CN107688121A - 绝缘检测电路、电源转换装置及绝缘阻抗值检测方法 - Google Patents

Abstract

一种绝缘检测电路包含第一开关单元、第二开关单元、检测电阻、电压检测单元以及处理单元。第二开关单元电性连接于第一开关单元。电压检测单元用以检测该检测电阻两端的跨压。于第一模式下，处理单元控制第一开关单元导通，第二开关单元关断，以通过电压检测单元得到检测电阻两端的第一电压值，并控制第一开关单元关断，第二开关单元导通，以通过电压检测单元得到检测电阻两端的第二电压值。处理单元根据第一电压值以及第二电压值计算电源转换装置的绝缘阻抗值。

Description

绝缘检测电路、电源转换装置及绝缘阻抗值检测方法

技术领域

本公开内容涉及一种电源转换器，且特别涉及一种可检测绝缘阻抗值的电源转换器。

背景技术

在现有的太阳能发电系统中，为了与市电并联，需要通过设置电源转换设备将太阳能模块输出的直流电转换为交流电。

然而，如果电源转换设备的对地绝缘不良，容易产生漏电，进而导致设备故障或是意外事故发生。为此，电源转换设备需要提供对地阻抗检测功能，以确保设备的正常操作。

发明内容

本公开内容的一种态样为一种绝缘检测电路。绝缘检测电路包含：一第一开关单元；一第二开关单元，电性连接于该第一开关单元；一检测电阻；一电压检测单元，用以检测该检测电阻两端的跨压；以及一处理单元，于一第一模式下，该处理单元控制该第一开关单元导通，该第二开关单元关断，以通过该电压检测单元得到该检测电阻两端的一第一电压值，并控制该第一开关单元关断，该第二开关单元导通，以通过该电压检测单元得到该检测电阻两端的一第二电压值；其中该处理单元根据该第一电压值以及该第二电压值计算一电源转换装置的一绝缘阻抗值。

在本公开内容的部分实施例中，绝缘检测电路还包含：一第一电阻，该第一电阻与该第二开关单元以并联形式电性连接。

在本公开内容的部分实施例中，该第一开关单元与该第二开关单元于一节点电性连接，该绝缘检测电路还包含：一第二电阻，该第二电阻电性连接于该检测电阻与该节点之间。

在本公开内容的部分实施例中，绝缘检测电路还包含：一第三电阻，其中该第三电阻的一第一端电性连接于该第二电阻，该第三电阻的一第二端电性连接于该检测电阻。

在本公开内容的部分实施例中，绝缘检测电路，还包含：一第一电阻，其中该第一电阻的一第一端电性连接于该第二开关单元的一第一端，该第一电阻的一第二端电性连接于该第二开关单元的一第二端；一第二电阻，该第二电阻的一第一端电性连接于该第一电阻的该第二端，该第二电阻的一第二端电性连接于该检测电阻的一第一端；其中该第一开关单元的一第一端电性连接于该第二电阻的该第一端，该第一开关单元的一第二端电性连接于该检测电阻的一第二端。

在本公开内容的部分实施例中，于一第二模式下，该处理单元控制该第一开关单元导通，该第二开关单元关断，以通过该电压检测单元得到该检测电阻两端的该第一电压值，并控制该第一开关单元与该第二开关单元关断，以通过该电压检测单元得到该检测电阻两端的一第三电压值，该处理单元根据该第一电压值以及该第三电压值计算该电源转换装置的该绝缘阻抗值。

在本公开内容的部分实施例中，当该绝缘检测电路于该第二模式下计算所得的该绝缘阻抗值低于一预设值时，该绝缘检测电路切换至该第一模式下重新计算该绝缘阻抗值。

在本公开内容的部分实施例中，该处理单元还用以接收一模式选择信号，并根据该模式选择信号切换该绝缘检测电路操作在该第一模式或是该第二模式。

本公开内容的另一种态样为一种电源转换装置。电源转换装置包含：一直流-直流转换电路，用以将一直流输入电压转换为一直流总线电压；一直流-交流转换电路，电性连接于该直流-直流转换电路，用以将该直流总线电压转换为一交流电压；以及一绝缘检测电路，电性连接于该直流-直流转换电路，其中该绝缘检测电路包含一第一开关单元；一第二开关单元，电性连接于该第一开关单元；一检测电阻；一电压检测单元，用以检测该检测电阻两端的跨压；以及一处理单元，于该绝缘检测电路的一第一模式下，该处理单元控制该第一开关单元导通，该第二开关单元关断，以通过该电压检测单元得到该检测电阻两端的一第一电压值，并控制该第一开关单元关断，该第二开关单元导通，以通过该电压检测单元得到该检测电阻两端的一第二电压值，该处理单元根据该第一电压值以及该第二电压值计算该电源转换装置的一绝缘阻抗值。

在本公开内容的部分实施例中，该绝缘检测电路电性连接于该直流-直流转换电路的一输入侧，用以接收该直流输入电压，以根据该直流输入电压得到该第一电压值以及该第二电压值。

在本公开内容的部分实施例中，于一第二模式下，该处理单元控制该第一开关单元导通，该第二开关单元关断，以根据该直流输入电压得到该检测电阻两端的该第一电压值，并控制该第一开关单元与该第二开关单元关断，以根据该直流输入电压得到该检测电阻两端的一第三电压值，该处理单元根据该第一电压值以及该第三电压值计算该电源转换装置的该绝缘阻抗值。

