测量电阻的不平衡桥电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种不平衡桥电路，特别是涉及一种测量电阻的不平衡桥电路。
【背景技术】
[0002]在直流屏中需要对外部设备的用电绝缘情况进行检查，当绝缘电阻降低时，要发出报警信号。在一般情况下一点(正线或负线)接地并不影响直流系统的运行，但如果不能迅速找到接地故障点并予以修复，又发生另一点接地故障，就有可能引起重大故障的发生。以及危及人身安全。
[0003]传统的检测直流系统绝缘的方法主要采用电桥平衡桥原理如图1，第一电阻R1、第二电阻R2都是平衡电阻，Ul是第一固态继电器。当设备正母线绝缘不良时，等效电路如图2，电流从正母线经过正绝缘电阻R3到大地(或柜壳)，再经过固态继电器下半部分经第二电阻R2到负母线形成通路。因经过固态继电器下半部分有电流通过，固态继电器闭合，发出正绝缘不良报警信号。同样当设备负母线绝缘不良时，等效电路如图3，电流从正母线经第一电阻R1、固态继电器上半部分到大地(或是柜壳)，再经过负绝缘电阻R4到负母线形成通路。因经过固态继电器上半部分有电流通过，固态继电器闭合，发出负绝缘不良报警信号。当正母线和负母线同时有绝缘不良的情况时如图4，当正绝缘电阻R3和负绝缘电阻R4阻值接近时，电流直接从正母线经正绝缘电阻R3、负绝缘电阻R4到负母线，而没有电流从固态继电器通过，这时就无法发出报警信号。
【发明内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种测量电阻的不平衡桥电路，其能够既能在正母线和负母线单独发生绝缘不良时检测出来，又能在正母线和负母线同时有绝缘不良时检测出来，排查故障盲区，提高安全性。
[0005]本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的:一种测量电阻的不平衡桥电路，其特征在于，其包括第一电阻、第二电阻、正绝缘电阻、负绝缘电阻、第一固态继电器、第二固态继电器、单片机，第一电阻与第二电阻串联，第一电阻、第二电阻都与第二固态继电器连接，正绝缘电阻、负绝缘电阻、第二固态继电器都与第一固态继电器连接，第一固态继电器、第二固态继电器都与单片机连接，一个第五电阻、一个第六电阻都与第一电阻并联。
[0006]优选地，所述第一固态继电器与单片机之间设有一个第十电阻、一个第十一电阻。
[0007]优选地，所述第二固态继电器与单片机之间设有一个第十二电阻。
[0008]优选地，所述第一电阻与单片机之间设有一个电压采集芯片。
[0009]本实用新型的积极进步效果在于:本实用新型能够既能在正母线和负母线单独发生绝缘不良时检测出来，又能在正母线和负母线同时有绝缘不良时检测出来，排查故障盲区，提尚安全性。
【附图说明】
[0010]图1为现有电桥平衡桥的电路图。
[0011]图2为现有电桥平衡桥的等效电路(设备正母线绝缘不良)的电路图。
[0012]图3为现有电桥平衡桥的等效电路(设备负母线绝缘不良)的电路图。
[0013]图4为现有电桥平衡桥的等效电路(正母线和负母线同时有绝缘不良的情况时)的电路图。
[0014]图5为本实用新型测量电阻的不平衡桥电路的电路图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。
[0016]如图5所示，本实用新型测量电阻的不平衡桥电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、正绝缘电阻R3、负绝缘电阻R4、第一固态继电器U1、第二固态继电器U2、单片机U3，第一电阻Rl与第二电阻R2串联，第一电阻R1、第二电阻R2都与第二固态继电器U2连接，正绝缘电阻R3、负绝缘电阻R4、第二固态继电器U2都与第一固态继电器Ul连接，第一固态继电器Ul、第二固态继电器U2都与单片机U3连接，一个第五电阻R5、一个第六电阻R6都与第一电阻Rl并联。第一固态继电器Ul与单片机U3之间设有一个第十电阻R10、一个第^ 电阻R11，这样可以进行分压。第二固态继电器U2与单片机U3之间设有一个第十二电阻R12，这样可以进行分压。第一电阻Rl与单片机U3之间设有一个电压采集芯片U4，这样提高测量的精确性。
