CN116930615A - 绝缘检测装置、方法和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种绝缘检测装置、方法和存储介质，装置包括：与被测系统或设备共参考地的交流信号注入模块、信号采集放大模块和处理模块；交流信号注入模块，用于给检测回路中注入交流注入信号；其中，交流信号注入模块的输出端经第一电阻与被测系统或设备的第一端连接；信号注入模块的输出端经第二电阻与被测系统或设备的第二端连接；被测系统或设备的地端经采样电阻与信号注入模块的输入端连接，以形成检测回路；信号采集放大模块，用于基于采样点的原始电压信号及其直流电压分量得到放大后的交流放大电压信号；处理模块，用于基于所述交流放大电压信号确定所述被测系统或设备的绝缘阻值。该装置具有硬件成本低、占用空间小的特点。
Description
技术领域
本申请涉及车辆技术领域，涉及但不限于绝缘检测装置、方法和存储介质。
背景技术
目前新能源电动汽车市占率越来越高，绝缘检测电路作为高压系统的重要安全监测手段，得到了广泛应用。随着电动汽车高压安全相关标准要求的健全，以及电压平台的逐步提升，绝缘检测电路受到越来越多的挑战。
相关技术中一般采用电阻式交流注入法进行绝缘检测。但是，该方案中一般将绝缘检测装置的地端与车身地分隔，即同时存在两个地端。导致绝缘检测装置中必须包括隔离模块和通信模块，隔离模块用于进行两个地的电压信号的转换；通信模块用于将转换后电压信号输入至其他模块以供使用。
可以看出，该方案中需要多个硬件的参与，复杂度高成本高，占用空间大。
发明内容
本申请提供一种绝缘检测装置、方法和存储介质，具有硬件成本低、占用空间小的特点。
本申请的技术方案是这样实现的：
第一方面，本申请提供了一种绝缘检测装置，所述绝缘检测装置包括与被测系统或设备共参考地的地端连接的交流信号注入模块、信号采集放大模块和处理模块；
所述交流信号注入模块，用于给检测回路中注入交流注入信号；
其中，所述交流信号注入模块的输出端经第一电阻与被测系统或设备的第一端连接；所述信号注入模块的输出端经第二电阻与所述被测系统或设备的第二端连接；所述被测系统或设备的地端经采样电阻与所述信号注入模块的输入端连接，以形成所述检测回路；
所述信号采集放大模块，用于基于采样点的原始电压信号及其直流电压分量得到放大后的交流放大电压信号；所述采样点为所述检测回路中，所述采样电阻与所述信号注入模块的输入端之间的连接点；
所述处理模块，用于基于所述交流放大电压信号确定所述被测系统或设备的绝缘阻值。
第二方面，本申请提供了一种绝缘检测方法，所述方法包括：
对检测回路中的采样点进行电压信号的采集，得到原始电压信号；其中，交流信号注入模块的输出端经第一电阻与被测系统或设备的第一端连接；所述信号注入模块的输出端经第二电阻与所述被测系统或设备的第二端连接；所述被测系统或设备的地端经采样电阻与所述信号注入模块的输入端连接，以形成所述检测回路；所述采样点为所述检测回路中，所述采样电阻与所述信号注入模块的输入端之间的连接点；
对所述采样点进行直流电压的采集，得到直流电压分量；
基于所述原始电压信号和所述直流电压分量确定交流放大电压信号；
基于所述交流放大电压信号，确定所述被测系统或设备的等效阻值。
第三方面，本申请还提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述存储介质上的计算机程序被执行时，实现本申请提供的任一种绝缘检测方法。
本申请所提供的绝缘检测装置、方法和存储介质，装置包括与被测系统或设备共参考地的交流信号注入模块、信号采集放大模块和处理模块；所述交流信号注入模块，用于给检测回路中注入交流注入信号；其中，所述交流信号注入模块的输出端经第一电阻与被测系统或设备的第一端连接；所述信号注入模块的输出端经第二电阻与所述被测系统或设备的第二端连接；所述被测系统或设备的地端经采样电阻与所述信号注入模块的输入端连接，以形成所述检测回路；所述信号采集放大模块，用于基于采样点的原始电压信号及其直流电压分量得到放大后的交流放大电压信号；所述采样点为所述检测回路中，所述采样电阻与所述信号注入模块的输入端之间的连接点；所述处理模块，用于基于所述交流放大电压信号确定所述被测系统或设备的绝缘阻值。
在本申请的方案中，通过调整检测回路中的布局，实现被测系统或设备的地与绝缘检测装置的地的统一；由于实现了地的统一，所以绝缘检测设备中不需要隔离模块、通信模块。降低了硬件成本，且减小了体积。
附图说明
