绝缘阻抗检测电路及检测方法技术

本发明专利技术公开了一种绝缘阻抗检测电路及检测方法，该检测电路包括被测系统对地阻抗、接地继电器、采样电路对采样参考地等效阻抗、DC﹢对采样参考地电压采样电路、DC﹢对采样参考地投切组件、DC﹣对采样参考地投切组件以及DC﹢与DC﹣间电压采样电路；本发明专利技术在绝缘阻抗检测前，先检测采样电路对地等效阻抗；在绝缘阻抗检测时将该等效阻抗带入检测算法，采用自动修正的方式消除因系统差异引入的静态误差，并根据外部阻抗大小动态投切采样平衡电阻，解决单端对地阻抗无穷大时，绝缘阻抗检测不准的现象。

【技术实现步骤摘要】
绝缘阻抗检测电路及检测方法
本专利技术属于能源以及电动汽车
，涉及一种绝缘阻抗检测电路及检测方法。
技术介绍
随着电动汽车的普及，充电安全尤其是直流充电的安全性已经成为关注的焦点。国标中也已经明确规定，电动汽车直流充电前，充电桩与汽车在直流充电之前必须进行绝缘阻抗检测，如果检测出的绝缘阻抗值小于规定的阈值，应该禁止充电，以防止对地漏电造成的人身伤害或设备损伤。常规的绝缘阻抗检测电路检测参数一般固化在算法中，但是由于采样装置在出厂时存在不同程度的静态误差，所以在计算绝缘阻抗时将会引入静态误差，从而导致绝缘阻抗检测不准确。针对现有技术中绝缘阻抗检测不准确的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种绝缘阻抗检测电路及检测方法，解决了现有技术中绝缘阻抗检测不准确的问题。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：一种绝缘阻抗检测电路，包括被测系统对地阻抗(1)、接地继电器(2)、采样电路对采样参考地等效阻抗(3)、DC﹢对采样参考地电压采样电路(4)、DC﹢对采样参考地投切组件(5)、DC﹣对采样参考地投切组件(6)以及DC﹢与DC﹣间电压采样电路(7)；其中，被测系统对地阻抗(1)包括串联的正对地阻抗Rx和负对地阻抗Ry，正对地阻抗Rx的一端接DC﹢，负对地阻抗Ry的一端接DC﹣，正对地阻抗Rx的另一端和负对地阻抗Ry的另一端连接，连接节点接大地PE；接地继电器(2)内的开关K1一端接大地PE，另一端接采样参考地GND；采样电路对采样参考地等效阻抗(3)包括DC﹢对采样参考地的等效电阻R1和DC﹣对采样参考地的等效电阻R2，DC﹢对采样参考地的等效电阻R1的一端接DC﹢，DC﹣对采样参考地的等效电阻R2的一端接DC﹣；DC﹢对采样参考地的等效电阻R1的另一端和DC﹣对采样参考地的等效电阻R2的另一端连接，连接节点接采样参考地GND；DC﹢对采样参考地电压采样电路(4)并联接在DC﹢对采样参考地的等效电阻R1两端；DC﹢对采样参考地投切组件(5)包括串联的第一平衡电阻R3和第一投切开关K2，第一平衡电阻R3的一端接DC﹢，第一投切开关K2的一端接采样参考地GND；DC﹣对采样参考地投切组件(6)包括串联的第二平衡电阻R4和第二投切开关K3，第二平衡电阻R4的一端接DC﹢，第二投切开关K3的一端接采样参考地GND。本专利技术进一步的改进在于：DC﹢对采样参考地电压采样电路(4)采用差分电压采样电路或分压电路。第一投切开关K2和第二投切开关K3分别采用继电器、MOS管或IGBT中的一种。DC﹢与DC﹣间电压采样电路(7)采用隔离式差分电压采样电路或非隔离式差分电压采样电路。一种采用绝缘阻抗检测电路的检测方法，包括以下步骤：步骤1)，在接地继电器(2)内的开关K1断开的情况下，根据检测到的DC﹢对采样参考地的等效电阻R1上的电压和DC﹣对采样参考地的等效电阻R2上的电压，确定出DC﹢对采样参考地的等效电阻R1的阻值和DC﹣对采样参考地的等效电阻R2的阻值；步骤2)，在接地继电器(2)内的开关K1闭合的情况下，根据检测到的DC﹢对采样参考地的等效电阻R1上的电压和DC﹣对采样参考地的等效电阻R2上的电压的大小关系，动态投切平衡电阻，并结合确定出的DC﹢对采样参考地的等效电阻R1的阻值和DC﹣对采样参考地的等效电阻R2的阻值，得到绝缘阻抗。本专利技术进一步的改进在于：所述步骤1)具体为：步骤1-1)，开关K1断开，第一投切开关K2断开，第二投切开关K3断开，读取DC﹢对采样参考地的等效电阻R1上的电压与DC﹣对采样参考地的等效电阻R2上的电压，记作Up1与Un1；步骤1-2)，开关K1断开，第一投切开关K2吸合，第二投切开关K3断开，读取DC﹢对采样参考地的等效电阻R1上的电压与DC﹣对采样参考地的等效电阻R2上的电压，记作Up2与Un2；步骤1-3)，通过公式(1)计算出DC﹢对采样参考地的等效电阻R1的阻值和DC﹣对采样参考地的等效电阻R2的阻值：其中，第一投切开关K2的开关状态反应第一平衡电阻R3的投切，第二投切开关K3的开关状态反应第二平衡电阻R4的投切，平衡电阻包括第一平衡电阻R3和第二平衡电阻R4，第一平衡电阻R3的阻值与第二平衡电阻R4的阻值相同。