CN113125915B - 一种快速诊断绝缘故障的检测电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种快速诊断绝缘故障的检测电路及方法，包括反向单元、第一比较单元、第二比较单元及或门电路；所述第一比较单元包括两个正输入端与一个负输入端，为第一正输入端、第二正输入端及第一负输入端；所述第二比较单元包括一个正输入端与两个负输入端，为第三正输入端、第二负输入端及第三负输入端；所述反向单元的输出端与所述第一比较单元的所述第一正输入端及所述第二比较单元的所述第二负输入端连接；所述第一比较单元的输出端及所述第二比较单元的输出端与所述或门电路连接。采用此种技术方案，绕开绝缘电阻的检测直接对绝缘故障进行判断并输出是否断开电源与负载的逻辑信号，在发生绝缘故障时直接断开电路，而无需计算绝缘电阻，减少电路的反应时间，提高电路的安全性。

Description

一种快速诊断绝缘故障的检测电路及方法

技术领域

本发明涉及绝缘检测领域，尤其涉及一种快速诊断绝缘故障的检测电路及方法。

背景技术

高压***中，常常可能出现绝缘故障，为了保障电路安全，当绝缘阻值低于安全阻值或电压与绝缘阻值之比高于安全临界值时，需要及时断开电路，保障电路与人员安全。目前绝缘检测技术主要是对绝缘阻值的检测，而检测出绝缘阻值需要等待几秒至十几秒的时间，但当发生严重绝缘故障时，如在电动汽车中，车身地与高压电池包的正极或负极短接时秒级的检测时间都会严重威胁整车和人员的安全，现有的绝缘检测技术不能满足这一时间要求。因此，发生严重绝缘故障时，快速检测出绝缘故障，并断开高压回路，比计算出绝缘阻值更重要。

本发明提供一种快速诊断绝缘故障的检测电路及方法，绕开高压回路中绝缘电阻的计算直接对高压回路是否发生绝缘故障进行判断并输出是否断开高压电源与负载回路的逻辑信号，在发生绝缘故障时直接断开高压回路，而无需计算绝缘电阻，减少电路的反应时间，保障电路与人员的安全。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种快速诊断绝缘故障的检测电路及方法，通过对高压电源的电阻分压网络中的电压进行采样，并将该采样电压输入由反向运放、比较器以及或门构成的检测电路，对绝缘故障进行快速诊断，产生是否断开回路开关的负载信号，在发生绝缘故障时及时断开高压回路，保障人员安全。

具体地，本发明一方面提供一种快速诊断绝缘故障的检测电路，其特征在于，包括反向单元、第一比较单元、第二比较单元及或门电路；所述第一比较单元包括两个正输入端与一个负输入端，为第一正输入端、第二正输入端及第一负输入端；所述第二比较单元包括一个正输入端与两个负输入端，为第三正输入端、第二负输入端及第三负输入端；所述反向单元的输出端与所述第一比较单元的所述第一正输入端及所述第二比较单元的所述第二负输入端连接；所述第一比较单元的输出端及所述第二比较单元的输出端与所述或门电路连接。

优选地，上述电路中当所述第一正输入端与所述第二正输入端中任一输入端的输入信号不小于所述第一负输入端的输入信号时，所述第一比较单元输出为1；当所述第二负输入端与所述第三负输入端中任一输入端的输入信号不大于所述第三正输入端的输入信号时，所述第二比较单元输出为1。

优选地，上述电路中所述第一比较单元包括第一后置比较器与第一预比较模块，所述第二比较单元包括第二后置比较器与第二预比较模块；所述第一预比较模块包括两个输入端，分别为所述第一正输入端及所述第二正输入端，所述第一预比较模块的输出端的输出为所述第一正输入端及所述第二正输入端中的较大值，所述第一后置比较器包括两个输入端，所述第一后置比较器的正输入端与所述第一预比较模块的输出端连接，所述第一后置比较器的负输入端为所述第一负输入端；所述第二预比较模块包括两个输入端，分别为所述第二负输入端及所述第三负输入端，所述第二预比较模块的输出端的输出为所述第二负输入端及所述第三负输入端中的较小值，所述第二后置比较器包括两个输入端，所述第二后置比较器的负输入端与所述第二预比较模块的输出端连接，所述第二后置比较器的正输入端为所述第三正输入端。

