绝缘检测电路及其方法
【专利摘要】本发明公开一种绝缘检测电路及其方法，适用于检测一载具的一高压电源与一低压电源之间的绝缘状态，绝缘检测电路包括一第一储能单元、一第二储能单元、一定电流单元与一检测单元；第一储能单元耦接高压电源；第二储能单元耦接第一储能单元与低压电源之间；定电流单元耦接第一储能单元与第二储能单元之间，并提供一定电流对第二储能单元充放电；检测单元耦接第二储能单元，检测流经第二储能单元的电流变化；其中检测单元于检测出流经第二储能单元的电流小于一默认值时，则输出代表绝缘状态异常的一检测信号。本发明通过定电流单元提供一稳定的定电流给第二储能单元充放电，检测单元可以精确检测到载具的高压电源与低压电源之间的绝缘被破坏。
【专利说明】绝缘检测电路及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种绝缘检测电路及其方法，特别涉及一种用于载具的高压电源与低压电源之间的绝缘检测电路及其方法。
【背景技术】
[0002]交通运输载具随着科技的进步，来提供例如照明灯光、电动窗、数字影音、导航系统或恒温空调等多元化的电气设备。这些电气设备通过电池、发电机或高电压至低电压转换器的电力供给来运作。当然，载具的高压电源与低压电源之间需具有良好的绝缘，借助人们可以安全地使用多元化的电气设备。
[0003]然而，载具的发展以朝向绿能产业的油电混合车或电动车辆，而电动车通过例如高电压的电池、高电压至低电压转换器等驱动串联可输出大约60至600伏特的高电压，而超过60伏特临限值的高电压被认为是对人类有害的。
[0004]当载具的高压电源与低压电源之间的绝缘被破坏时，电流可能会泄漏至载具的底盘或壳体，因此载具的底盘或壳体可能存在危害人体安全的电荷。如当使用者接触载具的底盘或壳体的任一部位时，则可能发生危害人体安全的电击伤害。
[0005]举例而言，当车辆承受强烈震动，使绝缘体造成机械性磨损或破裂，例如车辆的高压缆线的绝缘体破损，借助高压电源的电流泄漏至车辆壳体。为能警告车辆使用者、驾驶及乘客上述绝缘被破坏产生漏电，因此在车辆上必须要装设绝缘检测电路，以检测可能会发生的绝缘被破坏的状态。
[0006]由此可知，载具的高压电源与低压电源之间的绝缘状态是一个必须被检测出的重要问题，以保证任何与载具产生接触的人的安全性。因此，如何加强绝缘检测电路运作时的精确性，是目前值得探讨的课题。
【发明内容】
[0007]有鉴于此，本发明提供一种绝缘检测电路，通过定电流单元提供一稳定的定电流给第二储能单元充放电，当第二储能单元的电流小于一默认值时，检测单元可以精确检测到载具的高压电源与低压电源之间的绝缘被破坏。如此一来，本发明提高绝缘检测电路使用的便利性。
[0008]本发明提出一种绝缘检测电路，适用于检测一载具的一高压电源与一低压电源之间的绝缘状态，绝缘检测电路包括:一第一储能单元、一第二储能单元、一定电流单元与一检测单元。第一储能单元稱接高压电源。第二储能单元稱接第一储能单元与低压电源之间。定电流单元耦接第一储能单元与第二储能单元之间，并提供一定电流对第二储能单元充放电。检测单元耦接第二储能单元，检测流经第二储能单元的电流变化。其中，检测单元于检测出流经第二储能单元的电流小于一默认值时，则输出代表绝缘状态异常的一检测信号。
[0009]换句话说，本发明提供一种绝缘检测电路，适用于检测一载具的一高压电源与一低压电源之间的绝缘状态，该绝缘检测电路包括:一第一储能单元，耦接该高压电源；一第二储能单元，稱接该第一储能单元与该低压电源之间；一定电流单元，稱接该第一储能单元与该第二储能单元之间，并提供一定电流对该第二储能单元充放电；以及一检测单元，I禹接该第二储能单元，检测流经该第二储能单元的电流变化；其中，该检测单元于检测出流经该第二储能单元的电流小于一默认值时，则输出代表绝缘状态异常的一检测信号。
[0010]在本发明一实施例中，上述定电流单元包括一第一放大器、一第二放大器与多个电阻器。
[0011]在本发明一实施例中，上述第一放大器的输入端接地或低压电源，第一放大器的反相输入端稱接一输入电压，第一放大器的输出端稱接第二放大器的反相输入端与检测单兀之间，第二放大器的输入端稱接于第一放大器的输入端与第二放大器的输出端之间，这些电阻器耦接第一放大器或第二放大器。
[0012]在本发明一实施例中，上述第一储能单元为一第一电容器，而第二储能单元为一第二电容器。
[0013]在本发明一实施例中，当高压电源与低压电源之间的绝缘被破坏时，定电流会分流至第一电容器，且藕合第二电容器进行充电或放电，而定电流的分流导致第二电容器的最高电压电平及最低电压电平产生变化。
[0014]在本发明一实施例中，上述第一电容器隔绝高压电源的电气干扰，使第二电容器于隔绝高压电源的电气干扰的状态下，接收定电流，且检测单元于隔绝高压电源的电气干扰的状态下，检测第二电容器的电流。
