用于隔离电源的隔离检测电路的制作方法

1.本实用新型涉及隔离电源系统，尤其涉及一种用于隔离电源的隔离检测电路。


背景技术：

2.隔离检测电路用于检测隔离电源的正极和负极之间的隔离。目前的隔离检测电路基于基尔霍夫定律计算总的电流为零，以分别检测隔离电源的正极和负极的对地阻抗。基于隔离电源的正极和负极的对地阻抗值的大小以及正极和负极的对地阻抗之间的关系，来确认隔离电源的隔离电路是否异常，并且当隔离异常时，发出报警信号。目前的隔离检测电路由于对地的电流会受到噪声的干扰，导致电阻测量不准确，容易导致误报警。


技术实现要素：

3.根据现有技术的上述缺陷，本实用新型提供一种用于隔离电源的隔离检测电路，其特征在于，所述隔离检测电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、以及第四电阻，
4.所述第一电阻的一端连接至所述隔离电源的正极，另一端连接至所述第二电阻，以及所述第二电阻的另一端连接至地；
5.所述第三电阻的一端连接至地，另一端连接至所述第四电阻，以及所述第四电阻的另一端连接至所述隔离电源的负极；
6.将在所述第二电阻两端所测量的正极检测电压与预设的正极参考电压相比，以及将在所述第三电阻两端所测量的负极检测电压与预设的负极参考电压相比，以确定所述隔离电源的正极和负极之间的隔离是否异常。
7.优选地，所述第一电阻与所述第四电阻相同，以及所述第二电阻与所述第三电阻相同。
8.优选地，所述第一电阻大于所述第二电阻，以及所述第四电阻大于所述第三电阻。
9.优选地，所述第一电阻大于10倍的第二电阻，以及所述第四电阻大于10倍的第三电阻。
10.优选地，所述隔离电源是锂电池。
11.优选地，当所述正极检测电压大于所述正极参考电压或所述负极检测电压的绝对值大于所述负极参考电压的绝对值时，发出隔离异常报警信号。
12.优选地，根据预定的隔离电源的正极对地阻抗的值，预定的隔离电源的负极对地阻抗的值，以及所述隔离电源正极和负极之间的电压的范围来计算所述正极参考电压的范围和所述负极参考电压的范围。
13.优选地，从所述正极参考电压的范围中选取最小值作为正极参考电压，从所述负极参考电压的范围中选取最小值作为负极参考电压。
14.优选地，所述隔离检测电路还包括比较电路，包括：
15.第一比较器，其正输入端用于接收所述正极检测电压，其负输入端用于接收所述正极参考电压；
16.第二比较器，其正输入端用于接收所述负极参考电压，其负输入端用于接收所述负极检测电压；以及
17.或门，其第一输入端用于接收所述第一比较器的输出端的数据，其第二输入端用于接收所述第二比较器的输出端的数据，以及其输出端用于输出隔离异常报警信号。
18.优选地，当所述或门的输出值为1时，发出隔离异常报警信号。
19.本实用新型的隔离检测电路通过测量分压后的正极检测电压和负极检测电压来检测隔离电路是否异常。与现有技术中直接测量隔离电阻，或者相应的测量隔离电源的正极和负极的对地电压相比，本实用新型的隔离检测电路中测量的正极检测电压和负极检测电压均是极小的量，由此可以降低对地电流带来的噪声干扰，使得测量更准确，测量的灵敏度更高，避免了误报警的情况。
附图说明
20.图1是根据本实用新型一个实施例的隔离检测电路的示意图；
21.图2是根据本实用新型一个实施例的比较电路的示意图。
具体实施方式
22.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
23.图1是根据本实用新型一个实施例的隔离检测电路的示意图。如图1所述，隔离电源为锂电池，锂电池的电压为v
bat
，是锂电池的正极和负极之间的电压。锂电池的电压随时间会有一定的衰减，通常锂电池的电压v
bat
的范围为vmin～vmax，例如，vmin为400v，vmax为576v，对于特定的锂电池，vmin和vmax为固定值。隔离电阻rx是锂电池的正极对地(gnd)的等效电阻，电阻rx两端的电压为v