优选地，上述电路中所述第一预比较模块包括二极管电路。

优选地，上述电路中所述第一比较单元包括第一比较器、第二比较器及第一或门电路，所述第二比较单元包括第三比较器、第四比较器及第二或门电路；所述第一比较器的正输入端与所述反向单元的输出端连接，为所述第一正输入端，所述第二比较器的正输入端为所述第二正输入端，所述第一比较器的负输入端与所述第二比较器的负输入端连接，接收外部信号，为所述第一负输入端；所述第一比较器的输出端及所述第二比较器的输出端与所述第一或门电路的输入端连接，所述第一或门电路的输出端与所述或门电路的输入端连接；所述第三比较器的负输入端与所述反向单元的输出端连接，为所述第二负输入端，所述第四比较器的负输入端为所述第三负输入端，所述第三比较器的正输入端与所述第四比较器的正输入端连接，接收外部信号，为所述第三正输入端；所述第三比较器的输出端及所述第四比较器的输出端与所述第二或门电路的输入端连接，所述第二或门电路的输出端与所述或门电路的输入端连接。

优选地，上述电路中还包括前置检测单元，所述前置检测单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关；所述第一电阻、第二电阻及第三电阻串联形成参考电压分压电路，所述第一电阻的第一端与电源的正极连接，第二端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述电源的负极连接；所述第四电阻的第一端与所述电源的正极连接，第二端与所述第一开关的第一端连接，所述第一开关的第二端与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端与所述第二开关的第一端连接，所述第二开关的第二端与所述第七电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端与所述电源的负极连接；所述第三开关的第一端与所述第一电阻的第一端、所述第二电阻的第一端及所述电源的正极连接，所述第三开关的第二端与负载的第一端连接，所述负载的第二端与所述第四开关的第一端连接，所述第四开关的第二端与第七电阻的第二端、所述第三电阻的第二端及所述电源的负极连接；所述第五电阻的第二端及所述第六电阻的第一端接低压地；所述反向单元的输入端与所述第六电阻的第二端及所述第二开关的第一端连接；所述第一比较单元的第二正输入端及所述第二比较单元的第三负输入端与所述第一开关的第二端及所述第五电阻的第一端连接；所述第一电阻的第二端及所述第二电阻的第一端与所述第一比较单元的第一负输入端连接；所述第二电阻的第二端及所述第三电阻的第一端与所述第二比较单元的第三正输入端连接；所述或门电路的输出端控制所述第三开关及所述第四开关的关断。

优选地，上述电路中所述反向单元的输出端与所述第一正输入端及所述第二负输入端之间还包括一与所述第二开关联动的开关；所述第二正输入端及所述第三负输入端与所述第一开关的第二端及所述第五电阻的第一端之间还包括一与所述第一开关联动的开关；所述第三正输入端与所述第二电阻的第二端及所述第三电阻的第一端之间还包括一由与所述第一开关及所述第二开关分别联动的开关构成的并联开关电路。

本发明另一方面还提供一种快速诊断绝缘故障的检测方法，包括以下步骤：获取电源的参考电压极大值与参考电压极小值；获取电源的第一采样电压与第二采样电压；比较所述参考电压极大值、第一采样电压的绝对值及第二采样电压的绝对值；比较所述参考电压极小值、第一采样电压的绝对值及第二采样电压的绝对值；当所述第一采样电压的绝对值及第二采样电压的绝对值中任一不小于所述参考电压极大值，或所述第一采样电压的绝对值及第二采样电压的绝对值中任一不大于所述参考电压极小值时，断开所述电源与负载的连接。

本发明另一方面还提供一种快速诊断绝缘故障的检测方法，采用如上所述的检测电路，包括以下步骤：获取电源的参考电压极大值与参考电压极小值；获取电源的第一采样电压与第二采样电压；将所述第二采样电压输入所述反向单元的输入端，将所述第一采样电压输入所述第一比较单元的第二正输入端及所述第二比较单元的所述第三负输入端；将所述参考电压极大值输入所述第一比较单元的所述第一负输入端，将所述参考电压极小值输入所述第二比较单元的所述第三正输入端；根据所述或门电路的输出值判断是否断开所述电源与负载的连接。