[0015]在本发明一实施例中，上述第二储能单元的电压电平根据定电流而变化，而检测单元用以检测第二储能单元的电压电平变化。
[0016]在本发明一实施例中，上述检测单元检测出第二储能单元的最高电压电平、最低电压电平、最高电压电平及最低电压电平、或电压振幅小于默认值时，则输出代表绝缘状态异常的检测信号。
[0017]在本发明一实施例中，上述定电流单元以低频率提供定电流给第二储能单元，当绝缘被破坏时，第一储能单元提供定电流单元一分流路径。
[0018]在本发明一实施例中，上述绝缘检测电路，还包括一定电流补偿单元，定电流补偿电路耦接于第二储能单元与定电流单元之间，定电流补偿电路包括一第三放大器、一第四放大器与多个电阻器。
[0019]在本发明一实施例中，上述第三放大器的输入端稱接于一第一输入电压，第三放大器的反相输入端I禹接于一第二输入电压，第三放大器的输出端I禹接第四放大器的反相输入端、定电流单元与检测单元之间，第四放大器的输入端耦接于第三放大器的输入端与第四放大器的输出端之间，这些电阻器耦接第三放大器或第四放大器。
[0020]在本发明一实施例中，上述定电流单元自电流镜、定电流二极管与切换式电源供应器所组成的群组中选取。
[0021]本发明提出一种绝缘检测方法，适用于检测一载具的一高压电源与一低压电源之间的绝缘状态，绝缘检测方法包括:提供一第一储能单元耦接于高压电源，以及提供一第二储能单元稱接第一储能单元与低压电源之间；提供一定电流对第二储能单元充放电；检测流经第二储能单元的电流变化；以及当检测出流经第二储能单元的电流小于一默认值时，则输出代表绝缘状态异常的一检测信号。[0022]在本发明一实施例中，于检测流经该第二储能单元的电流变化的步骤中，还包括下列步骤:第二储能单元的电压电平根据定电流而变化，检测第二储能单元的电压电平变化。
[0023]在本发明一实施例中，于当检测出流经该第二储能单元的电流小于一默认值时，则输出代表绝缘状态异常的一检测信号的步骤中，还包括下列步骤:当检测出第二储能单元的最高电压电平、最低电压电平、最高电压电平及最低电压电平、或电压振幅小于默认值时，则输出代表绝缘状态异常的检测信号。
[0024]本发明再提出一种绝缘检测电路，适用于检测一载具的一高压电源与一低压电源之间的绝缘状态，绝缘检测电路包括:一第一储能单元、一阻抗单元、一定电流单元与一检测单元。第一储能单元耦接高压电源；阻抗单元耦接第一储能单元与低压电源之间；定电流单元耦接第一储能单元与阻抗单元之间，并提供一定电流来通过阻抗单元；以及检测单元耦接阻抗单元，检测流经阻抗单元的电流变化；其中，当检测单元检测出流经阻抗单元的电流小于一默认值时，则输出代表绝缘状态异常的一检测信号。
[0025]本发明再提供一种绝缘检测电路，适用于检测一载具的一高压电源与一低压电源之间的绝缘状态，该绝缘检测电路包括:一第一储能单元，稱接该高压电源；一阻抗单元，率禹接该第一储能单元与该低压电源之间；一定电流单元，稱接该第一储能单元与该阻抗单元之间，并提供一定电流来通过该阻抗单元；以及一检测单元，耦接该阻抗单元，检测流经该阻抗单元的电流变化；其中，当该检测单元检测出流经该阻抗单元的电流小于一默认值时，则输出代表绝缘状态异常的一检测信号。
[0026]在本发明一实施例中，上述第一储能单兀为一第一电容器,而阻抗单兀为一电阻器，其中高压电源与低压电源之间的绝缘被破坏时，定电流会分流流入第一电容器，且第一电容器与电阻器形成一 RC回路，使流经电阻器的电流小于默认值。
[0027]综上所述，本发明的绝缘检测电路通过定电流单元来提供一稳定的定电流给第二储能单元，当第二储能单元的电流小于默认值时，检测单元可以精确检测到载具的高压电源与低压电源之间的绝缘被破坏。如此一来`，本发明提高绝缘检测电路使用的便利性。
[0028]为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明的较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为本发明实施例一的绝缘检测电路功能方块示意图；
[0030]图2A为根据图1的本发明一实施例的绝缘侦测电路架构示意图；
[0031]图2B为根据图2A的本发明另一实施例绝缘侦测电路的电压波形图；
[0032]图3为本发明另一实施例的绝缘检测电路架构示意图；
[0033]图4为本发明另一实施例的绝缘检测电路架构示意图；
[0034]图5为本发明另一实施例的绝缘检测电路架构示意图；
[0035]图6为本发明另一实施例的绝缘检测方法流程图；
[0036]图7A为本发明另一实施例的绝缘检测电路功能方块示意图。
[0037]图7B为根据图7A的本发明另一实施例的绝缘检测电路架构示意图。
