CN111566490B - 绝缘检测电路、主板及相关装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种绝缘检测电路，包括交流电源、滤波电路和验波电路，验波电路包括第一子验波电路和第二子验波电路；交流电源与滤波电路连接，滤波电路与第一子验波电路和第二子验波电路连接；交流电源产生的交流电信号经过所述滤波电路产生第一电流信号，第一电流信号流向第一子验波电路和第二子验波电路，以及在第一子验波电路产生第一电压，在第二子验波电路产生第二电压。本申请实施例能够简化绝缘检测电路的设计。
Description
技术领域
本申请涉及电路结构技术领域，尤其涉及一种绝缘检测电路、主板及相关装置。
背景技术
生活中，电是一种必不可少的元素。在一些无电力供应或要求电力供应不能中断的场合，无法避免的要用到一些设备将其他能源转换成交流电为用电设备供电，如不间断电源(Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply，UPS)、车载逆变器。为了避免在使用这些设备时因为绝缘失效造成的电击事故，需检测交流电源与机壳的绝缘性能，当发现绝缘失效时及时切断供电。目前，绝缘检测电路的常用方法是不平衡电桥法。不平衡电桥法需要控制四个开关，测量四个电压，才能计算出绝缘阻值，这种测量方法复杂。
发明内容
本申请实施例提供一种绝缘检测电路、主板及相关装置，用于简化绝缘检测电路的设计。
第一方面，本申请实施例提供一种绝缘检测电路，包括交流电源、滤波电路和验波电路，所述验波电路包括第一子验波电路和第二子验波电路，其中：
所述交流电源与所述滤波电路连接，所述滤波电路与所述第一子验波电路以及所述第二子验波电路连接；
所述交流电源产生交流电信号，所述交流电信号经过所述验波电路产生第一电流信号，所述第一电流信号在所述第一子验波电路产生第一电压，所述第一电流信号在所述第二子验波电路产生第二电压。
在本申请的一个实施例中，所述滤波电路包括第一电容、第一电阻、第二电容和第二电阻，其中：
所述第一电容的第二端口与所述第一电阻的第一端口连接，所述第一电阻的第二端口与所述第二电阻的第一端口连接，所述第二电阻的第二端口与所述第二电容的第一端口连接。
在本申请的一个实施例中，所述滤波电路的第一端口与所述第一电容的第一端口连接；所述滤波电路的第二端口与所述第一电容的第二端口以及所述第一电阻的第一端口连接；所述滤波电路的第三端口与所述第一电阻的第二端口以及所述第二电阻的第一端口连接；所述滤波电路的第四端口与所述第二电阻的第二端口以及所述第二电容的第一端口连接；所述滤波电路的第五端口与所述第二电容的第二端口连接。
在本申请的一个实施例中，所述第一子验波电路包括第一整流二极管和第三电容，所述第二子验波电路包括第二整流二极管和第四电容，其中：
所述第一子验波电路的第一端口与所述第一整流二极管的正极连接，所述第一整流二极管的负极与所述第三电容的第一端口连接，所述第三电容的第二端口与所述第一子验波电路的第二端口连接；
所述第二子验波电路的第一端口与所述第四电容的第一端口连接，所述第四电容的第二端口与所述第二整流二极管的负极连接，所述第二整流二极管的正极与所述第二子验波电路的第二端口连接；
所述第一子验波电路的第二端口与所述第二子验波电路的第一端口连接。
在本申请的一个实施例中，所述滤波电路的第一端口与所述交流电源的第一端口连接；所述滤波电路的第二端口与所述第一子验波电路的第一端口连接；所述滤波电路的第三端口与所述第一子验波电路的第二端口以及所述第二子验波电路的第一端口连接；所述滤波电路的第四端口与所述第二子验波电路的第二端口连接；所述滤波电路的第五端口与所述交流电源的第二端口连接。
在本申请的一个实施例中，所述第一电容的电容值和所述第二电容的电容值相等，所述第一电阻的阻值和所述第二电阻的阻值相等，所述第三电容的电容值和所述第四电容的电容值相等，所述第一整流二极管的型号和所述第二整流二极管的型号相同。
在本申请的一个实施例中，机壳与所述第一电阻的第二端口以及所述第二电阻的第一端口连接。
在本申请的一个实施例中，所述绝缘检测电路与控制电路连接，所述控制电路包括微控制单元，所述微控制单元用于检测所述第三电容和所述第四电容的电压；
其中，若所述第三电容和所述第四电容的电压差值小于或等于预设阈值时，所述微控制单元显示绝缘正常；若所述第三电容和所述第四电容的电压差值大于所述预设阈值时，所述微控制单元显示绝缘失效。
第二方面，本申请实施例提供了一种主板，包括印制电路板和上述任一项所述的的绝缘检测电路。
第三方面，本申请提供了一种绝缘检测装置，包括壳体和上述的主板。
