絕緣檢測電路及其方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種絕緣檢測電路及其方法，適用于檢測一載具的一高壓電源與一低壓電源之間的絕緣狀態(tài)，絕緣檢測電路包括一第一儲能單元、一第二儲能單元、一定電流單元與一檢測單元；第一儲能單元耦接高壓電源；第二儲能單元耦接第一儲能單元與低壓電源之間；定電流單元耦接第一儲能單元與第二儲能單元之間，并提供一定電流對第二儲能單元充放電；檢測單元耦接第二儲能單元，檢測流經(jīng)第二儲能單元的電流變化；其中檢測單元于檢測出流經(jīng)第二儲能單元的電流小于一默認值時，則輸出代表絕緣狀態(tài)異常的一檢測信號。本發(fā)明通過定電流單元提供一穩(wěn)定的定電流給第二儲能單元充放電，檢測單元可以精確檢測到載具的高壓電源與低壓電源之間的絕緣被破壞。
【專利說明】絕緣檢測電路及其方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種絕緣檢測電路及其方法，特別涉及一種用于載具的高壓電源與低壓電源之間的絕緣檢測電路及其方法。
【背景技術】
[0002]交通運輸載具隨著科技的進步，來提供例如照明燈光、電動窗、數(shù)字影音、導航系統(tǒng)或恒溫空調等多元化的電氣設備。這些電氣設備通過電池、發(fā)電機或高電壓至低電壓轉換器的電力供給來運作。當然，載具的高壓電源與低壓電源之間需具有良好的絕緣，借助人們可以安全地使用多元化的電氣設備。
[0003]然而，載具的發(fā)展以朝向綠能產(chǎn)業(yè)的油電混合車或電動車輛，而電動車通過例如高電壓的電池、高電壓至低電壓轉換器等驅動串聯(lián)可輸出大約60至600伏特的高電壓，而超過60伏特臨限值的高電壓被認為是對人類有害的。
[0004]當載具的高壓電源與低壓電源之間的絕緣被破壞時，電流可能會泄漏至載具的底盤或殼體，因此載具的底盤或殼體可能存在危害人體安全的電荷。如當使用者接觸載具的底盤或殼體的任一部位時，則可能發(fā)生危害人體安全的電擊傷害。
[0005]舉例而言，當車輛承受強烈震動，使絕緣體造成機械性磨損或破裂，例如車輛的高壓纜線的絕緣體破損，借助高壓電源的電流泄漏至車輛殼體。為能警告車輛使用者、駕駛及乘客上述絕緣被破壞產(chǎn)生漏電，因此在車輛上必須要裝設絕緣檢測電路，以檢測可能會發(fā)生的絕緣被破壞的狀態(tài)。
[0006]由此可知，載具的高壓電源與低壓電源之間的絕緣狀態(tài)是一個必須被檢測出的重要問題，以保證任何與載具產(chǎn)生接觸的人的安全性。因此，如何加強絕緣檢測電路運作時的精確性，是目前值得探討的課題。

【發(fā)明內容】

[0007]有鑒于此，本發(fā)明提供一種絕緣檢測電路，通過定電流單元提供一穩(wěn)定的定電流給第二儲能單元充放電，當?shù)诙δ軉卧碾娏餍∮谝荒J值時，檢測單元可以精確檢測到載具的高壓電源與低壓電源之間的絕緣被破壞。如此一來，本發(fā)明提高絕緣檢測電路使用的便利性。
[0008]本發(fā)明提出一種絕緣檢測電路，適用于檢測一載具的一高壓電源與一低壓電源之間的絕緣狀態(tài)，絕緣檢測電路包括:一第一儲能單元、一第二儲能單元、一定電流單元與一檢測單元。第一儲能單元稱接高壓電源。第二儲能單元稱接第一儲能單元與低壓電源之間。定電流單元耦接第一儲能單元與第二儲能單元之間，并提供一定電流對第二儲能單元充放電。檢測單元耦接第二儲能單元，檢測流經(jīng)第二儲能單元的電流變化。其中，檢測單元于檢測出流經(jīng)第二儲能單元的電流小于一默認值時，則輸出代表絕緣狀態(tài)異常的一檢測信號。
[0009]換句話說，本發(fā)明提供一種絕緣檢測電路，適用于檢測一載具的一高壓電源與一低壓電源之間的絕緣狀態(tài)，該絕緣檢測電路包括:一第一儲能單元，耦接該高壓電源；一第二儲能單元，稱接該第一儲能單元與該低壓電源之間；一定電流單元，稱接該第一儲能單元與該第二儲能單元之間，并提供一定電流對該第二儲能單元充放電；以及一檢測單元，I禹接該第二儲能單元，檢測流經(jīng)該第二儲能單元的電流變化；其中，該檢測單元于檢測出流經(jīng)該第二儲能單元的電流小于一默認值時，則輸出代表絕緣狀態(tài)異常的一檢測信號。
[0010]在本發(fā)明一實施例中，上述定電流單元包括一第一放大器、一第二放大器與多個電阻器。
[0011]在本發(fā)明一實施例中，上述第一放大器的輸入端接地或低壓電源，第一放大器的反相輸入端稱接一輸入電壓，第一放大器的輸出端稱接第二放大器的反相輸入端與檢測單兀之間，第二放大器的輸入端稱接于第一放大器的輸入端與第二放大器的輸出端之間，這些電阻器耦接第一放大器或第二放大器。
[0012]在本發(fā)明一實施例中，上述第一儲能單元為一第一電容器，而第二儲能單元為一第二電容器。
[0013]在本發(fā)明一實施例中，當高壓電源與低壓電源之間的絕緣被破壞時，定電流會分流至第一電容器，且藕合第二電容器進行充電或放電，而定電流的分流導致第二電容器的最高電壓電平及最低電壓電平產(chǎn)生變化。