图1为本申请实施例提供的绝缘检测装置的第一种可选的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的绝缘检测装置的第二种可选的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的直流信号采集子模块的一种可选的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的交流信号放大子模块的一种可选的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的绝缘检测方法第一种可选的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的绝缘检测方法第二种可选的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的绝缘检测电路一种可选的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的信号注入模块一种可选的结构示意图；
图9为本申请实施例提供的直流量采集模块一种可选的结构示意图；
图10为本申请实施例提供的信号放大模块一种可选的结构示意图；
图11为本申请实施例提供的绝缘检测电路另一种可选的结构示意图；
图12为本申请实施例提供的绝缘检测电路又一种可选的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对申请的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。
在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
在以下的描述中，所涉及的术语“第一\第二\第三”仅是为例区别不同的对象，不代表针对对象的特定排序，不具有先后顺序的限定。可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。
下面，对本申请实施例提供的绝缘检测装置、方法、和存储介质的各实施例进行说明。
第一方面，本实施例提供一种绝缘检测装置，参照图1所示的内容，绝缘检测装置10可以包括与被测系统或设备共参考地的交流信号注入模块101、信号采集放大模块102和处理模块103。
交流信号注入模块101，用于给检测回路中注入交流注入信号；
其中，交流信号注入模块101的输出端经第一电阻a1与被测系统或设备20的第一端201连接；信号注入模块101的输出端经第二电阻a2与被测系统或设备20的第二端202连接；被测系统或设备20的地端203经采样电阻a3与所述信号注入模块101的输入端连接，以形成检测回路；
信号采集放大模块102，用于基于采样点的原始电压信号及其直流电压分量得到放大后的交流放大电压信号；所述采样点为所述检测回路中，所述采样电阻a3与信号注入模块101的输入端之间的连接点；
处理模块103，用于基于所述交流放大电压信号确定所述被测系统或设备的绝缘阻值。
其中：
被测系统或设备可以为任一个需要进行绝缘检测的设备。在一示例中，被测系统或设备可以为车辆设备，或者车辆电池；或者电池。
被测系统或设备20的地端203分别与交流信号注入模块101、信号采集放大模块102和处理模块103的地端连接。简单来说，被测系统或设备与绝缘检测装置共用一个地端。
对于交流信号注入模块101：用于给检测回路中注入交流注入信号。本申请实施例对交流信号注入模块101的具体结构不作限定，可以根据实际情况配置。
交流注入信号的幅值与周期可以根据实际需求配置。
交流信号注入模块101的输出端经第一电阻a1与被测系统或设备20的第一端201连接；信号注入模块101的输出端经第二电阻a2与被测系统或设备20的第二端202连接；被测系统或设备20的地端203经采样电阻a3与所述信号注入模块101的输入端连接，以形成检测回路。
在一示例中，被测系统或设备20的第一端201可以为高压正极段；被测系统或设备20的第二端202可以为高压负极端。
在一示例中，被测系统或设备20的地端203可以车辆设备的车身地。
简单来说，检测回路的信号传输可以包括：
交流信号注入模块101的输出端输出的交流注入信号依次经第一电阻、被测系统或设备的第一绝缘电阻、地端、采样电阻后返回信号注入模块101的输入端；
交流信号注入模块101的输出端输出的信号注入信号依次经第二电阻、被测系统或设备的第二绝缘电阻、地端、采样电阻后返回信号注入模块101的输入端。
第一绝缘电阻和第二绝缘电阻分别为被测系统或设备的高低压回路上的等效电阻。
第一电阻、第二电阻以及采样电阻的阻值可以基于实际情况配置。
对于信号采集放大模块102：用于基于采样点的原始电压信号及其直流电压分量得到放大后的交流放大电压信号。
本申请实施例对信号采集放大模块102的具体结构不作限定，可以根据实际情况配置。
所述采样点为所述检测回路中，所述采样电阻与所述信号注入模块的输入端之间的连接点。
对于处理模块103：用于基于所述交流放大电压信号确定被测系统或设备20的绝缘阻值。
在一示例中，处理模块103可以实现为单片机。该单片机可以为该绝缘检测装置10独立部署的一个单片机。或者，该单片机可以集成于被测系统或设备中原有的某个单片机上。