[0038]【主要元件附图标记说明】[0039]1、2、3、4、5:绝缘检测电路
[0040]8:低压电源
[0041]9:高压电源
[0042]10:第一储能单元
[0043]100:第一电容器
[0044]12:第二储能单元
[0045]120:第二电容器
[0046]13:阻抗单元
[0047]130:电阻器
[0048]14、14a、14b:定电流单元
[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:电阻
[0052]140a:电流源
[0053]142a:第一晶体管
[0054]144a:第二晶体管
[0055]140b:定电流二极管
[0056]141b:电流输入端
[0057]142b:电流输出端
[0058]151、152:阻抗
[0059]16:检测单元
[0060]17:定电流补偿单元
[0061]171:第三放大器
[0062]172:第四放大器
[0063]18:等效开关
[0064]Vin:输入电压
[0065]Vl:第一输入电压
[0066]V2:第二输入电压
[0067]V、Va、Vb:电压
[0068]T:时间
[0069]N、D:时间区段
[0070]S601?S609:本发明实施例的各个步骤【具体实施方式】
[0071]为了充分了解本发明，于下文将对实施例及附图作详细说明，且其并非用以限定本发明。
[0072]实施例一
[0073]图1为本发明实施例一绝缘检测电路功能方块示意图。请参阅图1。一种绝缘检测电路I适用于检测一载具的一高压电源9与一低压电源8之间的绝缘状态。绝缘检测电路I耦接于一载具与一直流电源之间，而直流电源用以供电给载具，或是启动车用发电机供电给载具，借此形成相对的一高压电源9与一低压电源8，绝缘检测电路I包括一第一储能单元10、一第二储能单元12、一定电流单元14与一检测单元16。
[0074]在实际应用上，直流电源可以通过充电电池来实现，而低压电源8可以通过载具的壳体接地或是电气设备搭铁来实现，其中高压电源9与低压电源8之间具有高阻抗或绝缘材料来隔离，使高压电源9不会往低压电源8来泄漏电源。例如一般车辆的车头灯电气缆线以绝缘橡胶包覆，当绝缘橡胶老化或破损时，使车头灯电气缆线的铜导线与车壳搭接时，高压电源9会往低压电源8来泄漏电源。因此，本发明的绝缘检测电路I用以检测载具的高压电源9与低压电源8之间的绝缘状态。
[0075]此外，高压电源9例如为串联多个充电电池所供应的电源。充电电池例如包括但不限于铅酸电池、镍锌电池、镍铁电池或锂电池等。在实际应用上，串联或串并联多个充电电池来提供直流电源给载具的电气设备。当然，充电电池可以通过车用发电机或电压转换器等来维持充电电池的电量，或是充电电池可以提供脉冲直流电源，借此载具内电气设备可以使用直流电源，本实施例不限制充电电池的形态。
[0076]第一储能单元10耦接高压电源9、第二储能单元12、定电流单元14与检测单元16之间，且第一储能单元10可以隔离高压电源9与低压电源8，而第一储能单元10可以通过电容器来实现。一般来说，电容器可以阻挡直流电源自高压电源9流入低压电源8，借此，电容器相较于电阻器具有良好的绝缘特性。
[0077]第二储能单元12耦接第一储能单元10与低压电源8之间，而第二储能单元12也可以通过电容器来实现。一般来说，第二储能单元12于低频率交流电流的状态下可以储存电能。因此，当高压电源9与低压电源8之间的绝缘被破坏时，高压电源9往低压电源8泄漏的电流将导通，使第一储能单元10与第二储能单元12形成一回路，第一储能单元10将提供定电流单元14 一分流路径，而所述泄漏的电流与所述定电流分流将流入所述回路中。
[0078]定电流单元14耦接第一储能单元10、第二储能单元12与检测单元16。定电流单元14用以提供稳定且低频率的定电流给第二储能单元12，来对第二储能单元12充放电，当第二储能单元12的电流小于一默认值时，检测单元16检测到高压电源9与低压电源8之间的绝缘被破坏。在实际应用上，定电流单元14可以通过多个放大器与多个电阻器所构成的定电流电路、电流镜、定电流二极管、切换式电源供应器或其他电气元件等耦接电路设计来实现。当然，定电流单元14产生例如低频率的交流电的定电流来对第二储能单元12充放电，第二储能单元12能接收上述定电流来充放电。
[0079]举例来说，第一及第二储能单元10、12的阻抗根据定电流单元14所提供交流电的频率来变化，当所述交流电的频率提高时，第一及第二储能单元10、12的阻抗会降低，相反地，当所述交流电的频率降低时，第一及第二储能单元10、12的阻抗会提高。因此，本发明以一定低频率的交流电，对耦接低压电源8的第二储能单元12充放电，第二储能单元12具有一定阻抗与不受低压电源8干扰的功能，所以，本发明可以很容易且精准地检测到第二储能单元12的电流变化。