[0014]在本發(fā)明一實施例中，上述第一電容器隔絕高壓電源的電氣干擾，使第二電容器于隔絕高壓電源的電氣干擾的狀態(tài)下，接收定電流，且檢測單元于隔絕高壓電源的電氣干擾的狀態(tài)下，檢測第二電容器的電流。
[0015]在本發(fā)明一實施例中，上述第二儲能單元的電壓電平根據(jù)定電流而變化，而檢測單元用以檢測第二儲能單元的電壓電平變化。
[0016]在本發(fā)明一實施例中，上述檢測單元檢測出第二儲能單元的最高電壓電平、最低電壓電平、最高電壓電平及最低電壓電平、或電壓振幅小于默認值時，則輸出代表絕緣狀態(tài)異常的檢測信號。
[0017]在本發(fā)明一實施例中，上述定電流單元以低頻率提供定電流給第二儲能單元，當絕緣被破壞時，第一儲能單元提供定電流單元一分流路徑。
[0018]在本發(fā)明一實施例中，上述絕緣檢測電路，還包括一定電流補償單元，定電流補償電路耦接于第二儲能單元與定電流單元之間，定電流補償電路包括一第三放大器、一第四放大器與多個電阻器。
[0019]在本發(fā)明一實施例中，上述第三放大器的輸入端稱接于一第一輸入電壓，第三放大器的反相輸入端I禹接于一第二輸入電壓，第三放大器的輸出端I禹接第四放大器的反相輸入端、定電流單元與檢測單元之間，第四放大器的輸入端耦接于第三放大器的輸入端與第四放大器的輸出端之間，這些電阻器耦接第三放大器或第四放大器。
[0020]在本發(fā)明一實施例中，上述定電流單元自電流鏡、定電流二極管與切換式電源供應器所組成的群組中選取。
[0021]本發(fā)明提出一種絕緣檢測方法，適用于檢測一載具的一高壓電源與一低壓電源之間的絕緣狀態(tài)，絕緣檢測方法包括:提供一第一儲能單元耦接于高壓電源，以及提供一第二儲能單元稱接第一儲能單元與低壓電源之間；提供一定電流對第二儲能單元充放電；檢測流經(jīng)第二儲能單元的電流變化；以及當檢測出流經(jīng)第二儲能單元的電流小于一默認值時，則輸出代表絕緣狀態(tài)異常的一檢測信號。[0022]在本發(fā)明一實施例中，于檢測流經(jīng)該第二儲能單元的電流變化的步驟中，還包括下列步驟:第二儲能單元的電壓電平根據(jù)定電流而變化，檢測第二儲能單元的電壓電平變化。
[0023]在本發(fā)明一實施例中，于當檢測出流經(jīng)該第二儲能單元的電流小于一默認值時，則輸出代表絕緣狀態(tài)異常的一檢測信號的步驟中，還包括下列步驟:當檢測出第二儲能單元的最高電壓電平、最低電壓電平、最高電壓電平及最低電壓電平、或電壓振幅小于默認值時，則輸出代表絕緣狀態(tài)異常的檢測信號。
[0024]本發(fā)明再提出一種絕緣檢測電路，適用于檢測一載具的一高壓電源與一低壓電源之間的絕緣狀態(tài)，絕緣檢測電路包括:一第一儲能單元、一阻抗單元、一定電流單元與一檢測單元。第一儲能單元耦接高壓電源；阻抗單元耦接第一儲能單元與低壓電源之間；定電流單元耦接第一儲能單元與阻抗單元之間，并提供一定電流來通過阻抗單元；以及檢測單元耦接阻抗單元，檢測流經(jīng)阻抗單元的電流變化；其中，當檢測單元檢測出流經(jīng)阻抗單元的電流小于一默認值時，則輸出代表絕緣狀態(tài)異常的一檢測信號。
[0025]本發(fā)明再提供一種絕緣檢測電路，適用于檢測一載具的一高壓電源與一低壓電源之間的絕緣狀態(tài)，該絕緣檢測電路包括:一第一儲能單元，稱接該高壓電源；一阻抗單元，率禹接該第一儲能單元與該低壓電源之間；一定電流單元，稱接該第一儲能單元與該阻抗單元之間，并提供一定電流來通過該阻抗單元；以及一檢測單元，耦接該阻抗單元，檢測流經(jīng)該阻抗單元的電流變化；其中，當該檢測單元檢測出流經(jīng)該阻抗單元的電流小于一默認值時，則輸出代表絕緣狀態(tài)異常的一檢測信號。
[0026]在本發(fā)明一實施例中，上述第一儲能單兀為一第一電容器,而阻抗單兀為一電阻器，其中高壓電源與低壓電源之間的絕緣被破壞時，定電流會分流流入第一電容器，且第一電容器與電阻器形成一 RC回路，使流經(jīng)電阻器的電流小于默認值。
[0027]綜上所述，本發(fā)明的絕緣檢測電路通過定電流單元來提供一穩(wěn)定的定電流給第二儲能單元，當?shù)诙δ軉卧碾娏餍∮谀J值時，檢測單元可以精確檢測到載具的高壓電源與低壓電源之間的絕緣被破壞。如此一來`，本發(fā)明提高絕緣檢測電路使用的便利性。
[0028]為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉本發(fā)明的較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明實施例一的絕緣檢測電路功能方塊示意圖；
[0030]圖2A為根據(jù)圖1的本發(fā)明一實施例的絕緣偵測電路架構示意圖；
[0031]圖2B為根據(jù)圖2A的本發(fā)明另一實施例絕緣偵測電路的電壓波形圖；
[0032]圖3為本發(fā)明另一實施例的絕緣檢測電路架構示意圖；
[0033]圖4為本發(fā)明另一實施例的絕緣檢測電路架構示意圖；
[0034]圖5為本發(fā)明另一實施例的絕緣檢測電路架構示意圖；
