【技术领域】
本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种绝缘检测电路。
背景技术：
随着电动汽车的不断发展，电动汽车的绝缘性能也越来越受到重视。目前通常使用高频注入法来检测整车的绝缘电阻(电池组负极与车身之间的电阻)。高频注入法是将高频交流信号注入到电气系统中，再通过计算其幅值或相位来推算绝缘电阻值。然而，由于向直流系统注入交流信号，实际上是给直流系统引入了一个干扰源，影响直流系统的正常工作且电路复杂、成本高、稳定性较差，此外，因受分布电容的影响检测精度较低。
鉴于此，实有必要提供一种新的绝缘检测电路以克服上述缺陷。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种基于低频脉冲信号注入的绝缘检测电路，所述绝缘检测电路结构简单且检测精度较高。
为了实现上述目的，本发明提供一种绝缘检测电路，包括控制单元、缓冲单元、开关单元及绝缘检测单元；所述控制单元用于输出低频数字脉冲信号至所述缓冲单元；所述缓冲单元连接于所述控制单元与所述开关单元之间，用于将所述数字脉冲信号转化为模拟脉冲信号；所述开关单元连接于所述缓冲单元与所述绝缘检测单元之间并与所述控制单元相连；所述控制单元还用于发出控制信号以控制所述开关单元的断开与导通状态；当所述开关单元处于导通状态时，所述绝缘检测单元用于依据所述模拟脉冲信号产生交流信号并输出至所述控制单元；所述控制单元还用于依据所述交流信号的峰值及周期计算出绝缘电阻的阻值。
本发明所提供的绝缘检测电路，通过控制单元输出低频的数字脉冲信号，缓冲单元用于将数字脉冲信号转化成模拟脉冲信号以实现信号驱动，所述绝缘检测单元依据模拟脉冲信号产生交流信号并输出至控制单元，控制单元通过对交流信号计算而得出绝缘电阻以实现对整车绝缘性能的检测，避免了向直流系统注入高频交流信号而带来的干扰，具有电路结构简单且精度较高的优点。
【附图说明】
图1为本发明实施例中提供的绝缘检测电路的功能模块图。
图2为本发明实施例中提供的绝缘检测电路的电路原理图。
【具体实施方式】
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人士在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
当一个元件被认为与另一个元件“相连”时，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人士通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，其为本发明提供的绝缘检测电路100的功能模块图。所述绝缘检测电路100包括控制单元10、缓冲单元20、开关单元30、绝缘检测单元40、电压跟随单元50以及滤波单元60。在本实施方式中，所述绝缘检测电路100用于检测电动汽车的绝缘性能。
所述控制单元10用于输出低频数字脉冲信号至所述缓冲单元20。在本实施方式中，所述数字脉冲信号由高低电平交替组成。其中，高电平即为1，低电平即为0。所述控制单元10为mcu(microcontrollerunit，微控制单元)。可以理解，低频的概念为小于100hz。
所述缓冲单元20连接于所述控制单元10与所述开关单元30之间。所述缓冲单元20用于将所述数字脉冲信号转化为模拟脉冲信号。具体地，当数字脉冲信号为高电平(即为1)时，所述缓冲单元20将输出电压值为基准电压的电压信号；当数字脉冲信号为低电平(即为0)时，所述缓冲单元20将输出电压值为0的电压信号，因此，所述缓冲单元20可以输出幅值为基准电压的模拟脉冲信号，亦即，所述缓冲单元20用于输出方波。可以理解，所述绝缘检测电路100包括一基准电压源用于输出基准电压。在本实施方式中，所述基准电压为5v的直流电压。此外，本发明中的缓冲单元20还可以提高信号驱动能力(注：控制单元10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)。
所述开关单元30连接于所述缓冲单元20与所述绝缘检测单元40之间并与所述控制单元10相连。所述控制单元10还用于发出控制信号以控制所述开关单元30的断开与导通状态。当所述开关单元30处于导通状态时，所述绝缘检测单元40用于依据所述缓冲单元20输出的模拟脉冲信号而产生交流信号并输出至所述控制单元10；当所述开关单元20处于断开状态时，所述绝缘检测单元40将停止接收所述缓冲单元20输出的模拟脉冲信号，进而停止产生交流信号，所述缓冲单元20输出的模拟脉冲信号直接通过所述电压跟随单元50及滤波单元60输出至所述控制单元10。在本实施方式中，所述绝缘检测单元40产生的交流信号为正弦波。可以理解，所述绝缘检测单元40依据绝缘电阻的阻值产生不同幅值的交流信号。