[0080]当定电流单元14提供一定低频率的交流电给第二储能单元12充放电,第二储能单元12的阻抗大小会维持相同的定值，而高压电源9与低压电源8之间是否绝缘被破坏，将不影响第二储能单元12的阻抗大小。由此可知，绝缘检测电路I可以通过检测第二储能单元12的电流状态，来判断所述电源之间的绝缘状态。
[0081]详细来说，定电流单元14提供低频率的定电流来对第二储能单元12充电，使第二储能单元12正常接收定电流。当绝缘状态异常时，第一储能单元10将提供定电流单元14一分流路径，定电流单元14提供低频率的定电流将分流流入第一储能单元10，所以第二储能单元12接收到的定电流将远小于所述正常接收的定电流，借此检测单元16可以很容易且精准的检测到第二储能单元12的电流变化。
[0082]值得一提的是，第一储能单元10的一端浮接高压电源9，并受到高压电源9的电气干扰，所以，一般的绝缘检测电路的绝缘检测精确度会受到影响。然而，本发明通过定电流单元14提供定电流给第二储能单元12,并使第二储能单元12稱接第一储能单元10与低压电源8之间，借此降低第二储能单元12受到高压电源9的电气干扰，所以本发明的绝缘检测电路I可以提闻绝缘检测的精确度。
[0083]本实施例中，检测单元16耦接第一储能单元10、第二储能单元12与定电流单元
14。检测单元16用以检测第二储能单元12的电流状态。当高压电源9与低压电源8之间的绝缘被破坏产生泄漏的电流时，定电流单元14还是维持稳定的定电流来对第二储能单元12充放电，而第一储能单元10与第二储能单元12形成回路，第二储能单元12于所述回路中进行充电或放电，使第二储能单元12的电流状态会根据所述泄漏的电流来变化。
[0084]此外，检测单元16也可以检测出第二储能单元12的电压状态。在实际应用上，第二储能单元12的电压电平根据定电流而变化，而检测单元16用以检测第二储能单元12的电压电平变化。当然，检测单元16也可以检测出第二储能单元12的最高电压电平、最低电压电平、最高电压电平及最低电压电平、或电压振幅小于默认值时，则输出代表绝缘状态异常的检测信号。本领域技术人员应当知道检测电压状态的功用，故在此不予赘述。
[0085]例如第二储能单元12的电流放电或分流至第一储能单元10，借此第二储能单元12的电流小于默认值，例如，第二储能单元12的电流小于0.1A时，检测单元16检测到高压电源9与低压电源8之间的绝缘被破坏。当然，第二储能单元12的电流的默认值大小，本领域技术人员可视需要自由设计。
[0086]举例来说，当高压电源9与低压电源8之间的绝缘状态为良好时，流经第二储能单元12的电流较强，借此检测单元16检测出流经第二储能单元12的电流大于默认值，所以，本发明可以判断高压电源9与低压电源8之间未产生漏电。
[0087]当高压电源9与低压电源8之间的绝缘状态为损坏时，流经第二储能单元12的电流较弱，借此检测单元16检测出流经第二储能单元12的电流小于默认值，所以，检测单元16输出代表绝缘状态为异常的一检测信号，借此判断高压电源9与低压电源8之间产生漏电。因此，本发明通过定电流单元14与检测单元16所构成的检测电路，来判断高压电源9与低压电源8之间是否为良好的绝缘状态。
[0088]值得一提的是，在其他实施例中，检测单元16也可以耦接于第二储能单元12与低压电源8之间，检测单元16也可以检测第二储能单元12的电压或电流变化，本实施例不限制检测单元16配置的位置和形态。此外，检测单元16可以耦接载具的电控系统，当检测单元16检测到高压电源9与低压电源8之间的绝缘被破坏的信号时，检测单元16可以通过控制器局域网络(Control Area Network, CAN)来传输所述检测信号,使载具的显示仪表或警示设备来输出显示或警示的信号，借此可以保护使用者的安全。[0089]由此可知，本发明通过定电流单元14产生一定低频率的脉波交流电源，来对第二储能单元12进行充电，当高压电源9与低压电源8之间的绝缘被破坏时，定电流单元14提供定电流会分流至第一储能单元10，且第二储能单元12会于所述回路中进行充电或放电，借此流经第二储能单元12的定电流会产生变化，所以检测单元16可以检测高压电源9与低压电源8之间的绝缘状况。
[0090]其次，第一及第二储能单元10、12均为电容器，可以隔离高压电源9与低压电源8，因此高压电源9与低压电源8之间具有良好绝缘，并不会产生微量高压漏电风险。
[0091]再者，检测单元16检测耦接低压电源8的第二储能单元12，降低第二储能单元12受闻压电源9干扰的机会，并提闻绝缘检测的精确度。
[0092]实施例二
[0093]上述图1中定电流单元14的电路架构可以用不同的电路来实现。当然，定电流单元14可以提供稳定的定电流给第二储能单元12，而使检测单元16可以检测高压电源9与低压电源8之间的绝缘状态。