在本申请实施例中，交流电源与滤波电路连接，滤波电路与验波电路连接，其中，验波电路包括第一子验波电路和第二子验波电路；交流电源产生交流电信号，交流电信号经过验波电路产生第一电流信号，第一电流信号在第一子验波电路产生第一电压，第一电流信号在第二子验波电路产生第二电压。可见，本申请只需要测量两个电压，通过比较两个电压的差值就可以判断交流电源与机壳的绝缘性能，相对于现有的不平衡电桥法，简化了绝缘检测电路。
本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种绝缘检测电路的电路框图；
图2A是本申请实施例提供的一种绝缘检测电路的结构示意图；
图2B是绝缘性能正常时的绝缘检测电路的结构示意图；
图2C是绝缘性能失效时的绝缘检测电路的结构示意图；
图3是图2A所示的绝缘检测电路中的滤波电路的结构示意图；
图4是图2A所示的绝缘检测电路中的验波电路的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
以下分别进行详细说明。
本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
下面结合附图对本申请的实施例进行描述。
请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种绝缘检测电路的电路框图。该绝缘检测电路包括交流电源、滤波电路和验波电路，验波电路包括第一子验波电路和第二子验波电路，其中：
交流电源与滤波电路连接，滤波电路与第一子验波电路以及第二子验波电路连接；
交流电源产生的交流电信号经过滤波电路产生第一电流信号，第一电流信号流向第一子验波电路和第二子验波电路，以及在第一子验波电路产生第一电压，在第二子验波电路产生第二电压。
可以看出，在本申请实施例中，交流电源与滤波电路连接，滤波电路与验波电路连接，其中，验波电路包括第一子验波电路和第二子验波电路连接；交流电源产生交流电信号，交流电信号经过验波电路产生第一电流信号，第一电流信号在第一子验波电路产生第一电压，第一电流信号在第二子验波电路产生第二电压。可见，本申请只需要测量两个电压，通过比较两个电压的差值就可以判断交流电源与机壳的绝缘性能，相对于现有的不平衡电桥法，简化了绝缘检测电路。
请参阅图2A，图2A是本申请实施例提供的另一种绝缘检测电路的结构示意图，该绝缘检测电路包括交流电源100、滤波电路200和验波电路300，验波电路300包括第一子验波电路310和第二子验波电路320，其中：
该滤波电路200包括第一电容C1、第一电阻R1、第二电容C2和第二电阻R2，第一电容C1的第二端口与第一电阻R1的第一端口连接，第一电阻R1的第二端口与第二电阻R2的第一端口连接，第二电阻R2的第二端口与第二电容C2的第一端口连接。
滤波电路200的第一端口201与第一电容C1的第一端口连接；滤波电路200的第二端口202与第一电容C1的第二端口以及第一电阻R1的第一端口连接；滤波电路200的第三端口203与第一电阻R1的第二端口以及第二电阻R2的第一端口连接；滤波电路200的第四端口204与第二电阻R2的第二端口以及第二电容C2的第一端口连接；滤波电路200的第五端口205与第二电容C2的第二端口连接。
该第一子验波电路310包括第一整流二极管D1和第三电容C3，第一子验波电路310的第一端口311与第一整流二极管D1的正极连接，第一整流二极管D1的负极与第三电容C3的第一端口连接，第三电容C3的第二端口与第一子验波电路的第二端口312连接；
该第二子验波电路320包括第二整流二极管D2和第四电容C4，第二子验波电路320的第一端口321与第四电容C4的第一端口连接，第四电容C4的第二端口与第二整流二极管D2的负极连接，第二整流二极管D2的正极与第二子验波电路320的第二端口322连接；
第一子验波电路310的第二端口312与第二子验波电路320的第一端口321连接。
滤波电路200的第一端口201与交流电源100的第一端口连接；滤波电路200的第二端口202与第一子验波电路310的第一端口311连接；滤波电路200的第三端口203与第一子验波电路310的第二端口312以及第二子验波电路320的第一端口321连接；滤波电路200的第四端口204与第二子验波电路320的第二端口322连接；滤波电路200的第五端口205与交流电源100的第二端口连接。
其中，第一电容C1的电容值和第二电容C2的电容值相等，第一电阻R1的阻值和第二电阻R2的阻值相等，第三电容C3的电容值和第四电容C4的电容值相等，第一整流二极管D1的型号和第二整流二极管D2的型号相同。