在本公开内容的部分实施例中，该绝缘检测电路电性连接于该直流-直流转换电路的一输出侧并电性连接于该直流-直流转换电路与该直流-交流转换电路之间，用以接收该直流总线电压，以根据该直流总线电压得到该第一电压值以及该第二电压值。

在本公开内容的部分实施例中，于一第二模式下，该处理单元控制该第一开关单元导通，该第二开关单元关断，以根据该直流总线电压得到该检测电阻两端的该第一电压值，并控制该第一开关单元与该第二开关单元关断，以根据该直流总线电压得到该检测电阻两端的一第三电压值，该处理单元根据该第一电压值以及该第三电压值计算该电源转换装置的该绝缘阻抗值。

在本公开内容的部分实施例中，该直流总线电压通过一正极电源线与一负极电源线自该直流-直流转换电路传输至直流-交流转换电路，该电源转换装置还包含一电容单元，该电容单元的一第一端电性连接至该正极电源线，该电容单元的一第二端电性连接至该负极电源线。

在本公开内容的部分实施例中，该第二开关单元的一第一端电性连接于该正极电源线，该第二开关单元的一第二端电性连接于该第一开关单元的一第一端，该第一开关单元的一第二端电性连接于该负极电源线。

在本公开内容的部分实施例中，该绝缘检测电路还包含：一第一电阻，其中该第一电阻的一第一端电性连接于该正极电源线以及该第二开关单元的一第一端，该第一电阻的一第二端电性连接于该第二开关单元的一第二端；以及一第二电阻，该第二电阻的一第一端电性连接于该第一电阻的该第二端，该第二电阻的一第二端电性连接于该检测电阻的一第一端；其中该第一开关单元的一第一端电性连接于该第二电阻的该第一端，该第一开关单元的一第二端电性连接于该负极电源线以及该检测电阻的一第二端。

本公开内容的又一种态样为一种绝缘阻抗值检测方法。绝缘阻抗值检测方法包含：于一第一模式下，通过一处理单元控制一第一开关单元导通，一第二开关单元关断；通过一电压检测单元检测一检测电阻两端的一第一电压值；通过该处理单元控制该第一开关单元关断，该第二开关单元导通；通过该电压检测单元检测该检测电阻两端的一第二电压值；以及通过该处理单元，根据该第一电压值以及该第二电压值计算一电源转换装置的一绝缘阻抗值。

在本公开内容的部分实施例中，绝缘阻抗值检测方法还包含：于一第二模式下，通过该处理单元控制该第一开关单元导通，该第二开关单元关断；通过该电压检测单元检测该检测电阻两端的该第一电压值；通过该处理单元控制该第一开关单元与该第二开关单元关断；通过该电压检测单元得到该检测电阻两端的一第三电压值；以及根据该第一电压值以及该第三电压值计算该电源转换装置的该绝缘阻抗值。

在本公开内容的部分实施例中，绝缘阻抗值检测方法还包含：当于该第二模式下计算所得的该绝缘阻抗值低于一预设值时，切换至该第一模式下重新计算该绝缘阻抗值。

在本公开内容的部分实施例中，绝缘阻抗值检测方法还包含：由该处理单元接收一模式选择信号；以及根据该模式选择信号于该第一模式与该第二模式之间切换。

综上所述，本公开内容通过于绝缘检测电路160中使用两组开关单元S1、S2进行切换以检测电源转换装置100的绝缘阻抗值，可提高检测对地绝缘阻抗值的精准度。此外，在部分实施例中，通过切换绝缘检测电路160于不同模式中检测对地绝缘阻抗值，可进一步提高正常操作下的反应速度并降低电路损耗。

附图说明

图1为根据本公开内容部分实施例所绘示的电源转换装置的示意图。

图2为根据本公开内容部分实施例所绘示的绝缘检测电路的示意图。

图3A和图3B分别为根据本公开内容部分实施例所绘示的绝缘检测电路在第一模式下的操作示意图。

图4A和图4B分别为根据本公开内容部分实施例所绘示的绝缘检测电路在第二模式下的操作示意图。

图5为根据本公开内容其他部分实施例所绘示的绝缘检测电路的示意图。

图6为根据本公开内容部分实施例所绘示的电源转换装置的示意图。

图7为根据本公开内容部分实施例所绘示的绝缘检测电路的示意图。

图8为根据本公开内容部分实施例所绘示的绝缘阻抗值检测方法的流程图。

附图标记说明：

100 电源转换装置

120、140 直流-直流转换电路

160 绝缘检测电路

162 处理单元

164 电压检测单元

180 直流-交流转换电路

220、240 太阳能发电模块

300 电网

400 异物

800 绝缘阻抗值检测方法

S810～S850 步骤

C1 电容单元

N1 节点

R1、R2、R3 电阻

Rd 检测电阻

Rlk 漏电电阻

S1、S2 开关单元

Vin1、Vin2 直流输入电压

Vbus 直流总线电压

Vac 交流电压

Vd 跨压

Vlk 漏电电压

具体实施方式

下文是举实施例配合附图作详细说明，以更好地理解本案的态样，但所提供的实施例并非用以限制本公开所涵盖的范围，而结构操作的描述非用以限制其执行的顺序，任何由元件重新组合的结构，所产生具有均等技术效果的装置，皆为本公开所涵盖的范围。此外，根据业界的标准及惯常做法，附图仅以辅助说明为目的，并未依照原尺寸作图，实际上各种特征的尺寸可任意地增加或减少以便于说明。下述说明中相同元件将以相同的符号标示来进行说明以便于理解。

