高精度的多路共地直流電源絕緣電阻檢測電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種高精度的多路共地直流電源絕緣電阻檢測電路，包括路直流電源，路直流電源共負極連接或者共正極連接，其特征在于：若路直流電源共負極連接，則在直流電源的負極與地之間并接串聯(lián)的電阻及開關(guān)；若路直流電源共正極連接，則在直流電源的正極與地之間并接串聯(lián)的電阻及開關(guān)。本實用新型針對共負（正）極的多輸入直流電力電子系統(tǒng)，提出一種簡單實用的絕緣阻抗偵測計算方法，具有硬件電路簡單，軟件計算量低等優(yōu)點。
【專利說明】高精度的多路共地直流電源絕緣電阻檢測電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種多路輸入直流電源絕緣阻抗偵測電路，應(yīng)用于直流電源系統(tǒng)，特別涉及光伏發(fā)電領(lǐng)域及電池應(yīng)用裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在高壓直流供電系統(tǒng)中，如光伏發(fā)電系統(tǒng)和電動汽車供電系統(tǒng)，為保證操作人員安全，直流系統(tǒng)需要有足夠的絕緣。如針對光伏逆變器制定的德國VDE0126要求，直流電源系統(tǒng)需要對絕緣電阻進行檢測，當絕緣電阻小于規(guī)定值，則逆變器不允許接入電網(wǎng)運行。
[0003]目前光伏逆變器對地絕緣電阻，通常采用基于電橋平衡原理的檢測方法。如專利《絕緣電阻偵測方法》中，其所用電路如圖1所示，在光伏電池PV的正對地和負對地之間的絕緣電阻分別為Rp和Rn，為偵測此絕緣電阻，在輸入正負之間并兩個開關(guān)SI和S2，SI和S2串聯(lián)，其中點通過一個電阻RO接安全地?？刂芐I和S2閉合，分別檢測兩次RO電壓，再結(jié)合輸入電壓Vin,根據(jù)電路基爾霍夫原理,可以列出兩個方程,從而求解出Rp和Rn。
[0004]專利《一種直流電源對地絕緣電阻檢測電路及其檢測方法》中采用了圖2所示橋式電路，相比于圖1，增加了一組電阻R1，并對所外加的電阻值選取進行優(yōu)化設(shè)計，從而提高絕緣電阻Rpl和Rn檢測精度。
[0005]專利《雙支路輸入光伏并網(wǎng)逆變器對地絕緣電阻檢測系統(tǒng)》中所使用了更為簡化的電路，如圖3中所示 ，電路減少一個開關(guān)和一組外加電阻，也可以達到檢測到兩個絕緣電阻Rp和Rn的目的。并且針對太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用，實現(xiàn)了兩路絕緣電阻，共3個未知電阻的偵測，但其實現(xiàn)是利用太陽能電池板輸出可短路特點，分別短路Vl和V2的方法，得到另外兩組等式，從而求取3個絕緣電阻。此專利所提方法只能用于直流電源可短路的源，如太陽能電池板，并且在短路電流較小的情況下實施，實用性較低。在輸入直流源短路電流較大情況下或輸入有較大儲能電容情況下，電路中的短路開關(guān)非常容易損壞。
[0006]以上方案都是對于通過構(gòu)造不同的電路等式，分別求取每個未知絕緣電阻的方式，來判斷系統(tǒng)絕緣電阻是否超標，對于N個輸入直流源情況下，也需要有N個相同電路，以求解2N個未知電阻值，即便電源其中一極共用的情況下，也需要求解N+1個未知電阻，電路復雜度和處理器的計算量都會大幅度增加，從而增加硬件電路實現(xiàn)成本，并占用處理器過多資源，降低系統(tǒng)響應(yīng)速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實用新型要解決的技術(shù)問題是簡化多路直流電源中絕緣阻抗偵測所使用的硬件電路，具有運算量低，偵測精度高等特點。
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是提供了一種多路輸入直流電源絕緣阻抗偵測電路，包括w路直流電源m路直流電源共負極連接或者共正極連接，其特
征在于:若》路直流電源共負極連接，則在直流電源的負極與地之間并接串聯(lián)的電阻為及
第一開關(guān)；[0009]若m路直流電源共正極連接，則在直流電源的正極與地之間并接串聯(lián)的電阻鳥
及第一開關(guān)。
[0010]優(yōu)選地，若W路直流電源共負極連接，則每路直流電源的正極分別連接一個二極管的陽極，所有二極管的陰極均連接電阻式《的一端，電阻式《的另一端串接第二開關(guān)后接地，電阻毛的阻值與所述電阻馬的阻值相當。
[0011]優(yōu)選地，所述電阻^或所述電阻式《為一個電阻組成的單獨電阻，或者為至少兩個電阻串聯(lián)或并聯(lián)而成的等效電阻。
[0012]優(yōu)選地，在所述串聯(lián)的電阻鳥及第一開關(guān)的兩端并接串聯(lián)的電阻為及電阻馬；所述二極管或為單獨增加，或復用待測電路中的二極管。