[0035]圖6為本發(fā)明另一實施例的絕緣檢測方法流程圖；
[0036]圖7A為本發(fā)明另一實施例的絕緣檢測電路功能方塊示意圖。
[0037]圖7B為根據(jù)圖7A的本發(fā)明另一實施例的絕緣檢測電路架構示意圖。
[0038]【主要元件附圖標記說明】[0039]1、2、3、4、5:絕緣檢測電路
[0040]8:低壓電源
[0041]9:高壓電源
[0042]10:第一儲能單元
[0043]100:第一電容器
[0044]12:第二儲能單元
[0045]120:第二電容器
[0046]13:阻抗單元
[0047]130:電阻器
[0048]14、14a、14b:定電流單元
[0049]141:第一放大器
[0050]142:第二放大器
[0051]144、145、146、148、150、174、175、176、177、178、143b:電阻
[0052]140a:電流源
[0053]142a:第一晶體管
[0054]144a:第二晶體管
[0055]140b:定電流二極管
[0056]141b:電流輸入端
[0057]142b:電流輸出端
[0058]151、152:阻抗
[0059]16:檢測單元
[0060]17:定電流補償單元
[0061]171:第三放大器
[0062]172:第四放大器
[0063]18:等效開關
[0064]Vin:輸入電壓
[0065]Vl:第一輸入電壓
[0066]V2:第二輸入電壓
[0067]V、Va、Vb:電壓
[0068]T:時間
[0069]N、D:時間區(qū)段
[0070]S601?S609:本發(fā)明實施例的各個步驟【具體實施方式】
[0071]為了充分了解本發(fā)明，于下文將對實施例及附圖作詳細說明，且其并非用以限定本發(fā)明。
[0072]實施例一
[0073]圖1為本發(fā)明實施例一絕緣檢測電路功能方塊示意圖。請參閱圖1。一種絕緣檢測電路I適用于檢測一載具的一高壓電源9與一低壓電源8之間的絕緣狀態(tài)。絕緣檢測電路I耦接于一載具與一直流電源之間，而直流電源用以供電給載具，或是啟動車用發(fā)電機供電給載具，借此形成相對的一高壓電源9與一低壓電源8，絕緣檢測電路I包括一第一儲能單元10、一第二儲能單元12、一定電流單元14與一檢測單元16。
[0074]在實際應用上，直流電源可以通過充電電池來實現(xiàn)，而低壓電源8可以通過載具的殼體接地或是電氣設備搭鐵來實現(xiàn)，其中高壓電源9與低壓電源8之間具有高阻抗或絕緣材料來隔離，使高壓電源9不會往低壓電源8來泄漏電源。例如一般車輛的車頭燈電氣纜線以絕緣橡膠包覆，當絕緣橡膠老化或破損時，使車頭燈電氣纜線的銅導線與車殼搭接時，高壓電源9會往低壓電源8來泄漏電源。因此，本發(fā)明的絕緣檢測電路I用以檢測載具的高壓電源9與低壓電源8之間的絕緣狀態(tài)。
[0075]此外，高壓電源9例如為串聯(lián)多個充電電池所供應的電源。充電電池例如包括但不限于鉛酸電池、鎳鋅電池、鎳鐵電池或鋰電池等。在實際應用上，串聯(lián)或串并聯(lián)多個充電電池來提供直流電源給載具的電氣設備。當然，充電電池可以通過車用發(fā)電機或電壓轉換器等來維持充電電池的電量，或是充電電池可以提供脈沖直流電源，借此載具內電氣設備可以使用直流電源，本實施例不限制充電電池的形態(tài)。
[0076]第一儲能單元10耦接高壓電源9、第二儲能單元12、定電流單元14與檢測單元16之間，且第一儲能單元10可以隔離高壓電源9與低壓電源8，而第一儲能單元10可以通過電容器來實現(xiàn)。一般來說，電容器可以阻擋直流電源自高壓電源9流入低壓電源8，借此，電容器相較于電阻器具有良好的絕緣特性。
[0077]第二儲能單元12耦接第一儲能單元10與低壓電源8之間，而第二儲能單元12也可以通過電容器來實現(xiàn)。一般來說，第二儲能單元12于低頻率交流電流的狀態(tài)下可以儲存電能。因此，當高壓電源9與低壓電源8之間的絕緣被破壞時，高壓電源9往低壓電源8泄漏的電流將導通，使第一儲能單元10與第二儲能單元12形成一回路，第一儲能單元10將提供定電流單元14 一分流路徑，而所述泄漏的電流與所述定電流分流將流入所述回路中。
[0078]定電流單元14耦接第一儲能單元10、第二儲能單元12與檢測單元16。定電流單元14用以提供穩(wěn)定且低頻率的定電流給第二儲能單元12，來對第二儲能單元12充放電，當?shù)诙δ軉卧?2的電流小于一默認值時，檢測單元16檢測到高壓電源9與低壓電源8之間的絕緣被破壞。在實際應用上，定電流單元14可以通過多個放大器與多個電阻器所構成的定電流電路、電流鏡、定電流二極管、切換式電源供應器或其他電氣元件等耦接電路設計來實現(xiàn)。當然，定電流單元14產(chǎn)生例如低頻率的交流電的定電流來對第二儲能單元12充放電，第二儲能單元12能接收上述定電流來充放電。