在全篇说明书与权利要求所使用的用词(terms)，除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在此公开的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本公开的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本公开的描述上额外的引导。

此外，在本文中所使用的用词『包含』、『包括』、『具有』、『含有』等等，均为开放性的用语，即意指『包含但不限于』。此外，本文中所使用的『及/或』，包含相关列举项目中一或多个项目的任意一个以及其所有组合。

于本文中，当一元件被称为『连接』或『耦接』时，可指『电性连接』或『电性耦接』。『连接』或『耦接』亦可用以表示二或多个元件间相互搭配操作或互动。此外，虽然本文中使用『第一』、『第二』、…等用语描述不同元件，该用语仅是用以区别以相同技术用语描述的元件或操作。除非上下文清楚指明，否则该用语并非特别指称或暗示次序或顺位，亦非用以限定本发明。

请参考图1。图1为根据本公开内容部分实施例所绘示的电源转换装置100的示意图。如图1所示，在部分实施例中，电源转换装置100可用于太阳能发电系统中，以将太阳能面板输出的直流电转换为交流电，电源转换装置100的输入端电性连接于太阳能发电模块220，并接收太阳能发电模块220提供的直流输入电压Vin1，并将直流输入电压Vin1转换为交流电压Vac输出。举例来说，在部分实施例中，电源转换装置100输出的交流电压Vac可与电网300并联，对电网300进行供电。此外，在部分实施例中，电源转换装置100输出的交流电压Vac亦可搭配储能设备直接对区域负载(Local Load)供电。

如图1所示，在部分实施例中，电源转换装置100包含直流-直流转换电路120、绝缘检测电路160、直流-交流转换电路180以及电容单元C1。在结构上，直流-直流转换电路120的输出端电性连接至电容单元C1。直流-交流转换电路180电性连接至直流-直流转换电路120。绝缘检测电路160电性连接于直流-直流转换电路120的输入侧，并接收直流输入电压Vin1。

值得注意的是，为方便说明起见，在图1中仅绘示一组太阳能发电模块220及对应的直流-直流转换电路120与绝缘检测电路160，但本案并不以此为限。具体来说，在部分实施例中，太阳能发电系统包含两组以上的太阳能发电模块220，对于每组太阳能发电模块220，电源转换装置100包含对应的直流-直流转换电路120与绝缘检测电路160。

在部分实施例中，直流-直流转换电路120用以将太阳能发电模块220提供的直流输入电压Vin1转换为直流总线电压Vbus。举例来说，直流-直流转换电路120可包含升压型转换器(boost converter)或是升降压两用型转换器(buck-boost converter)，以对直流输入电压Vin1升压。换言之，在部分实施例中直流总线电压Vbus的电压电平高于或等于直流输入电压Vin1的电压电平。具体来说，当直流输入电压Vin1较低时，直流-直流转换电路120执行升压操作，此时直流总线电压Vbus的电压电平高于直流输入电压Vin1的电压电平。另外，在部分状态中，当太阳能发电模块220发电充足，所提供的直流输入电压Vin1超出原本直流总线电压Vbus预设的电压电平时，直流-直流转换电路120不另外执行升压操作，此时直流总线电压Vbus的电压电平等于直流输入电压Vin1的电压电平。

此外，当照射条件变化或是局部遮蔽现象发生时，对应的直流-直流转换电路120可控制太阳能发电模块220操作在不同的功率运作点，以获得最大的功率输出，实现最大功率追踪(Maximum Power Point Tracking，MPPT)。在部分实施例中，电源转换装置100通过将直流-直流转换电路120的输出端电性连接至电容单元C1以输出直流总线电压Vbus至直流-交流转换电路180，可使太阳能发电模块220以最大效率运作，提升系统整体的发电效率。

如图所示，电容单元C1的第一端电性连接至正极电源线，电容单元C1的第二端电性连接至负极电源线。如此一来，储存于电容单元C1上的直流总线电压Vbus便可通过正极电源线与负极电源线，自直流-直流转换电路120传输至直流-交流转换电路180。

如此一来，直流-交流转换电路180便可将直流总线电压Vbus转换为交流电压Vac，以输出至电网300或是提供给区域负载使用。

在部分实施例中，设置于直流-直流转换电路120输入侧的绝缘检测电路160可自直流-直流转换电路120的输入端接收直流输入电压Vin1，并根据直流输入电压Vin1检测电源转换装置100的绝缘阻抗值。

以下段落将配合附图针对绝缘检测电路160具体的电路结构以及操作方法进行说明。请参考图2。图2为根据本公开内容部分实施例所绘示的绝缘检测电路160的示意图。于图2中，与图1的实施例有关的相似元件是以相同的参考标号表示以便于理解。

如图2所示，在部分实施例中，绝缘检测电路160包含处理单元162、电压检测单元164、电阻R1、R2、检测电阻Rd以及开关单元S1、S2。在结构上，电阻R1的第一端电性连接于开关单元S2的第一端与直流输入电压Vin1的正极端。电阻R1的第二端于节点N1与开关单元S2的第二端电性连接。换言之，电阻R1与开关单元S2彼此以并联形式电性连接。

开关单元S1的第一端于节点N1电性连接于电阻R1的第二端与开关单元S2的第二端。开关单元S1的第二端电性连接于直流输入电压Vin1的负极端。

电阻R2的第一端于节点N1电性连接于电阻R1、开关单元S1、S2。电阻R2的第二端电性连接于接地端。检测电阻Rd电性连接于接地端与直流输入电压Vin1的负极端之间。

