ＭΩレンジでは２５．７μＡ、１０ＭΩレンジでは８１．８μＡ）となる。このため、演算増幅器１６ａは、反転入力端子と非反転入力端子と間のバーチャルショート状態を正常に維持し得ない状態に移行する。したがって、演算増幅器１６ａの反転入力端子の電圧（検出側端子Ｔｄの電圧）Ｖ５は、基準電圧Ｖｒｅｆを超える電圧（ツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧Ｖｚ１（＝７Ｖ））となる。これにより、放電検出部１８は、放電検出信号Ｓ１をＨｉｇｈレベルで出力する（放電検出信号Ｓ１を出力する）。 On the other hand, when a discharge is generated between the pair of wiring patterns 3 and 4, the voltage drop generated in the inspection voltage V1 is slight, and this causes the voltage V2 detected by the voltage detection unit 14 to be reduced. Even when the influence of the voltage drop does not appear, the current value of the inspection current I1 flowing through the feedback circuit 16b (any one of the range resistors R1, R2, and R3) of the current detection unit 16 is the pair of wiring patterns 3 Compared with the current value that flows when the insulation state between 4 and 4 is normal (for example, 0.25 μA or less as described above), the current value is 3.27 μA in the 1000 MΩ range, 25.7 μA, 10 MΩ in the 100 MΩ range. The range is 81.8 μA). For this reason, the operational amplifier 16a shifts to a state where the virtual short state between the inverting input terminal and the non-inverting input terminal cannot be normally maintained. Therefore, the voltage at the inverting input terminal of the operational amplifier 16a (the voltage at the detection side terminal Td) V5 exceeds the reference voltage Vref (the Zener voltage Vz1 (= 7 V) of the Zener diode ZD2). Thereby, the discharge detector 18 outputs the discharge detection signal S1 at a high level (outputs the discharge detection signal S1).

したがって、処理部１９は、放電検出部１８からの放電検出信号Ｓ１の出力を検出して、一対の配線パターン３，４間に放電が発生していると判別する。このようにして放電が発生している場合には、正確な絶縁抵抗値Ｒｉｓの算出が行えない。このため、処理部１９は、電圧データＤｖおよび電流データＤｉに基づく絶縁抵抗値Ｒｉｓの算出、および表示部２０への表示は実行せずに、放電が発生した旨を表示部２０に表示させる。これにより、絶縁検査処理が完了する。 Therefore, the processing unit 19 detects the output of the discharge detection signal S1 from the discharge detection unit 18 and determines that a discharge is generated between the pair of wiring patterns 3 and 4. When the discharge is generated in this way, the accurate insulation resistance value Ris cannot be calculated. Therefore, the processing unit 19 causes the display unit 20 to display that the discharge has occurred without executing the calculation of the insulation resistance value Ris based on the voltage data Dv and the current data Di and the display on the display unit 20. Thereby, the insulation inspection process is completed.

このように、この絶縁検査装置１によれば、放電検出部１８が、電流検出部１６を構成する演算増幅器１６ａにおける反転入力端子の電圧Ｖ５と基準電圧Ｖｒｅｆとを比較して、電圧Ｖ５が基準電圧Ｖｒｅｆを超えたときに、放電の発生を示す放電検出信号Ｓ１を処理部１９に出力する。したがって、放電の発生時において検査電圧Ｖ１に発生する電圧降下が僅かであって、この電圧降下が上記の各容量成分Ｃ１，Ｃ２によって吸収されるような微小な放電についても、確実に検出することができるため、放電の発生の際における誤った絶縁抵抗値Ｒｉｓの算出を回避することができる結果、絶縁検査の精度を向上させることができる。 Thus, according to this insulation inspection apparatus 1, the discharge detection unit 18 compares the voltage V5 of the inverting input terminal in the operational amplifier 16a constituting the current detection unit 16 with the reference voltage Vref, and the voltage V5 is the reference. When the voltage Vref is exceeded, a discharge detection signal S1 indicating the occurrence of discharge is output to the processing unit 19. Therefore, it is possible to reliably detect even a minute discharge in which the voltage drop generated in the inspection voltage V1 at the time of occurrence of the discharge is slight and this voltage drop is absorbed by each of the capacitance components C1 and C2. Therefore, it is possible to avoid erroneous calculation of the insulation resistance value Ris at the time of occurrence of discharge, and as a result, the accuracy of the insulation test can be improved.