[0094]图2A为根据图1的本发明一实施例的绝缘检测电路架构示意图。请参阅图2A，为了方便说明，本实施例的第一及第二储能单元分别为第一及第二电容器100、120。定电流单兀14包括一第一放大器141、一第二放大器142与多个电阻器144、145、146、148、150。定电流单兀14用以输出稳定的定电流给第二电容器120,其中第一放大器141、第二放大器142与多个电阻器144、145、146、148、150的耦接关系，本领域普通技术人员可视需要自由设计。
[0095]图2A所不第一放大器141的输入端接地,第一放大器141的反相输入端稱接于一输入电压Vin,第一放大器141的输出端稱接第二放大器142的反相输入端与检测单兀16之间，第二放大器142的输入端稱接于第一放大器141的输入端与第二放大器142的输出端之间，这些电阻器144、145、146、148、150耦接第一放大器141或第二放大器142。
[0096]举例来说，电阻器144耦接第一放大器141的输入端。因第一放大器141的作用为减法器，如输入电压Vin与电阻器144均为定值，借此产生定电流。当然，在其他实施例中，这些电阻器144、145、146、148、150的数量与耦接方式本领域技术人员可根据需要自由设计。
[0097]详细来说，当高压电源9与低压电源8的绝缘状态为良好时，高压电源9与低压电源8之间可视为等效开关18为不导通状态。例如，由行车计算机提供低频率的脉波信号给定电流单元14，经耦接的第一放大器141、第二放大器142与多个电阻器144、145、146、148、150处理成一低频率的脉波的定电流，借此定电流单元14会对耦合第二电容器120进行充放电。如此一来，定电流单元14通过第一放大器141、第二放大器142与多个电阻器144、145、146、148、150产生稳定的定电流，来对第二电容器120充放电。
[0098]当高压电源9与低压电源8的绝缘被破坏时，高压电源9与低压电源8之间可视为等效开关18为导通状态，借此第一及第二电容器100、120与等效开关18形成一回路，而第一电容器100也会接收到部分的定电流单元14的定电流，其中定电流会分流入所述回路中，而第二电容器120也会于回路来放电，借此第二电容器120的荷电状态与流经第二电容器120的电流将会产生变化。因此，检测单元16可以检测出流经第二电容器120的电流或第二电容器120的电压，进一步来判断高压电源9与低压电源8的绝缘状态。[0099]请继续参阅图2A，第一电容器100可以隔绝高压电源9与低压电源8，然而第一电容器100的一端耦接高压电源9的电器，借此第一电容器100将会受到高压电源9的电器干扰，而本发明以检测第二电容器120的电流或电压变化，而第二电容器120不受高压电源9的影响，且本发明通过第一电容器100有效隔离高压电源9，借此提高绝缘检测电路I的精确性。
[0100]由此可知，本发明通过定电流单元14产生一定低频率的脉波交流电源，对耦合第二电容器120进行充放电，当高压电源9与低压电源8之间的绝缘被破坏时，定电流单元14提供定电流会分流至第一电容器100中，借此流经藕合第二电容器120的定电流会产生变化，所以检测单元16借助于检测到流经第二电容器120的电流是否小于一默认值，可以检测高压电源9与低压电源8之间的绝缘状态。
[0101]其次，藕合第一电容器100可以隔离高压电源9与低压电源8，因此，高压电源9与低压电源8之间具有良好绝缘，并不会产生微量高压漏电风险。再者，定电流单元14提供低频率的定电流给藕合第二电容器120，借此藕合第二电容器120于隔绝高压电源9的电气干扰的状态下，接收定电流，因此降低藕合第二电容器120受高压电源9干扰的机会。当然，检测单元16在隔绝高压电源9的电气干扰的状态下，检测第二电容器120的电流，借此提闻绝缘检测电路I的精准性。
[0102]在本实施例中，当上述高压电源9与低压电源8之间的绝缘被破坏时，定电流单元14提供定电流会分流至第一电容器100中，且藕合第二电容器120 (coupling capacitor)会在回路中进行充电或放电，上述定电流的分流导致第二电容器120的最高电压电平及最低电压电平产生变化，所以，检测单元16借助于检测到第二电容器120的最高电压电平、最低电压电平、最高电压电平及最低电压电平、或是电压振幅是否小于一默认值，可以检测高压电源9与低压电源8之间的绝缘状态。
[0103]实施例三
[0104]图2B为根据图2A的本发明另一实施例的绝缘检测电路的电压波形图。请参阅图2B，图2B所示第二电容器120于正常状态与异常状态的电压波形，当高压电源9与低压电源8之间的绝缘状态为正常时，检测单元16检测出第二电容器120的电压波形如图2B的时间区段N ;当高压电源9与低压电源8之间的绝缘状态异常时，检测单元16检测出第二电容器120的电压波形如图2B的时间区段D。
