一种绝缘检测电路和储能充电设备的制作方法

本发明涉及集成电路技术领域，具体涉及一种绝缘检测电路和储能充电设备。

背景技术：

目前市面上的绝缘检测大都采用国标法(gb/t18384.1-2015)，检测电路大都类似于图1所示，检测电路相对复杂，控制逻辑也比较繁琐，且成本也相对较高。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种绝缘检测电路，以提供一种结构简单，成本低的绝缘检测电路。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种绝缘检测电路，其特征在于，包括：

第一绝缘电阻、第二绝缘电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一控制开关和第二控制开关；

所述第一绝缘电阻的第一端与高压总正相连，所述第一绝缘电阻的第二端与被测绝缘电阻参考点相连；

所述第二绝缘电阻的第一端与所述被测绝缘电阻参考点相连，所述第二绝缘电阻的第二端与高压总负相连；

所述第三电阻的第一端通过所述第二控制开关与所述第一绝缘电阻的第一端相连，所述第四电阻的第一端与所述第三电阻的第二端相连，所述第四电阻的第二端通过所述第五电阻与所述第二绝缘电阻的第二端相连；

所述第一控制开关的第一端与所述被测绝缘电阻参考点相连，所述第一控制开关的第二端与所述三电阻的第二端相连；

所述第四电阻与所述第五电阻的公共端作为采样信号输出端。

可选的，上述绝缘检测电路中，还包括：

控制器，所述控制器的采样信号接收端与所述采样信号输出端相连；

所述控制器用于：

获取所述第一控制开关闭合、第二控制开关断开时，所述采样信号输出端输出的第一采样信号；

获取所述第一控制开关断开、第二控制开关闭合时，所述采样信号输出端输出的第二采样信号；

获取所述第一控制开关闭合、第二控制开关闭合时，所述采样信号输出端输出的第三采样信号

基于所述第三电阻的阻值、第四电阻的阻值、第五电阻的阻值、第一采样信号、第二采样信号和第三采样信号计算得到所述第一绝缘电阻的阻值以及所述第二绝缘电阻的阻值。

可选的，上述绝缘检测电路中，所述控制器还用于：

判断计算得到的所述第一绝缘电阻的阻值是否在第一预设范围内，当所述第一绝缘电阻的阻值没有在第一预设范围内时，输出第一告警信号；

判断计算得到的所述第二绝缘电阻的阻值是否在第二预设范围内，当所述第二绝缘电阻的阻值没有在第二预设范围内时，输出第二告警信号。

可选的，上述绝缘检测电路中，包括：

所述控制器在计算所述第一绝缘电阻的阻值以及所述第二绝缘电阻的阻值时，具体用于：

所述控制器在计算所述第一绝缘电阻的阻值以及所述第二绝缘电阻的阻值时，具体用于：

基于公式计算得到所述第一绝缘电阻的阻值r+；

基于公式计算得到所述第二绝缘电阻的阻值r-；

其中，所述r3为所述第三电阻的阻值，所述r4为所述第四电阻的阻值，所述r5为所述第五电阻的阻值，所述ub为所述第一采样信号，所述un为所述第二采样信号，所述u'n为所述第三采样信号。

可选的，上述绝缘检测电路中，所述控制器的控制信号输出端分别与所述第一控制开关和第二控制开关的控制端相连；

所述控制器在获取到触发信号时：依据预设控制逻辑控制所述第一控制开关和第二控制开关在第一模式、第二模式和第三模式之间进行切换；

所述第一模式为：所述第一控制开关闭合、所述第二控制开关断开的模式；

所述第二模式为：所述第一控制开关断开、所述第二控制开关闭合的模式；

所述第二模式为：所述第一控制开关闭合、所述第二控制开关闭合的模式。

可选的，上述绝缘检测电路中，还包括：

隔离器，所述隔离器设置在所述采样信号输出端与所述控制器的采样信号接收端之间。

可选的，上述绝缘检测电路中，所述隔离器与所述控制器之间采用spi、iic、tpl或can进行通信。

可选的，上述绝缘检测电路中，所述隔离器的耐压值不小于5000vdc。

一种储能充电设备，应用有上述任意一项所述的绝缘检测电路。

基于上述技术方案，在采用上述电路进行绝缘检测时，用户可以依据需要自行控制所述第一控制开关、第二控制开关的导通状态，此时，所述采样信号输出端就会输出跟随所述第一控制开关、第二控制开关的导通状态变化的采样信号，其中，在获取到这些采样信号之后，就可以依据这些采样信号计算得到所述第一绝缘电阻、第二绝缘电阻的阻值，实现了绝缘电阻的阻值计算，为计算所述绝缘电阻的阻值提供了电路基础，并且，本绝缘检测电路结构简单，生产制造成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的绝缘检测电路的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种绝缘检测电路的结构示意图；