なお、上記の電流検出部１６では、上記したように、放電が発生したとして検出される検査電流Ｉ１の電流値が、１０ＭΩレンジでは８１．８μＡ、１００ＭΩレンジでは２５．７μＡ、１０００ＭΩレンジでは３．２７μＡというように、各測定レンジにおいて大きく相違する（ばらつく）ため、各測定レンジにおいて同じかまたはより近い値にできるのが好ましい。また、微小電流レンジである１０００ＭΩレンジでの電流値（感度）が、他の測定レンジでの電流値（感度）と比較して小さく（感度が高く）なり過ぎるため、より大きな電流値（より低い感度）とするのが好ましい。これを実現する電流検出部２６について、図２を参照して説明する。なお、電流検出部１６と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する。 In the current detection unit 16, as described above, the current value of the inspection current I1 detected as a discharge is 81.8 μA in the 10 MΩ range, 25.7 μA in the 100 MΩ range, and 3. in the 1000 MΩ range. Since it is greatly different (varies) in each measurement range, such as 27 μA, it is preferable that the value can be the same or closer in each measurement range. In addition, since the current value (sensitivity) in the 1000 MΩ range, which is a minute current range, is too small (higher sensitivity) than the current value (sensitivity) in other measurement ranges, a larger current value (lower) Sensitivity) is preferable. The current detection unit 26 for realizing this will be described with reference to FIG. In addition, about the structure same as the electric current detection part 16, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.

電流検出部２６では、電流検出部１６の構成に加えて、互いに逆向きに直列接続された一対のツェナーダイオードＺＤ３，ＺＤ４、およびツェナーダイオードＺＤ３，ＺＤ４に直列に接続されてツェナーダイオードＺＤ３，ＺＤ４を流れる電流をツェナーダイオードＺＤ３，ＺＤ４の定格電流範囲内に制限する抵抗（電流制限抵抗）Ｒ４で構成されるバイパス回路１６ｃが、帰還回路１６ｂに対して並列に接続されている。本例では、各ツェナーダイオードＺＤ３，ＺＤ４として、一例としてツェナー電圧Ｖｚ２が７Ｖのツェナーダイオードを使用し、一例として抵抗値が２５ｋΩの抵抗を電流制限抵抗Ｒ４として使用する。 In the current detection unit 26, in addition to the configuration of the current detection unit 16, a pair of Zener diodes ZD3 and ZD4 connected in series in opposite directions and Zener diodes ZD3 and ZD4 are connected in series to form Zener diodes ZD3 and ZD4. A bypass circuit 16c configured by a resistor (current limiting resistor) R4 that limits the flowing current within the rated current range of the Zener diodes ZD3 and ZD4 is connected in parallel to the feedback circuit 16b. In this example, as each of the Zener diodes ZD3 and ZD4, a Zener diode having a Zener voltage Vz2 of 7V is used as an example, and a resistor having a resistance value of 25 kΩ is used as the current limiting resistor R4 as an example.

この場合、いずれの測定レンジにおいても、放電の発生時に、電圧Ｖ５が基準電圧Ｖｒｅｆ（本例では、５Ｖ）に達する前に、バイパス回路１６ｃが作動して（本例では、ツェナーダイオードＺＤ４がオンして）、その後は、検査電流Ｉ１がこのバイパス回路１６ｃを経由して流れるように、ツェナーダイオードＺＤ３，ＺＤ４のツェナー電圧Ｖｚ２が規定されている。具体的には、電圧Ｖ５が５Ｖに達する前に、放電の発生時に検査電流Ｉ１が流れることに起因して各レンジ抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の両端間に発生する電圧により、バイパス回路１６ｃが作動するように（ツェナーダイオードＺＤ３，ＺＤ４（本例ではツェナーダイオードＺＤ４）がオンするように）、ツェナー電圧Ｖｚ２が上記したように７Ｖに規定されている。 In this case, in any measurement range, the bypass circuit 16c is activated before the voltage V5 reaches the reference voltage Vref (in this example, 5 V) when the discharge occurs (in this example, the zener diode ZD4 is turned on). Thereafter, the Zener voltage Vz2 of the Zener diodes ZD3 and ZD4 is defined so that the inspection current I1 flows through the bypass circuit 16c. Specifically, before the voltage V5 reaches 5V, the bypass circuit 16c is activated by the voltage generated across the range resistors R1, R2, and R3 due to the flow of the inspection current I1 when the discharge occurs. Thus, the Zener voltage Vz2 is regulated to 7V as described above (so that the Zener diodes ZD3 and ZD4 (in this example, the Zener diode ZD4) are turned on).