优选地，上述方法中当所述或门电路的输出端输出为1时，断开所述电源与负载的连接。

采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.无需计算绝缘电阻即可判断绝缘故障，可以进行快速诊断；

2.直接根据检测电路的逻辑信号判断是否断开电阻，减少反应时间，提高电路安全性。

附图说明

图1为符合本发明一优选实施例的快速诊断绝缘故障的检测电路结构示意图；

图2为符合本发明另一优选实施例的快速诊断绝缘故障的检测电路结构示意图；

图3为符合本发明另一优选实施例的快速诊断绝缘故障的检测电路结构示意图；

图4为符合本发明另一优选实施例的快速诊断绝缘故障的检测电路结构示意图；

图5为符合本发明一优选实施例的前置检测单元电路结构示意图；

图6为符合本发明另一优选实施例的快速诊断绝缘故障的检测电路结构示意图。

附图标记：

1-反向单元

2-第一比较单元

201-第一正输入端 202-第二正输入端 203-第一负输入端

21-第一后置比较器 22-第一预比较模块

23-第一比较器 24-第二比较器 25-第一或门电路

3-第二比较单元

301-第三正输入端 302-第二负输入端 303-第三负输入端

31-第二后置比较器 32-第二预比较模块

33-第三比较器 34-第四比较器 35-第二或门电路

4-或门电路

R1-第一电阻 R2-第二电阻 R3-第三电阻 R4-第四电阻

R5-第五电阻 R6-第六电阻 R7-第七电阻

S1-第一开关 S2-第二开关 S3-第三开关 S4-第四开关

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的″一种″、″所述″和″该″也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语″和/或″是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语″如果″可以被解释成为″在......时″或″当......时″或″响应于确定″。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如″模块″、″部件″或″单元″的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，″模块″与″部件″可以混合地使用。

本发明中检测电路适用于所有存在绝缘故障的回路，本发明中电源包括各种高压电源，如电动汽车中的高压电池包也属于本发明所述电源的范畴。

参阅附图1，为符合本发明一优选实施例的快速诊断绝缘故障的检测电路图，包括反向单元1、第一比较单元2、第二比较单元3及或门电路4；第一比较单元2包括两个正输入端与一个负输入端，分别为第一正输入端201、第二正输入端202及第一负输入端203；第二比较单元3包括一个正输入端与两个负输入端，分别为第三正输入端301、第二负输入端302及第三负输入端303；反向单元1的输出端与第一比较单元2的第一正输入端201及第二比较单元3的第二负输入端302连接；第一比较单元2的输出端及第二比较单元3的输出端与或门电路4连接。在此电路图中，第一比较单元2包括两个正输入端与一个负输入端，只要任何一个正输入端的输入信号不小于负输入端的输入信号，其输出结果即为正或其他表示正的逻辑信号，如1。第二比较单元3包括两个负输入端与一个正输入端，只要任何一个负输入端的输入信号不大于正输入端的输入信号，其输出结果即为正或其他表示正的逻辑信号，如1。第一比较单元2与第二比较单元3的输出端与或门电路4的两个输入端相连，任何一个输入端为正，或门电路的输出结果即为正，即表示发生绝缘故障，须立即断开电路。

