CN206301000U - 一种具有自诊断功能的绝缘电阻检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有自诊断功能的绝缘电阻检测电路，包括：稳压驱动单元、检测电容、第一校正电阻、第一开关、第二开关、电压采集模块及微处理单元。所述微处理单元的第一输出端与所述稳压驱动单元的输入端相连，所述微处理单元的第一输入端与所述电压采集模块的输出端相连。所述检测电容的一端分别与所述稳压驱动单元的输出端和所述电压采集模块的输入端相连，所述检测电容的另一端分别与所述第一开关的输入端和所述第二开关的输入端相连。所述第一校正电阻的一端与所述第一开关的输出端相连，所述第一校正电阻的另一端与整车地相连，所述第二开关的输出端作为绝缘电阻检测端。本实用新型能提高整车绝缘电阻检测的准确性。

Description

一种具有自诊断功能的绝缘电阻检测电路

技术领域

本实用新型涉及汽车绝缘电阻检测领域，尤其涉及一种具有自诊断功能的绝缘电阻检测电路。

背景技术

电动汽车已经日益成为人类汽车技术发展的重要方向，整车的安全主要体现在高压安全，那么整个高压安全中，绝缘电阻这一指标就体现了整车高压的安全性，高压防护是否合理就关系到了整车驾乘人员的安全性了。现有的绝缘电阻检测方案主要包括了分压桥式的绝缘电阻检测方案和低频脉冲注入法两种检测方式，其中分压桥式绝缘电阻检测电路是必须要依赖于整个高压回路是接通的状态才可进行绝缘电阻检测，而低频脉冲注入法的绝缘电阻检测方式，则没有高压回路必须接通的限制。故常选用低频脉冲注入法，但该方法检测信号容易受到外界信号的影响，常无法确定检测结果是否准确。

实用新型内容

本实用新型提供一种具有自诊断功能的绝缘电阻检测电路，解决现有采用低频注入法检测整车绝缘电阻时，无法判断检测的结果是否准确的问题，提高整车绝缘电阻检测的准确性。

为实现以上目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种具有自诊断功能的绝缘电阻检测电路，包括：稳压驱动单元、检测电容、第一校正电阻、第一开关、第二开关、电压采集模块及微处理单元；

所述微处理单元的第一输出端与所述稳压驱动单元的输入端相连，所述微处理单元的第一输入端与所述电压采集模块的输出端相连；

所述检测电容的一端分别与所述稳压驱动单元的输出端和所述电压采集模块的输入端相连，所述检测电容的另一端分别与所述第一开关的输入端和所述第二开关的输入端相连；

所述第一校正电阻的一端与所述第一开关的输出端相连，所述第一校正电阻的另一端与整车地相连；

所述第二开关的输出端作为绝缘电阻检测端；

所述微处理单元的第一输出端输出持续低频脉冲信号，在第一开关闭合且第二开关断开的设定时间内，所述微处理单元根据所述微处理单元的第一输入端的电平信号拟合第一电压曲线，并根据所述第一电压曲线与第一设定曲线比较得到第一平均电压差值，如果所述第一平均电压差值小于设定阈值，则上报检测电路正常信息，否则上报检测电路异常信息。

优选的，还包括第二校正电阻和第三开关；

所述第二校正电阻的一端与所述第三开关的输出端相连，所述第二校正电阻的另一端与整车地相连，所述第三开关的输入端与所述检测电容的另一端相连；

在所述第三开关闭合，且所述第一开关和所述第二开关断开的设定时间内，所述微处理单元根据所述微处理单元的第一输入端的电平信号拟合第二电压曲线，并根据所述第二电压曲线与第二设定曲线比较得到第二平均电压差值，如果所述第二平均电压差值小于所述设定阈值，则所述微处理单元上报检测电路正常信息，否则上报检测电路异常信息。