，即锂电池的正极对地的电压，其电压值为正值。隔离电阻ry是锂电池的负极对地的等效电阻，电阻ry两端的电压为v-，即锂电池的负极对地的电压，其电压值为负值。应当理解，电阻rx和电阻ry均为等效电阻，其实际位于锂电池的内部，为了便于理解，将其表示在图1中。
24.隔离检测电路包括第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、以及第四电阻r4。其中，第一电阻r1的一端连接到锂电池的正极，另一端连接至第二电阻r2，第二电阻r2的另一端连接至地，第二电阻r2两端的电压为正极检测电压v1。第三电阻r3的一端连接至地，另一端连接至第四电阻r4，第四电阻r4的另一端连接至锂电池的负极，第三电阻r3两端的电压为负极检测电压v2。
25.由图1中的电路可以得到：
[0026]vbat
＝v

|v-|
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0027][0028][0029]
将等式(2)和(3)代入到等式(1)得到：
[0030][0031]
由于锂电池正极对地的电流与负极对地的电流大小相等，可以得到以下等式：
[0032][0033]
将等式(2)和(3)代入到等式(5)得到：
[0034][0035][0036]
优选地，第一电阻r1与第四电阻r4相同，即r1＝r4，且第二电阻r2与第三电阻r3相同，即r2＝r3，此时等式(7)可以进一步简化为：
[0037][0038]
优选地，第一电阻r1大于第二电阻r2，第四电阻r4大于第三电阻r3。更优选地，第一电阻r1大于10倍的第二电阻r2，以使得正极检测电压v1的值远小于锂电池的正极对地的电压v

。优选地，第四电阻r4大于10倍的第三电阻r3，以使得负极检测电压v2的绝对值远小于锂电池的负极对地的电压v-的绝对值。
[0039]
可以通过测量正极检测电压v1和负极检测电压v2的值来检测锂电池的正极与负极之间的隔离。具体地，可以将正极检测电压v1与预设的正极参考电压v
ref
(其电压值为正值)进行比较，以及将负极检测电压v2与预设的负极参考电压v
ref-(其电压值为负值)进行比较，当v1＞v
ref
或|v2|＞|v
ref-|时，发出隔离异常报警信号。
[0040]
根据本实用新型的一个实施例，可以根据实际的需要设定正极参考电压v
ref
和负极参考电压v
ref-的值。也可以根据所要达到的隔离阻抗的值，来计算和设定正极参考电压v
ref
和负极参考电压v
ref-的值。例如，对于一个锂电池，可以设定当隔离电阻rx和隔离电阻ry均大于100kω时，符合隔离条件。基于锂电池的确定的电压v
bat
的范围vmin～vmax，以及确定的第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4的值，根据等式(4)和等式(7)，即可以分别计算得到正极参考电压v
ref
的值的范围和负极参考电压v
ref-的值的范围。可以根据需要从上述范围中分别选择合适的正极参考电压v
ref
和负极参考电压v
ref-的值。例如从上述范围中选择最小的值作为正极参考电压v
ref
和负极参考电压v
ref-的值，也可以从上述范围中选择最大的值作为正极参考电压v
ref
和负极参考电压v
ref-的值。
[0041]
图2是根据本实用新型一个实施例的比较电路的示意图。如图2所示，比较电路包括第一比较器201、第二比较器202以及或门203。其中，第一比较器201的正输入端用于接收所述隔离检测电路的正极检测电压v1，负输入端用于接收正极参考电压v
ref
。第二比较器202的正输入端用于接收负极参考电压v
ref-，负输入端用于接收所述隔离检测电路的负极检测电压v2。或门203的第一输入端用于接收第一比较器201的输出数据，或门203的第二输入端用于接收第二比较器202的输出数据，以及或门203的输出端用于输出报警信号。表1中示出了正极检测电压v1与正极参考电压v
ref
，以及负极检测电压v2和负极参考电压v
ref-以
及报警信号之间的关系。
[0042]
表1：正极检测电压v1与负极检测电压v2以及报警信号之间的关系
[0043][0044]
由表1可以看出，只有当v1≤v
ref
且|v2|≤|v
ref-|时，表示隔离是正常的，而当v1＞v
ref
或|v2|＞|v
ref-|时，均表示隔离异常，并且发出隔离异常报警信号。
[0045]
根据以上实施例，本实用新型的隔离检测电路通过测量分压后的正极检测电压v1和负极检测电压v2来检测隔离电路是否异常。与现有技术中测量隔离电阻rx，ry，或者相应的测量隔离电阻rx两端电压v

以及隔离电阻ry两端电压v-相比，本实用新型的隔离检测电路中测量的正极检测电压v1和负极检测电压v2相对于电压v

和v-均是极小的量，由此可以降低对地电流带来的噪声干扰，使得测量更准确，测量的灵敏度更高，避免了误报警的情况。并且本实用新型中的隔离检测电路结构简单，可以降低检测成本。
[0046]
上述实施例中虽然以锂电池为例进行了说明，但本实用新型不限于此，本实用新型的隔离检测电路可以应用于所有的隔离电源，例如电池等。
[0047]
虽然本实用新型已经通过优选实施例进行了描述，然而本实用新型并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本实用新型范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。