高精度的多路共地直流电源绝缘电阻检测电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种高精度的多路共地直流电源绝缘电阻检测电路，包括路直流电源，路直流电源共负极连接或者共正极连接，其特征在于：若路直流电源共负极连接，则在直流电源的负极与地之间并接串联的电阻及开关；若路直流电源共正极连接，则在直流电源的正极与地之间并接串联的电阻及开关。本实用新型针对共负（正）极的多输入直流电力电子系统，提出一种简单实用的绝缘阻抗侦测计算方法，具有硬件电路简单，软件计算量低等优点。
【专利说明】高精度的多路共地直流电源绝缘电阻检测电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种多路输入直流电源绝缘阻抗侦测电路，应用于直流电源系统，特别涉及光伏发电领域及电池应用装置。
【背景技术】
[0002]在高压直流供电系统中，如光伏发电系统和电动汽车供电系统，为保证操作人员安全，直流系统需要有足够的绝缘。如针对光伏逆变器制定的德国VDE0126要求，直流电源系统需要对绝缘电阻进行检测，当绝缘电阻小于规定值，则逆变器不允许接入电网运行。
[0003]目前光伏逆变器对地绝缘电阻，通常采用基于电桥平衡原理的检测方法。如专利《绝缘电阻侦测方法》中，其所用电路如图1所示，在光伏电池PV的正对地和负对地之间的绝缘电阻分别为Rp和Rn，为侦测此绝缘电阻，在输入正负之间并两个开关SI和S2，SI和S2串联，其中点通过一个电阻RO接安全地。控制SI和S2闭合，分别检测两次RO电压，再结合输入电压Vin,根据电路基尔霍夫原理,可以列出两个方程,从而求解出Rp和Rn。
[0004]专利《一种直流电源对地绝缘电阻检测电路及其检测方法》中采用了图2所示桥式电路，相比于图1，增加了一组电阻R1，并对所外加的电阻值选取进行优化设计，从而提高绝缘电阻Rpl和Rn检测精度。
[0005]专利《双支路输入光伏并网逆变器对地绝缘电阻检测系统》中所使用了更为简化的电路，如图3中所示 ，电路减少一个开关和一组外加电阻，也可以达到检测到两个绝缘电阻Rp和Rn的目的。并且针对太阳能电池发电系统应用，实现了两路绝缘电阻，共3个未知电阻的侦测，但其实现是利用太阳能电池板输出可短路特点，分别短路Vl和V2的方法，得到另外两组等式，从而求取3个绝缘电阻。此专利所提方法只能用于直流电源可短路的源，如太阳能电池板，并且在短路电流较小的情况下实施，实用性较低。在输入直流源短路电流较大情况下或输入有较大储能电容情况下，电路中的短路开关非常容易损坏。
[0006]以上方案都是对于通过构造不同的电路等式，分别求取每个未知绝缘电阻的方式，来判断系统绝缘电阻是否超标，对于N个输入直流源情况下，也需要有N个相同电路，以求解2N个未知电阻值，即便电源其中一极共用的情况下，也需要求解N+1个未知电阻，电路复杂度和处理器的计算量都会大幅度增加，从而增加硬件电路实现成本，并占用处理器过多资源，降低系统响应速度。
【发明内容】
[0007]本实用新型要解决的技术问题是简化多路直流电源中绝缘阻抗侦测所使用的硬件电路，具有运算量低，侦测精度高等特点。
[0008]为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供了一种多路输入直流电源绝缘阻抗侦测电路，包括w路直流电源m路直流电源共负极连接或者共正极连接，其特
征在于:若》路直流电源共负极连接，则在直流电源的负极与地之间并接串联的电阻為及
第一开关；[0009]若m路直流电源共正极连接，则在直流电源的正极与地之间并接串联的电阻鳥
及第一开关。
[0010]优选地，若W路直流电源共负极连接，则每路直流电源的正极分别连接一个二极管的阳极，所有二极管的阴极均连接电阻式《的一端，电阻式《的另一端串接第二开关后接地，电阻毛的阻值与所述电阻馬的阻值相当。
[0011]优选地，所述电阻^或所述电阻式《为一个电阻组成的单独电阻，或者为至少两个电阻串联或并联而成的等效电阻。
[0012]优选地，在所述串联的电阻鳥及第一开关的两端并接串联的电阻為及电阻馬；所述二极管或为单独增加，或复用待测电路中的二极管。
[0013]优选地，所述电阻馬及所述电阻鳥均选用阻值远远大于绝缘电阻保护阀值的电