[0079]舉例來說，第一及第二儲能單元10、12的阻抗根據(jù)定電流單元14所提供交流電的頻率來變化，當所述交流電的頻率提高時，第一及第二儲能單元10、12的阻抗會降低，相反地，當所述交流電的頻率降低時，第一及第二儲能單元10、12的阻抗會提高。因此，本發(fā)明以一定低頻率的交流電，對耦接低壓電源8的第二儲能單元12充放電，第二儲能單元12具有一定阻抗與不受低壓電源8干擾的功能，所以，本發(fā)明可以很容易且精準地檢測到第二儲能單元12的電流變化。
[0080]當定電流單元14提供一定低頻率的交流電給第二儲能單元12充放電,第二儲能單元12的阻抗大小會維持相同的定值，而高壓電源9與低壓電源8之間是否絕緣被破壞，將不影響第二儲能單元12的阻抗大小。由此可知，絕緣檢測電路I可以通過檢測第二儲能單元12的電流狀態(tài)，來判斷所述電源之間的絕緣狀態(tài)。
[0081]詳細來說，定電流單元14提供低頻率的定電流來對第二儲能單元12充電，使第二儲能單元12正常接收定電流。當絕緣狀態(tài)異常時，第一儲能單元10將提供定電流單元14一分流路徑，定電流單元14提供低頻率的定電流將分流流入第一儲能單元10，所以第二儲能單元12接收到的定電流將遠小于所述正常接收的定電流，借此檢測單元16可以很容易且精準的檢測到第二儲能單元12的電流變化。
[0082]值得一提的是，第一儲能單元10的一端浮接高壓電源9，并受到高壓電源9的電氣干擾，所以，一般的絕緣檢測電路的絕緣檢測精確度會受到影響。然而，本發(fā)明通過定電流單元14提供定電流給第二儲能單元12,并使第二儲能單元12稱接第一儲能單元10與低壓電源8之間，借此降低第二儲能單元12受到高壓電源9的電氣干擾，所以本發(fā)明的絕緣檢測電路I可以提聞絕緣檢測的精確度。
[0083]本實施例中，檢測單元16耦接第一儲能單元10、第二儲能單元12與定電流單元
14。檢測單元16用以檢測第二儲能單元12的電流狀態(tài)。當高壓電源9與低壓電源8之間的絕緣被破壞產(chǎn)生泄漏的電流時，定電流單元14還是維持穩(wěn)定的定電流來對第二儲能單元12充放電，而第一儲能單元10與第二儲能單元12形成回路，第二儲能單元12于所述回路中進行充電或放電，使第二儲能單元12的電流狀態(tài)會根據(jù)所述泄漏的電流來變化。
[0084]此外，檢測單元16也可以檢測出第二儲能單元12的電壓狀態(tài)。在實際應用上，第二儲能單元12的電壓電平根據(jù)定電流而變化，而檢測單元16用以檢測第二儲能單元12的電壓電平變化。當然，檢測單元16也可以檢測出第二儲能單元12的最高電壓電平、最低電壓電平、最高電壓電平及最低電壓電平、或電壓振幅小于默認值時，則輸出代表絕緣狀態(tài)異常的檢測信號。本領域技術人員應當知道檢測電壓狀態(tài)的功用，故在此不予贅述。
[0085]例如第二儲能單元12的電流放電或分流至第一儲能單元10，借此第二儲能單元12的電流小于默認值，例如，第二儲能單元12的電流小于0.1A時，檢測單元16檢測到高壓電源9與低壓電源8之間的絕緣被破壞。當然，第二儲能單元12的電流的默認值大小，本領域技術人員可視需要自由設計。
[0086]舉例來說，當高壓電源9與低壓電源8之間的絕緣狀態(tài)為良好時，流經(jīng)第二儲能單元12的電流較強，借此檢測單元16檢測出流經(jīng)第二儲能單元12的電流大于默認值，所以，本發(fā)明可以判斷高壓電源9與低壓電源8之間未產(chǎn)生漏電。
[0087]當高壓電源9與低壓電源8之間的絕緣狀態(tài)為損壞時，流經(jīng)第二儲能單元12的電流較弱，借此檢測單元16檢測出流經(jīng)第二儲能單元12的電流小于默認值，所以，檢測單元16輸出代表絕緣狀態(tài)為異常的一檢測信號，借此判斷高壓電源9與低壓電源8之間產(chǎn)生漏電。因此，本發(fā)明通過定電流單元14與檢測單元16所構成的檢測電路，來判斷高壓電源9與低壓電源8之間是否為良好的絕緣狀態(tài)。
[0088]值得一提的是，在其他實施例中，檢測單元16也可以耦接于第二儲能單元12與低壓電源8之間，檢測單元16也可以檢測第二儲能單元12的電壓或電流變化，本實施例不限制檢測單元16配置的位置和形態(tài)。此外，檢測單元16可以耦接載具的電控系統(tǒng)，當檢測單元16檢測到高壓電源9與低壓電源8之間的絕緣被破壞的信號時，檢測單元16可以通過控制器局域網(wǎng)絡(Control Area Network, CAN)來傳輸所述檢測信號,使載具的顯示儀表或警示設備來輸出顯示或警示的信號，借此可以保護使用者的安全。[0089]由此可知，本發(fā)明通過定電流單元14產(chǎn)生一定低頻率的脈波交流電源，來對第二儲能單元12進行充電，當高壓電源9與低壓電源8之間的絕緣被破壞時，定電流單元14提供定電流會分流至第一儲能單元10，且第二儲能單元12會于所述回路中進行充電或放電，借此流經(jīng)第二儲能單元12的定電流會產(chǎn)生變化，所以檢測單元16可以檢測高壓電源9與低壓電源8之間的絕緣狀況。
[0090]其次，第一及第二儲能單元10、12均為電容器，可以隔離高壓電源9與低壓電源8，因此高壓電源9與低壓電源8之間具有良好絕緣，并不會產(chǎn)生微量高壓漏電風險。
[0091]再者，檢測單元16檢測耦接低壓電源8的第二儲能單元12，降低第二儲能單元12受聞壓電源9干擾的機會，并提聞絕緣檢測的精確度。