在本电路中，首先需要获得电源电阻分压网络中的参考电压极大值Vref_max与参考电压极小值Vref_min，其次，采样高压电源的第一采样电压V1与第二采样电压V2，第一采样电压V1为电源的正极对地的电压，第二采样电压V2为电源的负极对地的电压。以电动汽车为例，电源为高压电池包，地为车身地，第一采样电压V1为高压电池包正极对车身地的电压，第二采样电压V2为高压电池包负极对车身地的电压。在本电路中，反向单元1的输入信号为第二采样电压V2，输入反向单元1后获得第二采样电压V2的绝对值|V2|，由于反向单元1的输出端与第一比较单元2的第一正输入端201及第二比较单元3的第二负输入端302连接，所以第一比较单元2的第一正输入端201与第二比较单元3的第二负输入端302的输入信号均为第二采样电压V2的绝对值|V2|。第一比较单元2的第二正输入端202与第二比较单元3的第二负输入端303的输入信号为第一采样电压V1，第一比较单元2的第一负输入端203的输入信号为参考电压极大值Vref_max，第二比较单元3的第三正输入端301的输入信号为参考电压极小值Vref_min。由此，第一比较单元2的三个输入信号分别为参考电压极大值Vref_max、第二采样电压V2的绝对值|V2|及第一采样电压V1，当|V2|大于或等于Vref_max时，说明电源正极发生绝缘故障，当V1大于或等于Vref_max时，说明电源负极发生绝缘故障，即|V2|与V1中任一电压值不小于Vref_max时，电路发生绝缘故障，此时第一比较单元2的输出值为正，通过或门电路后输出信号仍为正，发出切断负载回路的信号。而第二比较单元3的三个输入信号分别为参考电压极小值Vref_min、第二采样电压V2的绝对值|V2|及第一采样电压V1，当|V2|小于或等于Vref_min时，说明电源负极发生绝缘故障，当V1小于或等于Vref_min时，说明电源正极发生绝缘故障，即|V2|与V1中任一电压值不大于Vref_min时，电路发生绝缘故障，此时第二比较单元3的输出值为正，通过或门电路后输出信号仍为正，发出切断负载回路的信号。由此，实现无论是正极还是负极发生绝缘故障时，都可以有效地检测到并得到相应切断负载电路的逻辑信号，保障电路安全。以电动汽车为例，正常工作情况下，第二采样电压V2的绝对值|V2|及第一采样电压V1均介于Vref_min与Vref_max之间，或门电路输出为0；高压电池包正极发生绝缘故障时，V1小于等于Vref_min或|V2|大于等于Vref_max，或门电路的输出值为1；高压电池包负极发生绝缘故障时，V1大于等于Vref_max或|V2|小于等于Vref_min，或门电路的输出值也为1，即，无论正极或是负极故障，都可以有效的判断并及时切断电路。

通过此技术方案，绕开绝缘电阻的测量直接通过电路中电压值的变化及相对大小迅速检测到绝缘故障发出切断电路的信号，减少反应时间，最大限度的保障电路与人员安全。

基于上述实施例，符合本发明的一优选实施例中，当第一正输入端201与第二正输入端202中任一输入端的输入信号不小于第一负输入端203的输入信号时，第一比较单元2输出为1；当第二负输入端302与第三负输入端303中任一输入端的输入信号不大于第三正输入端301的输入信号时，第二比较单元3输出为1。进而或门电路4的输出为1，发出切断负载回路的信号。

参阅图2为符合本发明另一优选实施例的快速诊断绝缘故障的检测电路结构示意图，第一比较单元2包括第一后置比较器21与第一预比较模块22，第二比较单元3包括第二后置比较器31与第二预比较模块32；第一预比较模块22包括两个输入端，分别为第一正输入端201及第二正输入端202，第一预比较模块22的输出端的输出为第一正输入端201及第二正输入端202中的较大值，第一后置比较器21包括两个输入端，第一后置比较器21的正输入端与第一预比较模块22的输出端连接，第一后置比较器21的负输入端为第一负输入端203；第二预比较模块32包括两个输入端，分别为第二负输入端302及第三负输入端303，第二预比较模块32的输出端的输出为第二负输入端302及第三负输入端303中的较小值，第二后置比较器31包括两个输入端，第二后置比较器31的负输入端与第二预比较模块32的输出端连接，第二后置比较器31的正输入端为第三正输入端301。通过此电路设置，使第一比较单元2的第一正输入端201与第二正输入端202的两个输入信号先进行预比较，输出较大值，再跟第一负输入端203的输入信号进行比较；第二比较单元2的第二负输入端302与第三负输入端303的两个输入信号先进行预比较，输出较小值，再跟第三正输入端301的输入信号进行比较。基于上述实施例，第一正输入端201的输入信号为第二采样电压V2的绝对值|V2|，第二正输入端202的输入信号为第一采样电压V1，第一负输入端203的输入信号为参考电压极大值Vref_max，第二负输入端302的输入信号为第二采样电压V2的绝对值|V2|，第三负输入端303的输入信号为第一采样电压V1，第三正输入端301的输入信号为参考电压极小值Vref_min。采用此电路设计后，第一预比较模块的输出值为第二采样电压V2的绝对值|V2|与第一采样电压V1中较大的电压值，再与参考电压极大值Vref_max相比较，即可实现|V2|与V1中任一电压不小于Vref_max，第一比较单元2的输出均为正，第二比较模块的输出值为第二采样电压V2的绝对值|V2|与第一采样电压V1中较小的电压值，再与参考电压极小值Vref_min相比较，即可实现|V2|与V1中任一电压不大于Vref_min时，第二比较单元3的输出均为正。

