一种绝缘检测电路及方法与流程

本发明涉及绝缘检测领域，尤其涉及一种绝缘检测电路及方法。

背景技术：

高压电源绝缘阻值的测量直接影响着高压系统的安全工作，当所测量获得的绝缘阻值低于一定安全值时，需要及时断开电路保障安全，若绝缘阻值测量值比实际值偏大，则会导致电路误操作断开电路，不利于电路的稳定工作，若绝缘阻值测量值比实际值偏小，则会导致实际绝缘阻值已低于安全值而未及时发现，带来安全隐患。现有绝缘检测的方法为第一电阻、第一开关、第二电阻、第三电阻、第二开关及第四电阻依次串联，连接在高压电源的两端，第二电阻与第三电阻连接点接地，通过第一开关与第二开关的闭合与断开改变电路的工作状态，测量不同状态下第二电阻及第三电阻不接地一端的电压，根据不同状态下的电压值联立方程组计算绝缘阻值。此方法无法避免高压电源带负载工作时电压的波动，欲获得准确的绝缘阻值需保证多次开关断开闭合之间电压不能波动，但在实际电路中很难实现，因此，测量值很难准确。

本发明提供一种绝缘检测电路及方法，可以有效地避免电压波动对绝缘检测准确性的影响，简单准确地测量出工作状态下高压电源的绝缘阻值，同时，本发明避免了高压电池正极与负极的绝缘阻抗同时变化时，可能出现的无法检测出绝缘阻值的变化地死区问题，保障电路稳定工作、安全可靠。

技术实现要素：

为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种绝缘检测电路及方法，通过简单的电路准确地测量出工作状态下高压电源的绝缘阻值，解决了因高压电源电压随负载波动，造成绝缘检测得出的绝缘阻值与实际值偏差过大的技术问题，也避免了高压电池正极与负极的绝缘阻抗同时变化时，可能出现的无法检测出绝缘阻值的变化地死区问题。

本发明公开了一种绝缘检测电路，包括待检测高压电源、负载，所述负载的第一端与所述待检测高压电源的正极连接，第二端与所述待检测高压电源的负极连接，其特征在于，还包括第一开关s1、第二开关s2、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、第八电阻r8；

所述第一电阻r1的第一端与所述待检测高压电源的正极连接，第二端与所述第一开关s1的第一端连接，所述第一开关s1的第二端与所述第二电阻r2的第一端连接，所述第二电阻r2的第二端与所述第三电阻r3的第一端连接，所述第三电阻r3的第二端与所述第二开关s2的第一端连接，所述第二开关s2的第二端与所述第四电阻r4的第一端连接，所述第四电阻r4的第二端与所述待检测高压电源的负极连接；

所述第五电阻r5的第一端与所述第一电阻r1的第一端及所述待检测高压电源的正极连接，所述第五电阻r5的第二端与所述第六电阻r6的第一端连接，所述第六电阻r6的第二端与所述第七电阻r7的第一端连接，所述第七电阻r7的第二端与所述第八电阻r8的第一端连接，所述第八电阻r8的第二端与所述第四电阻r4的第二端及所述待检测高压电源的负极连接；