图3为本申请实施例公开的一种绝缘检测电路的封装结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

针对于新能源汽车，由于汽车在行驶过程中电压波动比较大，图1所示的现有技术中的绝缘检测电路能够比较精确快速的实现绝缘检测。而对于充电桩和储能设备这些系统而言，在市面上往往也都是沿用汽车上的绝缘检测电路。虽然在功能上，图1所示的绝缘检测电路是没有任何问题的，但对于充电桩和储能这些电压波动比较小的系统，可以采用更加简单的、成本较低的绝缘检测电路。

针对于现有技术中的绝缘检测电路设计复杂，成本较高的问题，本申请公开了一种绝缘检测电路，参见图2，该电路可以包括：

第一绝缘电阻r+、第二绝缘电阻r-、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第一控制开关k1和第二控制开关k2；所述第一绝缘电阻r+相当于高压总正bat+相对于绝缘参考点(被测绝缘电阻参考点ios-gnd)的绝缘电阻，所述第二绝缘电阻r-相当于高压总负bat-相对于绝缘参考点的绝缘电阻，所述第三电阻r3为高压总正bat+与绝缘参考点之间的分压电阻，所述第四电阻r4为绝缘参考点对于高压总负的分压电阻，所述第五电阻r5为电压采样分压电阻。

所述第一绝缘电阻r+的第一端与高压总正bat+相连，所述第一绝缘电阻r+的第二端与被测绝缘电阻参考点ios-gnd相连，被测绝缘电阻参考点ios-gnd可以为车身等设备的等效地端；

所述第二绝缘电阻r-的第一端与所述被测绝缘电阻参考点ios-gnd相连，所述第二绝缘电阻r-的第二端与高压总负bat-相连；

所述第三电阻r3的第一端通过所述第二控制开关k2与所述第一绝缘电阻r+的第一端相连，所述第四电阻r4的第一端与所述第三电阻r3的第二端相连，所述第四电阻r4的第二端通过所述第五电阻r5与所述第二绝缘电阻r-的第二端相连；

所述第四电阻r4与所述第五电阻r5的公共端作为采样信号输出端。

采用上述电路进行绝缘检测时，用户可以依据需要自行控制所述第一控制开关k1、第二控制开关k2的导通状态，此时，所述采样信号输出端就会输出跟随所述第一控制开关k1、第二控制开关k2的导通状态变化的采样信号，其中，在获取到这些采样信号之后，就可以依据这些采样信号计算得到所述第一绝缘电阻r+、第二绝缘电阻r-的阻值，实现了绝缘电阻的阻值计算，为计算所述绝缘电阻的阻值提供了电路基础，并且，本绝缘检测电路结构简单，生产制造成本较低。

在使用本申请上述实施例公开的技术方案进行绝缘检测时，用户可以依据自身需求选择手动或者是自动控制第一控制开关k1、第二控制开关k2的导通状态。

例如，首先，可以先控制第一控制开关k1闭合、第二控制开关k2断开，将此时所述采样信号输出端输出的采样信号记为第一采样信号ub；

在获取到所述第一采样信号ub之后，控制所述第一控制开关k1断开、第二控制开关k2闭合，将此时所述采样信号输出端输出的采样信号记为第二采样信号un；

在获取到所述第二采样信号un之后，控制所述第一控制开关k1闭合、第二控制开关k2闭合，将此时所述采样信号输出端输出的采样信号记为第三采样信号u′n；

在获取到所述第一采样信号、第二采样信号、第三采样信号以后，基于所述第一采样信号、第二采样信号、第三采样信号进行计算，即可得到所述第一绝缘电阻r+和所述第二绝缘电阻r-的阻值，需要说明的是，所述第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5的配置参数均为已知参数，基于这些已知参数再结合所述第一采样信号、第二采样信号、第三采样信号，即可得到所述第一绝缘电阻r+和所述第二绝缘电阻r-的阻值。

进一步的，在本申请实施例公开的技术方案中，计算所述第一绝缘电阻r+和所述第二绝缘电阻r-的阻值时，可采用控制器自动计算，即，在本申请实施例公开的技术方案中，还设置有一个控制器，所述控制器内存储有所述第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5的配置参数，以及预设公式，所述控制器的采样信号接收端与所述采样信号输出端相连，用于获取所述采样信号输出端输出的第一采样信号、第二采样信号、第三采样信号，具体的，所述控制器用于：

获取所述第一控制开关k1闭合、第二控制开关k2断开时，所述采样信号输出端输出的第一采样信号；

获取所述第一控制开关k1断开、第二控制开关k2闭合时，所述采样信号输出端输出的第二采样信号；

获取所述第一控制开关k1闭合、第二控制开关k2闭合时，所述采样信号输出端输出的第三采样信号；

将所述第三电阻的阻值、第四电阻的阻值、第四电阻的阻值、第一采样信号、第二采样信号和第三采样信号代入所述控制器内预存的预设公式，计算得到所述第一绝缘电阻r+的阻值以及所述第二绝缘电阻r-的阻值。