本申请实施例提供的绝缘检测装置包括与被测系统或设备共参考地的交流信号注入模块、信号采集放大模块和处理模块；所述交流信号注入模块，用于给检测回路中注入交流注入信号；其中，所述交流信号注入模块的输出端经第一电阻与被测系统或设备的第一端连接；所述信号注入模块的输出端经第二电阻与所述被测系统或设备的第二端连接；所述被测系统或设备的地端经采样电阻与所述信号注入模块的输入端连接，以形成所述检测回路；所述信号采集放大模块，用于基于采样点的原始电压信号及其直流电压分量得到放大后的交流放大电压信号；所述采样点为所述检测回路中，所述采样电阻与所述信号注入模块的输入端之间的连接点；所述处理模块，用于基于所述交流放大电压信号确定所述被测系统或设备的绝缘阻值。
在本申请的方案中，通过调整检测回路中的布局，实现被测系统或设备的地与绝缘检测装置的地的统一；由于实现了地的统一，所以绝缘检测设备中不需要隔离模块、通信模块。降低了硬件成本，且减小了体积。
下面，绝缘检测装置10中信号采集放大模块102进行说明。
参考图2所示的内容，信号采集放大模块102可以包括原始信号采集子模块1021、直流信号采集子模块1022、交流信号放大子模块1023以及放大信号采集子模块1024。
原始信号采集子模块1021，用于对所述采样点进行电压信号的采集，得到所述原始电压信号，并将所述原始电压信号传输至述交流信号放大子模块1023；
直流信号采集子模块1022，用于对所述采样点进行直流电压的采集，得到所述直流电压分量，并将所述直流电压分量传输至交流信号放大子模块1023；
交流信号放大子模块1023，用于将所述原始电压信号中的所述直流电压分量过滤后放大，得到所述交流放大电压信号；
放大信号采集子模块1024，用于采集所述交流信号放大子模块输出的所述交流放大电压信号；并将所述交流放大电压信号发送至处理模块103。
对于原始信号采集子模块1021、直流信号采集子模块1022、放大信号采集子模块1024的实现可以通过直接采集或者分压采集的方式实现。例如，上面一个电阻、下面一个电阻做串联，采集两个电阻中间的信号。
交流信号放大子模块1023的具体实施不作限定，可以根据实际情况确定。
可以看出：通过多个子模块的联合，可以得到信号采集放大模块102，从而得到采样点的交流放大电压信号。
下面，对直流信号采集子模块1022的实现进行说明。
在一种可能的实施方式中，直流信号采集子模块1022可以基于数字模拟转换器或者脉宽调制(pulse width modulation，PWM)输出模块来实现。该方式具有实现简单的特点。
在另一种可能的实施方式中，直流信号采集子模块1022的结构可以参考图3所示的内容。
直流信号采集子模块1022包括第一跟随器1021、第三电阻1022，第一分支中的第一开关1023、第一电容1024、第二跟随器1025以及第四电阻1026，第二分支中的第二开关1027、第二电容1028、第三跟随器1029以及第五电阻10210。
其中，所述第一电容和所述第二电容的一端分别与所述被测系统或设备的地端连接。
具体的，将所述采样点的原始电压信号输入，经第一跟随器1021和第三电阻1022隔离后分别传输至所述第一分支与所述第二分支。
第三电阻1022的具体阻值可以基于实际需求确定。
在所述第一分支中的第一开关1023闭合的情况下，将所述原始电压信号中的交流电压暂存至第一电容1024中，经第二跟随器1025进行阻抗隔离后输出至第四电阻1026进行分压。
在所述第二分支中的第二开关1027闭合的情况下，将所述原始电压信号中的交流电压暂存至第二电容1028中，经第三跟随器1029进行阻抗隔离后输出至第五电阻10210进行分压。
第一开关1023、第二开关1027交替导通，从而将交流电压信号暂存于第一电容1024以及第二电容1028中。
第一电容1024、第二电容1028的取值基于交流电压信号来确定。
其中，所述直流电压分量的取值为第四电阻1026与第五电阻10210之间的连接点对应的电压分量。
第四电阻1026与第五电阻10210的取值基于实际需求确定。
在该方式中，以硬件电路实现采样信号直流量的计算，无需额外占用处理器的数字模拟转换器或者PWM资源，降低软件复杂度，提升移植兼容性。
下面，对交流信号放大子模块1023进行说明。
参考图4所示的内容，交流信号放大子模块1023可以包括第一输入端10231、第二输入端10232、放大器10233以及输出端10234。
第一输入端10231，与原始信号采集子模块1021连接，用于接收所述原始电压信号；
第二输入端10232，与直流信号采集子模块1022连接，用于接收所述直流电压分量；
放大器10233，用于将所述原始电压信号中的所述直流电压分量进行过滤，得到第一交流电压信号；并将所述第一交流电压信号放大得到所述交流放大电压信号；
输出端10234与放大信号采集子模块1024连接，用于将所述交流放大电压信号输入至放大信号采集子模块1024。
