CN203720270U - 一种基于低频脉冲信号注入的绝缘电阻检测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于低频脉冲注入的绝缘电阻检测电路，包括缓冲器，用于接收数字量脉冲信号，并满量程地输出幅值为基准电压的模拟量脉冲信号；检测电容，其一端为用于与电池组一侧连接的连接端，另一端作为检测端经匹配电阻与缓冲器的输出端电连接，以在检测端形成具有交流特征的检测信号；电压跟随器，其输入端与所述检测端电连接，其输出端输出电压反馈信号。本实用新型利用缓冲器实现信号驱动及提供精准的模拟量脉冲信号，使MCU可以根据反馈信号输出端提供的电压反馈信号准确地计算出绝缘电阻的阻值，具有结构简单且精度较高的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及绝缘电阻检测领域，尤其涉及一种基于低频脉冲信号注入的绝缘电阻检测电路。
背景技术
近年来，电动汽车逐渐成为各大汽车厂商及研究院所的重点研制项目，电动汽车的电池管理***作为核心部分一直是整车研发项目中的重点内容，而绝缘电阻检测始终是电池管理***性能开发的一个核心内容。
在目前各大主流厂商在对绝缘电阻检测方案上普遍采用的是平衡电桥法、高压注入法等，而这些方法均需借助电阻搭建的桥式电路连接电池组的高压部分与整车地，这种绝缘检测方案人为地降低了整车绝缘电阻，当整车处于上电状态时，绝缘电阻即处于工作状态，当车辆在生产中处于下线过程时，测量整车绝缘电阻时，会出现绝缘电阻偏低的问题，致使生产检验人员无法判断是因为绝缘采集电路的影响导致整车绝缘电阻减小还是车辆本来就存在有绝缘故障。
为了解决上述问题，授权公告号为CN103076497A的专利文献公开了一种基于低频脉冲信号注入的绝缘检测方法，该方法通过CPU向检测电路注入脉冲信号，该脉冲信号经由运算放大器与电阻组成的第一电压跟随电路输入至由电阻和电容组成的震荡电路，使震荡电路中的检测电容产生一个低频的交流信号，该交流信号作为反馈信号经由运算放大器与电阻组成的第二电压跟随电路输入至CPU，使CPU根据接收到的反馈信号的电压变换计算出绝缘电阻，该方法要求检测电容两端的电压信号的幅值精准，否则CPU无法准确地计算出绝缘电阻的阻值，上述方法利用第一电压跟随电路解决信号驱动不足的问题，并通过稳压二极管限定检测电容两端的电压信号的幅值，该种结构存在相对复杂和精度低的缺陷。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决上述问题，提供一种结构简单、且精度较高的基于低频脉冲信号注入的绝缘电阻检测电路。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种基于低频脉冲注入的绝缘电阻检测电路，包括：
检测信号输入端，用于接收数字量脉冲信号；
基准电压源，用于提供恒定的基准电压；
缓冲器，所述缓冲器的输入端与所述检测信号输入端电连接，所述缓冲器的工作电压输入端接入所述基准电压，使所述缓冲器的输出端输出幅值为所述基准电压的模拟量脉冲信号；
检测电容，所述检测电容的一端为用于与电池组一侧连接的连接端，所述检测电容的另一端作为检测端经匹配电阻与所述缓冲器的输出端电连接，以在所述检测端形成具有交流特征的检测信号；
电压跟随器，所述电压跟随器的输入端与所述检测端电连接；以及，
反馈信号输出端，与所述电压跟随器的输出端电连接，所述反馈信号输出端用于输出电压反馈信号。
优选的是，所述检测信号输入端经驱动电阻与所述缓冲器的输入端电连接。
优选的是，所述检测端经采样电阻与所述电压跟随器的输入端电连接。
优选的是，所述电压跟随器的输出端经限流电阻与所述反馈信号输出端电连接。
优选的是，所述检测电容的一端为用于与电池组的负极连接的连接端。
本实用新型的有益效果为：本实用新型的绝缘电阻检测电路利用缓冲器实现信号驱动及提供精准的模拟量脉冲信号，使MCU可以根据反馈信号输出端提供的电压反馈信号准确地计算出绝缘电阻的阻值，具有结构简单且精度较高的优点；另外，本实用新型的绝缘电阻检测电路利用由检测电容和在电池组负极与车身之间存在的绝缘电阻串联构成的综合阻抗进行分压计算绝缘电阻的阻值，在满足计算要求的前提下进一步简化了绝缘电阻检测电路。
