一种高压直流电源对地绝缘阻抗检测电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高压直流电源对地绝缘阻抗检测电路，包括一端与待测电源正极相连的第一负载，一端与待测电源负极相连的第二负载与Y形结构的电阻切换模块。其中电阻切换模块包括三条支路，第一支路包括第一开关，一端连接于待测电源正极；第二支路包括第二开关，一端连接于待测电源负极；第三支路包括电阻，一端接地。该方案中母线对地电容大小不影响测量精度，检测速度快。同时可以通过开关的切换，共用电阻切换模块第三支路上的电阻，使得该电路拓扑结构简单，占地面积小。

An impedance detection circuit for high voltage DC power supply to ground insulation

The utility model discloses a high voltage DC power supply insulation impedance detection circuit to the ground, which comprises a first load connected with the positive pole of the power supply to be measured at one end, a second load connected with the negative pole of the power supply to be measured at one end and a resistance switching module with a Y-shaped structure. The resistance switching module includes three branches, the first branch includes the first switch, one end connected to the positive electrode of the power supply to be measured; the second branch includes the second switch, one end connected to the negative electrode of the power supply to be measured; the third branch includes the resistance, one end grounded. The bus capacitance to ground does not affect the accuracy and speed of detection. At the same time, the resistance of the third circuit of the resistance switching module can be shared by switching the switch, which makes the topology of the circuit simple and covers a small area.

