电动高压直流电绝缘检测电路及方法技术

本发明专利技术公开了一种电动高压直流电绝缘检测电路，涉及电子测量的技术领域，具体包括：锁相环模块、分压采集模块、差分集成模块、MCU，锁相环模块在MCU的控制下选择电池组正极或者负极接入，分压采集模块在MCU的控制下接入底盘地电阻并分压采集接入的高电压得到采集信号，差分集成电路对采集信号稳压处理后与稳压处理的电源信号进行差分放大得到测试电压，整个方案不需要高精度的AD转换芯片即可精确检测电池组的绝缘电阻，规避了在MCU中出现负电压的情况，以较低成本的检测电路实现汽车电池组绝缘阻抗的精确测量。

【技术实现步骤摘要】
电动高压直流电绝缘检测电路及方法
本专利技术涉及电子测量
，尤其涉及一种电动高压直流电绝缘检测电路及方法。
技术介绍
电池组是电动汽车的动力来源，由于车辆上恶劣的环境，以及电池的使用会使电池组自身或它们之间的连接线老化等多种原因，会导致电池组和车辆底盘之间的绝缘出现问题。电池组的电压通常在300V以上，它的绝缘问题会给电动车辆的驾驶员和乘客造成人身危险，所以绝缘检测电路准确性和及时性是非常重要的。现阶段电池管理系统的绝缘检测方案有两种。第一种为如图1所示的高精度AD转换芯片采集方式，电池组的高压Pack+和Pack-通过分压电路转化为低压，R1、R2、R3、R4分别是四个高精度电阻，Pack+通过R1和R3进行分压，V1＝(1/2)×VPack×『R3/(R1+R3)』，Pack-通过R2和R4进行分压，V2＝(-1/2)VPack『R4/(R2+R4)』，V1和V2通过电压为正负几百mV左右，为了能精确的采集到两个电压的变化，必须选择能够采集负电压的高精度16位AD转换芯片，数据采集后通过SPI通信传输给MCU进行算法和判定，这种检测方式的优点是可以测量出绝缘阻抗，缺点是对A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动高压直流电绝缘检测电路，其特征在于，包括：锁相环模块、分压采集模块、差分集成模块、MCU，其中：锁相环模块的两个输入端信号与MCU连接，输出端分别与电池组正极、负极连接，锁相环模块输出选择接入电池组正极或者负极的信号至分压采集模块输入端；分压采集模块输出采集信号至差分集成模块的一个输入端；差分集成模块的另一输入端接电源，差分集成模块对采集信号、电源信号稳压差分处理后输出测试电压至MCU；MCU输出控制电池组正极或者负极接入的信号至锁相环模块的控制端，MCU输出控制底盘地电阻接入分压采集模块的信号至分压采集模块的控制端。