所述电压跟随单元50的一端连接于所述缓冲单元20与所述开关单元30之间，且另一端通过所述滤波单元60与所述控制单元10相连。所述电压跟随单元50用于对所述交流信号进行缓冲并经滤波后输出至所述控制单元10以实现与所述控制单元10的阻抗匹配，进而增强了所述交流信号的抗干扰性，提高了绝缘电阻的检测精度。其中，所述滤波单元60用于对所述交流信号进行滤波。所述控制单元10还用于依据所述交流信号的峰值及周期计算出绝缘电阻的阻值。可以理解，在其他实施方式中，所述电压跟随单元50及所述滤波单元60可以同时省略，或者只省略其中一个。所述绝缘检测单元40可以将产生的交流信号直接输出至所述控制单元10。
请再参阅图2，其为本发明提供的绝缘检测电路100的电路原理图。所述控制单元10包括输出端子11、控制端子12以及收入端子13。
所述缓冲单元20包括第一运算放大器op1、第一电阻r1、第二电阻r2以及第三电阻r3。所述第一运算放大器op1的同相输入端通过所述第一电阻r1与所述输出端子11相连；所述第一运算放大器op1的反相输入端通过所述第二电阻r2与基准电压源相连，进一步地，所述第一运算放大器op1的反相输入端还通过所述第三电阻r3接地；所述第一运算放大器op1的输出端与所述开关单元20相连。
所述开关单元30包括第一电子开关q1及第四电阻r4。所述第一电子开关q1的第一端与所述第一运算放大器op1的输出端相连，所述第一电子开关q1的第二端与所述绝缘检测单元40相连，所述第一电子开关q1的第三端通过所述第四电阻r4与所述控制端子12相连。在本实施方式中，所述第一电子开关q1的第一端、第二端及第三端分别对应mos场效应管的源极、漏极与栅极。
所述绝缘检测单元40包括第五电阻r5、第一电容c1及电池负极bat-。所述第一电容c1的一端通过所述第五电阻r5与所述第一电子开关q1的第二端相连，所述第一电容c1的另一端与所述电池负极bat-相连。需要说明的是，整车的绝缘性能可以通过电池对车底盘地间的绝缘电阻来体现，因此，当整车的绝缘性能发生变化时，电池负极bat-对地的电阻会发生变化，进而影响第五电阻r5与第一电容c1组成的rc震荡电路的反应时间。
所述电压跟随单元50包括第二运算放大器op2及第六电阻r6。所述第二运算放大器op2的同相输入端通过所述第六电阻r6与所述第一电子开关q1的第一端相连；所述第二运算放大器op2的反相输入端与所述第二运算放大器op2的输出端相连；所述第二运算放大器op2的输出端还与所述滤波单元相连。
所述滤波单元60包括第七电阻r7、第二电容c2及稳压管d。所述第二运算放大器op2的输出端通过所述第七电阻r7与所述输入端子13相连。所述第二电容c2的第一端通过所述第七电阻r7与所述第二运算放大器op2的输出端相连，所述第二电容c2的第二端接地。所述稳压管d的阴极连接于所述第七电阻r7与所述第二电容c2之间，所述稳压管d的阳极接地。其中，所述第六电阻r6为采样电阻，所述第七电阻r7为限流电阻。
进一步地，所述开关单元还包括第二电子开关q2、第八电阻r8、第九电阻r9及第十电阻r10。所述第二电子开关q2的第一端通过所述第八电阻r8与所述控制端子12相连，所述第二电子开关q2的第二端接地，所述第二电子开关q2的第三端通过所述第九电阻r9与所述基准电压源相连，进一步地，所述第二电子开关q2的第一端还通过所述第10电阻与所述第二电子开关q2的第二端相连，所述第二电子开关q2的第三端还通过所述第四电阻r4与所述第一电子开关q1的第三端相连。在本实施方式中，所述第二电子开关q2的第一端、第二端及第三端分别对应三极管的基极、发射极与集电极。
所述绝缘检测电路100的工作原理如下：
所述控制单元10发出数字脉冲信号并经过所述第一运算放大器op1后生成模拟脉冲信号，并发出控制信号控制所述第二电子开关q2及所述第一电子开关q1导通，当所述模拟脉冲信号位于高电压(5v)时，所述第一电容c1充电，当模拟脉冲信号位于低电压(0v)时，所述第一电容c1放电，此时，电池负极bat-对地的绝缘电阻会影响所述第一电容c1的充放电时间，进而在所述模拟脉冲信号的同一周期内，第一电容c1的充电电压的最大值不同，例如，当绝缘电阻减小时，第一电容c1的充电时间会变快，因此，模拟脉冲的高电压时间内，第一电容c1的充电电压的幅值会升高。接着，第一电容c1产生的电压通过第二运算放大器op2再经过滤波后输出到控制单元10，控制单元10依据接收到的电压周期及幅值计算出当前的绝缘电阻值。
本发明所提供的绝缘检测电路100，通过控制单元10输出低频(小于100hz)的数字脉冲信号，所述缓冲单元20用于将所述数字脉冲信号转化成模拟脉冲信号提高了信号的驱动能力。接着，绝缘检测单元40依据模拟脉冲信号产生交流信号并输出至控制单元10，控制单元10通过对交流信号计算而得出绝缘电阻来实现对整车绝缘性能的检测，避免了由向直流系统注入交流信号而带来的干扰，具有电路结构简单且精度较高的优点。
本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。