[0017]以上所述的第一电阻R1、第二电阻R2都是平衡电阻，阻值取R ;正绝缘电阻R3和负绝缘电阻R4都是不平衡电阻，阻值都取R ;第五电阻R5、第六电阻R6是外部绝缘电阻，也是要测量的电阻。单片机的型号可以为STM32F103R8T6。电压采集芯片U4的型号为ADI公司的 AD7798。
[0018]电路工作分两步进行，第一步，单片机控制第一信号K1、第二信号K2工作，第三信号K3不工作，第一固态继电器Ul上半部分和第二固态继电器U2导通，第一固态继电器Ul下半部分不导通，单片机采集各点电压，得到关系式(I):
[0019]V1/(R6//R2) = V/((R1//R3//R5)+(R2//R6))...........................(I)
[0020]其中，Vl是平衡点电压，V是母线电压。
[0021]第二步，单片机控制第一信号K1、第三信号K3工作，第二信号K2不工作，第一固态继电器Ul下半部分和第二固态继电器U2导通，第一固态继电器Ul的上半部分不导通，单片机采集各点电压，得到关系式(2):
[0022]V2/(R6//R2//R4) = V/((R1//R5)+(R2//R4//R6))...........................(2)
[0023]其中V2是平衡点电压，V是母线电压。
[0024]由于V1、V2、V可以通过单片机测量取得，第一电阻Rl的阻值、第二电阻R2的阻值、正绝缘电阻R3的阻值、负绝缘电阻R4的阻值都为R。
[0025]上两式得到一个二元一次方程组，解方程组得关系式(3)和(4):
[0026]R5 = (V1- V2)/(2 x V2 - VI) x R.......................................(3)
[0027]R6 = (V1- V2)/(V + V2 - 2 x VI) x R.................................(4)
[0028]这样不管第五电阻R5、第六电阻R6是否单独存在或同时存在，都不影响检测结果，从而在有平衡接地电阻是也能正确检测出来。本实用新型能够既能在正母线和负母线单独发生绝缘不良时检测出来，又能在正母线和负母线同时有绝缘不良时检测出来，排查故障盲区，提高安全性。
[0029]以上所述的具体实施例，对本实用新型的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种测量电阻的不平衡桥电路，其特征在于，其包括第一电阻、第二电阻、正绝缘电阻、负绝缘电阻、第一固态继电器、第二固态继电器、单片机，第一电阻与第二电阻串联，第一电阻、第二电阻都与第二固态继电器连接，正绝缘电阻、负绝缘电阻、第二固态继电器都与第一固态继电器连接，第一固态继电器、第二固态继电器都与单片机连接，一个第五电阻、一个第六电阻都与第一电阻并联。
2.如权利要求1所述的测量电阻的不平衡桥电路，其特征在于，所述第一固态继电器与单片机之间设有一个第十电阻、一个第十一电阻。
3.如权利要求1所述的测量电阻的不平衡桥电路，其特征在于，所述第二固态继电器与单片机之间设有一个第十二电阻。
4.如权利要求1所述的测量电阻的不平衡桥电路，其特征在于，所述第一电阻与单片机之间设有一个电压采集芯片。
【专利摘要】本实用新型公开了一种测量电阻的不平衡桥电路，其包括第一电阻、第二电阻、正绝缘电阻、负绝缘电阻、第一固态继电器、第二固态继电器、单片机，第一电阻与第二电阻串联，第一电阻、第二电阻都与第二固态继电器连接，正绝缘电阻、负绝缘电阻、第二固态继电器都与第一固态继电器连接，第一固态继电器、第二固态继电器都与单片机连接，一个第五电阻、一个第六电阻都与第一电阻并联。本实用新型能够既能在正母线和负母线单独发生绝缘不良时检测出来，又能在正母线和负母线同时有绝缘不良时检测出来，排查故障盲区，提高安全性。
【IPC分类】G01R31-02, G01R27-08
【公开号】CN204347176
【申请号】CN201520005983
【发明人】杨雪平, 卢亚楠
【申请人】上海青辰电源有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月6日