参阅图3为符合本发明另一优选实施例的快速诊断绝缘故障的检测电路结构示意图，所述第一预比较模块包括二极管电路。采用二极管，通过简单的电路设计实现第二采样电压V2的绝对值|V2|与第一采样电压V1中较大的电压值与参考电压极大值Vref_max的比较。用二极管构成或门，输出较大的信号，参考端的输入二极管是为了补偿另一个输入端的误差。

参阅图4，为符合本发明另一优选实施例的快速诊断绝缘故障的检测电路结构示意图，其中，第一比较单元2包括第一比较器23、第二比较器24及第一或门电路25，第二比较单元3包括第三比较器33、第四比较器34及第二或门电路35；第一比较器23的正输入端与反向单元1的输出端连接，为第一正输入端201，第二比较器24的正输入端为第二正输入端202，第一比较器23的负输入端与第二比较器24的负输入端连接，接收外部信号，为第一负输入端203；第一比较器23的输出端及第二比较器24的输出端与第一或门电路25的输入端连接，第一或门电路25的输出端与或门电路4的输入端连接；第三比较器33的负输入端与反向单元1的输出端连接，为第二负输入端302，第四比较器34的负输入端为第三负输入端303，第三比较器33的正输入端与第四比较器34的正输入端连接，接收外部信号，为第三正输入端301；第三比较器33的输出端及第四比较器34的输出端与第二或门电路35的输入端连接，第二或门电路35的输出端与或门电路4的输入端连接。基于上述实施例，第一正输入端201的输入信号为第二采样电压V2的绝对值|V2|，第二正输入端202的输入信号为第一采样电压V1，第一负输入端203的输入信号为参考电压极大值Vref_max，第二负输入端302的输入信号为第二采样电压V2的绝对值|V2|，第三负输入端303的输入信号为第一采样电压V1，第三正输入端301的输入信号为参考电压极小值Vref_min。采用此电路设计后，第二采样电压V2的绝对值|V2|及第一采样电压V1分别与参考电压极大值Vref_max比较，若其中任何一个比较结果为1，通过第一或门电路25后，结果仍为1，实现V2|与V1中任一电压不小于Vref_max时第一比较单元2的输出均为正；同样的，通过此电路设计，第二采样电压V2的绝对值|V2|及第一采样电压V1分别与参考电压极小值Vref_min比较，若其中任何一个比较结果为1，通过第二或门电路35后，结果仍为1，实现|V2|与V1中任一电压不大于Vref_min时，第二比较单元3的输出均为正。

