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公開番号2025109010
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-24
出願番号2024002651
出願日2024-01-11
発明の名称電子機器及び短絡検出方法
出願人横河電機株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類G01R 31/52 20200101AFI20250716BHJP(測定;試験)
要約【課題】地絡の原因となる短絡を生じた箇所を特定する。
【解決手段】電子機器は、絶縁電源回路と、コモン線と、入出力回路と、給電線と、短絡電流検出部と、短絡検出部とを有する。絶縁電源回路は、直流電圧が入力される一対の入力端及び一対の出力端を備え、直流電圧を所定の電圧の出力電圧に変換して出力端から出力するとともに一対の入力端のうちの1つが接地される。コモン線は、一対の出力端のうちの1つに接続されて基準電圧を供給する。入出力回路は、コモン線に接続されるとともに外部機器との間において信号の入力及び信号の出力の少なくとも一方を行う。給電線は、入出力回路に電源を供給するとともに地絡検出回路が接続される。短絡電流検出部は、絶縁電源回路の入力端及び出力端が短絡した際に地絡検出回路を介して接地側に流れる短絡電流を検出する。短絡検出部は、短絡電流検出部の検出結果に基づいて短絡を検出する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
直流電圧が入力される一対の入力端及び一対の出力端を備え、前記直流電圧を所定の電圧の出力電圧に変換して前記出力端から出力するとともに前記一対の入力端のうちの１つが接地される絶縁電源回路と、
前記一対の出力端のうちの１つに接続されて基準電圧を供給するコモン線と、
前記コモン線に接続されるとともに外部機器との間において信号の入力及び信号の出力の少なくとも一方を行う入出力回路と、
前記入出力回路に電源を供給するとともに地絡検出回路が接続される給電線と、
前記絶縁電源回路の前記入力端及び前記出力端が短絡した際に前記地絡検出回路を介して接地側に流れる短絡電流を検出する短絡電流検出部と、
前記短絡電流検出部の検出結果に基づいて短絡を検出する短絡検出部と
を有する電子機器。
続きを表示（約 780 文字）【請求項２】
前記短絡電流検出部は、前記絶縁電源回路及び前記コモン線の何れかのノードに挿入される抵抗の電流を前記短絡電流として検出する請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記直流電圧を前記一対の入力端に伝達する第２の給電線を更に有し、
前記短絡電流検出部は、前記第２の給電線に挿入される抵抗に流れる電流を前記短絡電流として検出する
請求項１に記載の電子機器。
【請求項４】
前記短絡電流検出部は、前記一対の出力端に接続される抵抗に流れる電流を前記短絡電流として検出する請求項１に記載の電子機器。
【請求項５】
前記短絡が検出された場合に、前記絶縁電源回路の前記一対の入力端への前記直流電圧の入力を停止させる停止部を更に有する請求項１乃至４の何れか１つに記載の電子機器。
【請求項６】
前記短絡検出部は、短絡箇所の検出を更に行う請求項１に記載の電子機器。
【請求項７】
直流電圧が入力される一対の入力端及び一対の出力端を備え、前記直流電圧を所定の電圧の出力電圧に変換して前記出力端から出力するとともに前記一対の入力端のうちの１つが接地される絶縁電源回路と、前記一対の出力端のうちの１つに接続されて基準電圧を供給するコモン線と、前記コモン線に接続されるとともに外部機器との間において信号の入力及び信号の出力の少なくとも一方を行う入出力回路と、前記入出力回路に電源を供給するとともに地絡検出回路が接続される給電線とを備える電子機器において、
前記絶縁電源回路の前記入力端及び前記出力端が短絡した際に前記地絡検出回路を介して接地側に流れる短絡電流を検出することと、
前記検出の結果に基づいて短絡を検出することと
を含む短絡検出方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電子機器及び当該電子機器における短絡検出方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