この構成により、いずれの測定レンジにおいても、放電の発生時に検査電流Ｉ１が流れることに起因して各レンジ抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の両端間に発生する電圧が７Ｖに達したときには、その後にこの両端間の電圧が７Ｖを下回るまでの間、バイパス回路１６ｃが作動して、検査電流Ｉ１はこのバイパス回路１６ｃを経由して流れる。このため、バイパス回路１６ｃが作動している状態において、式（−１０Ｖ＋Ｖｚ２＋２５ｋΩ×Ｉ１）で規定される電圧（検出側端子Ｔｄの電圧）Ｖ５が、検査電流Ｉ１の増加に伴って上昇する。なお、発明の理解を容易にするため、ツェナーダイオードＺＤ３の順方向電圧はゼロボルトであるものとしている。これにより、この電圧Ｖ５が上昇して基準電圧Ｖｒｅｆ（５Ｖ）に達し、さらに基準電圧Ｖｒｅｆを超えたときには、放電検出部１８が、放電検出信号Ｓ１をＨｉｇｈレベルで出力する（放電検出信号Ｓ１を出力する）ため、処理部１９は、放電検出部１８からの放電検出信号Ｓ１の出力を検出して、一対の配線パターン３，４間に放電が発生していると判別する。 With this configuration, in any measurement range, when the voltage generated across each of the range resistors R1, R2, and R3 reaches 7V due to the flow of the inspection current I1 when discharge occurs, Until the voltage between both ends falls below 7V, the bypass circuit 16c operates, and the inspection current I1 flows through the bypass circuit 16c. For this reason, in the state where the bypass circuit 16c is operating, the voltage (voltage of the detection-side terminal Td) V5 defined by the equation (−10V + Vz2 + 25kΩ × I1) rises with the increase of the inspection current I1. In order to facilitate understanding of the invention, the forward voltage of the Zener diode ZD3 is assumed to be zero volts. As a result, when the voltage V5 increases to reach the reference voltage Vref (5V) and further exceeds the reference voltage Vref, the discharge detection unit 18 outputs the discharge detection signal S1 at a high level (discharge detection signal S1). Therefore, the processing unit 19 detects the output of the discharge detection signal S1 from the discharge detection unit 18 and determines that a discharge has occurred between the pair of wiring patterns 3 and 4.

具体的には、１０ＭΩレンジでは、レンジ抵抗Ｒ１（４００ｋΩ）に検査電流Ｉ１が流れることにより、このレンジ抵抗Ｒ１の両端間に発生する電圧が７Ｖ（ツェナー電圧Ｖｚ２）になったときに（検査電流Ｉ１が１７．５μＡに達したときに）、バイパス回路１６ｃが作動して、検査電流Ｉ１がこのバイパス回路１６ｃを経由して流れ始める。その後に、検査電流Ｉ１がさらに増加して３２０μＡに達したときに、検査電流Ｉ１が流れることによって電流制限抵抗Ｒ４の両端間に発生する電圧が８Ｖ（＝３２０μＡ×２５ｋΩ）となって、ツェナー電圧Ｖｚ２（７Ｖ）を含めたバイパス回路１６ｃ全体の両端間の電圧（電流制限抵抗Ｒ４の両端間に発生する電圧とツェナー電圧Ｖｚ２との合成電圧）が１５Ｖ（＝７Ｖ＋８Ｖ）に達する。これにより、電圧Ｖ５が５Ｖ（＝１５Ｖ−１０Ｖ）となり、基準電圧Ｖｒｅｆ（５Ｖ）に達することから、検査電流Ｉ１がその後さらに増加したときには、電圧Ｖ５が基準電圧Ｖｒｅｆを超えるため、放電検出部１８がこれを検出して、放電検出信号Ｓ１を出力する。 Specifically, in the 10 MΩ range, when the inspection current I1 flows through the range resistor R1 (400 kΩ), the voltage generated across the range resistor R1 becomes 7 V (zener voltage Vz2) (inspection current). When I1 reaches 17.5 μA), bypass circuit 16c is activated and test current I1 begins to flow through bypass circuit 16c. Thereafter, when the test current I1 further increases to reach 320 μA, the voltage generated across the current limiting resistor R4 by the flow of the test current I1 becomes 8V (= 320 μA × 25 kΩ), and the Zener voltage The voltage across the entire bypass circuit 16c including Vz2 (7V) (the combined voltage of the voltage generated across the current limiting resistor R4 and the Zener voltage Vz2) reaches 15V (= 7V + 8V). As a result, the voltage V5 becomes 5V (= 15V−10V) and reaches the reference voltage Vref (5V). Therefore, when the inspection current I1 further increases, the voltage V5 exceeds the reference voltage Vref. Detects this and outputs a discharge detection signal S1.