进一步的，在本申请实施例公开的技术方案中，为了方便向用户提示所述第一绝缘电阻r+以及所述第二绝缘电阻r-的状态，上述方案中，在计算得到所述第一绝缘电阻r+的阻值以及所述第二绝缘电阻r-的阻值以后，所述控制器可以依据所述第一绝缘电阻r+的阻值以及所述第二绝缘电阻r-的阻值对所述第一绝缘电阻r+以及所述第二绝缘电阻r-进行状态分析，并输出分析结果，具体的：所述控制器还用于：判断计算得到的所述第一绝缘电阻r+的阻值是否在第一预设范围内，当所述第一绝缘电阻r+的阻值没有在第一预设范围内时，输出第一告警信号；判断计算得到的所述第二绝缘电阻r-的阻值是否在第二预设范围内，当所述第二绝缘电阻r-的阻值没有在第二预设范围内时，输出第二告警信号。其中，所述第一预设范围和第二预设范围为用户预先设定的两个用于表征所述第一绝缘电阻r+以及所述第二绝缘电阻r-正常状态下的阻值范围，其具体参数依据实际情况自行设置。其中，所述第一告警信号和第二告警信号的表现形式可以依据用户需求自行设定，例如，声音报警、灯光报警、文字报警等。

具体的，所述控制器内存储的预设公式可以为公式一和公式二：

所述控制器在计算所述第一绝缘电阻r+的阻值以及所述第二绝缘电阻r-的阻值时，具体用于：基于公式一计算得到所述第一绝缘电阻r+的阻值r+，基于公式二计算得到所述第二绝缘电阻r-的阻值。

其中，所述r3为所述第三电阻的阻值，所述r4为所述第四电阻的阻值，所述r5为所述第五电阻的阻值，所述ub为所述第一采样信号，所述un为所述第二采样信号，所述u'n为所述第三采样信号。

在本申请实施例公开的技术方案中，所述第一控制开关k1、第二控制开关k2的导通状态可以由用户手动控制、其他控制设备进行控制、也可以直接由所述控制器进行控制，当由所述控制器进行控制时，所述控制器的控制信号输出端分别与所述第一控制开关k1、第二控制开关k2的控制端相连，用于向所述第一控制开关k1、第二控制开关k2提供用于控制第一控制开关k1、第二控制开关k2导通或断开的控制信号；

具体的：

首先检测是否获取触发信号

该触发信号可以为所述控制器内的自带时钟基于预设周期生成的，也可以是获取到外部时钟依据预设周期下发的，甚至是还可以是依据用户操作而生成的，所述控制器在获取到触发信号时，表明需要对所述第一绝缘电阻r+的阻值以及所述第二绝缘电阻r-的阻值进行检测，此时，所述控制器：依据预设控制逻辑控制所述第一控制开关k1、第二控制开关k2在第一模式、第二模式和第三模式之间进行切换；

所述预设逻辑可以为：首先控制所述第一控制开关k1、第二控制开关k2进入第一模式，在获取到所述第一采样信号，控制所述第一控制开关k1、第二控制开关k2进入第二预设模式，在获取到所述第二采样信号后，最后控制所述第一控制开关k1、第二控制开关k2进入第三预设模式，在获取到所述第三采样信号后，控制所述第一控制开关k1、第二控制开关k2全部断开。

所述第一模式为：第一控制开关k1闭合、第二控制开关k2断开的模式；

所述第二模式为：第一控制开关k1断开、第二控制开关k2闭合的模式；

所述第二模式为：第一控制开关k1闭合、第二控制开关k2闭合的模式。

进一步的，本申请上述实施例公开的技术方案中，所述控制器为低压元件，为了保护所述控制器，上述方案中，所述采样信号输出端与所述控制器的采样信号接收端之间可以设置有隔离器，所述隔离器的耐压等级可以依据用户需求自行选择，例如，其耐压等级可以为5000vdc或5000vdc以上。使得高压总正bat+对于参考点(被测绝缘电阻参考点)的电压采样采用隔离的方式，使最终的由采样信号输出端采集到的电压都基于高压总负bat-，使电压采样更加安全可靠；并且，此时，所述采样信号输出端与低压侧(控制器端)没有直接的电气连接关系，大大提高了绝缘检测电路的耐压等级。

在本申请实施例公开的技术方案中，参见图3，所述第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第一控制开关k1、第二控制开关k2可以设置在一起，设置于图3所示的检测电路中，这些器件可以封装在一起，或者是安装在同一区域内，构成一个整体的检测电路，所述控制器独立设置，两者之间通过隔离器隔离，此时，所述检测电路为高压区域，所述控制器为低压区域，通过隔离器实现了高压区域和低压区域的隔离。

在本申请实施例公开的上述方案中，所述隔离器与所述控制器之间的通信可以采用spi、iic、tpl或can进行通信或者是其他形式的通信。

对应于上述电路，本申请还公开了一种储能充电设备，该设备应用有本申请上述任意一项实施例所述的绝缘检测电路，该设备可以为充电桩。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。