一般来说，在正常操作下，电源转换装置100的对地绝缘阻抗值相当大。当有异物400导致电源转换装置100绝缘异常时，如图2所示，异物400会具有漏电电压Vlk以及对地的漏电电阻Rlk，此处漏电电压Vlk代表异物400接触机器位置的电压。若能检测漏电电阻Rlk的阻值大小，便可得知此时电源转换装置100的绝缘阻抗值。

在部分实施例中，处理单元162用以控制开关单元S1、S2导通或关断，并根据检测电阻Rd的跨压Vd计算对地绝缘阻抗值。具体来说，于第一模式下，处理单元162控制开关单元S1导通、开关单元S2关断，并通过电压检测单元164得到检测电阻Rd两端的第一电压值(即：开关单元S1导通、开关单元S2关断时的跨压Vd)。接着，处理单元162控制开关单元S1关断、开关单元S2导通，并通过电压检测单元164得到检测电阻Rd两端的第二电压值(即：开关单元S1关断、开关单元S2导通时的跨压Vd)。因此，处理单元162便可根据所得的第一电压值以及第二电压值计算对地绝缘阻抗值。

具体来说，电压检测单元164可包含各种电压、电流感测元件实现对检测电阻Rd的跨压Vd的检测。本领域具通常知识者当明白如何实现上述电压检测，故其细节不再于此赘述。

请参考图3A和图3B。图3A和图3B分别为根据本公开内容部分实施例所绘示的绝缘检测电路160在第一模式下的操作示意图。于图3A、图3B中，与图2的实施例有关的相似元件是以相同的参考标号表示以便于理解。

如图3A所示，当开关单元S1导通、开关单元S2关断时，电阻R2与检测电阻Rd彼此并联。此时，基于图3A的电路，处理单元162便可根据检测电阻Rd的跨压Vd(即：第一电压值)得到待求的漏电电压Vlk以及对地的漏电电阻Rlk的一组关系式。

此外，如图3B所示，当开关单元S1关断、开关单元S2导通时，电阻R2的第一端电性连接于直流输入电压Vin1的正极端，电阻R2的第二端电性连接于检测电阻Rd的第一端，检测电阻Rd的第二端电性连接于直流输入电压Vin1的负极端。相似地，基于图3B的电路，处理单元162亦可根据检测电阻Rd的跨压Vd(即：第二电压值)得到待求的漏电电压Vlk以及对地的漏电电阻Rlk的另一组关系式。

由于电阻R1、R2以及检测电阻Rd的参数为已知，直流输入电压Vin1亦可通过电压检测元件得知，因此，处理单元162便可依据两组关系式进行运算，解出未知的漏电电压Vlk以及漏电电阻Rlk。如此一来，绝缘检测电路160便可通过切换开关单元S1、S2启闭的操作，检测对地绝缘阻抗值。

值得注意的是，如图3B所示，在第一模式下，由于开关单元S1关断、开关单元S2导通时，电阻R1被旁路短路。如此一来，此时检测电阻Rd的跨压Vd是根据直流输入电压Vin1、电阻R2、以及异物400的漏电电压Vlk以及漏电电阻Rlk所决定。因此，此时所量测到的检测电阻Rd的跨压Vd(即：第二电压值)与开关单元S1、S2皆关断时检测电阻Rd的跨压Vd相比，具有较大的电压值。

如此一来，通过在关断开关单元S1时，导通开关单元S2将电阻R1旁路短路，可提高处理单元162量测到的电压电平。因此，便可使得第一电压值与第二电压值之间具有较大的电压差异，以相应提高绝缘检测的精准度，避免电压扰动或是信号误差导致检测异常的现象发生。

通过上述操作，绝缘检测电路160便可检测并计算出电源转换装置100的对地绝缘阻抗值。此外，在部分实施例中，绝缘检测电路160更可用以在对地绝缘阻抗值小于一安全值时发出警示信号。举例来说，绝缘检测电路160可通过警示信号通知使用者对地绝缘阻抗值异常，或者通过警示信号停止电源转换装置100的操作，以避免设备损毁或是事故发生。

此外，在部分实施例中，图2中所绘示的绝缘检测电路160更可以操作在与第一模式相异的第二模式下实现绝缘检测。具体来说，于第二模式下，处理单元162控制开关单元S1导通、开关单元S2关断，并通过电压检测单元164得到检测电阻Rd两端的第一电压值(即：开关单元S1导通、开关单元S2关断时的跨压Vd)。接着，处理单元162控制开关单元S1、开关单元S2两者同时关断，并通过电压检测单元164得到检测电阻Rd两端的第三电压值(即：开关单元S1、S2两者皆关断时的跨压Vd)。因此，处理单元162便可根据所得的第一电压值以及第三电压值计算对地绝缘阻抗值。

请一并参考图4A和图4B。图4A和图4B分别为根据本公开内容部分实施例所绘示的绝缘检测电路160在第二模式下的操作示意图。于图4A、图4B中，与图2的实施例有关的相似元件是以相同的参考标号表示以便于理解。

如图4A所示，当开关单元S1导通、开关单元S2关断时，电阻R2与检测电阻Rd彼此并联。此时，基于图4A的电路，处理单元162便可根据检测电阻Rd的跨压Vd(即：第一电压值)得到待求的漏电电压Vlk以及对地的漏电电阻Rlk的一组关系式。此时绝缘检测电路160的操作与图3A中所示的操作相似。