また、１００ＭΩレンジでは、レンジ抵抗Ｒ２（４ＭΩ）に検査電流Ｉ１が流れることにより、このレンジ抵抗Ｒ２の両端間に発生する電圧が７Ｖになったときに（検査電流Ｉ１が１．７５μＡに達したときに）、バイパス回路１６ｃが作動して、検査電流Ｉ１がこのバイパス回路１６ｃを経由して流れ始める。その後に、検査電流Ｉ１がさらに増加して３２０μＡに達したときに、検査電流Ｉ１が流れることによって電流制限抵抗Ｒ４の両端間に発生する電圧が８Ｖ（＝３２０μＡ×２５ｋΩ）となって、ツェナー電圧Ｖｚ２（７Ｖ）を含めたバイパス回路１６ｃ全体の両端間の電圧が１５Ｖに達する。これにより、電圧Ｖ５が５Ｖ（＝１５Ｖ−１０Ｖ）となり、基準電圧Ｖｒｅｆ（５Ｖ）に達することから、検査電流Ｉ１がその後さらに増加したときには、電圧Ｖ５が基準電圧Ｖｒｅｆを超えるため、放電検出部１８がこれを検出して、放電検出信号Ｓ１を出力する。 In the 100 MΩ range, when the inspection current I1 flows through the range resistor R2 (4 MΩ), the voltage generated across the range resistor R2 reaches 7 V (the inspection current I1 reaches 1.75 μA). Sometimes, the bypass circuit 16c is activated and the test current I1 begins to flow through the bypass circuit 16c. Thereafter, when the test current I1 further increases to reach 320 μA, the voltage generated across the current limiting resistor R4 by the flow of the test current I1 becomes 8V (= 320 μA × 25 kΩ), and the Zener voltage The voltage across the entire bypass circuit 16c including Vz2 (7V) reaches 15V. As a result, the voltage V5 becomes 5V (= 15V−10V) and reaches the reference voltage Vref (5V). Therefore, when the inspection current I1 further increases, the voltage V5 exceeds the reference voltage Vref. Detects this and outputs a discharge detection signal S1.

また、１０００ＭΩレンジでは、レンジ抵抗Ｒ３（４０ＭΩ）に検査電流Ｉ１が流れることにより、このレンジ抵抗Ｒ３の両端間に発生する電圧が７Ｖになったときに（検査電流Ｉ１が０．１７５μＡに達したときに）、バイパス回路１６ｃが作動して、検査電流Ｉ１がこのバイパス回路１６ｃを経由して流れ始める。その後に、検査電流Ｉ１がさらに増加して３２０μＡに達したときに、検査電流Ｉ１が流れることによって電流制限抵抗Ｒ４の両端間に発生する電圧が８Ｖ（＝３２０μＡ×２５ｋΩ）となって、ツェナー電圧Ｖｚ２（７Ｖ）を含めたバイパス回路１６ｃ全体の両端間の電圧が１５Ｖに達する。これにより、電圧Ｖ５が５Ｖ（＝１５Ｖ−１０Ｖ）となり、基準電圧Ｖｒｅｆ（５Ｖ）に達することから、検査電流Ｉ１がその後さらに増加したときには、電圧Ｖ５が基準電圧Ｖｒｅｆを超えるため、放電検出部１８がこれを検出して、放電検出信号Ｓ１を出力する。 Further, in the 1000 MΩ range, when the inspection current I1 flows through the range resistor R3 (40 MΩ), the voltage generated across the range resistor R3 reaches 7 V (the inspection current I1 reaches 0.175 μA). Sometimes, the bypass circuit 16c is activated and the test current I1 begins to flow through the bypass circuit 16c. Thereafter, when the test current I1 further increases to reach 320 μA, the voltage generated across the current limiting resistor R4 by the flow of the test current I1 becomes 8V (= 320 μA × 25 kΩ), and the Zener voltage The voltage across the entire bypass circuit 16c including Vz2 (7V) reaches 15V. As a result, the voltage V5 becomes 5V (= 15V−10V) and reaches the reference voltage Vref (5V). Therefore, when the inspection current I1 further increases, the voltage V5 exceeds the reference voltage Vref. Detects this and outputs a discharge detection signal S1.