プラントや工場等にて使用される電子機器において、地絡検出回路を備えて地絡事故を検出するシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－０３００９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の従来技術では、地絡の原因となる短絡を生じた箇所の特定ができないという問題がある。
【０００５】
そこで、本開示では、地絡の原因となる短絡を生じた箇所を特定する電子機器及び当該電子機器における短絡検出方法を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の電子機器は、絶縁電源回路と、コモン線と、入出力回路と、給電線と、短絡電流検出部と、短絡検出部とを有する。絶縁電源回路は、直流電圧が入力される一対の入力端及び一対の出力端を備え、上記直流電圧を所定の電圧の出力電圧に変換して上記出力端から出力するとともに上記一対の入力端のうちの１つが接地される。コモン線は、上記一対の出力端のうちの１つに接続されて基準電圧を供給する。入出力回路は、上記コモン線に接続されるとともに外部機器との間において信号の入力及び信号の出力の少なくとも一方を行う。給電線は、上記入出力回路に電源を供給するとともに地絡検出回路が接続される。短絡電流検出部は、上記絶縁電源回路の上記入力端及び上記出力端が短絡した際に上記地絡検出回路を介して接地側に流れる短絡電流を検出する。短絡検出部は、上記短絡電流検出部の検出結果に基づいて短絡を検出する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本開示の第１の実施形態に係るＩ／Ｏモジュールの構成例を示す図である。
本開示の第１の実施形態に係るＩ／Ｏモジュールの等価回路の一例を示す図である。
本開示の第１の実施形態に係る短絡電流の一例を示す図である。
本開示の第１の実施形態に係る短絡電流の一例を示す図である。
本開示の第１の実施形態に係る短絡電流の一例を示す図である。
本開示の第１の実施形態に係る短絡電流の一例を示す図である。
本開示の第１の実施形態に係るＩ／Ｏモジュールの短絡電流の一例を示す図である。
本開示の第１の実施形態に係る短絡検出処理の処理手順の一例を示す図である。
本開示の第２の実施形態に係るＩ／Ｏモジュールの構成例を示す図である。
本開示の第３の実施形態に係るＩ／Ｏモジュールの構成例を示す図である。
本開示の第３の実施形態に係るＩ／Ｏモジュールの他の構成例を示す図である。
本開示の第４の実施形態に係るＩ／Ｏモジュールの構成例を示す図である。
本開示の第４の実施形態に係るシステムの構成例を示す図である。
本開示の第４の実施形態に係るＩ／Ｏモジュールの他の構成例を示す図である。
本開示の第４の実施形態に係るシステムの他の構成例を示す図である。
本開示の第５の実施形態に係るＩ／Ｏモジュールの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、本開示の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。説明は、以下の順に行う。なお、以下の各実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。
１．第１の実施形態
２．第２の実施形態
３．第３の実施形態
４．第４の実施形態
５．第５の実施形態
【０００９】
（１．第１の実施形態）
［Ｉ／Ｏモジュールの構成］
図１は、本開示の第１の実施形態に係るＩ／Ｏモジュールの構成例を示す図である。同図は、Ｉ／Ｏモジュール１０の構成例を表す回路図である。Ｉ／Ｏモジュール１０は、工場等において測定器等のフィールド機器と信号のやり取りを行うものである。同図のＩ／Ｏモジュール１０は、接点信号が入力される例を表したものである。なお、Ｉ／Ｏモジュール１０は、システム電位（１次側）とフィールド電位（２次側）のそれぞれの電位を基準とする回路を備えており、これらの回路が絶縁部により絶縁される。Ｉ／Ｏモジュール１０のフィールド側にはフィールド回路用電源６０と地絡検出回路７０とが接続される。なお、Ｉ／Ｏモジュール１０は、本開示の「電子機器」の一例である。
【００１０】
Ｉ／Ｏモジュール１０は、絶縁電源回路２０と、キャパシタ１３と、制御部１４と、入出力回路１６と、コモン線１１と、給電線（高電位給電線６１及び低電位給電線６２）と、抵抗１５と、短絡電流検出部１７と、短絡検出部１８とを備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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