所述步骤2)具体为：步骤2-1)，开关K1吸合，第一投切开关K2断开，第二投切开关K3断开，读取DC﹢对采样参考地的等效电阻R1上的电压与DC﹣对采样参考地的等效电阻R2上的电压，记作Ur1与Ur2；步骤2-2)，判断Ur1与Ur2的大小关系，如果Ur1≥Ur2，则执行步骤3)，即进入测量模式一，如果Ur1＜Ur2，则执行步骤4)，即进入测量模式二；步骤3)，测量模式一：步骤3-1)，第一投切开关K2吸合，读取DC﹢对采样参考地的等效电阻R1上的电压和DC﹣对采样参考地的等效电阻R2上的电压，记作Up3与Un3；步骤3-2)，第一投切开关K2吸合，第二投切开关K3吸合，读取DC﹢对采样参考地的等效电阻R1上的电压和DC﹣对采样参考地的等效电阻R2上的电压，记作Up4与Un4；步骤3-3)，断开开关K1、断开第一投切开关K2、断开第二投切开关K3；步骤3-4)，通过公式(2)计算出：其中，第一并联电阻Rtemp1为与R1和R3并联后的阻值相同的等效电阻，第二并联电阻Ra1为与Rx和Rtemp1并联后的阻值相同的等效电阻，第三并联电阻Rb1为与Ry和R2并联后的阻值相同的等效电阻；由公式(2)推导计算出：最终计算出：步骤4)，测量模式二：步骤4-1)，第二投切开关K3吸合，读取DC﹢对采样参考地的等效电阻R1上的电压与DC﹣对采样参考地的等效电阻R2上的电压，记作Up5与Un5；步骤4-2)，第一投切开关K2吸合，第二投切开关K3吸合，读取DC﹢对采样参考地的等效电阻R1上的电压与DC﹣对采样参考地的等效电阻R2上的电压，记作Up6与Un6；步骤4-3)，断开开关K1、断开第一投切开关K2、断开第二投切开关K3；步骤4-4)，通过公式(3)计算出：其中，第四并联电阻Ra2为与Rx和R1并联后的阻值相同的等效电阻，第五并联电阻Rtemp2为与R2和R3并联后的阻值相同的等效电阻，第六并联电阻Rb2为与Ry和Rtemp2并联后的阻值相同的等效电阻；由公式(3)推导计算出：最终计算出：与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术在绝缘阻抗检测前，先检测采样电路对地等效阻抗；在绝缘阻抗检测时将该等效阻抗带入检测算法，采用自动修正的方式消除因系统差异引入的静态误差。根据外部阻抗大小动态投切采样平衡电阻，解决单端对地阻抗无穷大时，绝缘阻抗检测不准的现象。【附图说明】图1为本专利技术提出的一种绝缘阻抗检测电路的原理图；图2为本专利技术提出的一种绝缘阻抗检测电路的示意图。其中：1-被测系统对地阻抗；2-接地继电器；3-采样电路对采样参考地等效阻抗；4-DC﹢对采样参考地电压采样电路；5-DC﹢对采样参考地投切组件；6-DC﹣对采样参考地投切组件；7-DC﹢与DC﹣间电压采样电路。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：参见图1和图2，本专利技术提供了一种绝缘阻抗检测电路的实施例，即一种自修正系统采样阻抗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绝缘阻抗检测电路，其特征在于，包括被测系统对地阻抗(1)、接地继电器(2)、采样电路对采样参考地等效阻抗(3)、DC﹢对采样参考地电压采样电路(4)、DC﹢对采样参考地投切组件(5)、DC﹣对采样参考地投切组件(6)以及DC﹢与DC﹣间电压采样电路(7)；其中，被测系统对地阻抗(1)包括串联的正对地阻抗Rx和负对地阻抗Ry，正对地阻抗Rx的一端接DC﹢，负对地阻抗Ry的一端接DC﹣，正对地阻抗Rx的另一端和负对地阻抗Ry的另一端连接，连接节点接大地PE；接地继电器(2)内的开关K1一端接大地PE，另一端接采样参考地GND；采样电路对采样参考地等效阻抗(3)包括DC﹢对采样参考地的等效电阻R1和DC﹣对采样参考地的等效电阻R2，DC﹢对采样参考地的等效电阻R1的一端接DC﹢，DC﹣对采样参考地的等效电阻R2的一端接DC﹣；DC﹢对采样参考地的等效电阻R1的另一端和DC﹣对采样参考地的等效电阻R2的另一端连接，连接节点接采样参考地GND；DC﹢对采样参考地电压采样电路(4)并联接在DC﹢对采样参考地的等效电阻R1两端；DC﹢对采样参考地投切组件(5)包括串联的第一平衡电阻R3和第一投切开关K2，第一平衡电阻R3的一端接DC﹢，第一投切开关K2的一端接采样参考地GND；DC﹣对采样参考地投切组件(6)包括串联的第二平衡电阻R4和第二投切开关K3，第二平衡电阻R4的一端接DC﹢，第二投切开关K3的一端接采样参考地GND。...