【技术实现步骤摘要】
一种高压直流电源对地绝缘阻抗检测电路
本技术涉及电力电子
，更具体地说，涉及一种高压直流电源对地绝缘阻抗检测的电路。
技术介绍
当直流电源(如电动汽车动力蓄电池、光伏阵列等)对地绝缘阻抗不良或阻值低于规定值时，对地形成高压，进而使应用该直流电源的设备的外壳带电，不仅易损坏设备，还给人身安全带来巨大威胁。因此，有必要对高压直流电源对地绝缘阻抗进行及时检测，以便及时采取相应的调节措施，保证绝缘阻抗始终满足规定要求。现有的绝缘阻抗检测技术主要为平衡桥法、非平衡桥法等。平衡电桥法电路拓扑结构见图1a，是用与直流电源正负极等效接地电阻Rp、Rn阻值相同的两个电阻组成的电桥，通过对将A、B两端的电位进行比较求出对地绝缘电阻值。其中，Rp、Rn分别表示直流电源正、负极对地绝缘阻抗。但是当Rp＝Rn≠∞时，即正负极接地等效电阻Rp、Rn阻值接近、同等下降时，A、B两个端点电位不会发生变化，因此平衡桥法不能测量平衡绝缘阻抗。非平衡桥法电路拓扑结构见图1b，将直流电源正负极等效接地电阻Rp、Rn与带开关的可调电路组成电桥，通过控制开关的通断改变等效电阻上串联电压值，构建二维方程求出绝缘阻抗阻值。由于测量中需要正负母线分别对地投入电阻，正负母线对地电压是变化的。每次投入电阻后存在充放电，需要等待母线对地电压稳定，存在时延，并且容易受母线对地电容影响。当Rp>>Rn时，导致单纯改变Rn的等效并联电阻而正负极对地电压变化非常小，此时无法满足误差5％以内的精度要求。高压直流电源对地绝缘阻抗检测现有方法中，可以计算平衡绝缘阻抗的情况下，以高精度检测高压直流对地绝缘阻抗的电路结构均较为复杂，占地面积大。
技术实现思路
本技术实施例提供了一种高压电源直流对地绝缘阻抗检测电路，以至少解决相关技术中无法在可以计算平衡电阻的情况下，以较高精度检测高压直流对地绝缘阻抗电路结构复杂，占地面积大的问题。根据本技术的实施例，提供了一种高压直流电源对地绝缘阻抗检测电路，包括：一端与待测电源正极相连的第一负载，一端与待测电源负极相连的第二负载与Y形结构的电阻切换模块，其中：电阻切换模块包括三条支路，其中：第一支路包括第一开关，一端连接于待测电源正极；第二支路包括第二开关，一端连接于待测电源负极；第三支路包括电阻，一端接地。优选的，所述第一负载、所述第二负载的阻值取值范围为100KΩ～10MΩ。优选的，所述位于第三支路上的所述电阻阻值取值范围为10KΩ～100KΩ。优选的，所述第一开关、所述第二开关为继电开关、光耦开关或MOS管开关中任意一种。进一步的，当所述第一开关、所述第二开关均断开时，测得此时正负母线对地电压之比Q1；当所述第一开关闭合，所述第二开关断开时，以Rb表示所述第三支路与所述第二负载的并联等效电阻，测得此时正负母线对地电压之比Q2；当所述第一开关断开，所述第二开关闭合时，以Ra表示所述第三支路与所述第一负载的并联等效电阻，测得此时正负母线对地电压之比Q3；可求得所述电源正极对地等效电阻值为所述电源负极对地等效电阻值为其中，R1、R2分别表示所述第一负载、所述第二负载的阻值。从上述的技术方案可以看出，相较于现有技术，该方案在平衡电路的基础上增加电阻切换模块，在保留平衡电路母线对地电容大小不影响测量精度，检测速度快的优点下，可以同时通过电阻切换模块切换待测电源等效电阻的并联电阻，已达到测量平衡电阻的目的。同时可以通过开关的切换，共用电阻切换模块第三支路上的电阻，使得该电路拓扑结构简单，占地面积小。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1a是现有技术中对地绝缘阻抗检测平衡桥法电路结构示意图；图1b是现有技术中对地绝缘阻抗检测非平衡桥法电路结构示意图；图2是根据本技术实施例公开的一种高压直流电源对地绝缘阻抗检测电路结构示意图；图3为图2所示电路在第一开关闭合、第二开关断开时的等效电路结构示意图；图4为图2所示电路在第一开关断开，第二开关闭合时的等效电路结构示意图；具体实施方式下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本技术实施例提供了一种对地绝缘阻抗检测方法、电路及具有该电路的设备，以解决现有检测方案检测不准确的问题。需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。本申请实施例一所提供的检测电路实施例可检测高压直流对地绝缘阻抗，应用于电动汽车动力蓄电池、光伏阵列电池板绝缘性的检测。下面，给出高压直流对地绝缘阻抗电路的一种具体拓扑结构。参见图2，但并不以此作为局限。高压直流电源检测电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3，第一开关K1、第二开关K2；其中，R1一端与待测高压直流电源正极V+相连，另外一端接地，并联于待测高压直流电源正极对地等效绝缘电阻Rp；R2一端与待测高压直流电源负极V﹣相连，另外一端接地，并联于待测高压直流电源负极对地等效绝缘电阻Rn；第一开关K1、第二开关K2、第三电阻R3以Y形结构连接，其中第一开关一端与待测高压直流电源正极V+相连，第二开关一端与待测高压直流电源负极V﹣相连，第三电阻R3一端接地。第一电源投递开关K1与第二投递开关K2串联后将K1的另一端与电源正极V+相连，将K2的另一端与电源负极V相连。第三电阻R3一端接地，另外一端连接于第一投递开关K1与第二投递开关K2之间。投递开关K1，K2可以是继电器开关、光耦开关、MOS开关。该绝缘阻抗检测电路中R1、R2阻值一般在100KΩ～10MΩ之间，可以确保绝缘监测装置检测千欧至兆欧级别的绝缘电阻。R3为电阻切换模块中的电阻元件，其阻值在10KΩ～100KΩ之间，通过K1、K2的闭合断开可以检测几十KΩ级别的阻值。在电阻切换模块切换待测电源等效电阻的并联电阻时共用R3，在确保高精度的情况下，降低绝缘阻抗监测模块的体积和成本。此外需要说明的是，第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3可以均是单个电阻，可以是由多个电阻串并联而成的等效电阻。下同。下面，基于图2所示电路拓扑结构，给出计算Rp与Rn的推导过程。其中，Rp、Rn分别表示直流电源正、负极对地绝缘阻抗。为计算方便，为了计算方便，定义二个常量：R1和R3的并联等效电阻Ra：R1和R3的并联等效电阻Rb：状态一：在K1、K2同时断开情况下，测得正负母线对地电压为UP1、Un1。此时电源正极对地等效阻抗Rp1为Rp与R1的并联等效电阻：电源负极对地等效阻抗Rn1为Rn与R2的并联等效电阻：根据可得：其中：UP1、Un1为测试值，R1、R2为已知值。状态二：在K1断开，闭合K2闭合的情况下，测得正负母线对地电压为UP2、Un2。此时电源正极对地等效阻抗Rp1为Rp与R1的并联等效电阻：电源负极对地等效阻抗Rn1为Rn与Rb的并联等效电阻：根据可得其中：UP2、Un2为测试值，R1、Rb为已知值。状态三：在K1闭合，K2断开的情况下，测得正负母线对地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压直流电源对地绝缘阻抗检测电路，其特征在于，包括:一端与待测电源正极相连的第一负载，一端与待测电源负极相连的第二负载与Y形结构的电阻切换模块，其中：所述电阻切换模块包括三条支路，其中：第一支路包括第一开关，一端连接于待测电源正极；第二支路包括第二开关，一端连接于待测电源负极；第三支路包括电阻，一端接地。

【技术特征摘要】
1.一种高压直流电源对地绝缘阻抗检测电路，其特征在于，包括:一端与待测电源正极相连的第一负载，一端与待测电源负极相连的第二负载与Y形结构的电阻切换模块，其中：所述电阻切换模块包括三条支路，其中：第一支路包括第一开关，一端连接于待测电源正极；第二支路包括第二开关，一端连接于待测电源负极；第三支路包括电阻，一端接地。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李林，余志刚，郑红利，李凯，马超宾，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44