优选的，所述第二校正电阻大于所述第一校正电组，所述第二校正电阻为100～200MΩ，所述第一校正电阻为100～200KΩ。

优选的，所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关为常开开关。

优选的，所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关为继电器；

所述第一开关的控制端与所述微处理单元的第二输出端相连，所述第二开关的控制端与所述微处理单元的第三输出端相连，所述第三开关的控制端与所述微处理单元的第四输出端相连。

优选的，所述电压采集模块包括：电压跟随器、AD转换模块、采样电阻和限流电阻；

所述电压跟随器的输入端与所述采样电阻的一端相连，所述采样电阻的另一端作为所述电压采集模块的输入端，所述电压跟随器的输出端与所述限流电阻的一端相连，所述限流电阻的另一端与所述AD转换模块的输入端相连，所述AD转换模块的输出端作为所述电压采集模块的输出端。

优选的，所述微处理单元包括PWM信号生成模块，所述PWM信号生成模块通过所述微处理单元的第一输出端输出PWM信号，所述PWM信号的高电平为5V，低电平信号为0V。

优选的，所述稳压驱动单元包括：缓冲器、驱动电阻和匹配电阻；

所述缓冲器的输入端与所述驱动电阻的一端相连，所述缓冲器的输出端与所述匹配电阻的一端相连；

所述驱动电阻的另一端作为所述稳压驱动单元的输入端，所述匹配电阻的另一端作为所述稳压驱动单元的输出端。

优选的，所述微处理单元为单片机。

本实用新型提供一种具有自诊断功能的绝缘电阻检测电路，通过对校正电阻检测得到的电压曲线与设定电压曲线相比较，来判断该检测电路的检测结果是否准确。解决了现有采用低频注入法检测整车绝缘电阻时，无法判断检测的结果是否准确的问题，提高整车绝缘电阻检测的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1：是本实用新型提供的一种具有自诊断功能的绝缘电阻检测电路示意图。

附图标记

1 稳压驱动单元

2 电压采集单元

3 绝缘电阻检测端

CC1 检测电容

UC1 缓冲器

RC1 驱动电阻

RC2 匹配电阻

RC3 采样电阻

RC4 限流电阻

R01 第一电阻

R02 第二电阻

K1 第一开关

K2 第三开关

K3 第二开关

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型实施例作进一步的详细说明。

针对当前电动汽车的绝缘电阻的检测，采用低频脉冲注入法检测易受到外界信号的影响，常无法确定检测结果是否准确。本实用新型提供一种具有自诊断功能的绝缘电阻检测电路，通过对校正电阻检测得到的电压曲线与设定电压曲线相比较，来判断该检测电路的检测结果是否准确。解决了现有采用低频注入法检测整车绝缘电阻时，无法判断检测的结果是否准确的问题，提高整车绝缘电阻检测的准确性。

如图1所示，为本实用新型提供的一种具有自诊断功能的绝缘电阻检测电路示意图。该电路包括：稳压驱动单元1、检测电容CC1、第一校正电阻R01、第一开关K1、第二开关K3、电压采集模块2及微处理单元。所述微处理单元的第一输出端与稳压驱动单元1的输入端相连，所述微处理单元的第一输入端与电压采集模块2的输出端相连。检测电容CC1的一端分别与稳压驱动单元1的输出端和电压采集模块2的输入端相连，检测电容CC1的另一端分别与第一开关K1的输入端和第二开关K3的输入端相连。第一校正电阻R01的一端与第一开关K1的输出端相连，第一校正电阻R01的另一端与整车地相连。第二开关K3的输出端作为绝缘电阻检测端3。所述微处理单元的第一输出端输出持续低频脉冲信号，在第一开关闭合且第二开关断开的设定时间内，所述微处理单元根据所述微处理单元的第一输入端的电平信号拟合第一电压曲线，并根据所述第一电压曲线与第一设定曲线比较得到第一平均电压差值，如果所述第一平均电压差值小于设定阈值，则上报检测电路正常信息，否则上报检测电路异常信息。