所述第二电阻r2的第二端、第三电阻r3的第一端、第六电阻r6的第二端及第七电阻r7的第一端均接地。

优选地，所述第一电阻r1、第四电阻r4、第五电阻r5、第八电阻r8阻值相等。

优选地，所述第二电阻r2、第三电阻r3、第六电阻r6、第七电阻r7阻值相等。

优选地，所述第一电阻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、第八电阻r8阻值均相等。

本发明还公开了一种绝缘检测方法，采用上述绝缘检测电路，检测步骤包括，

步骤1：断开所述第一开关s1与所述第二开关s2，以地为参考点，采集所述第六电阻r6的第一端电压v1和第七电阻r7的第二端电压v2；

步骤2：闭合所述第一开关s1，断开所述第二开关s2，以地为参考点，采集所述第六电阻r6的第一端电压v1_1和第七电阻r7的第二端电压v2_1；

步骤3：根据电压v1、v2、v1_1、v2_1计算所述待检测高压电源的绝缘阻值rp与rn。

本发明还公开了一种绝缘检测方法，采用上述绝缘检测电路，检测步骤包括，

步骤1：断开所述第一开关s1与所述第二开关s2，以地为参考点，采集所述第六电阻r6的第一端电压v1和第七电阻r7的第二端电压v2；

步骤2：断开所述第一开关s1，闭合所述第二开关s2，以地为参考点，采集所述第六电阻r6的第一端电压v1_2和第七电阻r7的第二端电压v2_2；

步骤3：根据电压v1、v2、v1_2、v2_2计算所述待检测高压电源的绝缘阻值rp与rn。

本发明还公开了一种绝缘检测方法，采用上述绝缘检测电路，检测步骤包括，

步骤1：断开所述第一开关s1与所述第二开关s2，以地为参考点，采集所述第六电阻r6的第一端电压v1和第七电阻r7的第二端电压v2；

步骤2：闭合所述第一开关s1与所述第二开关s2，以地为参考点，采集所述第六电阻r6的第一端电压v1_3和第七电阻r7的第二端电压v2_3；

步骤3：根据电压v1、v2、v1_3、v2_3计算所述待检测高压电源的绝缘阻值rp与rn。

本发明还公开了一种绝缘检测方法，采用上述绝缘检测电路，检测步骤包括，

步骤1：闭合所述第一开关s1，断开所述第二开关s2，以地为参考点，采集所述第六电阻r6的第一端电压v1_1和第七电阻r7的第二端电压v2_1；

步骤2：断开所述第一开关s1，闭合所述第二开关s2，以地为参考点，采集所述第六电阻r6的第一端电压v1_2和第七电阻r7的第二端电压v2_2；

步骤3：根据电压v1_1、v2_1、v1_2、v2_2计算所述待检测高压电源的绝缘阻值rp与rn。

本发明还公开了一种绝缘检测方法，采用上述绝缘检测电路，检测步骤包括，

步骤1：闭合所述第一开关s1，断开所述第二开关s2，以地为参考点，采集所述第六电阻r6的第一端电压v1_1和第七电阻r7的第二端电压v2_1；

步骤2：闭合所述第一开关s1与所述第二开关s2，以地为参考点，采集所述第六电阻r6的第一端电压v1_3和第七电阻r7的第二端电压v2_3；

步骤3：根据电压v1_1、v2_1、v1_3、v2_3计算所述待检测高压电源的绝缘阻值rp与rn。

本发明还公开了一种绝缘检测方法，采用上述绝缘检测电路，检测步骤包括，

步骤1：断开所述第一开关s1，闭合所述第二开关s2，以地为参考点，采集所述第六电阻r6的第一端电压v1_2和第七电阻r7的第二端电压v2_2；

步骤2：闭合所述第一开关s1与所述第二开关s2，以地为参考点，采集所述第六电阻r6的第一端电压v1_3和第七电阻r7的第二端电压v2_3；

步骤3：根据电压v1_2、v2_2、v1_3、v2_3计算所述待检测高压电源的绝缘阻值rp与rn。

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.通过电路设计避免了负载电路对绝缘检测的影响，有效地避免电压波动对绝缘检测准确性的影响，通过简单的电路准确地测量出工作状态下高压电源的绝缘阻值；

