一种检测电源绝缘性的电路、方法及车载充电机技术

本发明专利技术提供一种检测电源绝缘性的电路、方法及车载充电机，应用于带有电力变换器的交流电源，电力变换器的输出端输出交流电；该电路包括：阻抗网络、电压采样电路和处理器；阻抗网络的第一端接地，阻抗网络的第二端连接电力变换器的输入端；电压采样电路，用于采集阻抗网络的交流电压；处理器，用于根据阻抗网络的阻抗、阻抗网络的交流电压、电力变换器中的桥臂中点的方波电压以及电力变换器的交流输出电压获得交流电源每相的接地阻抗。该电路获得交流输出端每相的接地阻抗，可以方便判断交流电路具体绝缘失效的位置。不仅可以判断交流输出端是否出现接地故障，而且可以在判断出现接地故障时，确定接地故障的具体位置，提升了系统的安全性。

A Circuit, Method and Vehicle Charger for Insulation Detection of Power Supply

The invention provides a circuit, method and vehicle charger for detecting the insulation of power supply, which is applied to AC power supply with power converter, and the output terminal of power converter outputs AC. The circuit includes impedance network, voltage sampling circuit and processor; the first end of impedance network is grounded; the second end of impedance network is connected with the input end of power converter; and the voltage sampling electricity is connected with the input end of impedance network. The circuit is used to collect the AC voltage of the impedance network, and the processor is used to obtain the grounding impedance of each phase of the AC power supply according to the impedance of the impedance network, the AC voltage of the impedance network, the square wave voltage of the midpoint of the bridge arm in the power converter and the AC output voltage of the power converter. This circuit obtains the grounding impedance of each phase of the AC output terminal, which can conveniently determine the specific insulation failure position of the AC circuit. It can not only judge whether there is a grounding fault at the output of AC, but also determine the specific location of the grounding fault when a grounding fault occurs, which improves the security of the system.