[0092]實施例二
[0093]上述圖1中定電流單元14的電路架構可以用不同的電路來實現(xiàn)。當然，定電流單元14可以提供穩(wěn)定的定電流給第二儲能單元12，而使檢測單元16可以檢測高壓電源9與低壓電源8之間的絕緣狀態(tài)。
[0094]圖2A為根據(jù)圖1的本發(fā)明一實施例的絕緣檢測電路架構示意圖。請參閱圖2A，為了方便說明，本實施例的第一及第二儲能單元分別為第一及第二電容器100、120。定電流單兀14包括一第一放大器141、一第二放大器142與多個電阻器144、145、146、148、150。定電流單兀14用以輸出穩(wěn)定的定電流給第二電容器120,其中第一放大器141、第二放大器142與多個電阻器144、145、146、148、150的耦接關系，本領域普通技術人員可視需要自由設計。
[0095]圖2A所不第一放大器141的輸入端接地,第一放大器141的反相輸入端稱接于一輸入電壓Vin,第一放大器141的輸出端稱接第二放大器142的反相輸入端與檢測單兀16之間，第二放大器142的輸入端稱接于第一放大器141的輸入端與第二放大器142的輸出端之間，這些電阻器144、145、146、148、150耦接第一放大器141或第二放大器142。
[0096]舉例來說，電阻器144耦接第一放大器141的輸入端。因第一放大器141的作用為減法器，如輸入電壓Vin與電阻器144均為定值，借此產(chǎn)生定電流。當然，在其他實施例中，這些電阻器144、145、146、148、150的數(shù)量與耦接方式本領域技術人員可根據(jù)需要自由設計。
[0097]詳細來說，當高壓電源9與低壓電源8的絕緣狀態(tài)為良好時，高壓電源9與低壓電源8之間可視為等效開關18為不導通狀態(tài)。例如，由行車計算機提供低頻率的脈波信號給定電流單元14，經(jīng)耦接的第一放大器141、第二放大器142與多個電阻器144、145、146、148、150處理成一低頻率的脈波的定電流，借此定電流單元14會對耦合第二電容器120進行充放電。如此一來，定電流單元14通過第一放大器141、第二放大器142與多個電阻器144、145、146、148、150產(chǎn)生穩(wěn)定的定電流，來對第二電容器120充放電。
[0098]當高壓電源9與低壓電源8的絕緣被破壞時，高壓電源9與低壓電源8之間可視為等效開關18為導通狀態(tài)，借此第一及第二電容器100、120與等效開關18形成一回路，而第一電容器100也會接收到部分的定電流單元14的定電流，其中定電流會分流入所述回路中，而第二電容器120也會于回路來放電，借此第二電容器120的荷電狀態(tài)與流經(jīng)第二電容器120的電流將會產(chǎn)生變化。因此，檢測單元16可以檢測出流經(jīng)第二電容器120的電流或第二電容器120的電壓，進一步來判斷高壓電源9與低壓電源8的絕緣狀態(tài)。[0099]請繼續(xù)參閱圖2A，第一電容器100可以隔絕高壓電源9與低壓電源8，然而第一電容器100的一端耦接高壓電源9的電器，借此第一電容器100將會受到高壓電源9的電器干擾，而本發(fā)明以檢測第二電容器120的電流或電壓變化，而第二電容器120不受高壓電源9的影響，且本發(fā)明通過第一電容器100有效隔離高壓電源9，借此提高絕緣檢測電路I的精確性。
[0100]由此可知，本發(fā)明通過定電流單元14產(chǎn)生一定低頻率的脈波交流電源，對耦合第二電容器120進行充放電，當高壓電源9與低壓電源8之間的絕緣被破壞時，定電流單元14提供定電流會分流至第一電容器100中，借此流經(jīng)藕合第二電容器120的定電流會產(chǎn)生變化，所以檢測單元16借助于檢測到流經(jīng)第二電容器120的電流是否小于一默認值，可以檢測高壓電源9與低壓電源8之間的絕緣狀態(tài)。
[0101]其次，藕合第一電容器100可以隔離高壓電源9與低壓電源8，因此，高壓電源9與低壓電源8之間具有良好絕緣，并不會產(chǎn)生微量高壓漏電風險。再者，定電流單元14提供低頻率的定電流給藕合第二電容器120，借此藕合第二電容器120于隔絕高壓電源9的電氣干擾的狀態(tài)下，接收定電流，因此降低藕合第二電容器120受高壓電源9干擾的機會。當然，檢測單元16在隔絕高壓電源9的電氣干擾的狀態(tài)下，檢測第二電容器120的電流，借此提聞絕緣檢測電路I的精準性。
[0102]在本實施例中，當上述高壓電源9與低壓電源8之間的絕緣被破壞時，定電流單元14提供定電流會分流至第一電容器100中，且藕合第二電容器120 (coupling capacitor)會在回路中進行充電或放電，上述定電流的分流導致第二電容器120的最高電壓電平及最低電壓電平產(chǎn)生變化，所以，檢測單元16借助于檢測到第二電容器120的最高電壓電平、最低電壓電平、最高電壓電平及最低電壓電平、或是電壓振幅是否小于一默認值，可以檢測高壓電源9與低壓電源8之間的絕緣狀態(tài)。
[0103]實施例三