阻，该电阻馬及电阻馬为独立电阻，或为多个电阻串联的等效电阻。
[0014]优选地，所述第一开关或所述第二开关为可控开关，或为手动开关。
[0015]实际多直流输入电力电子系统，绝大多数是共负或正极极系统。本实用新型针对共负(正)极的多输入直流电力电子系统，提出一种简单实用的绝缘阻抗侦测计算方法，具有硬件电路简单，软件计算量低等优点。 【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为采用基于电桥平衡原理的检测电路；
[0017]图2为采用桥式电路的检测电路；
[0018]图3为简化后的检测电路；
[0019]图4为实施例1中公开的w路直流电源共负极连接的多路输入直流电源绝缘阻抗侦测电路；
[0020]图5为实施例1中公开的提高侦测精度的路直流电源共负极连接的多路输入直流电源绝缘阻抗侦测电路；
[0021]图6为差分电阻采样方式的电路图；
[0022]图7为实施例2中公开的高精度的多路共地直流电源绝缘电阻检测电路的电路图。
【具体实施方式】
[0023]为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0024]实施例1
[0025]如图4所示，本实施例公开的一种多路输入直流电源绝缘阻抗侦测电路，包括m路直流电源，其输出电压分别为……，路直流电源共负极连接，每路直流
电源的正极对地的绝缘阻抗分别为……，&，每个绝缘阻抗两端的电压分别为......- ￥tm，电阻式t为直流电源的负极对地，在直流电源的负极与地之间并接串联的电阻式)及第一开关S。第一开关S为手动开关，或为可控开关。电阻禹为一个电阻组成
的单独电阻，或者为至少两个电阻串联或并联而成的等效电阻。
[0026]采用上述电路的多路输入直流电源绝缘阻抗侦测方法，其步骤为:
[0027]第一步、搭建上述的多路输入直流电源绝缘阻抗侦测电路；
[0028]第二步、在第一开关S保持断开的时候，检测共负极连接的v路直流电源的负极
或者共正极连接的爾路直流电源的正极对地的电圧》;
[0029]第三步、将第一开关S闭合，再次检测共负极连接的M路直流电源的负极或者共正极连接的BI路直流电源的正极对地的电压》^ ；
[0030]第四步、计算共负极连接的《路直流电源或者共正极连接的M路直流电源对地的绝缘阻抗:
[0031]
【权利要求】
1.一种高精度的多路共地直流电源绝缘电阻检测电路,包括路直流电源m路直流电源共负极连接或者共正极连接，其特征在于若m路直流电源共负极连接，则在直流电源的负极与地之间并接串联的电阻為及第一开关(S)； 若IB路直流电源共正极连接，则在直流电源的正极与地之间并接串联的电阻為及第一开关CS)。
2.如权利要求1所述的一种高精度的多路共地直流电源绝缘电阻检测电路，其特征在于:若》路直流电源共负极连接，则每路直流电源的正极分别连接一个二极管的阳极，所有二极管的阴极均连接电阻尤的一端，电阻毛的另一端串接第二开关(Sa)后接地，电阻 的阻值与所述电阻奂的阻值相当。
3.如权利要求2所述的一种高精度的多路共地直流电源绝缘电阻检测电路，其特征在于:所述电阻為或所述电阻炙为一个电阻组成的单独电阻，或者为至少两个电阻串联或并联而成的等效电阻。
4.如权利要求2所述的一种高精度的多路共地直流电源绝缘电阻检测电路，其特征在于:在所述串联的电阻為及第一开关(S)的两端并接串联的电阻馬及电阻馬；所述二极管或为单独增加，或复用待测电路中的二极管。
5.如权利要求4所述的一种高精度的多路共地直流电源绝缘电阻检测电路，其特征在于:所述电阻馬及所述电阻為均选用阻值大于绝缘电阻保护阀值的电阻，该电阻馬及电阻禹为独立电阻，或为多个电阻串联的等效电阻。
6.如权利要求2所述的一种高精度的多路共地直流电源绝缘电阻检测电路，其特征在于:所述第一开关(S)或所述第二开关(Sa)为可控开关，或为手动开关。
【文档编号】G01R27/02GK203688665SQ201320481819
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年8月7日 优先权日:2013年5月15日
【发明者】张玉林, 朱国忠, 张俊 申请人:上海正泰电源系统有限公司