其中，机壳与第一电阻R1的第二端口和第二电阻R2的第一端口连接。
其中，绝缘检测电路与控制电路连接，控制电路包括微控制单元，微控制单元用于检测第三电容C3和第四电容C4的电压。
其中，若第三电容C3和第四电容C4的电压差值小于或等于预设阈值时，微控制单元显示绝缘正常；若第三电容C3和第四电容C4的电压差值大于预设阈值时，微控制单元显示绝缘失效。
可以看出，在本申请实施例中，交流电源与滤波电路连接，滤波电路与验波电路连接，其中验波电路包括第一子验波电路和第二子验波电路连接；交流电源产生交流电信号，交流电信号经过验波电路产生第一电流信号，第一电流信号在第一子验波电路产生第一电压，第一电流信号在第二子验波电路产生第二电压。可见，本申请只需要测量两个电压，通过比较两个电压的差值就可以判断交流电源与机壳的绝缘性能，相对于现有的不平衡电桥法，简化了绝缘检测电路。
下面基于图2A所示的绝缘检测电路的结构示意图对其工作流程进行详细说明。
首先需要说明的是，该滤波电路200结构对称的接入交流电源100的输出端，内部元器件参数一一对应。同时，由于第一子验波电路310和第二子验波电路320的结构相同，所以两者的内部元器件参数也相同。举例来说，滤波电路200中的第一电容C1与第二电容C2的电容值相同，第一电阻R1第二电阻R2的电阻值相同；第一子验波电路310中的第三电容C3与第二子验波电路320中的第三电容C4的电容值相同，第一子验波电路310中的第一整流二极管D1的型号与第二子验波电路320中的第二整流二极管D2的型号相同。
请参阅图2B，图2B是绝缘性能正常时的绝缘检测电路的结构示意图。相对于图2A而言，图2B在图2A的第一电阻R1的第二端口与第二电阻R2的第一端口处接入了机壳。交流电源产生交流电信号，交流电信号经过第一电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2和第二电容C2在验波电路中产生第一电流信号，第一电流信号在第一子验波电路中经过第一整流二极管D1给第三电容C3充电，第一电流信号在第二子验波电路中经过第二整流二极管D2给第四电容C4充电，由于图2B所述的绝缘性能正常时的绝缘检测电路完全对称，可检测到第三电容C3的两端的第一电压U1和第四电容C4的两端的第二电压U2相等。
请参阅图2C，图2C是绝缘性能失效时的绝缘检测电路的结构示意图。当交流电源100的绝缘性能失效时，交流电源的输出电缆与机壳不呈现开路状态。相对于图2B而言，图2C相当于在图2B的第一电容C1的第一端口和机壳间接入了一个第三电阻Rx。交流电源产生交流电信号，交流电信号经过第三电阻Rx产生第二电流信号，交流电信号经过第一电容C1和第一电阻R1产生第三电流信号，交流电信号经过第二电阻R2和第二电容C2产生第四电流信号，第四电流信号的大小等于第二电流信号于第三电流信号之和，第三电流信号在第一子验波电路中经过第一整流二极管D1给第三电容C3充电，第四电流信号在第二子验波电路中经过第二整流二极管D2给第四电容C4充电，由于第三电流信号小于第四电流信号且第一整流二极管D1的型号与第二整流二极管D2的型号相同、第三电容C3与第四电容C4的电容值相等，可检测到第三电容C3的两端的第一电压U1和第四电容C4的两端的第二电压U2不相等。
请参阅图3，图3是图2A所示的绝缘检测电路中的滤波电路的结构示意图，该滤波电路200包括第一电容C1、第一电阻R1、第二电容C2、第二电阻R2，其中：
第一电容C1的第二端口与第一电阻R1的第一端口连接，第一电阻R1的第二端口与第二电阻R2的第一端口连接，第二电阻R2的第二端口与第二电容C2的第一端口连接。
其中，C1和C2为安规电容。
其中，第一电容C1的电容值和第二电容C2的电容值相等，第一电阻R1的阻值和第二电阻R2的阻值相等。
滤波电路200的第一端口201与第一电容C1的第一端口连接，滤波电路200的第二端口202与第一电容C1的第二端口以及第一电阻R1的第一端口连接，滤波电路200的第三端口203与第一电阻R1的第二端口以及第二电阻R2的第一端口连接，滤波电路200的第四端口204与第二电阻R2的第二端口以及第二电容C2的第一端口连接，滤波电路200的第五端口205与第二电容C2的第二端口连接。
请参阅图4，图4是图2A所示的绝缘检测电路中的验波电路的结构示意图，该验波电路300包括第一子验波电路310和第二子验波电路320，其中：
第一子验波电路310包括第一整流二极管D1和第三电容C3，第一子验波电路301的第一端口311与第一整流二极管D1的正极连接，第一整流二极管D1的负极与第三电容C3的第一端口连接，第三电容C3的第二端口与第一子验波电路的第二端口312连接；