基于上述实施例，符合本发明一优选实施例中，检测电路还包括前置检测单元，参阅图5为符合本发明一优选实施例的前置检测单元电路结构示意图，前置检测单元包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4；第一电阻R1、第二电阻R2及第三电阻R3串联形成参考电压分压电路，第一电阻R1的第一端与电源的正极连接，第二端与第二电阻R2的第一端连接，第二电阻R2的第二端与第三电阻R3的第一端连接，第三电阻R3的第二端与电源的负极连接；第四电阻R4的第一端与电源的正极连接，第二端与第一开关S1的第一端连接，第一开关S1的第二端与第五电阻R5的第一端连接，第五电阻R5的第二端与第六电阻R6的第一端连接，第六电阻R6的第二端与第二开关S2的第一端连接，第二开关S2的第二端与第七电阻R7的第一端连接，第七电阻R7的第二端与电源的负极连接；第三开关S3的第一端与第一电阻R1的第一端、第二电阻R2的第一端及电源的正极连接，第三开关S3的第二端与负载的第一端连接，负载的第二端与第四开关S4的第一端连接，第四开关S4的第二端与第七电阻R7的第二端、第三电阻R3的第二端及电源的负极连接；第五电阻R5的第二端及第六电阻R6的第一端接低压地；反向单元1的输入端与第六电阻R6的第二端及第二开关S2的第一端连接；第一比较单元2的第二正输入端202及第二比较单元3的第三负输入端303与第一开关S1的第二端及第五电阻R5的第一端连接；第一电阻R1的第二端及第二电阻R2的第一端与第一比较单元2的第一负输入端203连接；第二电阻R2的第二端及第三电阻R3的第一端与所述第二比较单元3的第三正输入端301连接；或门电路4的输出端控制第三开关S3及第四开关S4的关断。此电路中，第二电阻R2的第一端的电压值即为参考电压极大值Vref_max，第二电阻R2的第二端的电压即为参考电压极小值Vref_min，第五电阻R5的第一端的电压即为第一采样电压V1，即电源的正极对地的电压，第六电阻R6的第二端的电压即为第二采样电压V2，即电源的负极对地的电压。通过此电路，将第二采样电压V2的绝对值|V2|及第一采样电压V1分别与参考电压极大值Vref_max、参考电压极小值Vref_min进行比较。当|V2|大于或等于Vref_max时，说明电源正极发生绝缘故障，当V1大于或等于Vref_max时，说明电源负极发生绝缘故障，即|V2|与V1中任一电压值不小于Vref_max时，电路发生绝缘故障，此时第一比较单元2的输出值为正，通过或门电路后输出信号仍为正，发出切断负载回路的信号，断开S3和/或S4。当|V2|小于或等于Vref_min时，说明电源负极发生绝缘故障，当V1小于或等于Vref_min时，说明电源正极发生绝缘故障，即|V2|与V1中任一电压值不大于Vref_min时，电路发生绝缘故障，此时第二比较单元3的输出值为正，通过或门电路后输出信号仍为正，发出切断负载回路的信号，断开S3和/或S4。

在电动汽车中本实施例中的低压地为车身地。

基于上述实施例，参阅图6，为符合本发明另一优选实施例的快速诊断绝缘故障的检测电路结构示意图，其中，反向单元1的输出端与第一正输入端201及第二负输入端302之间还包括一与第二开关S2联动的开关；第二正输入端202及第三负输入端303与第一开关S1的第二端及第五电阻R5的第一端之间还包括一与第一开关S1联动的开关；第三正输入端301与第二电阻R2的第二端及第三电阻R3的第一端之间还包括一由与第一开关S1及第二开关S2分别联动的开关构成的并联开关电路。为了保持一致性，本电路图6中与第一开关S1联动的开关标记为S1，与第二开关S2联动的开关标记为S2。通过此电路设计，与前置检测单元电路更好地配合实现绝缘故障的检测，不论S1还是S2闭合，都可以有效检测绝缘故障，及时断开负载回路，保障电路的稳定。

采用此技术方案后，绕开绝缘电阻的检测，直接对高压回路中相应采样电压进行比较从而判断是否发生绝缘故障，并根据或门电路的输出信号直接控制负载回路的断开，减少反应时间，在发生绝缘故障后第一时间断开电路，保护人员安全，尤其是在电动汽车中，直接关系到车辆内的人员安全，以最短时间检测故障至关重要。