此外，如图4B所示，当开关单元S1关断、开关单元S2也关断时，电阻R1的第一端电性连接于直流输入电压Vin1的正极端，电阻R1的第二端电性连接于电阻R2的第一端。电阻R2的第二端电性连接于检测电阻Rd的第一端，检测电阻Rd的第二端电性连接于直流输入电压Vin1的负极端。相似地，基于图4B的电路，处理单元162亦可根据检测电阻Rd的跨压Vd(即：第三电压值)得到待求的漏电电压Vlk以及对地的漏电电阻Rlk的另一组关系式。

由于电阻R1、R2以及检测电阻Rd的参数为已知，直流输入电压Vin1亦可通过电压检测元件得知，因此，处理单元162便可依据两组关系式进行运算，解出未知的漏电电压Vlk以及漏电电阻Rlk。如此一来，绝缘检测电路160便可通过切换开关单元S1启闭的操作，检测对地绝缘阻抗值。值得注意的是，在图3B中所绘示的电路与图4B中所绘示的电路中，漏电电压Vlk以及对地的漏电电阻Rlk的关系式并不相同。处理单元162亦可根据不同模式调整运算内容及相关参数，以配合相应的模式操作进行对地绝缘阻抗值的计算。

值得注意的是，和图3B中所绘示的第一模式相比，在图4B中所绘示的第二模式中，由于开关单元S1、开关单元S2两者皆关断，此时检测电阻Rd的跨压Vd是根据直流输入电压Vin1、电阻R1、电阻R2、以及异物400的漏电电压Vlk以及漏电电阻Rlk所决定。因此，在第二模式下，处理单元162仅需控制一组开关单元S1的启闭，不须切换两组开关单元S1、S2，故具有较快的反应速度以及较低的电路损耗。

换言之，在第一模式下，绝缘检测电路160具有较高的精准度。相对地，在第二模式下绝缘检测电路160较节能且具有较实时的检测速度。在部分实施例中，处理单元162可用以接收模式选择信号，并根据模式选择信号切换绝缘检测电路160操作在第一模式或是第二模式下进行绝缘检测，以配合不同操作环境下所需的检测速度或是精准度。

此外，举例来说，在部分实施例中，绝缘检测电路160更可在一般正常操作时处于第二模式检测并计算电源转换装置100的绝缘阻抗值。当绝缘检测电路160于第二模式下计算所得的绝缘阻抗值低于预设值时，绝缘检测电路160自动切换至第一模式下，由处理单元162控制开关单元S1、S2的启闭，重新计算绝缘阻抗值。此外，在其他部分实施例中，当绝缘检测电路160于第二模式下切换开关单元S1所检测到的第一电压值与第三电压值两者差距小于一预设电压值时，绝缘检测电路160亦可跳过计算绝缘阻抗值的程序，自动切换至第一模式下，由处理单元162控制开关单元S1、S2的启闭，检测第一电压值与第二电压值并据以重新计算绝缘阻抗值。

因此，当绝缘检测电路160检测出绝缘阻抗值异常时，或是在第二模式下无法顺利检测绝缘阻抗值时，便可在精准度较高的第一模式下再次确认绝缘阻抗值，以避免绝缘检测电路160的误操作。

当在第一模式下，绝缘检测电路160再次确认对地绝缘阻抗值小于安全值时，便可发出警示信号以通知使用者对地绝缘阻抗值异常，或者通过警示信号停止电源转换装置100的操作，以避免设备损毁或是事故发生。

如此一来，在绝缘状况良好的一般情况下，绝缘检测电路160便不须同时切换两组开关单元S1、S2，以进一步降低电源转换装置100整体的电力损耗。而在有检测到绝缘异常的疑虑时，绝缘检测电路160便切换至准确度较高的第一模式，通过导通开关单元S2将电阻R1旁路短路，提高处理单元162量测到的电压电平，进而相应提高检测的精准度，避免电压扰动或是信号误差导致检测和计算失准。

值得注意的是，绝缘检测电路160可具有多种不同的实现方式，图2中所示的电路仅为绝缘检测电路160可能的实施方式之一，并非用以限制本公开内容。举例来说，在部分实施例中，电阻R1、R2以及检测电阻Rd可为与图2所示实施例中相异的电性连接关系。本领域具通常知识者可根据基本电力学的网络分析推导出相应的漏电电压Vlk以及对地的漏电电阻Rlk的两组关系式，以设计相应的处理单元162据以进行运算，解出未知的漏电电压Vlk以及漏电电阻Rlk。

请参考图5。图5为根据本公开内容其他部分实施例所绘示的绝缘检测电路160的示意图。于图5中，与图2的实施例有关的相似元件是以相同的参考标号表示以便于理解，且相似元件的具体原理已于先前段落中详细说明，若非与图5的元件间具有协同运作关系而必要介绍者，于此不再赘述。

如图5所示，在部分实施例中，绝缘检测电路160还包含电阻R3。在结构上，电阻R3电性连接于接地端与检测电阻Rd之间。电阻R3的第一端电性连接于电阻R2的第二端以及接地端，电阻R3的第二端电性连接于检测电阻Rd的第一端。具体来说，为避免处理单元162接收到的电压信号过大导致元件毁损，通过设置电阻R3并适当设计电阻R3的阻抗值进行线路分压，可使得检测电阻Rd两端的跨压Vd维持在适当的电压电平区间内，以保护处理单元162。相似地，图5中所示的电路亦仅为绝缘检测电路160可能的实施方式之一，并非用以限制本公开内容。