2.避免了高压电池正极与负极的绝缘阻抗同时变化时，可能出现的无法检测出绝缘阻值的变化地死区问题；

3.减少了开关s1和s2所做的状态，更加简单；

4.保障电路稳定工作、安全可靠。

附图说明

图1为符合本发明一优选实施例的绝缘检测电路的电路结构图。

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。

参阅图1为符合本发明一优选实施例的绝缘检测电路的电路结构图，包括待检测高压电源、负载，负载的第一端与待检测高压电源的正极连接，第二端与待检测高压电源的负极连接，还包括第一开关s1、第二开关s2、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、第八电阻r8。上述8个电阻形成并串联连接，r1与r2串联，r5与r6串联，r1与r2的串联电路与r5与r6的串联电路并联，r3与r4串联，r7与r8串联，r3与r4的串联电路与r7与r8的串联电路并联，两并联电路串联。具体来说，第一电阻r1的第一端与待检测高压电源的正极连接，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的第二端与第二开关s2的第一端连接，第二开关s2的第二端与第四电阻r4的第一端连接，第四电阻r4的第二端与待检测高压电源的负极连接；第五电阻r5的第一端与第一电阻r1的第一端及待检测高压电源的正极连接，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的第二端与第七电阻r7的第一端连接，第七电阻r7的第二端与第八电阻r8的第一端连接，第八电阻r8的第二端与第四电阻r4的第二端及待检测高压电源的负极连接。其中，第二电阻r2的第二端、第三电阻r3的第一端、第六电阻r6的第二端及第七电阻r7的第一端均接地。图1中rp与rn为高压电源的等效绝缘电阻，rp为正向绝缘电阻，rn为负向绝缘电阻，并非真实的电阻，电路设计时两电阻并不真实存在，而在计算过程中高压电源可等效为理想状态的电源与rp及rn构成，因此计算中须考虑两电阻的存在，此时高压电源为理想电源。通过第一开关s1与第二开关s2的断开与闭合，每两种状态测量的第六电阻r6的第一端电压v1和第七电阻r7的第二端电压v2列电路方程组，从而计算获得rp及rn，如断开s1与s2，获得一组测量值，断开s1，闭合s2，获得另一组测量值，根据两种状态下电路图与测量值建立方程，联立方程组即可计算出rp及rn，两种状态可以为非连续，不用考虑电压波动带来的影响。

通过此种电路设计，调整了采集点，在计算过程中，负载电路中的电路参数被约去，因此避免了负载电路导致的电压波动对绝缘电阻计算的影响，可以准确地测量出工作状态下高压电源的绝缘阻值，从而解决了因高压电源电压随负载波动，造成绝缘检测得出的绝缘阻值与实际值偏差过大的技术问题，保障电路不会误动作或不动作，保障电路安全稳定工作；同时，避免了高压电池正极与负极的绝缘阻抗同时变化时，可能出现的无法检测出绝缘阻值的变化地死区问题，还减少了开关s1和s2所做的状态，更加简单可靠。

继续参阅图1，第一电阻r1、第四电阻r4、第五电阻r5、第八电阻r8阻值相等，通过使对应位置的电阻阻值相等可简化方程组与计算公式，易于计算rp与rn。

继续参阅图1，第二电阻r2、第三电阻r3、第六电阻r6、第七电阻r7阻值相等，通过使对应位置的电阻阻值相等可简化方程组与计算公式，易于计算rp与rn。

继续参阅图1，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、第八电阻r8阻值均相等，通过使所有电阻阻值均相等，可最大程度上简化计算公式，计算更加简便。

继续参阅图1，一种绝缘检测方法，采用上述绝缘检测电路，检测步骤包括，

步骤1：断开所述第一开关s1与所述第二开关s2，以地为参考点，采集所述第六电阻r6的第一端电压v1和第七电阻r7的第二端电压v2；

步骤2：闭合所述第一开关s1，断开所述第二开关s2，以地为参考点，采集所述第六电阻r6的第一端电压v1_1和第七电阻r7的第二端电压v2_1；

步骤3：根据电压v1、v2、v1_1、v2_1计算所述待检测高压电源的绝缘阻值rp与rn。

此时两种状态下计算绝缘阻值rp与rn的方程组为：

为简化计算，可取第一电阻r1、第四电阻r4、第五电阻r5、第八电阻r8阻值相等，第二电阻r2、第三电阻r3、第六电阻r6、第七电阻r7阻值相等，此时rp与rn的计算公式为：

其中，rs＝r1+r2＝r3+r4＝r5+r6＝r7+r8；r1＝r4＝r5＝r8；r2＝r3＝r6＝r7。

继续参阅图1，一种绝缘检测方法，采用上述绝缘检测电路，检测步骤包括，

步骤1：断开所述第一开关s1与所述第二开关s2，以地为参考点，采集所述第六电阻r6的第一端电压v1和第七电阻r7的第二端电压v2；

步骤2：断开所述第一开关s1，闭合所述第二开关s2，以地为参考点，采集所述第六电阻r6的第一端电压v1_2和第七电阻r7的第二端电压v2_2；

步骤3：根据电压v1、v2、v1_2、v2_2计算所述待检测高压电源的绝缘阻值rp与rn。

此时两种状态下计算绝缘阻值rp与rn的方程组为：

为简化计算，可取第一电阻r1、第四电阻r4、第五电阻r5、第八电阻r8阻值相等，第二电阻r2、第三电阻r3、第六电阻r6、第七电阻r7阻值相等，此时rp与rn的计算公式为：