[0013]優(yōu)選地，所述電阻馬及所述電阻鳥均選用阻值遠遠大于絕緣電阻保護閥值的電
阻，該電阻馬及電阻馬為獨立電阻，或為多個電阻串聯(lián)的等效電阻。
[0014]優(yōu)選地，所述第一開關(guān)或所述第二開關(guān)為可控開關(guān)，或為手動開關(guān)。
[0015]實際多直流輸入電力電子系統(tǒng)，絕大多數(shù)是共負或正極極系統(tǒng)。本實用新型針對共負(正)極的多輸入直流電力電子系統(tǒng)，提出一種簡單實用的絕緣阻抗偵測計算方法，具有硬件電路簡單，軟件計算量低等優(yōu)點。 【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為采用基于電橋平衡原理的檢測電路；
[0017]圖2為采用橋式電路的檢測電路；
[0018]圖3為簡化后的檢測電路；
[0019]圖4為實施例1中公開的w路直流電源共負極連接的多路輸入直流電源絕緣阻抗偵測電路；
[0020]圖5為實施例1中公開的提高偵測精度的路直流電源共負極連接的多路輸入直流電源絕緣阻抗偵測電路；
[0021]圖6為差分電阻采樣方式的電路圖；
[0022]圖7為實施例2中公開的高精度的多路共地直流電源絕緣電阻檢測電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0023]為使本實用新型更明顯易懂，茲以優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。
[0024]實施例1
[0025]如圖4所示，本實施例公開的一種多路輸入直流電源絕緣阻抗偵測電路，包括m路直流電源，其輸出電壓分別為……，路直流電源共負極連接，每路直流
電源的正極對地的絕緣阻抗分別為……，&，每個絕緣阻抗兩端的電壓分別為......- ￥tm，電阻式t為直流電源的負極對地，在直流電源的負極與地之間并接串聯(lián)的電阻式)及第一開關(guān)S。第一開關(guān)S為手動開關(guān)，或為可控開關(guān)。電阻禹為一個電阻組成
的單獨電阻，或者為至少兩個電阻串聯(lián)或并聯(lián)而成的等效電阻。
[0026]采用上述電路的多路輸入直流電源絕緣阻抗偵測方法，其步驟為:
[0027]第一步、搭建上述的多路輸入直流電源絕緣阻抗偵測電路；
[0028]第二步、在第一開關(guān)S保持斷開的時候，檢測共負極連接的v路直流電源的負極
或者共正極連接的爾路直流電源的正極對地的電圧》;
[0029]第三步、將第一開關(guān)S閉合，再次檢測共負極連接的M路直流電源的負極或者共正極連接的BI路直流電源的正極對地的電壓》^ ；
[0030]第四步、計算共負極連接的《路直流電源或者共正極連接的M路直流電源對地的絕緣阻抗:
[0031]
【權(quán)利要求】
1.一種高精度的多路共地直流電源絕緣電阻檢測電路,包括路直流電源m路直流電源共負極連接或者共正極連接，其特征在于若m路直流電源共負極連接，則在直流電源的負極與地之間并接串聯(lián)的電阻為及第一開關(guān)(S)； 若IB路直流電源共正極連接，則在直流電源的正極與地之間并接串聯(lián)的電阻為及第一開關(guān)CS)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高精度的多路共地直流電源絕緣電阻檢測電路，其特征在于:若》路直流電源共負極連接，則每路直流電源的正極分別連接一個二極管的陽極，所有二極管的陰極均連接電阻尤的一端，電阻毛的另一端串接第二開關(guān)(Sa)后接地，電阻 的阻值與所述電阻奐的阻值相當。
3.如權(quán)利要求2所述的一種高精度的多路共地直流電源絕緣電阻檢測電路，其特征在于:所述電阻為或所述電阻炙為一個電阻組成的單獨電阻，或者為至少兩個電阻串聯(lián)或并聯(lián)而成的等效電阻。
4.如權(quán)利要求2所述的一種高精度的多路共地直流電源絕緣電阻檢測電路，其特征在于:在所述串聯(lián)的電阻為及第一開關(guān)(S)的兩端并接串聯(lián)的電阻馬及電阻馬；所述二極管或為單獨增加，或復用待測電路中的二極管。
5.如權(quán)利要求4所述的一種高精度的多路共地直流電源絕緣電阻檢測電路，其特征在于:所述電阻馬及所述電阻為均選用阻值大于絕緣電阻保護閥值的電阻，該電阻馬及電阻禹為獨立電阻，或為多個電阻串聯(lián)的等效電阻。
6.如權(quán)利要求2所述的一種高精度的多路共地直流電源絕緣電阻檢測電路，其特征在于:所述第一開關(guān)(S)或所述第二開關(guān)(Sa)為可控開關(guān)，或為手動開關(guān)。
【文檔編號】G01R27/02GK203688665SQ201320481819
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月15日
【發(fā)明者】張玉林, 朱國忠, 張俊 申請人:上海正泰電源系統(tǒng)有限公司