请参考图6。图6为根据本公开内容部分实施例所绘示的电源转换装置100的示意图。于图6中，与图1的实施例有关的相似元件是以相同的参考标号表示以便于理解，且相似元件的具体原理已于先前段落中详细说明，若非与图6的元件间具有协同运作关系而必要介绍者，于此不再赘述。

如图6所示，在部分实施例中，电源转换装置100可包含两组以上的直流-直流转换电路120、140。具体来说，电源转换装置100的两组输入端分别电性连接于太阳能发电模块220、240，并接收太阳能发电模块220、240提供的直流输入电压Vin1、Vin2，并将直流输入电压Vin1、Vin2转换为交流电压Vac输出。直流-直流转换电路120、140分别对应于太阳能发电模块220、240，以分别将直流输入电压Vin1、Vin2转换为直流总线电压Vbus。

在图1所示实施例中，绝缘检测电路160电性连接于直流-直流转换电路120的输入侧，用以接收直流输入电压Vin1，以根据直流输入电压Vin1得到第一电压值以及第二电压值。相对地，在图6所示实施例中，绝缘检测电路160电性连接于直流-直流转换电路120、140的输出侧，并电性连接于直流-直流转换电路120、140与直流-交流转换电路180之间，用以接收直流总线电压Vbus，以根据直流总线电压Vbus得到第一电压值以及第二电压值。

请一并参考图7。图7为根据本公开内容部分实施例所绘示的绝缘检测电路160的示意图。于图7中，与图2的实施例有关的相似元件是以相同的参考标号表示以便于理解，且相似元件的具体原理已于先前段落中详细说明，若非与图7的元件间具有协同运作关系而必要介绍者，于此不再赘述。

如图7所示，在部分实施例中，绝缘检测电路160包含处理单元162、电压检测单元164、电阻R1、R2、检测电阻Rd以及开关单元S1、S2。和图2所绘示的绝缘检测电路160相比，在本实施例中，电阻R1的第一端与开关单元S2的第一端电性连接于正极电源线，也就是直流总线电压Vbus的正极端(即：电容单元C1的第一端)。开关单元S1的第二端电性连接于负极电源线，也就是直流总线电压Vbus的负极端(即：电容单元C1的第二端)。检测电阻Rd电性连接于接地端与直流总线电压Vbus的负极端(即：电容单元C1的第二端)之间。在本实施例中，绝缘检测电路160检测并计算对地绝缘阻抗值的具体操作与图2中所绘示的绝缘检测电路160相似，故不再于此赘述。

换言之，在图6和图7所示实施例中，电源转换装置100中的绝缘检测电路160亦可设置于直流-直流转换电路120、140与直流-交流转换电路180之间。如此一来，即便电源转换装置100包含多组输入以及相对应的多组直流-直流转换电路120、140，亦只需要一组绝缘检测电路160便可检测绝缘阻抗值，不需要设置各组输入各自的绝缘检测电路160。如此一来，便可降低电源转换装置100的设置成本和电路体积。

此外，由于绝缘检测电路160是根据已被升压至较高电压电平的直流总线电压Vbus检测电源转换装置100的绝缘阻抗值，因此即便在发电能力较差(如：阴天、清晨或傍晚时段等等)，导致直流输入电压Vin1、Vin2电压电平较低的情况下，绝缘检测电路160仍能准确检测电源转换装置100的对地绝缘阻抗值。

值得注意的是，在图6与图7所绘示的实施例中，于第二模式下，处理单元162亦可控制开关单元S1导通、开关单元S2关断，以根据直流总线电压Vbus得到检测电阻Rd两端的第一电压值，并控制开关单元S1与开关单元S2关断，以根据直流总线电压Vbus得到检测电阻Rd两端的第三电压值。因此，处理单元162便可操作在第二模式，根据第一电压值以及第三电压值计算电源转换装置100的对地绝缘阻抗值。

值得注意的是，在上述各个实施例中，直流-交流转换电路180可由全桥式直流-交流转换器实现，但本案并不以此为限。举例来说，在其他部分实施例中，电源转换装置100亦可由T型中点箝位型(T-type Neutral Point Clamped，TNPC)逆变器，或其他直流-交流转换器实现直流-交流转换电路180。

此外，在上述各个实施例中，处理单元162可由微控制器(Microcontroller Unit，MCU)、复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device，CPLD)、现场可编程门阵列(Field-programmable gate array，FPGA)等不同方式实作。电阻R1、R2、R3、检测电阻Rd、开关单元S1、S2、电容单元C1等等，亦可由各种适当的电力电子元件实作。

此外，上述各实施例中的各个元件除了可以由各种类型的数字或模拟电路实现，亦可分别由不同的集成电路晶片实现。各个元件亦可整合至单一的数字控制晶片。处理电路亦可由各种处理器或其他集成电路晶片实现。上述仅为例示，本公开内容并不以此为限。

请参考图8。图8为根据本公开内容部分实施例所绘示的绝缘阻抗值检测方法800的流程图。在部分实施例中，绝缘阻抗值检测方法800可用于电源转换装置100。为方便及清楚说明起见，下述绝缘阻抗值检测方法800是配合图1～图7所示实施例进行说明，但不以此为限，任何本领域技术人员，在不脱离本案的精神和范围内，当可对作各种变动与润饰。如图8所示，绝缘阻抗值检测方法800包含步骤S810、S820、S830、S840以及S850。