具体地，，当所述微处理单元的第一输出端为高电平时，由检测电容CC1与绝缘电阻或第一校正电阻串联构成的综合阻抗上将获得相应的分压，所述微处理单元通过电压采集模块获取该分压的电平信号，该电平信号随所述微处理单元的第一输出端的电压值变大。同理，当所述微处理单元的输出端为低电平时，在检测电容CC1两极间存储的电荷将通过放电回路放电，从而使电压电通过电压采集模块传送给所述微处理单元的第一输入端，此时分压的电平信号会逐渐减小。在一定时间内，所述微处理单元采集到的电压曲线与预设的第一电压曲线比较，第一电压曲线与第一校正电阻相对应，可通过实验获取，进而判断该电路的检测结果是否准确。

进一步，还包括：第二校正电阻R02和第三开关K2。第二校正电阻R02的一端与第三开关K2的输出端相连，第二校正电阻R02的另一端与整车地相连，第三开关K2的输入端与检测电容CC1的另一端相连。在第三开关K2闭合，且第一开关K1和第二开关K3断开的设定时间内，所述微处理单元根据所述微处理单元的第一输入端的电平信号拟合第二电压曲线，并根据所述第二电压曲线与第二设定曲线比较得到第二平均电压差值，如果所述第二平均电压差值小于所述设定阈值，则上报检测电路正常信息，否则上报检测电路异常信息。

为了能够对不同车型进行绝缘电阻检测，常设置所述第二校正电阻R02大于所述第一校正电R01，在实际应用中，第二校正电阻R02常采用100～200MΩ范围的电阻，第一校正电阻R01常采用100～200KΩ范围的电阻。以使该电路能对一定范围的绝缘电阻进行准确检测。

进一步，第一开关K1、第二开关K3和第三开关K2为常开开关。

更进一步，第一开关K1、第二开关K3和第三开关K2为继电器。第一开关K1的控制端与所述微处理单元的第二输出端相连，第二开关K2的控制端与所述微处理单元的第三输出端相连，第三开关K3的控制端与所述微处理单元的第四输出端相连。

所述电压采集模块2包括：电压跟随器UC2、AD转换模块、采样电阻RC3和限流电阻RC4。电压跟随器UC2的输入端与采样电阻RC3的一端相连，采样电阻RC3的另一端作为所述电压采集模块2的输入端，电压跟随器UC2的输出端与限流电阻RC4的一端相连，限流电阻RC4的另一端与所述AD转换模块的输入端相连，所述AD转换模块的输出端作为所述电压采集模块2的输出端。

在实际应用中，常使用一定占空比的PWM信号作为低频脉冲信号。所述微处理单元包括PWM信号生成模块，所述PWM信号生成模块通过所述微处理单元的第一输出端输出PWM信号，所述PWM信号的高电平为5V，低电平信号为0V。

所述稳压驱动单元1包括：缓冲器UC1、驱动电阻RC1和匹配电阻RC2。所述缓冲器UC1的输入端与驱动电阻RC1的一端相连，缓冲器UC1的输出端与匹配电阻RC2的一端相连。驱动电阻RC1的另一端作为稳压驱动单元1的输入端，匹配电阻RC2的另一端作为稳压驱动单元1的输出端。

具体地，所述缓冲器UC1用于接收低频数字量脉冲信号，并满量程地输出幅值为基准电压的模拟量脉冲信号，电路的一端与所述微处理单元的输出端连接，另一端作为检测端经匹配电阻RC1与缓冲器UC1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。需要说明的是，缓冲器UC1相应的接线端还与电源VCC和接地GND相连，也可引入滤波电容和二极管确保输入和输出的信号无干扰波影响。