このように、このバイパス回路１６ｃを有する電流検出部２６を備えた構成の絶縁検査装置１では、いずれの測定レンジに設定されていたとしても、放電の発生の際には、バイパス回路１６ｃが作動するため、バイパス回路１６ｃを構成するツェナーダイオードＺＤ４のツェナー電圧Ｖｚ２と、バイパス回路１６ｃを構成する電流制限抵抗Ｒ４に検査電流Ｉ１が流れることに起因して電流制限抵抗Ｒ４の両端間に発生する電圧との合成電圧が、電流検出部１６を構成する演算増幅器１６ａにおける反転入力端子の電圧Ｖ５となる。したがって、この絶縁検査装置１によれば、いずれの測定レンジに設定されていたとしても、放電検出部１８において放電の発生を検出する際の検査電流Ｉ１の電流値を揃えることができる。すなわち、各測定レンジにおいて、同じ検査電流Ｉ１の電流値で、つまり同じ感度で放電の発生（発生の開始）を検出することができる。これにより、この絶縁検査装置１によれば、微小電流レンジである１０００ＭΩレンジでの電流値（感度）が、他の測定レンジでの電流値（感度）と比較して小さく（感度が高く）なり過ぎるといった事態を回避することができる。 In this way, in the insulation inspection apparatus 1 having the current detection unit 26 having the bypass circuit 16c, the bypass circuit 16c is activated when discharge occurs regardless of the measurement range. Therefore, the Zener voltage Vz2 of the Zener diode ZD4 constituting the bypass circuit 16c and the voltage generated across the current limiting resistor R4 due to the inspection current I1 flowing through the current limiting resistor R4 constituting the bypass circuit 16c. Is a voltage V5 at the inverting input terminal of the operational amplifier 16a constituting the current detector 16. Therefore, according to this insulation inspection apparatus 1, the current value of the inspection current I1 when detecting the occurrence of discharge in the discharge detector 18 can be made uniform regardless of which measurement range is set. That is, in each measurement range, the occurrence of discharge (start of generation) can be detected with the same current value of the inspection current I1, that is, with the same sensitivity. Thereby, according to this insulation test | inspection apparatus 1, the electric current value (sensitivity) in the 1000 Mohm range which is a micro electric current range becomes small (high sensitivity) compared with the electric current value (sensitivity) in another measurement range. It is possible to avoid the situation of passing too much.

なお、上記の電流検出部２６では、演算増幅器１６ａの出力端子側から反転入力端子側に向かう電流が流れた場合においても、電圧Ｖ５の上昇を制限するために、互いに逆向きに直列接続された一対のツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２を上記のように接続し、かつバイパス回路１６ｃが上記のように作動させるために、互いに逆向きに直列接続された一対のツェナーダイオードＺＤ３，ＺＤ４を電流制限抵抗Ｒ４に直列に接続する構成を採用しているが、検査電流Ｉ１の流れる向きが、常に図２に示す矢印の向き（演算増幅器１６ａの反転端子に流れ込む向き）である場合には、ツェナーダイオードＺＤ１の配設を省略して、コンパレータ１８ａの一方の入力端子（非反転入力端子）と基準電位Ｇとの間にツェナーダイオードＺＤ２のみを接続する構成にすることもできると共に、ツェナーダイオードＺＤ３の配設を省略して、ツェナーダイオードＺＤ４と電流制限抵抗Ｒ４の直列回路でバイパス回路１６ｃを構成することもできる。 The current detection unit 26 is connected in series in opposite directions to limit the increase in the voltage V5 even when a current flows from the output terminal side of the operational amplifier 16a to the inverting input terminal side. In order to connect the pair of Zener diodes ZD1 and ZD2 as described above and operate the bypass circuit 16c as described above, the pair of Zener diodes ZD3 and ZD4 connected in series in opposite directions are connected to the current limiting resistor R4. Although the configuration of connecting in series is adopted, when the direction in which the test current I1 flows is always the direction of the arrow shown in FIG. 2 (the direction of flowing into the inverting terminal of the operational amplifier 16a), the arrangement of the Zener diode ZD1 And only a Zener diode ZD2 is provided between one input terminal (non-inverting input terminal) of the comparator 18a and the reference potential G. Together may be a configuration that continue, to omit the arrangement of the Zener diode ZD3, it is also possible to configure the bypass circuit 16c in the series circuit of the zener diode ZD4 and current limiting resistor R4.