其中，rs＝r1+r2＝r3+r4＝r5+r6＝r7+r8；r1＝r4＝r5＝r8；r2＝r3＝r6＝r7。

继续参阅图1，一种绝缘检测方法，采用上述绝缘检测电路，检测步骤包括，

步骤1：断开所述第一开关s1与所述第二开关s2，以地为参考点，采集所述第六电阻r6的第一端电压v1和第七电阻r7的第二端电压v2；

步骤2：闭合所述第一开关s1与所述第二开关s2，以地为参考点，采集所述第六电阻r6的第一端电压v1_3和第七电阻r7的第二端电压v2_3；

步骤3：根据电压v1、v2、v1_3、v2_3计算所述待检测高压电源的绝缘阻值rp与rn。

此时两种状态下计算绝缘阻值rp与rn的方程组为：

为简化计算，可取第一电阻r1、第四电阻r4、第五电阻r5、第八电阻r8阻值相等，第二电阻r2、第三电阻r3、第六电阻r6、第七电阻r7阻值相等，此时rp与rn的计算公式为：

其中，rs＝r1+r2＝r3+r4＝r5+r6＝r7+r8；r1＝r4＝r5＝r8；r2＝r3＝r6＝r7。

继续参阅图1，一种绝缘检测方法，采用上述绝缘检测电路，检测步骤包括，

步骤1：闭合所述第一开关s1，断开所述第二开关s2，以地为参考点，采集所述第六电阻r6的第一端电压v1_1和第七电阻r7的第二端电压v2_1；

步骤2：断开所述第一开关s1，闭合所述第二开关s2，以地为参考点，采集所述第六电阻r6的第一端电压v1_2和第七电阻r7的第二端电压v2_2；

步骤3：根据电压v1_1、v2_1、v1_2、v2_2计算所述待检测高压电源的绝缘阻值rp与rn。

此时两种状态下计算绝缘阻值rp与rn的方程组为：

为简化计算，可取第一电阻r1、第四电阻r4、第五电阻r5、第八电阻r8阻值相等，第二电阻r2、第三电阻r3、第六电阻r6、第七电阻r7阻值相等，此时rp与rn的计算公式为：

其中，rs＝r1+r2＝r3+r4＝r5+r6＝r7+r8；r1＝r4＝r5＝r8；r2＝r3＝r6＝r7。

继续参阅图1，一种绝缘检测方法，采用上述绝缘检测电路，检测步骤包括，

步骤1：闭合所述第一开关s1，断开所述第二开关s2，以地为参考点，采集所述第六电阻r6的第一端电压v1_1和第七电阻r7的第二端电压v2_1；

步骤2：闭合所述第一开关s1与所述第二开关s2，以地为参考点，采集所述第六电阻r6的第一端电压v1_3和第七电阻r7的第二端电压v2_3；

步骤3：根据电压v1_1、v2_1、v1_3、v2_3计算所述待检测高压电源的绝缘阻值rp与rn。

此时两种状态下计算绝缘阻值rp与rn的方程组为：

为简化计算，可取第一电阻r1、第四电阻r4、第五电阻r5、第八电阻r8阻值相等，第二电阻r2、第三电阻r3、第六电阻r6、第七电阻r7阻值相等，此时rp与rn的计算公式为：

其中，rs＝r1+r2＝r3+r4＝r5+r6＝r7+r8；r1＝r4＝r5＝r8；r2＝r3＝r6＝r7。

继续参阅图1，一种绝缘检测方法，采用上述绝缘检测电路，检测步骤包括，

步骤1：断开所述第一开关s1，闭合所述第二开关s2，以地为参考点，采集所述第六电阻r6的第一端电压v1_2和第七电阻r7的第二端电压v2_2；

步骤2：闭合所述第一开关s1与所述第二开关s2，以地为参考点，采集所述第六电阻r6的第一端电压v1_3和第七电阻r7的第二端电压v2_3；

步骤3：根据电压v1_2、v2_2、v1_3、v2_3计算所述待检测高压电源的绝缘阻值rp与rn。

此时两种状态下计算绝缘阻值rp与rn的方程组为：

为简化计算，可取第一电阻r1、第四电阻r4、第五电阻r5、第八电阻r8阻值相等，第二电阻r2、第三电阻r3、第六电阻r6、第七电阻r7阻值相等，此时rp与rn的计算公式为：

其中，rs＝r1+r2＝r3+r4＝r5+r6＝r7+r8；r1＝r4＝r5＝r8；r2＝r3＝r6＝r7。

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。