首先，在步骤S810中，于第一模式下，通过处理单元162控制开关单元S1导通、开关单元S2关断。接着，在步骤S820中，通过电压检测单元164检测检测电阻Rd两端的第一电压值。

接着，在步骤S830中，通过处理单元162控制开关单元S1关断、开关单元S2导通。接着，在步骤S840中，通过电压检测单元164检测检测电阻Rd两端的第二电压值。最后，在步骤S850中，通过处理单元162，根据第一电压值以及第二电压值计算电源转换装置100的绝缘阻抗值。

在部分实施例中，绝缘阻抗值检测方法800还包含于相异于第一模式的第二模式计算绝缘阻抗值。举例来说，在部分实施例中，绝缘阻抗值检测方法800可进一步包含于第二模式下，通过处理单元162控制开关单元S1导通，开关单元S2关断；通过电压检测单元164检测检测电阻Rd两端的第一电压值；通过处理单元162控制开关单元S1与开关单元S2关断；通过电压检测单元164得到检测电阻Rd两端的第三电压值；以及根据第一电压值以及第三电压值计算电源转换装置100的绝缘阻抗值。

此外，在部分实施例中，绝缘阻抗值检测方法800还包含在第一模式和第二模式之间切换。举例来说，在部分实施例中，绝缘阻抗值检测方法800可包含：由处理单元162接收模式选择信号；以及根据模式选择信号于第一模式与第二模式之间切换。此外，在其他部分实施例中，绝缘阻抗值检测方法800包含：当于第二模式下计算所得的绝缘阻抗值低于预设值时，切换至第一模式下重新计算绝缘阻抗值。此外，在其他部分实施例中，绝缘阻抗值检测方法800包含：当于第二模式下所检测到的第一电压值与第三电压值两者差距小于一预设电压值时，切换至第一模式下重新计算绝缘阻抗值。

所属技术领域技术人员可直接了解此绝缘阻抗值检测方法800如何基于上述多个不同实施例中的电源转换装置100以执行该等操作及功能，故不再此赘述。

值得注意的是，虽然本文将所公开的方法示出和描述为一是列的步骤或事件，但是应当理解，所示出的这些步骤或事件的顺序不应解释为限制意义。例如，部分步骤可以以不同顺序发生和/或与除了本文所示和/或所描述的步骤或事件以外的其他步骤或事件同时发生。另外，实施本文所描述的一个或多个态样或实施例时，并非所有于此示出的步骤皆为必需。此外，本文中的一个或多个步骤亦可能在一个或多个分离的步骤和/或阶段中执行。

需要说明的是，在不冲突的情况下，在本公开内容各个附图、实施例及实施例中的特征与电路可以相互组合。附图中所绘示的电路仅为示例之用，是简化以使说明简洁并便于理解，并非用以限制本案。

综上所述，本公开内容通过应用上述实施例，通过于绝缘检测电路160中使用两组开关单元S1、S2进行切换以检测电源转换装置100的绝缘阻抗值，可提高检测对地绝缘阻抗值的精准度。此外，在部分实施例中，通过切换绝缘检测电路160于不同模式中检测对地绝缘阻抗值，可进一步提高正常操作下的反应速度并降低电路损耗。

虽然本公开内容已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本公开内容，任何本领域技术人员，在不脱离本公开内容的精神和范围内，当可作各种变动与润饰，因此本公开内容的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (20)

1.一种绝缘检测电路，包含：

一第一开关单元；

一第二开关单元，电性连接于该第一开关单元；

一检测电阻；

一电压检测单元，用以检测该检测电阻两端的跨压；以及

一处理单元，于一第一模式下，该处理单元控制该第一开关单元导通，该第二开关单元关断，以通过该电压检测单元得到该检测电阻两端的一第一电压值，并控制该第一开关单元关断，该第二开关单元导通，以通过该电压检测单元得到该检测电阻两端的一第二电压值，其中该处理单元根据该第一电压值以及该第二电压值计算一电源转换装置的一绝缘阻抗值。

2.如权利要求1所述的绝缘检测电路，还包含：

一第一电阻，该第一电阻与该第二开关单元以并联形式电性连接。

3.如权利要求1所述的绝缘检测电路，其中该第一开关单元与该第二开关单元于一节点电性连接，该绝缘检测电路还包含：

一第二电阻，该第二电阻电性连接于该检测电阻与该节点之间。

4.如权利要求3所述的绝缘检测电路，还包含：

一第三电阻，其中该第三电阻的一第一端电性连接于该第二电阻，该第三电阻的一第二端电性连接于该检测电阻。

5.如权利要求1所述的绝缘检测电路，还包含：

一第一电阻，其中该第一电阻的一第一端电性连接于该第二开关单元的一第一端，该第一电阻的一第二端电性连接于该第二开关单元的一第二端；以及

一第二电阻，该第二电阻的一第一端电性连接于该第一电阻的该第二端，该第二电阻的一第二端电性连接于该检测电阻的一第一端；

其中该第一开关单元的一第一端电性连接于该第二电阻的该第一端，该第一开关单元的一第二端电性连接于该检测电阻的一第二端。

6.如权利要求1所述的绝缘检测电路，其中于一第二模式下，该处理单元控制该第一开关单元导通，该第二开关单元关断，以通过该电压检测单元得到该检测电阻两端的该第一电压值，并控制该第一开关单元与该第二开关单元关断，以通过该电压检测单元得到该检测电阻两端的一第三电压值，该处理单元根据该第一电压值以及该第三电压值计算该电源转换装置的该绝缘阻抗值。