附图说明
图1示出了根据本实用新型所述绝缘电阻检测电路的一种实施结构；
图2示出了图1所示绝缘电阻检测电路进行绝缘检测时的等效电路；
图3示出了图2所示等效电路在绝缘电阻的阻值较大时输出的反馈信号的波形示意图；
图4示出了图2所示等效电路在绝缘电阻的阻值较小时输出的反馈信号的波形示意图。
附图标记说明：
IN-检测信号输入端； RC1-驱动电阻；
UC1-缓冲器； RC2-匹配电阻；
CC1-检测电容； R-绝缘电阻；
RC3-采样电阻； UC2-电压跟随器；
RC4-限流电阻； OUT-反馈信号输出端；
A1-检测端； A2-连接端。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
如图1和图2所示，本实用新型的基于低频脉冲注入的绝缘电阻检测电路包括基准电压源、缓冲器UC1、检测电容CC1和电压跟随器UC2，该基准电压源用于提供恒定的基准电压VREF；缓冲器UC1的输入端与检测信号输入端电连接，使MCU经检测信号输入端IN输出的数字量脉冲信号输入至缓冲器UC1中，即检测信号输入端IN可直接与MCU的数字输出端口连接，在数字量脉冲信号为高电平（即为1）时，缓冲器UC1将满量程地输出电压值为基准电压的电压信号，在数字量脉冲信号为低电平（即为0）时，缓冲器将输出电压值基本为0的电压信号，因此，该缓冲器可以输出幅值为基准电压VREF的模拟量脉冲信号；该检测电容CC1的一端为用于与电池组一侧电连接的连接端A2，在图1和图2所示的检测应用中，该连接端A2与电池组的负极B-电连接，检测电容CC1的另一端作为检测端A1经匹配电阻RC2与缓冲器UC1的输出端电连接，以接收上述模拟量脉冲信号，利用检测电容CC1在接收到上述模拟量脉冲信号时进行的充放电过程，使检测端A1提供具有交流特诊的检测信号，在此，在模拟量脉冲信号的电压值等于基准电压时，将对检测电容CC1充电，在模拟量脉冲信号为0时，检测电容CC1例如将通过缓冲器UC1的输出端与地GND（车身）之间存在的寄生二极管进行放电；该电压跟随器UC2的输入端与上述检测端A1电连接，使检测端A1在电压跟随器UC2的驱动下经反馈信号输出端OUT输出电压反馈信号至MCU，MCU便可根据接收到的电压反馈信号计算绝缘电阻R的阻值，本实用新型在此通过设置电压跟随器UC2增强电压反馈信号的抗干扰性。
以下将参照图2进一步说明本实用新型的绝缘电阻检测电路的检测原理：
工作过程1：当MCU的输出管脚输出高电平时，缓冲器UC2即可满量程输出上述基准电压，在此，该缓冲器UC2的一个作用是将数字量脉冲信号的高电平转换为模拟量脉冲信号的基准电压，另一个作用提高信号驱动能力（注：MCU的输出管脚的驱动能力有限，信号在电路板上经长距离的传输后，会导致信号驱动能力不足，因此会影响电路工作性能）。为了避免发生输出管脚过载的情况，可在输出管脚向缓冲器UC1提供数字量脉冲信号的传输线路中，增加一个驱动电阻RC1，即在检测信号输入端IN与缓冲器UC1的输入端之间增加驱动电阻RC1。
如图3所示，在绝缘电阻R的阻值较大时，则MCU的输出管脚输出高电平时，由检测电容CC1与绝缘电阻R串联构成的综合阻抗上将获得一相对较大的分压，即电压反馈信号的电压值较大，MCU的AD采集管脚通过读取该电压反馈信号的电压值即可反向计算出当前的绝缘电阻R的阻值。如图4所示，在绝缘电阻R的阻值较小，则MCU的输出管脚输出高电平时，由检测电容CC1与绝缘电阻R串联构成的综合阻抗上将获得一相对较小的分压，即电压反馈信号的电压值较小，MCU的AD采样管脚通过读取该电压反馈信号的电压值即可反向计算出当前的绝缘电阻R的阻值。综上所述，绝缘电阻R的阻值越大，反馈信号输出端OUT输出的电压反馈信号的电压值越大；绝缘电阻R的阻值越小，反馈信号输出端OUT输出的电压反馈信号的电压值越小。
工作过程2：当MCU的输出管脚输出低电平时，在检测电容CC1两极间存储的电荷将通过放电回路放电，从而使电压反馈信号减小。