需要说明的是，所述微处理单元可采用为单片机实现。

可见，本实用新型提供一种具有自诊断功能的绝缘电阻检测电路，通过对校正电阻检测得到的电压曲线与设定电压曲线相比较，来判断该检测电路的检测结果是否准确。解决了现有采用低频注入法检测整车绝缘电阻时，无法判断检测的结果是否准确的问题，提高整车绝缘电阻检测的准确性。

以上依据图示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 (9)

1.一种具有自诊断功能的绝缘电阻检测电路，其特征在于，包括：稳压驱动单元、检测电容、第一校正电阻、第一开关、第二开关、电压采集模块及微处理单元；

所述微处理单元的第一输出端与所述稳压驱动单元的输入端相连，所述微处理单元的第一输入端与所述电压采集模块的输出端相连；

所述检测电容的一端分别与所述稳压驱动单元的输出端和所述电压采集模块的输入端相连，所述检测电容的另一端分别与所述第一开关的输入端和所述第二开关的输入端相连；

所述第一校正电阻的一端与所述第一开关的输出端相连，所述第一校正电阻的另一端与整车地相连；

所述第二开关的输出端作为绝缘电阻检测端；

所述微处理单元的第一输出端输出持续低频脉冲信号，在第一开关闭合且第二开关断开的设定时间内，所述微处理单元根据所述微处理单元的第一输入端的电平信号拟合第一电压曲线，并根据所述第一电压曲线与第一设定曲线比较得到第一平均电压差值，如果所述第一平均电压差值小于设定阈值，则上报检测电路正常信息，否则上报检测电路异常信息。

2.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，还包括第二校正电阻和第三开关；

所述第二校正电阻的一端与所述第三开关的输出端相连，所述第二校正电阻的另一端与整车地相连，所述第三开关的输入端与所述检测电容的另一端相连；

在所述第三开关闭合，且所述第一开关和所述第二开关断开的设定时间内，所述微处理单元根据所述微处理单元的第一输入端的电平信号拟合第二电压曲线，并根据所述第二电压曲线与第二设定曲线比较得到第二平均电压差值，如果所述第二平均电压差值小于所述设定阈值，则上报检测电路正常信息，否则上报检测电路异常信息。

3.根据权利要求2所述的检测电路，其特征在于，所述第二校正电阻大于所述第一校正电组，所述第二校正电阻为100～200MΩ，所述第一校正电阻为100～200KΩ。

4.根据权利要求3所述的检测电路，其特征在于，所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关为常开开关。

5.根据权利要求4所述的检测电路，其特征在于，所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关为继电器；

所述第一开关的控制端与所述微处理单元的第二输出端相连，所述第二开关的控制端与所述微处理单元的第三输出端相连，所述第三开关的控制端与所述微处理单元的第四输出端相连。

6.根据权利要求5所述的检测电路，其特征在于，所述电压采集模块包括：电压跟随器、AD转换模块、采样电阻和限流电阻；

所述电压跟随器的输入端与所述采样电阻的一端相连，所述采样电阻的另一端作为所述电压采集模块的输入端，所述电压跟随器的输出端与所述限流电阻的一端相连，所述限流电阻的另一端与所述AD转换模块的输入端相连，所述AD转换模块的输出端作为所述电压采集模块的输出端。

7.根据权利要求6所述的检测电路，其特征在于，所述微处理单元包括PWM信号生成模块，所述PWM信号生成模块通过所述微处理单元的第一输出端输出PWM信号，所述PWM信号的高电平为5V，低电平信号为0V。

8.根据权利要求7所述的检测电路，其特征在于，所述稳压驱动单元包括：缓冲器、驱动电阻和匹配电阻；

所述缓冲器的输入端与所述驱动电阻的一端相连，所述缓冲器的输出端与所述匹配电阻的一端相连；

所述驱动电阻的另一端作为所述稳压驱动单元的输入端，所述匹配电阻的另一端作为所述稳压驱动单元的输出端。

9.根据权利要求1至8任一项所述的检测电路，其特征在于，所述微处理单元为单片机。