[0104]圖2B為根據(jù)圖2A的本發(fā)明另一實施例的絕緣檢測電路的電壓波形圖。請參閱圖2B，圖2B所示第二電容器120于正常狀態(tài)與異常狀態(tài)的電壓波形，當高壓電源9與低壓電源8之間的絕緣狀態(tài)為正常時，檢測單元16檢測出第二電容器120的電壓波形如圖2B的時間區(qū)段N ;當高壓電源9與低壓電源8之間的絕緣狀態(tài)異常時，檢測單元16檢測出第二電容器120的電壓波形如圖2B的時間區(qū)段D。
[0105]詳細來說，一般的絕緣檢測電路所檢測到的電壓或電流波形為不明顯壓降的連波或不明顯電流差異的連波，因此一般的絕緣檢測電路不易精確檢測出電壓或電流變化。本發(fā)明通過定電流單元14來提供低頻率的一定電流對第二電容器120充放電，當高壓電源9與低壓電源8之間的絕緣狀態(tài)異常時，第一及第二電容器100、120會形成回路，且定電流單元14提供所述定電流也會被分流至所述回路的第一電容器100中，借此定電流無法全部流入第二電容器120，所以第二電容器120的電壓波形會產(chǎn)生較大的壓降，如圖2B所示時間區(qū)段D的電壓波形，例如，高壓電源9側對低壓電源8側經(jīng)480千歐姆的絕緣破壞，檢測單元16可以檢測到電壓Va為36.8毫伏特至電壓Vb為73.6毫伏特。因此，本發(fā)明的絕緣檢測電路I的檢測單元16可以很容易且精準地檢測出絕緣異常狀況。
[0106]實施例四
[0107]上述絕緣檢測電路I可以由不同的方式實施。圖3為本發(fā)明另一實施例的絕緣檢測電路架構示意圖。請參閱圖3，圖3中的絕緣檢測電路2與圖2A中的絕緣檢測電路I 二者結構相似，而以下將對二者所包括的相同元件以相同標號表示。絕緣檢測電路2、1 二者的差異在于:絕緣檢測電路2還包括一定電流補償單元17。定電流補償單元17包括一第三放大器171、一第四放大器172與多個電阻器174、175、176、177、178。本實施例不限制定電流補償單元17。
[0108]詳細來說,第三放大器171的輸入端稱接于一第一輸入電壓VI,第三放大器171的反相輸入端稱接于一第二輸入電壓V2,如由行車計算機提供的第一及第二輸入電壓V1、V2，第三放大器171的輸出端耦接第四放大器172的反相輸入端、定電流單元14與檢測單元16之間，第四放大器172的輸入端耦接于第三放大器171的輸入端與第四放大器172的輸出端之間，這些電阻器174、175、176、177、178耦接第三放大器171或第四放大器172，如圖3所示，借此定電流補償單元17可以補償定電流單元14于電路上的損耗。
[0109]舉例來說，定電流單元14輸出定電流給第二電容器120，而流經(jīng)第二電容器120的電路上具有阻抗151，而阻抗151會造成電流的損耗，借此定電流補償單元17用以補償上述電路的損耗,如此一來,絕緣檢測電路2可以更精準的檢測第二電容器120的電流值。
[0110]除上述注意事項之外，本領域技術人員應當知道，實施例四的操作部分與實施例二實質上等效，本領域技術人員參考實施例二以及上述注意事項后，應當可以輕易推知，故在此不予贅述。
[0111]實施例五
[0112]圖4為本發(fā)明另一實施例之絕緣檢測電路架構示意圖。請參閱圖4,本實施例的絕緣檢測電路3與上述實施例二的絕緣檢測電路I相似，例如絕緣檢測電路3也能提供定電流給第二電容器120，借此檢測單元16可以檢測第二電容器120的電流值的變化。然而，絕緣檢測電路3、1之間仍存有差異，其差異在于:定電流單元14a通過電流鏡的電路架構來實現(xiàn)。
[0113]詳細來說，定電流單元14a包括一電流源140a、一第一晶體管142a與一第二晶體管144a。第一及第二晶體管142a、144a例如為功率晶體管、場效晶體管或雙載子接面晶體管，本實施例不限制第一及第二晶體管142a、144a的種類。在實際應用上，電流源140a耦接第一晶體管142a的集極，第一晶體管142a基極耦接第二晶體管144a的基極，且導線耦接于上述第一及第二晶體管142a、144a的基極之間以及上述第一晶體管142a的集極，借此產(chǎn)生鏡射電流，本實施例不限制電流鏡。
[0114]除上述注意事項之外，本領域技術人員應當知道，實施例五的操作部分與實施例二實質上等效，本領域技術人員參考實施例二以及上述注意事項后，應當可以輕易推知，故在此不予贅述。
[0115]實施例六
[0116]圖5為本發(fā)明另一實施例之絕緣檢測電路架構示意圖。請參閱圖5,本實施例的絕緣檢測電路4與上述實施例的絕緣檢測電路I相似，例如絕緣檢測電路4也能提供定電流給第二電容器120，借此檢測單元16可以檢測第二電容器120的電流值的變化。然而，絕緣檢測電路4與絕緣檢測電路I之間仍存有差異，其差異在于:定電流單元14b可以通過定電流二極管140b來實現(xiàn)。
[0117]定電流單兀14b具有一電流輸入端141b、一電流輸出端142b、一定電流二極管140b以及一電阻143b，且電阻143b與定電流二極管140b并聯(lián)，如圖5所示。電流輸入端141b電性連接輸入電壓Vin，例如由行車計算機提供的輸入電壓Vin，定電流二極管140b的正極電性連接電流輸入端141b，其負極電性連接電流輸出端142b ；電阻143b與定電流二極管140b并聯(lián)。在其他實施例中，電阻143b可以由電感或是電容替換，用以調整定電流單元14所輸出的電流，本實施例不限制定電流單元14b的種類。