第二子验波电路320包括第二整流二极管D2和第四电容C4，第二子验波电路320的第一端口321与第四电容C4的第一端口连接，第四电容C4的第二端口与第二整流二极管D2的负极连接，第二整流二极管D2的正极与第二子验波电路320的第二端口322连接；
第一子验波电路310的第二端口312与第二子验波电路320的第一端口321连接。
其中，第三电容C3的电容值和第四电容C4的电容值相等，第一整流二极管D1的型号和第二整流二极管D2的型号相同。
在一个可能的示例中，本申请实施例提供一种主板，包括印制电路板和上述任一项所述的的绝缘检测电路。
在一个可能的示例中，本申请实施例提供一种绝缘检测装置，包括壳体和上述的主板。
其中，绝缘检测装置中的绝缘检测电路与上述任一申请实施例中描述的绝缘检测电路相同，在此不再叙述。
需要说明的是，对于前述的各申请实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上上述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (9)
1.一种绝缘检测电路，其特征在于，包括：交流电源、滤波电路和验波电路，所述验波电路包括第一子验波电路和第二子验波电路，其中：
所述交流电源与所述滤波电路连接，所述滤波电路与所述第一子验波电路以及所述第二子验波电路连接；
所述交流电源产生的交流电信号经过所述滤波电路产生第一电流信号，所述第一电流信号流向所述第一子验波电路和所述第二子验波电路，以及在所述第一子验波电路产生第一电压，在所述第二子验波电路产生第二电压；
所述滤波电路包括第一电容、第一电阻、第二电容和第二电阻，其中：
所述第一电容的第二端口与所述第一电阻的第一端口连接，所述第一电阻的第二端口与所述第二电阻的第一端口连接，所述第二电阻的第二端口与所述第二电容的第一端口连接；
所述第一电容和所述第二电容为安规电容。
2.根据权利要求1所述的绝缘检测电路，其特征在于，所述滤波电路的第一端口与所述第一电容的第一端口连接；所述滤波电路的第二端口与所述第一电容的第二端口以及所述第一电阻的第一端口连接；所述滤波电路的第三端口与所述第一电阻的第二端口以及所述第二电阻的第一端口连接；所述滤波电路的第四端口与所述第二电阻的第二端口以及所述第二电容的第一端口连接；所述滤波电路的第五端口与所述第二电容的第二端口连接。
3.根据权利要求2所述的绝缘检测电路，其特征在于，所述第一子验波电路包括第一整流二极管和第三电容，所述第二子验波电路包括第二整流二极管和第四电容，其中：
所述第一子验波电路的第一端口与所述第一整流二极管的正极连接，所述第一整流二极管的负极与所述第三电容的第一端口连接，所述第三电容的第二端口与所述第一子验波电路的第二端口连接；
所述第二子验波电路的第一端口与所述第四电容的第一端口连接，所述第四电容的第二端口与所述第二整流二极管的负极连接，所述第二整流二极管的正极与所述第二子验波电路的第二端口连接；
所述第一子验波电路的第二端口与所述第二子验波电路的第一端口连接。
4.根据权利要求3所述的绝缘检测电路，其特征在于，所述滤波电路的第一端口与所述交流电源的第一端口连接；所述滤波电路的第二端口与所述第一子验波电路的第一端口连接；所述滤波电路的第三端口与所述第一子验波电路的第二端口以及所述第二子验波电路的第一端口连接；所述滤波电路的第四端口与所述第二子验波电路的第二端口连接；所述滤波电路的第五端口与所述交流电源的第二端口连接。
5.根据权利要求4所述的绝缘检测电路，其特征在于，所述第一电容的电容值和所述第二电容的电容值相等，所述第一电阻的阻值和所述第二电阻的阻值相等，所述第三电容的电容值和所述第四电容的电容值相等，所述第一整流二极管的型号和所述第二整流二极管的型号相同。
6.根据权利要求5所述的绝缘检测电路，其特征在于，机壳与所述第一电阻的第二端口以及所述第二电阻的第一端口连接。
7.根据权利要求6所述的绝缘检测电路，其特征在于，所述绝缘检测电路与控制电路连接，所述控制电路包括微控制单元，所述微控制单元用于检测所述第三电容和所述第四电容的电压；
其中，若所述第三电容和所述第四电容的电压差值小于或等于预设阈值时，所述微控制单元显示绝缘正常；若所述第三电容和所述第四电容的电压差值大于所述预设阈值时，所述微控制单元显示绝缘失效。
8.一种主板，其特征在于，包括印制电路板和权利要求1-7任一项所述的绝缘检测电路。
9.一种绝缘检测装置，其特征在于，包括壳体和权利要求8中所述的主板。
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