[0105]详细来说，一般的绝缘检测电路所检测到的电压或电流波形为不明显压降的连波或不明显电流差异的连波，因此一般的绝缘检测电路不易精确检测出电压或电流变化。本发明通过定电流单元14来提供低频率的一定电流对第二电容器120充放电，当高压电源9与低压电源8之间的绝缘状态异常时，第一及第二电容器100、120会形成回路，且定电流单元14提供所述定电流也会被分流至所述回路的第一电容器100中，借此定电流无法全部流入第二电容器120，所以第二电容器120的电压波形会产生较大的压降，如图2B所示时间区段D的电压波形，例如，高压电源9侧对低压电源8侧经480千欧姆的绝缘破坏，检测单元16可以检测到电压Va为36.8毫伏特至电压Vb为73.6毫伏特。因此，本发明的绝缘检测电路I的检测单元16可以很容易且精准地检测出绝缘异常状况。
[0106]实施例四
[0107]上述绝缘检测电路I可以由不同的方式实施。图3为本发明另一实施例的绝缘检测电路架构示意图。请参阅图3，图3中的绝缘检测电路2与图2A中的绝缘检测电路I 二者结构相似，而以下将对二者所包括的相同元件以相同标号表示。绝缘检测电路2、1 二者的差异在于:绝缘检测电路2还包括一定电流补偿单元17。定电流补偿单元17包括一第三放大器171、一第四放大器172与多个电阻器174、175、176、177、178。本实施例不限制定电流补偿单元17。
[0108]详细来说,第三放大器171的输入端稱接于一第一输入电压VI,第三放大器171的反相输入端稱接于一第二输入电压V2,如由行车计算机提供的第一及第二输入电压V1、V2，第三放大器171的输出端耦接第四放大器172的反相输入端、定电流单元14与检测单元16之间，第四放大器172的输入端耦接于第三放大器171的输入端与第四放大器172的输出端之间，这些电阻器174、175、176、177、178耦接第三放大器171或第四放大器172，如图3所示，借此定电流补偿单元17可以补偿定电流单元14于电路上的损耗。
[0109]举例来说，定电流单元14输出定电流给第二电容器120，而流经第二电容器120的电路上具有阻抗151，而阻抗151会造成电流的损耗，借此定电流补偿单元17用以补偿上述电路的损耗,如此一来,绝缘检测电路2可以更精准的检测第二电容器120的电流值。
[0110]除上述注意事项之外，本领域技术人员应当知道，实施例四的操作部分与实施例二实质上等效，本领域技术人员参考实施例二以及上述注意事项后，应当可以轻易推知，故在此不予赘述。
[0111]实施例五
[0112]图4为本发明另一实施例之绝缘检测电路架构示意图。请参阅图4,本实施例的绝缘检测电路3与上述实施例二的绝缘检测电路I相似，例如绝缘检测电路3也能提供定电流给第二电容器120，借此检测单元16可以检测第二电容器120的电流值的变化。然而，绝缘检测电路3、1之间仍存有差异，其差异在于:定电流单元14a通过电流镜的电路架构来实现。
[0113]详细来说，定电流单元14a包括一电流源140a、一第一晶体管142a与一第二晶体管144a。第一及第二晶体管142a、144a例如为功率晶体管、场效晶体管或双载子接面晶体管，本实施例不限制第一及第二晶体管142a、144a的种类。在实际应用上，电流源140a耦接第一晶体管142a的集极，第一晶体管142a基极耦接第二晶体管144a的基极，且导线耦接于上述第一及第二晶体管142a、144a的基极之间以及上述第一晶体管142a的集极，借此产生镜射电流，本实施例不限制电流镜。
[0114]除上述注意事项之外，本领域技术人员应当知道，实施例五的操作部分与实施例二实质上等效，本领域技术人员参考实施例二以及上述注意事项后，应当可以轻易推知，故在此不予赘述。
[0115]实施例六
[0116]图5为本发明另一实施例之绝缘检测电路架构示意图。请参阅图5,本实施例的绝缘检测电路4与上述实施例的绝缘检测电路I相似，例如绝缘检测电路4也能提供定电流给第二电容器120，借此检测单元16可以检测第二电容器120的电流值的变化。然而，绝缘检测电路4与绝缘检测电路I之间仍存有差异，其差异在于:定电流单元14b可以通过定电流二极管140b来实现。
[0117]定电流单兀14b具有一电流输入端141b、一电流输出端142b、一定电流二极管140b以及一电阻143b，且电阻143b与定电流二极管140b并联，如图5所示。电流输入端141b电性连接输入电压Vin，例如由行车计算机提供的输入电压Vin，定电流二极管140b的正极电性连接电流输入端141b，其负极电性连接电流输出端142b ；电阻143b与定电流二极管140b并联。在其他实施例中，电阻143b可以由电感或是电容替换，用以调整定电流单元14所输出的电流，本实施例不限制定电流单元14b的种类。