本发明另一方面，还提供一种快速诊断绝缘故障的检测方法，包括以下步骤：获取电源的参考电压极大值Vref_max与参考电压极小值Vref_min；获取电源的第一采样电压V1与第二采样电压V2；比较参考电压极大值Vref_max、第一采样电压V1的绝对值及第二采样电压V2的绝对值；比较参考电压极小值Vref_min、第一采样电压V1的绝对值及第二采样电压V2的绝对值；当第一采样电压V1的绝对值及第二采样电压V2的绝对值中任一大于或等于参考电压极大值Vref_max，或第一采样电压V1的绝对值及第二采样电压V2的绝对值中任一小于或等于参考电压极小值Vref_min时，断开电源与负载的连接。在高压回路中，正常工作情况下，第二采样电压V2的绝对值|V2|及第一采样电压V1均介于Vref_min与Vref_max之间。当|V2|大于或等于Vref_max时，说明电源正极发生绝缘故障，当V1大于或等于Vref_max时，说明电源负极发生绝缘故障，即|V2|与V1中任一电压值不小于Vref_max时，电路发生绝缘故障。当|V2|小于或等于Vref_min时，说明电源负极发生绝缘故障，当V1小于或等于Vref_min时，说明电源正极发生绝缘故障，即|V2|与V1中任一电压值不大于Vref_min时，电路发生绝缘故障。通过此方法，当第一采样电压V1的绝对值及第二采样电压V2的绝对值中任一不小于参考电压极大值Vref_max，或第一采样电压V1的绝对值及第二采样电压V2的绝对值中任一不大于参考电压极小值Vref_min时，断开电源与负载的连接，绕开绝缘阻值的检测，直接对电压进行比较，有效且快速的判断绝缘故障的发生，既准确又快速的判断故障并作出反应，保障人员安全。

本方法适用于所有存在绝缘故障的回路，上述电源包括各种高压电源，尤其是电动汽车中的高压电池包也属于本发明所述电源的范畴。

本发明另一方面，还提供一种快速诊断绝缘故障的检测方法，采用如上所述的检测电路，包括以下步骤：获取电源的参考电压极大值Vref_max与参考电压极小值Vref_min；获取电源的第一采样电压V1与第二采样电压V2；将第二采样电压V2输入反向单元1的输入端，将第一采样电压V1输入第一比较单元2的第二正输入端201及第二比较单元3的第三负输入端303；将参考电压极大值Vref_max输入第一比较单元2的第一负输入端203，将参考电压极小值Vref_min输入第二比较单元3的第三正输入端301；根据或门电路4的输出值判断是否断开电源与负载的连接。本方法适用于所有存在绝缘故障的回路，上述电源包括各种高压电源，尤其是电动汽车中的高压电池包也属于本发明所述电源的范畴。

基于上述实施例，符合本发明一优选实施例中，当或门电路的输出端输出为1时，断开电源与负载的连接。

采用本发明的技术方案，对高压电源的电阻分压网络中的电压进行采样，并将该采样电压输入由反向运放、比较器以及或门构成的检测电路，对绝缘故障进行快速且有效的诊断，产生是否断开回路开关的负载信号，在发生绝缘故障时及时断开高压回路，保障人员安全。

应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种快速诊断绝缘故障的检测电路，其特征在于，包括反向单元、第一比较单元、第二比较单元及或门电路；

所述第一比较单元包括两个正输入端与一个负输入端，为第一正输入端、第二正输入端及第一负输入端；

所述第二比较单元包括一个正输入端与两个负输入端，为第三正输入端、第二负输入端及第三负输入端；

所述反向单元的输出端与所述第一比较单元的所述第一正输入端及所述第二比较单元的所述第二负输入端连接；

所述第一比较单元的输出端及所述第二比较单元的输出端与所述或门电路连接；

当所述第一正输入端与所述第二正输入端中任一输入端的输入信号不小于所述第一负输入端的输入信号时，所述第一比较单元输出为1；当所述第二负输入端与所述第三负输入端中任一输入端的输入信号不大于所述第三正输入端的输入信号时，所述第二比较单元输出为1；

所述第一比较单元包括第一后置比较器与第一预比较模块，所述第二比较单元包括第二后置比较器与第二预比较模块；

所述第一预比较模块包括两个输入端，分别为所述第一正输入端及所述第二正输入端，所述第一预比较模块的输出端的输出为所述第一正输入端及所述第二正输入端中的较大值，所述第一后置比较器包括两个输入端，所述第一后置比较器的正输入端与所述第一预比较模块的输出端连接，所述第一后置比较器的负输入端为所述第一负输入端；

所述第二预比较模块包括两个输入端，分别为所述第二负输入端及所述第三负输入端，所述第二预比较模块的输出端的输出为所述第二负输入端及所述第三负输入端中的较小值，所述第二后置比较器包括两个输入端，所述第二后置比较器的负输入端与所述第二预比较模块的输出端连接，所述第二后置比较器的正输入端为所述第三正输入端。