如图3和图4所示，上述工作过程1与工作过程2相配合即形成一个完整的工作循环，一个工作循环对应数字量脉冲信号的一个周期T。
虽然本实用新型的绝缘电阻检测电路采用低频脉冲注入的方式，但在采集端却需要以较高的采样速率采集电压反馈信号的电压值，由于每个工作循环下，反馈信号输出端OUT输出的电压反馈信号的最大值即可反应出当前绝缘电阻R的状况，因此，MCU可将采集一个周期内（MCU输出的数字量脉冲信号的周期）采集到的电压反馈信号的最大值作为信号采集的重点指标，也就是MCU根据在一个周期内电压反馈信号的幅值特征即可判定当前电池组侧与整车底盘地间的绝缘电阻R的阻值。
另外，本实用新型的绝缘电阻检测电路还可在检测端A1与电压跟随器UC2的输入端之间电连接一采样电阻RC3；还可在电压跟随器UC2的输出端与反馈信号输出端OUT之间电连接一限流电阻RC4。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。
Claims (5)
1.一种基于低频脉冲注入的绝缘电阻检测电路，其特征在于，包括：
检测信号输入端，用于接收数字量脉冲信号；
基准电压源，用于提供恒定的基准电压；
缓冲器，所述缓冲器的输入端与所述检测信号输入端电连接，所述缓冲器的工作电压输入端接入所述基准电压，使所述缓冲器的输出端输出幅值为所述基准电压的模拟量脉冲信号；
检测电容，所述检测电容的一端为用于与电池组一侧连接的连接端，所述检测电容的另一端作为检测端经匹配电阻与所述缓冲器的输出端电连接，以在所述检测端形成具有交流特征的检测信号；
电压跟随器，所述电压跟随器的输入端与所述检测端电连接；以及，
反馈信号输出端，与所述电压跟随器的输出端电连接，所述反馈信号输出端用于输出电压反馈信号。
2.根据权利要求1所述的绝缘电阻检测电路，其特征在于，所述检测信号输入端经驱动电阻与所述缓冲器的输入端电连接。
3.根据权利要求1所述的绝缘电阻检测电路，其特征在于，所述检测端经采样电阻与所述电压跟随器的输入端电连接。
4.根据权利要求1所述的绝缘电阻检测电路，其特征在于，所述电压跟随器的输出端经限流电阻与所述反馈信号输出端电连接。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的绝缘电阻检测电路，其特征在于，所述检测电容的一端为用于与电池组的负极连接的连接端。
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| CN104635057A (zh) * | 2015-02-11 | 2015-05-20 | 合肥工业大学 | 基于自适应电压补偿和低频注入的电动汽车绝缘检测***及控制方法 |
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| CN107861039A (zh) * | 2017-11-03 | 2018-03-30 | 江苏银基烯碳能源科技有限公司 | 绝缘检测电路 |
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|---|---|---|---|---|
| CN104635057A (zh) * | 2015-02-11 | 2015-05-20 | 合肥工业大学 | 基于自适应电压补偿和低频注入的电动汽车绝缘检测***及控制方法 |
| CN105738701A (zh) * | 2016-01-08 | 2016-07-06 | 深圳市沃特玛电池有限公司 | 一种车体绝缘电阻的测试方法 |
| CN105785129A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-07-20 | 福建万润新能源科技有限公司 | 一种新型电动汽车绝缘检测装置 |
| CN105785129B (zh) * | 2016-05-30 | 2018-10-23 | 福建万润新能源科技有限公司 | 一种电动汽车绝缘检测装置 |
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