[0118]举例来说,输入电压Vin产生半周期波形时，电流会自电流输入端141b传至定电流二极管140b，再通过电流输出端142b输出至第二电容器120。定电流二极管140b的特性在于若接收到加顺方向电压，无论电压多少，可以输出一额定大小的电流。因此只要在合乎定电流二极管140b规格内的电压，都能够得到相同的电流。所以加上定电流二极管140b后，即使交流电电压产生10%的压变，电流也不会因为压变而产生变化，达到输出稳定电流的效果。
[0119]除上述注意事项之外，本领域技术人员应当知道，实施例六的操作部分与实施例二实质上等效，本领域技术人员参考实施例二以及上述注意事项后，应当可以轻易推知，故在此不予赘述。
[0120]实施例七
[0121]图6为本发明另一实施例之绝缘检测方法流程图。请参阅图6。一种绝缘检测方法，适用于检测一载具的一高压电源与一低压电源之间的绝缘状态，绝缘检测方法包括:首先，在步骤S601中，提供一第一储能单元耦接于高压电源，以及提供一第二储能单元耦接第一储能单元与低压电源之间。
[0122]接着，在步骤S603中，提供一定电流对第二储能单元充放电。在步骤S605中，检测流经第二储能单元的电流变化，在步骤S607中，判断流经第二储能单元的电流是否小于一默认值，如判断为是，则进行步骤S609，检测单元输出代表绝缘状态异常的一检测信号；如判断为否，则回至步骤S605中，检测单元持续检测流经第二储能单元的电流变化。
[0123]值得注意的是，在步骤S605中，还包括下列步骤:第二储能单元的电压电平根据定电流而变化，检测第二储能单元的电压电平变化。因此于步骤S607中，还包括下列步骤:判断第二储能单元的最高电压电平、最低电压电平、最高电压电平及最低电压电平、或电压振幅是否小于默认值，若是，进行步骤S609，则输出代表绝缘状态异常的检测信号。若否，则进行步骤S605。本实施例不限制绝缘检测方法流程的形态种类。
[0124]实施例八
[0125]图7A为本发明另一实施例的绝缘检测电路功能方块示意图。图7B为根据图7A的本发明另一实施例的绝缘检测电路架构示意图。请参阅图7A与图7B。本实施例的绝缘检测电路5与上述实施例的绝缘检测电路I相似，例如绝缘检测电路5也能提供定电流给阻抗单元13，借此检测单元16可以检测阻抗单元13的电流变化。然而，绝缘检测电路5、绝缘检测电路I之间仍存有差异，其在于:绝缘检测电路5以阻抗单元13来取代第二储能单元，而阻抗单元13耦接第一储能单元10与低压电源8之间。
[0126]在实际应用上，阻抗单元13用以衰减电压。当高压电源9与低压电源8之间的绝缘被破坏时，高压电源9与低压电源8之间借助于阻抗单元13产生压降，借此检测单元16可以检测阻抗单元13的电流变化。
[0127]详细来说，定电流单元14提供一定电流来通过阻抗单元13。检测单元16检测流经阻抗单元13的电流变化。其中，当检测单元16检测出流经阻抗单元13的电流小于一默认值时，则输出代表绝缘状态异常的一检测信号。
[0128]请继续参阅图7A与图7B，第一储能单元10为一第一电容器100，而阻抗单元13为一电阻器130，电阻器130耦接第一电容器100与低压电源8之间，其中高压电源9与低压电源8之间的绝缘被破坏时，定电流会分流流入第一电容器100，且第一电容器100与电阻器130形成一 RC回路，使流经电阻器130的电流小于默认值。
[0129]除上述注意事项之外，本领域技术人员应当知道，实施例七的操作部分与实施例一实质上等效，本领域技术人员参考实施例一以及上述注意事项后，应当可以轻易推知，故在此不予赘述。
[0130]综上所述，本发明提供一种绝缘检测电路，通过定电流单元提供一稳定的定电流给第二储能单元充放电，当定电流分流流入第一储能单元，第二储能单元的电流会小于一默认值时，检测单元可以精确检测到载具的高压电源与低压电源之间的绝缘被破坏。如此一来，本发明提高绝缘检测电路使用的便利性。
[0131]虽然以上公开了本发明的较佳实施例，然本发明并不受限于上述实施例，本领域技术人员在不脱离本发明所公开的范围内，应当能够作少许的修改与调整，因此本发明的保护范围应当以权利要求书为准。
【权利要求】
1.一种绝缘检测电路，适用于检测一载具的一高压电源与一低压电源之间的绝缘状态，其特征在于，该绝缘检测电路包括: 一第一储能单元，稱接该高压电源； 一第二储能单元，稱接该第一储能单元与该低压电源之间； 一定电流单元，耦接该第一储能单元与该第二储能单元之间，并提供一定电流对该第二储能单元充放电；以及 一检测单元，耦接该第二储能单元，检测流经该第二储能单元的电流变化； 其中，该检测单元于检测出流经该第二储能单元的电流小于一默认值时，则输出代表绝缘状态异常的一检测信号。