2.如权利要求1所述的快速诊断绝缘故障的检测电路，其特征在于，所述第一预比较模块包括二极管电路。

3.如权利要求1所述的快速诊断绝缘故障的检测电路，其特征在于，所述第一比较单元包括第一比较器、第二比较器及第一或门电路，所述第二比较单元包括第三比较器、第四比较器及第二或门电路；

所述第一比较器的正输入端与所述反向单元的输出端连接，为所述第一正输入端，所述第二比较器的正输入端为所述第二正输入端，所述第一比较器的负输入端与所述第二比较器的负输入端连接，接收外部信号，为所述第一负输入端；

所述第一比较器的输出端及所述第二比较器的输出端与所述第一或门电路的输入端连接，所述第一或门电路的输出端与所述或门电路的输入端连接；

所述第三比较器的负输入端与所述反向单元的输出端连接，为所述第二负输入端，所述第四比较器的负输入端为所述第三负输入端，所述第三比较器的正输入端与所述第四比较器的正输入端连接，接收外部信号，为所述第三正输入端；

所述第三比较器的输出端及所述第四比较器的输出端与所述第二或门电路的输入端连接，所述第二或门电路的输出端与所述或门电路的输入端连接。

4.如权利要求1-3任一所述的快速诊断绝缘故障的检测电路，其特征在于，还包括前置检测单元，所述前置检测单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关；

所述第一电阻、第二电阻及第三电阻串联形成参考电压分压电路，所述第一电阻的第一端与电源的正极连接，第二端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述电源的负极连接；所述第四电阻的第一端与所述电源的正极连接，第二端与所述第一开关的第一端连接，所述第一开关的第二端与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端与所述第二开关的第一端连接，所述第二开关的第二端与所述第七电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端与所述电源的负极连接；

所述第三开关的第一端与所述第一电阻的第一端、所述第二电阻的第一端及所述电源的正极连接，所述第三开关的第二端与负载的第一端连接，所述负载的第二端与所述第四开关的第一端连接，所述第四开关的第二端与第七电阻的第二端、所述第三电阻的第二端及所述电源的负极连接；

所述第五电阻的第二端及所述第六电阻的第一端接低压地；

所述反向单元的输入端与所述第六电阻的第二端及所述第二开关的第一端连接；

所述第一比较单元的第二正输入端及所述第二比较单元的第三负输入端与所述第一开关的第二端及所述第五电阻的第一端连接；

所述第一电阻的第二端及所述第二电阻的第一端与所述第一比较单元的第一负输入端连接；

所述第二电阻的第二端及所述第三电阻的第一端与所述第二比较单元的第三正输入端连接；

所述或门电路的输出端控制所述第三开关及所述第四开关的关断。

5.如权利要求4所述的快速诊断绝缘故障的检测电路，其特征在于，所述反向单元的输出端与所述第一正输入端及所述第二负输入端之间还包括一与所述第二开关联动的开关;

所述第二正输入端及所述第三负输入端与所述第一开关的第二端及所述第五电阻的第一端之间还包括一与所述第一开关联动的开关；

所述第三正输入端与所述第二电阻的第二端及所述第三电阻的第一端之间还包括一由与所述第一开关及所述第二开关分别联动的开关构成的并联开关电路。

6.一种快速诊断绝缘故障的检测方法，其特征在于，采用如权利要求1-3任一所述的检测电路，包括以下步骤：

获取电源的参考电压极大值与参考电压极小值；

获取电源的第一采样电压与第二采样电压，所述第一采样电压为所述电源的正极对地的电压，所述第二采样电压为所述电源的负极对地的电压；

将所述第二采样电压输入所述反向单元的输入端，将所述第一采样电压输入所述第一比较单元的第二正输入端及所述第二比较单元的所述第三负输入端；

将所述参考电压极大值输入所述第一比较单元的所述第一负输入端，将所述参考电压极小值输入所述第二比较单元的所述第三正输入端；

根据所述或门电路的输出值判断是否断开所述电源与负载的连接。

7.如权利要求6所述的快速诊断绝缘故障的检测方法，其特征在于，当所述或门电路的输出端输出为1时，断开所述电源与负载的连接。