CN101603986A - 车用高压电绝缘电阻测量电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车用高压电绝缘电阻测量电路，包括高压切换单元以及测量单元：所述的高压切换单元包括三个双路光继电器及一滤波器；测量单元包括一差分放大电路测量通道，以及两个跟随电路测量通道。本发明实现了高压***对地的绝缘电阻数值的测量，通过人机交互界面，能够清晰的知道高压***绝缘是否良好，以及高压***的实际绝缘电阻；利用了光电隔离器件，实现了测量时仅短时引入测量***的内阻加载在被测量的高压***上，不测量时，通过切断光电隔离器件，实现了测量***与被测量***的完全隔离；适用于有安全电压要求的高压***，尤其是电动汽车的高压电安全管理。

Description

车用高压电绝缘电阻测量电路

技术领域

本发明涉及一种车用高压电绝缘电阻测量电路。

背景技术

相对于传统的汽油机动力汽车，新兴的新能源汽车能源部件是高压的动力蓄电池组，那么作为一种高压***，其安全的关键指标就是其绝缘程度的良好；所以高压***的绝缘电阻测量技术可以判断出当前***的绝缘状态是否良好，以及绝缘状态的变化情况。而现有技术只能判断出高压***绝缘状态是否漏电，不能判断出是高压***的正极漏电还是负极漏电或者是双极同时漏电；而本文中的绝缘电阻测量技术能够清晰的测量出高压***的正极、负极及双极对车身的绝缘电阻。

发明内容

本发明的目的是提供了一种车用高压电绝缘电阻测量电路，解决了现有的技术无法判断具体是高压***那一级漏电的问题。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明公开了一种车用高压电绝缘电阻测量电路，包括高压切换单元以及测量单元：所述的高压切换单元包括三个双路光继电器C1、C2、C3，以及一个滤波器；测量单元包括一个差分放大电路测量通道，以及两个跟随电路测量通道。

被测试***与光继电器C1的一路输出相连接，高压信号经过光继电器C1，再经滤波器后分别接光继电器C2、C3，光继电器C2的输出与差分放大电路测量通道相连接，光继电器C3的输出分别与两个跟随电路测量通道相连接。

差分放大电路测量通道由运算放大器U1组成的差分放大电路构成；两个跟随电路测量通道分别由运算放大器U2A及U2B组成的差分放大电路构成，其中运算放大器U2A的输入电阻与被测量***正极电阻RP并联，运算放大器U2B的输入电阻与被测量***负极电阻RN并联。

所述的双路光继电器C1、C2、C3分别由MCU控制。测量单元的各测量通道的输出经A/D转换后，输出至MCU。

本发明的优点在于：

专利的新颖性：本发明实现了高压***对地的绝缘电阻数值的测量，通过人机交付界面，能够清晰的知道高压***绝缘是否良好，以及高压***的实际绝缘电阻；

专利的创造性：本发明利用光电隔离器件，实现了测量时仅短时引入测量***的内阻加载在被测量的高压***上，不测量时，通过切断光电隔离器件，实现了测量***与被测量***的完全隔离；

实用性：本发明适用于有安全电压要求的高压***，尤其是电动汽车的高压电安全管理。

附图说明

图1是本发明测量电路的高压切换单元的电路图；

图2是本发明测量电路的测量单元的电路图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

如图1、2所示的一种车用高压电绝缘电阻测量电路，被测试***与其通过3根线相连接，分别是高压***正极HighVoltage+，高压***负极HighVoltage-，大地Earth；其中被测试***的正极对大地电阻为RP，负极对大地的电阻为RN；测试***主要分为两大部分，一部分是高压切换电路，由智能MCU控制；另一部分是测量电路，测量模拟信号并转换成数字信号供MCU进行计算。

该电路实现方法如下：

1.MCU控制双路光继电器C1和C3全导通，C2关闭；高压信号通过光继电器C1经C4、C5、C6、C7、C15、C16及共模电感L1组成的EMI滤波器和光继电器C3，滤波后高压信号传递到高精度运算放大器U1组成的差分放大电路，产生模拟信号AN1至数模转换，得到被测试***的总电压U；

2.MCU控制双路光继电器C1全导通，C2第一路导通，C2第二路和C3关闭；此时被测量***正极电阻RP与测量***的电阻R1(由R10、R11、R12、R16串联组成)并联后，与负极电阻RN组成分压，通过运算放大器U2A组成的跟随电路，产生模拟信号AN2至数模转换，得到被测试***的正极电压U1；由图1可知，

$U1=U*\frac{\mathrm{RP}*R1}{\mathrm{RP}*R1+(\mathrm{RP}+R1)*\mathrm{RN}};$ 公式1

3.MCU控制双路光继电器C1全导通，C2第二路导通，C2第一路和C3关闭；此时被测量***负极电阻RN与测量***的电阻R2(由R13、R14、R15、R17串联组成)并联后，与正极电阻RP组成分压，通过运算放大器U2B组成的反向器，产生模拟信号AN3至数模转换，得到被测试***的正极电压U2；由图1可知，

$U2=U*\frac{\mathrm{RN}*R2}{\mathrm{RN}*R2+(\mathrm{RN}+R2)*\mathrm{RP}};$ 公式2

4. 由图1可以看出，R1＝R2，其中R1与R2电阻值的设定为500欧姆/V～1000欧姆/V；所以可以算出RP与RN及对地电阻R，公式如下：

$\mathrm{RP}=(\frac{U-U1}{U2}-1)*R1;$ 公式3

$\mathrm{RN}=(\frac{U-U2}{U1}-1)*R1;$ 公式4

$R=\frac{\mathrm{RP}*\mathrm{RN}}{\mathrm{RP}+\mathrm{RN}};$ 公式5

计算出的RP、RN、R分别表示被测试***的正极对地绝缘电阻、负极对的绝缘电阻、***对地绝缘电阻。

Claims (4)

1、车用高压电绝缘电阻测量电路，其特征在于：包括高压切换单元以及测量单元；所述的高压切换单元包括三个双路光继电器C1、C2、C3，以及一个滤波器；测量单元包括一个差分放大电路测量通道，以及两个跟随电路测量通道；

被测试***与光继电器C1的一路输出相连接，高压信号经过光继电器C1，再经滤波器后分别接光继电器C2、C3，光继电器C2的输出与差分放大电路测量通道相连接，光继电器C3的输出分别与两个跟随电路测量通道相连接。

2、根据权利要求1所述的车用高压电绝缘电阻测量电路，其特征在于：所述的差分放大电路测量通道由运算放大器U1组成的差分放大电路构成；两个跟随电路测量通道分别由运算放大器U2A及U2B组成的差分放大电路构成，其中运算放大器U2A的输入电阻与被测量***正极电阻RP并联，运算放大器U2B的输入电阻与被测量***负极电阻RN并联。

3、根据权利要求1所述的车用高压电绝缘电阻测量电路，其特征在于：所述的双路光继电器C1、C2、C3分别由MCU控制。

4、根据权利要求1所述的车用高压电绝缘电阻测量电路，其特征在于：测量单元的各测量通道的输出经A/D转换后，输出至MCU。

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