2.如权利要求1所述的绝缘检测电路，其特征在于，该定电流单元包括一第一放大器、一第二放大器与多个电阻器。
3.如权利要求2所述的绝缘检测电路，其特征在于，该第一放大器的输入端接地或该低压电源，该第一放大器的反相输入端稱接一输入电压，该第一放大器的输出端稱接该第二放大器的反相输入端与该检测单兀之间，该第二放大器的输入端稱接于该第一放大器的输入端与该第二放大器的输出端之间，该多个电阻器稱接该第一放大器或该第二放大器。
4.如权利要求1所述的绝缘检测电路，其特征在于，该第一储能单元为一第一电容器，该第二储能单元为一第二电容器。
5.如权利要求4所述的绝缘检测电路，其特征在于，当该高压电源与该低压电源之间的绝缘被破坏时，该定 电流会分流至该第一电容器，且藕合该第二电容器进行充电或放电，该定电流的分流导致该第二电容器的最高电压电平及最低电压电平产生变化。
6.如权利要求4所述的绝缘检测电路，其特征在于，该第一电容器隔绝该高压电源的电气干扰，使该第二电容器于隔绝该高压电源的电气干扰的状态下，接收该定电流，且该检测单元于隔绝该高压电源的电气干扰的状态下，检测该第二电容器的电流。
7.如权利要求1所述的绝缘检测电路，其特征在于，该第二储能单元的电压电平根据该定电流而变化，该检测单元用以检测该第二储能单元的电压电平变化。
8.如权利要求7所述的绝缘检测电路，其特征在于，该检测单元检测出该第二储能单元的最高电压电平、最低电压电平、最高电压电平及最低电压电平、或电压振幅小于该默认值时，则输出代表绝缘状态异常的该检测信号。
9.如权利要求1所述的绝缘检测电路，其特征在于，该定电流单元以低频率提供该定电流给该第二储能单元，当绝缘被破坏时，该第一储能单元提供该定电流单元一分流路径。
10.如权利要求1所述的绝缘检测电路，其特征在于，还包括一定电流补偿单元，该定电流补偿电路耦接于该第二储能单元与该定电流单元之间，该定电流补偿电路包括一第三放大器、一第四放大器与多个电阻器。
11.如权利要求10所述的绝缘检测电路，其特征在于，该第三放大器的输入端耦接于一第一输入电压，该第三放大器的反相输入端稱接于一第二输入电压，该第三放大器的输出端耦接该第四放大器的反相输入端、该定电流单元与该检测单元之间，该第四放大器的输入端耦接于该该第三放大器的输入端与该第四放大器的输出端之间，该多个电阻器耦接该第三放大器或该第四放大器。
12.如权利要求1所述的绝缘检测电路，其特征在于，该定电流单元自电流镜、定电流二极管与切换式电源供应器所组成的群组中选取。
13.—种绝缘检测方法，适用于检测一载具的一高压电源与一低压电源之间的绝缘状态，其特征在于，该绝缘检测方法包括: 提供一第一储能单元耦接于该高压电源，以及提供一第二储能单元耦接该第一储能单元与该低压电源之间； 提供一定电流对该第二储能单元充放电； 检测流经该第二储能单元的电流变化；以及 当检测出流经该第二储能单元的电流小于一默认值时，则输出代表绝缘状态异常的一检测信号。
14.如权利要求13所述的绝缘检测电路，其特征在于，在检测流经该第二储能单元的电流变化的步骤中，还包括下列步骤: 该第二储能单元的电压电平根据该定电流而变化，检测该第二储能单元的电压电平变化。
15.如权利要求13所述的绝缘检测电路，其特征在于，当检测出流经该第二储能单元的电流小于一默认值时，则输出代表绝缘状态异常的一检测信号的步骤中，还包括: 当检测出该第二储能单元的最高电压电平、最低电压电平、最高电压电平及最低电压电平、或电压振幅小于该默认值时，则输出代表绝缘状态异常的该检测信号。·
16.一种绝缘检测电路，适用于检测一载具的一高压电源与一低压电源之间的绝缘状态，其特征在于，该绝缘检测电路包括: 一第一储能单元，稱接该高压电源； 一阻抗单元，耦接该第一储能单元与该低压电源之间； 一定电流单元，耦接该第一储能单元与该阻抗单元之间，并提供一定电流来通过该阻抗单元；以及 一检测单元，耦接该阻抗单元，检测流经该阻抗单元的电流变化； 其中，当该检测单元检测出流经该阻抗单元的电流小于一默认值时，则输出代表绝缘状态异常的一检测信号。
17.如权利要求16所述的绝缘检测电路，其特征在于，该第一储能单元为一第一电容器，该阻抗单元为一电阻器，其中该高压电源与该低压电源之间的绝缘被破坏时，该定电流会分流流入该第一电容器，且该第一电容器与该电阻器形成一 RC回路，使流经该电阻器的电流小于该默认值。
【文档编号】G01R31/14GK103852699SQ201210557047
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年12月20日 优先权日:2012年11月28日
【发明者】张雅媚, 戴瑞言, 林佑儒 申请人:新普科技股份有限公司