【技术特征摘要】
1.一种绝缘阻抗检测电路，其特征在于，包括被测系统对地阻抗(1)、接地继电器(2)、采样电路对采样参考地等效阻抗(3)、DC﹢对采样参考地电压采样电路(4)、DC﹢对采样参考地投切组件(5)、DC﹣对采样参考地投切组件(6)以及DC﹢与DC﹣间电压采样电路(7)；其中，被测系统对地阻抗(1)包括串联的正对地阻抗Rx和负对地阻抗Ry，正对地阻抗Rx的一端接DC﹢，负对地阻抗Ry的一端接DC﹣，正对地阻抗Rx的另一端和负对地阻抗Ry的另一端连接，连接节点接大地PE；接地继电器(2)内的开关K1一端接大地PE，另一端接采样参考地GND；采样电路对采样参考地等效阻抗(3)包括DC﹢对采样参考地的等效电阻R1和DC﹣对采样参考地的等效电阻R2，DC﹢对采样参考地的等效电阻R1的一端接DC﹢，DC﹣对采样参考地的等效电阻R2的一端接DC﹣；DC﹢对采样参考地的等效电阻R1的另一端和DC﹣对采样参考地的等效电阻R2的另一端连接，连接节点接采样参考地GND；DC﹢对采样参考地电压采样电路(4)并联接在DC﹢对采样参考地的等效电阻R1两端；DC﹢对采样参考地投切组件(5)包括串联的第一平衡电阻R3和第一投切开关K2，第一平衡电阻R3的一端接DC﹢，第一投切开关K2的一端接采样参考地GND；DC﹣对采样参考地投切组件(6)包括串联的第二平衡电阻R4和第二投切开关K3，第二平衡电阻R4的一端接DC﹢，第二投切开关K3的一端接采样参考地GND。2.根据权利要求1所述的绝缘阻抗检测电路，其特征在于，DC﹢对采样参考地电压采样电路(4)采用差分电压采样电路或分压电路。3.根据权利要求1所述的绝缘阻抗检测电路，其特征在于，第一投切开关K2和第二投切开关K3分别采用继电器、MOS管或IGBT中的一种。4.根据权利要求1所述的绝缘阻抗检测电路，其特征在于，DC﹢与DC﹣间电压采样电路(7)采用隔离式差分电压采样电路或非隔离式差分电压采样电路。5.一种采用权利要求1-4任意一项所述绝缘阻抗检测电路的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)，在接地继电器(2)内的开关K1断开的情况下，根据检测到的DC﹢对采样参考地的等效电阻R1上的电压和DC﹣对采样参考地的等效电阻R2上的电压，确定出DC﹢对采样参考地的等效电阻R1的阻值和DC﹣对采样参考地的等效电阻R2的阻值；步骤2)，在接地继电器(2)内的开关K1闭合的情况下，根据检测到的DC﹢对采样参考地的等效电阻R1上的电压和DC﹣对采样参考地的等效电阻R2上的电压的大小关系，动态投切平衡电阻，并结合确定出的DC﹢对采样参考地的等效电阻R1的阻值和DC﹣对采样参考地的等效电阻R2的阻值，得到绝缘阻抗。6.根据权利要求5所述绝缘阻抗检测电路的检测方法，其特征在于，所述步骤1)具体为：步骤1-1)，开关K1断开，第一投切开关K2断开，第二投切开关K3断开，读取DC﹢对采样参考地的等效电阻R1上的电压与DC﹣对采样参考地的等效电阻R2上的电压，记作Up1与Un1；步骤1-2)，开关K1断开，第一投切开关K2吸合，第二投切开关K3断开，读取DC﹢对采样参考地的等效电阻R1上的电压与DC﹣对采样参考地的等效电阻R2上的电压，记作Up2与Un2；步骤1-3)，通过公式(1)计算出DC﹢对采样参考地的等效电阻R1的阻值和DC﹣对采样参考地的等效电阻R2的阻值：

【专利技术属性】
技术研发人员：陈磊，袁庆民，茹永刚，
申请(专利权)人：西安特锐德智能充电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61