7.如权利要求6所述的绝缘检测电路，其中当该绝缘检测电路于该第二模式下计算所得的该绝缘阻抗值低于一预设值，或是于该第二模式下所检测到的该第一电压值与该第三电压值两者差距小于一预设电压值时，该绝缘检测电路切换至该第一模式下重新计算该绝缘阻抗值。

8.如权利要求6所述的绝缘检测电路，其中该处理单元还用以接收一模式选择信号，并根据该模式选择信号切换该绝缘检测电路操作在该第一模式或是该第二模式。

9.一种电源转换装置，包含：

一直流-直流转换电路，用以将一直流输入电压转换为一直流总线电压；

一直流-交流转换电路，电性连接于该直流-直流转换电路，用以将该直流总线电压转换为一交流电压；以及

一绝缘检测电路，电性连接于该直流-直流转换电路，其中该绝缘检测电路包含：

一第一开关单元；

一第二开关单元，电性连接于该第一开关单元；

一检测电阻；

一电压检测单元，用以检测该检测电阻两端的跨压；以及

一处理单元，于该绝缘检测电路的一第一模式下，该处理单元控制该第一开关单元导通，该第二开关单元关断，以通过该电压检测单元得到该检测电阻两端的一第一电压值，并控制该第一开关单元关断，该第二开关单元导通，以通过该电压检测单元得到该检测电阻两端的一第二电压值，该处理单元根据该第一电压值以及该第二电压值计算该电源转换装置的一绝缘阻抗值。

10.如权利要求9所述的电源转换装置，其中该绝缘检测电路电性连接于该直流-直流转换电路的一输入侧，用以接收该直流输入电压，以根据该直流输入电压得到该第一电压值以及该第二电压值。

11.如权利要求10所述的电源转换装置，其中于一第二模式下，该处理单元控制该第一开关单元导通，该第二开关单元关断，以根据该直流输入电压得到该检测电阻两端的该第一电压值，并控制该第一开关单元与该第二开关单元关断，以根据该直流输入电压得到该检测电阻两端的一第三电压值，该处理单元根据该第一电压值以及该第三电压值计算该电源转换装置的该绝缘阻抗值。

12.如权利要求9所述的电源转换装置，其中该绝缘检测电路电性连接于该直流-直流转换电路的一输出侧并电性连接于该直流-直流转换电路与该直流-交流转换电路之间，用以接收该直流总线电压，以根据该直流总线电压得到该第一电压值以及该第二电压值。

13.如权利要求12所述的电源转换装置，其中于一第二模式下，该处理单元控制该第一开关单元导通，该第二开关单元关断，以根据该直流总线电压得到该检测电阻两端的该第一电压值，并控制该第一开关单元与该第二开关单元关断，以根据该直流总线电压得到该检测电阻两端的一第三电压值，该处理单元根据该第一电压值以及该第三电压值计算该电源转换装置的该绝缘阻抗值。

14.如权利要求9所述的电源转换装置，其中该直流总线电压通过一正极电源线与一负极电源线自该直流-直流转换电路传输至直流-交流转换电路，该电源转换装置还包含一电容单元，该电容单元的一第一端电性连接至该正极电源线，该电容单元的一第二端电性连接至该负极电源线。

15.如权利要求14所述的电源转换装置，其中该第二开关单元的一第一端电性连接于该正极电源线，该第二开关单元的一第二端电性连接于该第一开关单元的一第一端，该第一开关单元的一第二端电性连接于该负极电源线。

16.如权利要求14所述的电源转换装置，其中该绝缘检测电路还包含：

一第一电阻，其中该第一电阻的一第一端电性连接于该正极电源线以及该第二开关单元的一第一端，该第一电阻的一第二端电性连接于该第二开关单元的一第二端；以及

一第二电阻，该第二电阻的一第一端电性连接于该第一电阻的该第二端，该第二电阻的一第二端电性连接于该检测电阻的一第一端；

其中该第一开关单元的一第一端电性连接于该第二电阻的该第一端，该第一开关单元的一第二端电性连接于该负极电源线以及该检测电阻的一第二端。

17.一种绝缘阻抗值检测方法，包含：

于一第一模式下，通过一处理单元控制一第一开关单元导通，一第二开关单元关断；

通过一电压检测单元检测一检测电阻两端的一第一电压值；

通过该处理单元控制该第一开关单元关断，该第二开关单元导通；

通过该电压检测单元检测该检测电阻两端的一第二电压值；以及

通过该处理单元，根据该第一电压值以及该第二电压值计算一电源转换装置的一绝缘阻抗值。

18.如权利要求17所述的绝缘阻抗值检测方法，还包含：

于一第二模式下，通过该处理单元控制该第一开关单元导通，该第二开关单元关断；

通过该电压检测单元检测该检测电阻两端的该第一电压值；

通过该处理单元控制该第一开关单元与该第二开关单元关断；

通过该电压检测单元得到该检测电阻两端的一第三电压值；以及

根据该第一电压值以及该第三电压值计算该电源转换装置的该绝缘阻抗值。

19.如权利要求18所述的绝缘阻抗值检测方法，还包含：

当于该第二模式下计算所得的该绝缘阻抗值低于一预设值，或是于该第二模式下所检测到的该第一电压值与该第三电压值两者差距小于一预设电压值时，切换至该第一模式下重新计算该绝缘阻抗值。

20.如权利要求18所述的绝缘阻抗值检测方法，还包含：

由该处理单元接收一模式选择信号；以及

根据该模式选择信号于该第一模式与该第二模式之间切换。