また、上記の例では、一対の配線パターン３，４間の電圧値と、一対の配線パターン３，４間に流れる検査電流Ｉ１の電流値とに基づいて、一対の配線パターン３，４間の絶縁抵抗値Ｒｉｓを算出しているが、一対の配線パターン３，４に電圧生成部１３から印加される検査電圧Ｖ１が既知の場合には、一対の配線パターン３，４間の電圧値に代えて検査電圧Ｖ１に基づいて、絶縁抵抗値Ｒｉｓを算出することもできる。 Moreover, in said example, based on the voltage value between a pair of wiring patterns 3 and 4, and the electric current value of the test current I1 which flows between a pair of wiring patterns 3 and 4, between a pair of wiring patterns 3 and 4 Although the insulation resistance value Ris is calculated, when the inspection voltage V1 applied from the voltage generator 13 to the pair of wiring patterns 3 and 4 is known, the voltage value between the pair of wiring patterns 3 and 4 is replaced. The insulation resistance value Ris can also be calculated based on the inspection voltage V1.

１絶縁検査装置
２回路基板
３，４配線パターン
１３電圧生成部
１６電流検出部
１６ａ演算増幅器
１６ｂ帰還回路
１６ｃバイパス回路
１８放電検出部
１９処理部
Ｇ基準電位
Ｉ１検査電流
Ｒｉｓ絶縁抵抗値
Ｓ１放電検出信号
Ｖ１検査電圧
Ｖ４電圧信号
Ｖｒｅｆ基準電圧 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Insulation inspection apparatus 2 Circuit board 3, 4 Wiring pattern 13 Voltage generation part 16 Current detection part 16a Operational amplifier 16b Feedback circuit 16c Bypass circuit 18 Discharge detection part 19 Processing part G Reference potential I1 Inspection current Ris Insulation resistance value S1 Discharge detection signal V1 Inspection voltage V4 Voltage signal Vref Reference voltage

Claims

A voltage generator for generating an inspection voltage to be applied between a pair of wiring patterns to be subjected to insulation inspection;
An inverting input terminal is connected to one of the pair of wiring patterns, a non-inverting input terminal is connected to a reference potential, and a range setting circuit is connected between the output terminal and the inverting input terminal. A current-voltage converter that inputs an inspection current that flows between the pair of wiring patterns when the inspection voltage is applied through the one wiring pattern and converts the current into a voltage signal by the operational amplifier. And
One of the voltage value between the pair of wiring patterns and the voltage value of the inspection voltage when the inspection voltage is applied, and the inspection current based on the voltage signal converted by the current-voltage conversion unit. An insulation inspection apparatus comprising: a processing unit that calculates an insulation resistance value between the pair of wiring patterns based on a current value and discriminates an insulation state between the pair of wiring patterns based on the calculated insulation resistance value Because
A comparator in which one input terminal of the pair of input terminals is connected to the inverting input terminal in the operational amplifier and the other input terminal of the pair of input terminals is defined by a predetermined reference voltage. It has been, when the voltage of the inverting input terminal exceeds the reference voltage, provided with a discharge detection unit which outputs a discharge detection signal indicating that the discharge is generated between the pair of wiring patterns in the processing unit,
The said process part is an insulation test | inspection apparatus which discriminate | determines that the insulation state of a pair of said wiring pattern is defect, when the said discharge detection signal is input.

The range setting circuit is composed of a plurality of reference resistors disposed so as to be switchable and connectable by a changeover switch between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier.
The insulation test apparatus according to claim 1, further comprising a bypass circuit configured by a Zener diode and a current limiting resistor connected in series to the Zener diode and connected in parallel to the range setting circuit.