[0118]舉例來說,輸入電壓Vin產(chǎn)生半周期波形時，電流會自電流輸入端141b傳至定電流二極管140b，再通過電流輸出端142b輸出至第二電容器120。定電流二極管140b的特性在于若接收到加順方向電壓，無論電壓多少，可以輸出一額定大小的電流。因此只要在合乎定電流二極管140b規(guī)格內的電壓，都能夠得到相同的電流。所以加上定電流二極管140b后，即使交流電電壓產(chǎn)生10%的壓變，電流也不會因為壓變而產(chǎn)生變化，達到輸出穩(wěn)定電流的效果。
[0119]除上述注意事項之外，本領域技術人員應當知道，實施例六的操作部分與實施例二實質上等效，本領域技術人員參考實施例二以及上述注意事項后，應當可以輕易推知，故在此不予贅述。
[0120]實施例七
[0121]圖6為本發(fā)明另一實施例之絕緣檢測方法流程圖。請參閱圖6。一種絕緣檢測方法，適用于檢測一載具的一高壓電源與一低壓電源之間的絕緣狀態(tài)，絕緣檢測方法包括:首先，在步驟S601中，提供一第一儲能單元耦接于高壓電源，以及提供一第二儲能單元耦接第一儲能單元與低壓電源之間。
[0122]接著，在步驟S603中，提供一定電流對第二儲能單元充放電。在步驟S605中，檢測流經(jīng)第二儲能單元的電流變化，在步驟S607中，判斷流經(jīng)第二儲能單元的電流是否小于一默認值，如判斷為是，則進行步驟S609，檢測單元輸出代表絕緣狀態(tài)異常的一檢測信號；如判斷為否，則回至步驟S605中，檢測單元持續(xù)檢測流經(jīng)第二儲能單元的電流變化。
[0123]值得注意的是，在步驟S605中，還包括下列步驟:第二儲能單元的電壓電平根據(jù)定電流而變化，檢測第二儲能單元的電壓電平變化。因此于步驟S607中，還包括下列步驟:判斷第二儲能單元的最高電壓電平、最低電壓電平、最高電壓電平及最低電壓電平、或電壓振幅是否小于默認值，若是，進行步驟S609，則輸出代表絕緣狀態(tài)異常的檢測信號。若否，則進行步驟S605。本實施例不限制絕緣檢測方法流程的形態(tài)種類。
[0124]實施例八
[0125]圖7A為本發(fā)明另一實施例的絕緣檢測電路功能方塊示意圖。圖7B為根據(jù)圖7A的本發(fā)明另一實施例的絕緣檢測電路架構示意圖。請參閱圖7A與圖7B。本實施例的絕緣檢測電路5與上述實施例的絕緣檢測電路I相似，例如絕緣檢測電路5也能提供定電流給阻抗單元13，借此檢測單元16可以檢測阻抗單元13的電流變化。然而，絕緣檢測電路5、絕緣檢測電路I之間仍存有差異，其在于:絕緣檢測電路5以阻抗單元13來取代第二儲能單元，而阻抗單元13耦接第一儲能單元10與低壓電源8之間。
[0126]在實際應用上，阻抗單元13用以衰減電壓。當高壓電源9與低壓電源8之間的絕緣被破壞時，高壓電源9與低壓電源8之間借助于阻抗單元13產(chǎn)生壓降，借此檢測單元16可以檢測阻抗單元13的電流變化。
[0127]詳細來說，定電流單元14提供一定電流來通過阻抗單元13。檢測單元16檢測流經(jīng)阻抗單元13的電流變化。其中，當檢測單元16檢測出流經(jīng)阻抗單元13的電流小于一默認值時，則輸出代表絕緣狀態(tài)異常的一檢測信號。
[0128]請繼續(xù)參閱圖7A與圖7B，第一儲能單元10為一第一電容器100，而阻抗單元13為一電阻器130，電阻器130耦接第一電容器100與低壓電源8之間，其中高壓電源9與低壓電源8之間的絕緣被破壞時，定電流會分流流入第一電容器100，且第一電容器100與電阻器130形成一 RC回路，使流經(jīng)電阻器130的電流小于默認值。
[0129]除上述注意事項之外，本領域技術人員應當知道，實施例七的操作部分與實施例一實質上等效，本領域技術人員參考實施例一以及上述注意事項后，應當可以輕易推知，故在此不予贅述。
[0130]綜上所述，本發(fā)明提供一種絕緣檢測電路，通過定電流單元提供一穩(wěn)定的定電流給第二儲能單元充放電，當定電流分流流入第一儲能單元，第二儲能單元的電流會小于一默認值時，檢測單元可以精確檢測到載具的高壓電源與低壓電源之間的絕緣被破壞。如此一來，本發(fā)明提高絕緣檢測電路使用的便利性。
[0131]雖然以上公開了本發(fā)明的較佳實施例，然本發(fā)明并不受限于上述實施例，本領域技術人員在不脫離本發(fā)明所公開的范圍內，應當能夠作少許的修改與調整，因此本發(fā)明的保護范圍應當以權利要求書為準。
【權利要求】
1.一種絕緣檢測電路，適用于檢測一載具的一高壓電源與一低壓電源之間的絕緣狀態(tài)，其特征在于，該絕緣檢測電路包括: 一第一儲能單元，稱接該高壓電源； 一第二儲能單元，稱接該第一儲能單元與該低壓電源之間； 一定電流單元，耦接該第一儲能單元與該第二儲能單元之間，并提供一定電流對該第二儲能單元充放電；以及 一檢測單元，耦接該第二儲能單元，檢測流經(jīng)該第二儲能單元的電流變化； 其中，該檢測單元于檢測出流經(jīng)該第二儲能單元的電流小于一默認值時，則輸出代表絕緣狀態(tài)異常的一檢測信號。