【技术特征摘要】
1.一种电动高压直流电绝缘检测电路，其特征在于，包括：锁相环模块、分压采集模块、差分集成模块、MCU，其中：锁相环模块的两个输入端信号与MCU连接，输出端分别与电池组正极、负极连接，锁相环模块输出选择接入电池组正极或者负极的信号至分压采集模块输入端；分压采集模块输出采集信号至差分集成模块的一个输入端；差分集成模块的另一输入端接电源，差分集成模块对采集信号、电源信号稳压差分处理后输出测试电压至MCU；MCU输出控制电池组正极或者负极接入的信号至锁相环模块的控制端，MCU输出控制底盘地电阻接入分压采集模块的信号至分压采集模块的控制端。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述差分集成模块包括：第一射极跟随器、第二射极跟随器、差分运放，其中：第一射极跟随器的正输入端接电源电压，第一射极跟随器的负输入端与其输出端连接；第二射极跟随器的正输入端接分压采集模块输出端，第二射极跟随器的负输入端与其输出端连接；差分运放的正输入端接第一射极跟随器输出端连接，差分运放的负输入端与第二射极跟随器的输出端连接，差分运放输出端接MCU，第一射极跟随器、第二射极跟随器、差分运放的正电源输入端均接正电源(VDD5V)；第一射极跟随器、第二射极跟随器、差分运放的负电源输入端均接地或者负电源处理电路。3.根据权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述锁相环模块包括：第一至第六电阻(R1-R6)、第一至第四MOS管(Q1-Q4)、第一光耦、第二光耦，其中，第一、第三MOS管为PMOS管，第二、第四MOS管为NMOS管，其中：第一、第二开关管的栅极均经过第一电阻接第一控制信号(M_CNT1)，第三、第四开关管的栅极均经过第二电阻接第二控制信号(M_CNT2)，第三电阻一端、第四电阻一端、第一开关管漏极均接MCU的IO输出电压，第三电阻另一端接第一开关管栅极，第四电阻另一端接第三开关管栅极，第一开关管源极经过第五电阻接第二光耦阳极，第三开关管源极经过第六电阻接第一光耦阳极，第二开关管漏极接第一光耦阴极，第四开关管漏极接第二光耦阴极，第二开关管源极、第四开关管源极均接地，第一光耦发射极、第二光耦发射极均接电路电压(V_CC)，第一光耦集电极在其导通时接入电池组正高压，第二光耦集电极在其导通时接入电池组负高压。4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述分压采集模块包括：第七至第九电阻(R7-R9)、底盘接地电阻(R10)、第十一电阻(R11)、第十二电阻(R12)串联组成的分压支路，第五开关管(Q5)、第三光耦(U2)、第一电容(C1B)，其中：第七电阻一端与第八电阻一端连接在一起后接控制信号(MH_CNT)，第八电阻另一端接第五开关管栅极，第九电阻一端接MCU的IO输出电压，第九电阻另一端接第三光耦的阳极，第五开关管漏极接第三光耦阴极，第七电阻另一端、第五开关管源极、第三光耦发射极均接地，第三光耦集电极与第十电阻一端连接，第十电阻另一端、分压支路一端均接电池组正极或者负极(V_CC)，分压支路另一端接地，第一电容接在第十一、第十二电阻连接点以及地之间，第十一、第十二电阻的连接点输出采集信号。5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述差分集成模块中，第一射极跟随器包括：第十三电阻、第十四电阻以及第一双电源放大器(U3A)，第二射极跟随器为第二双电源放大器(U4A)，差分运放包括：第十五电阻至第十八电阻以及第三双电源放大器(U5A)，第一至第三双电源放大器的正电源输入端均接正电源(VDD)，第十四电阻一端接正电源，第十三电阻一端接第十四电阻另一端，第十三电阻另一端接地，第一双电源放大器正输入端接第十三电阻、第十四电阻的连接点，第一双电源放大器负输入端与其输出端连接，第二双电源放大器正输入端接采集信号，第二双电源放大器负输入端与其输出端连接，第十五电阻一端接第一双电源放大器输出端，第十五电阻另一端、第十七电阻一端均接第三双电源放大器正输入端，第十七电阻另一端接地，第十六电阻一端接第二双电源放大器输出端，第十六电阻另一端、第十八电阻一端均接第三双电源放大器负输入端，第十八电阻另一端接第三双电源放大器输出端；与第一、第二、第三双电源放大器负输入端相连的负电源处理电路，包括：电压转换芯片(U6)、储能电容(C1)、第二电容(C2)、第一极性电容(E1)、第二极性电容(E2)，电压转换芯片输入端接正电源(VDD)，储能电容接在电压转换芯片的储能电容正负端脚之间，第一极性电容正极接电压转换芯片输入端，第二电容一极、第二极性电容正极均与电压转换芯片输出端连接，第一极性电容负极、第二极性电容负极、第二电容另一极与电压转换芯片接地端并接后接地。6.一种检测电池组绝缘电阻的方法，适用于上述权利要求1-5所述的电动高压直流电绝缘检测电路，其特征在于，包括：MCU控制锁相环模块选择电池组负极接入，差分集成模块在MCU控制底盘地电阻不接入时输出第一测试电压V1，差分集成模块在MCU控制底盘地电阻接入时输出第二测试电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘荣宏，王可峰，王海川，尹颖，
申请(专利权)人：北京新能源汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11