【技术实现步骤摘要】
一种检测电源绝缘性的电路、方法及车载充电机
本专利技术涉及电力电子
，尤其涉及一种检测电源绝缘性的电路、方法及车载充电机。
技术介绍
环境和能源危机是全球面临的问题，新能源车自然而然成了未来汽车的大趋势。随着动力电池能量密度的提高和成本的下降，当前主流乘用车车型都配备了大容量的动力电池组，续驶里程已达到300公里以上。但随着续航里程需求越来越大，动力电池组的容量也越来越大。当容量达到几十kWh时，将会出现动力电池组输出的直流电逆变为交流电，例如市电220V。其中将逆变后的交流电用于为其他车辆充电，或者将逆变后的交流电提供给外部用电设备。由于动力电池组输出的直流电逆变后输出的是交流电，而现有技术中动力电池组绝缘检测仅是针对动力电池组输出直流电的绝缘检测，不适用于交流绝缘检测。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的以上技术问题，本专利技术提供一种检测电源绝缘性的电路、方法及系统，能够获得交流输出端不同相分别对地的接地阻抗，方便判断交流电路具体绝缘失效的位置，提升了系统的安全性。第一方面，提供了一种检测电源绝缘性的电路，应用于带有电力变换器的交流电源，所述电力变换器的输出端输出交流电；该电路包括：阻抗网络、电压采样电路和处理器；所述阻抗网络的第一端接地，所述阻抗网络的第二端连接所述电力变换器的输入端；所述电压采样电路，用于采集所述阻抗网络的交流电压；所述处理器，用于根据所述阻抗网络的阻抗、所述阻抗网络的交流电压、所述电力变换器中的桥臂中点的方波电压以及所述电力变换器的交流输出电压获得所述交流电源每相的接地阻抗。其中电力变换器的输入电压为直流电压，也可以为交流电压，本实施例不做具体限定。接地阻抗的大小反应交流输出端与地之间的绝缘情况，即接地阻抗越大，说明绝缘性越好，接地阻抗越小，则说明绝缘性越差。并且该电路可以获得交流输出端每相的接地阻抗，因此，可以方便判断交流电路具体绝缘失效的位置。本申请实施例提供的电路不仅可以判断交流输出端是否出现接地故障，而且可以在判断出现接地故障时，确定接地故障的具体位置，提升了系统的安全性。在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述阻抗网络包括电阻和/或电容。阻抗网络可以包括电阻和电容的至少一种。当包括电阻和电容时，电阻和电容的连接关系本实施例中不做具体限定。无论阻抗网络内部的结构如何，阻抗网络内部器件的参数均为已知量。当该电路应用车载充电机时，由于车载充电机为了使用安全，一般包括安规电容，因此，阻抗网络中的电容可以利用安规电容来实现。结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第二种可能的实现方式中，当所述阻抗网络包括电阻时，所述电压采样电路采集所述电阻上的交流电压；当所述阻抗网络包括电容时，所述电压采样电路采集所述电容上的交流电压；当所述阻抗网络包括电阻和电容时，所述电阻和所述电容串联；所述电压采样电路采集所述电阻上的交流电压，或，采集所述电容上的交流电压。结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第三种可能的实现方式中，当所述阻抗网络包括电阻和电容时，所述阻抗网络包括：第一电阻、第一电容和第二电容；所述第一电阻的第一端接地，所述第一电阻的第二端通过所述第一电容连接所述电力变换器的正输入端，所述第一电阻的第二端通过所述第二电容连接所述电力变换器的负输入端。结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第四种可能的实现方式中，当所述阻抗网络包括电阻和电容时，所述阻抗网络包括：第二电阻和第三电容；所述第二电阻和第三电容串联后连接在所述电力变换器的正输入端和地之间。结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第五种可能的实现方式中，当所述阻抗网络包括电阻和电容时，所述阻抗网络包括：第三电阻和第四电容；所述第三电阻和第四电容串联后连接在所述电力变换器的负输入端和地之间。结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第六种可能的实现方式中，所述处理器，用于对所述阻抗网络的交流电压、所述方波电压以及所述电力变换器的交流输出电压分别进行傅里叶分解，分别获得所述阻抗网络的交流电压、所述方波电压和所述电力变换器的交流输出电压对应的预设奇数次倍频的分量，根据所述阻抗网络的交流电压、所述方波电压和所述电力变换器的交流输出电压对应的预设奇数次倍频的分量以及所述阻抗网络的阻抗获得所述电流电源每相的接地阻抗。结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第七种可能的实现方式中，所述预设奇数次倍频为3次、5次或7次。在进行傅里叶分解时，可以获得各个奇数次倍频的谐波分量，例如1、3、5、7、9等，1次为基波，其他均为高次谐波。使用电路的叠加定理计算阻抗网络的电流时，一般选取方波电压源Vmid中的三倍频分量，因为根据傅里叶分解的原理，奇数次倍频的次数越高，对应的分量有效值越低。当次数选择过大时，导致分量的有效值太低，在测量精度不变的情况下，引起的相对误差会较大，不利于求解的准确度。因此，为了计算结果的精确度较高，可以利用三倍频分量来计算。结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第八种可能的实现方式中，所述交流电源每相的接地阻抗包括并联的一个电阻和一个电容。结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第九种可能的实现方式中，所述电压采样电路为模数转换器，所述模数转换器的输入端连接所述阻抗网络，所述模数转换器的输出端连接所述处理器。结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第十种可能的实现方式中，所述处理器为单片机、微处理器或数字信号处理器DSP。结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第十一种可能的实现方式中，所述处理器，还用于判断所述每相的接地阻抗是否小于或等于预设阈值，当超过时进行报警或切断电力变换器与用电设备之间的连接。第二方面，提供一种检测电源绝缘性的方法，其特征在于，应用于所述的电路，该电路包括：阻抗网络、电压采样电路和处理器；该方法包括：采集所述阻抗网络的交流电压；根据所述阻抗网络的阻抗、所述阻抗网络的交流电压、所述电力变换器中的桥臂中点的方波电压以及所述电力变换器的交流输出电压获得所述交流电源每相的接地阻抗。第三方面，提供一种车载充电机，包括所述的电路，还包括：电力变换器；所述电力变换器的输出端输出交流电；所述电路，用于检测所述电力变换器输出的交流电源每相对地的接地阻抗。车载充电机可以应用于电动汽车中，其中电动汽车可以为纯电动汽车，也可以为混合动力电动汽车。在第三方面的第一种可能的实现方式中，，所述电力变换器包括H桥。结合第三方面及上述任一种可能的实现方式中，在第二种可能的实现方式中，所述电力变换器为包括H桥的逆变器。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下优点：本申请实施例提供的电路，通过在电路中增加已知阻抗值的阻抗网络，检测交流电源在该阻抗网络上的电压，该阻抗网络上电压实质是由两个电压源叠加产生的。其中一个交流电压源是电力变换器输出端的正弦交流电压源，另一个是电力变换器中的桥臂中点的方波电压源。由于阻抗网络的阻抗大小、正弦交流电压源以及方波电压源均是已知参数，因此，获得阻抗网络的交流电压，以及利用以上已知参数，便可以通过方程组求解出交流电源每相的接地阻抗。接地阻抗的大小反应交流输出端与地之间的绝缘情况，即接地阻抗越大，说明绝缘性越好，接地阻抗越小，则说明绝缘性越差。并且该电路可以获得交流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测电源绝缘性的电路，其特征在于，应用于带有电力变换器的交流电源，所述电力变换器的输出端输出交流电；该电路包括：阻抗网络、电压采样电路和处理器；所述阻抗网络的第一端接地，所述阻抗网络的第二端连接所述电力变换器的输入端；所述电压采样电路，用于采集所述阻抗网络的交流电压；所述处理器，用于根据所述阻抗网络的阻抗、所述阻抗网络的交流电压、所述电力变换器中的桥臂中点的方波电压以及所述电力变换器的交流输出电压获得所述交流电源每相的接地阻抗。