2.如權利要求1所述的絕緣檢測電路，其特征在于，該定電流單元包括一第一放大器、一第二放大器與多個電阻器。
3.如權利要求2所述的絕緣檢測電路，其特征在于，該第一放大器的輸入端接地或該低壓電源，該第一放大器的反相輸入端稱接一輸入電壓，該第一放大器的輸出端稱接該第二放大器的反相輸入端與該檢測單兀之間，該第二放大器的輸入端稱接于該第一放大器的輸入端與該第二放大器的輸出端之間，該多個電阻器稱接該第一放大器或該第二放大器。
4.如權利要求1所述的絕緣檢測電路，其特征在于，該第一儲能單元為一第一電容器，該第二儲能單元為一第二電容器。
5.如權利要求4所述的絕緣檢測電路，其特征在于，當該高壓電源與該低壓電源之間的絕緣被破壞時，該定 電流會分流至該第一電容器，且藕合該第二電容器進行充電或放電，該定電流的分流導致該第二電容器的最高電壓電平及最低電壓電平產(chǎn)生變化。
6.如權利要求4所述的絕緣檢測電路，其特征在于，該第一電容器隔絕該高壓電源的電氣干擾，使該第二電容器于隔絕該高壓電源的電氣干擾的狀態(tài)下，接收該定電流，且該檢測單元于隔絕該高壓電源的電氣干擾的狀態(tài)下，檢測該第二電容器的電流。
7.如權利要求1所述的絕緣檢測電路，其特征在于，該第二儲能單元的電壓電平根據(jù)該定電流而變化，該檢測單元用以檢測該第二儲能單元的電壓電平變化。
8.如權利要求7所述的絕緣檢測電路，其特征在于，該檢測單元檢測出該第二儲能單元的最高電壓電平、最低電壓電平、最高電壓電平及最低電壓電平、或電壓振幅小于該默認值時，則輸出代表絕緣狀態(tài)異常的該檢測信號。
9.如權利要求1所述的絕緣檢測電路，其特征在于，該定電流單元以低頻率提供該定電流給該第二儲能單元，當絕緣被破壞時，該第一儲能單元提供該定電流單元一分流路徑。
10.如權利要求1所述的絕緣檢測電路，其特征在于，還包括一定電流補償單元，該定電流補償電路耦接于該第二儲能單元與該定電流單元之間，該定電流補償電路包括一第三放大器、一第四放大器與多個電阻器。
11.如權利要求10所述的絕緣檢測電路，其特征在于，該第三放大器的輸入端耦接于一第一輸入電壓，該第三放大器的反相輸入端稱接于一第二輸入電壓，該第三放大器的輸出端耦接該第四放大器的反相輸入端、該定電流單元與該檢測單元之間，該第四放大器的輸入端耦接于該該第三放大器的輸入端與該第四放大器的輸出端之間，該多個電阻器耦接該第三放大器或該第四放大器。
12.如權利要求1所述的絕緣檢測電路，其特征在于，該定電流單元自電流鏡、定電流二極管與切換式電源供應器所組成的群組中選取。
13.—種絕緣檢測方法，適用于檢測一載具的一高壓電源與一低壓電源之間的絕緣狀態(tài)，其特征在于，該絕緣檢測方法包括: 提供一第一儲能單元耦接于該高壓電源，以及提供一第二儲能單元耦接該第一儲能單元與該低壓電源之間； 提供一定電流對該第二儲能單元充放電； 檢測流經(jīng)該第二儲能單元的電流變化；以及 當檢測出流經(jīng)該第二儲能單元的電流小于一默認值時，則輸出代表絕緣狀態(tài)異常的一檢測信號。
14.如權利要求13所述的絕緣檢測電路，其特征在于，在檢測流經(jīng)該第二儲能單元的電流變化的步驟中，還包括下列步驟: 該第二儲能單元的電壓電平根據(jù)該定電流而變化，檢測該第二儲能單元的電壓電平變化。
15.如權利要求13所述的絕緣檢測電路，其特征在于，當檢測出流經(jīng)該第二儲能單元的電流小于一默認值時，則輸出代表絕緣狀態(tài)異常的一檢測信號的步驟中，還包括: 當檢測出該第二儲能單元的最高電壓電平、最低電壓電平、最高電壓電平及最低電壓電平、或電壓振幅小于該默認值時，則輸出代表絕緣狀態(tài)異常的該檢測信號?！?br> 16.一種絕緣檢測電路，適用于檢測一載具的一高壓電源與一低壓電源之間的絕緣狀態(tài)，其特征在于，該絕緣檢測電路包括: 一第一儲能單元，稱接該高壓電源； 一阻抗單元，耦接該第一儲能單元與該低壓電源之間； 一定電流單元，耦接該第一儲能單元與該阻抗單元之間，并提供一定電流來通過該阻抗單元；以及 一檢測單元，耦接該阻抗單元，檢測流經(jīng)該阻抗單元的電流變化； 其中，當該檢測單元檢測出流經(jīng)該阻抗單元的電流小于一默認值時，則輸出代表絕緣狀態(tài)異常的一檢測信號。
17.如權利要求16所述的絕緣檢測電路，其特征在于，該第一儲能單元為一第一電容器，該阻抗單元為一電阻器，其中該高壓電源與該低壓電源之間的絕緣被破壞時，該定電流會分流流入該第一電容器，且該第一電容器與該電阻器形成一 RC回路，使流經(jīng)該電阻器的電流小于該默認值。
【文檔編號】G01R31/14GK103852699SQ201210557047
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年12月20日 優(yōu)先權日:2012年11月28日
【發(fā)明者】張雅媚, 戴瑞言, 林佑儒 申請人:新普科技股份有限公司