【技术特征摘要】
1.一种检测电源绝缘性的电路，其特征在于，应用于带有电力变换器的交流电源，所述电力变换器的输出端输出交流电；该电路包括：阻抗网络、电压采样电路和处理器；所述阻抗网络的第一端接地，所述阻抗网络的第二端连接所述电力变换器的输入端；所述电压采样电路，用于采集所述阻抗网络的交流电压；所述处理器，用于根据所述阻抗网络的阻抗、所述阻抗网络的交流电压、所述电力变换器中的桥臂中点的方波电压以及所述电力变换器的交流输出电压获得所述交流电源每相的接地阻抗。2.根据权利要求1所述的检测电源绝缘性的电路，其特征在于，所述阻抗网络包括电阻和/或电容。3.根据权利要求2所述的检测电源绝缘性的电路，其特征在于，当所述阻抗网络包括电阻时，所述电压采样电路采集所述电阻上的交流电压；当所述阻抗网络包括电容时，所述电压采样电路采集所述电容上的交流电压；当所述阻抗网络包括电阻和电容时，所述电阻和所述电容串联；所述电压采样电路采集所述电阻上的交流电压，或，采集所述电容上的交流电压。4.根据权利要求2所述的检测电源绝缘性的电路，其特征在于，当所述阻抗网络包括电阻和电容时，所述阻抗网络包括：第一电阻、第一电容和第二电容；所述第一电阻的第一端接地，所述第一电阻的第二端通过所述第一电容连接所述电力变换器的正输入端，所述第一电阻的第二端通过所述第二电容连接所述电力变换器的负输入端。5.根据权利要求2所述的检测电源绝缘性的电路，其特征在于，当所述阻抗网络包括电阻和电容时，所述阻抗网络包括：第二电阻和第三电容；所述第二电阻和第三电容串联后连接在所述电力变换器的正输入端和地之间。6.根据权利要求2所述的检测电源绝缘性的电路，其特征在于，当所述阻抗网络包括电阻和电容时，所述阻抗网络包括：第三电阻和第四电容；所述第三电阻和第四电容串联后连接在所述电力变换器的负输入端和地之间。7.根据权利要求1-6任一项所述的检测电源绝缘性的电路，其特征在于，所述处理器，用于分别对所述阻抗网络的交流电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：王再兴，赵怀斌，黄振威，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44