本申请实施例对放大器10233的具体类型以及放大倍数等参数不作限定，可以根据实际情况配置。
在另一种可能的实施方式中，交流信号放大子模块1023还可以包括直流分量子模块10235。
直流分量子模块10235包括第一电源102351、第六电阻102352、第七电阻102353。第第一电源10235分别经串联的第六电阻102352、第七电阻102353后与被测系统或设备20的地端203连接。
将第六电阻102352与第七电阻102353之间的连接点与放大器10233连接；
其中，所第六电阻102352与第七电阻102353之间的连接点的直流分压电压为第一直流电压。
本申请实施例对第一电源、第六电阻、第七电阻的取值不作限定，可以根据实际情况配置。
实际中，采样点的原始电压信号减去直流电压分量即得到交流分量，进行适当倍数的放大即可得到交流放大信号。但该交流放大信号有负电压部分不利于检测利用，需再叠加合适的直流分量。叠加的直流分量由目标直流量1/2Vcc除以前述适当倍数即可得到需要设定的第一直流电压。
可以看出，该实施例考虑到了负电压部分的影响，进一步提高了绝缘检测的精度。
下面，对交流信号注入模块101、信号采集放大模块102和处理模块103的供电方式进行说明。
在一种可能的实施方式中，交流信号注入模块101、信号采集放大模块102和处理模块103可以采用双边供电的方式进行供电。
在另一种可能的实施方式中，交流信号注入模块101、信号采集放大模块102和处理模块103可以采用双边供电的方式进行供电。
其中，单边供电方式可以降低系统复杂度及成本。
下面，对处理模块103的部署方式进行说明。
在一种可能的实施方式中，处理模块103可以为针对绝缘检测装置单独部署的处理器或者单片机。
在另一种可能的实施方式中，处理模块103可以集成于被测系统或设备原有的处理器中。示例性的，在被测系统或设备为车辆设备的情况下，处理模块103可以集成于车辆设备原有的处理器中。
在该可能的实施方式中，可以减少处理器的部署，进一步降低了硬件成本与体积，且可以省略掉处理器中的一些通用的软件程序，也降低了软件开发工作量。
在一种可能的实施方式中，采样点经第八电阻与第二电源连接，以使所述采样点的电压信号大于第一阈值。
在一示例中，第一阈值可以为0。
第八电阻的取值、第二电源的取值可以基于实际情况配置。
第二方面，本实施例提供一种绝缘检测方法，该方法应用于绝缘检测装置。
下面对本申请实施例提供的绝缘检测方法进行说明。
图5为本申请实施例的一种绝缘检测方法的流程示意图。
参考图5所示的内容，该绝缘检测方法可以包括但不限于图5所示的S501至S504。
S501、绝缘检测装置对检测回路中的采样点进行电压信号的采集，得到原始电压信号。
其中，交流信号注入模块的输出端经第一电阻与被测系统或设备的第一端连接；所述信号注入模块的输出端经第二电阻与所述被测系统或设备的第二端连接；所述被测系统或设备的地端经采样电阻与所述信号注入模块的输入端连接，以形成所述检测回路。
所述采样点为所述检测回路中，所述采样电阻与所述信号注入模块的输入端之间的连接点。
S501的实施可以参考上述对于原始信号采集子模块的具体描述，此处不再一一赘述。
S502、绝缘检测装置对所述采样点进行直流电压的采集，得到直流电压分量。
S502的实施可以参考上述对于直流信号采集子模块的具体描述，此处不再一一赘述。
S503、绝缘检测装置基于所述原始电压信号和所述直流电压分量确定交流放大电压信号。
具体的，将原始电压信号与直流电压分量作差，得到第一交流电压信号，并将第一交流电压信号进行放大，得到交流放大电压信号。
具体放大倍数可以基于实际情况配置。
S504、绝缘检测装置基于所述交流放大电压信号，确定所述被测系统或设备的等效阻值。
本申请实施例对确定被测系统或设备的等效阻值的具体方式不作限定，可以跟实际情况配置。
本申请实施例所提供的绝缘检测方法，包括：对检测回路中的采样点进行电压信号的采集，得到原始电压信号；其中，交流信号注入模块的输出端经第一电阻与被测系统或设备的第一端连接；所述信号注入模块的输出端经第二电阻与所述被测系统或设备的第二端连接；所述被测系统或设备的地端经采样电阻与所述信号注入模块的输入端连接，以形成所述检测回路；所述采样点为所述检测回路中，所述采样电阻与所述信号注入模块的输入端之间的连接点；对所述采样点进行直流电压的采集，得到直流电压分量；基于所述原始电压信号和所述直流电压分量确定交流放大电压信号；基于所述交流放大电压信号，确定所述被测系统或设备的等效阻值。
在本申请的方案中，通过调整检测回路中的布局，实现被测系统或设备的地与绝缘检测装置的地的统一；由于实现了地的统一，所以绝缘检测设备中不需要隔离模块、通信模块。降低了硬件成本，且减小了体积。
原始电压信号的采集和交流放大电压信号的采集是并行的，原始电压信号的采集精度差但可靠性更高，可作为交流放大电压信号采集计算的有效性判断依据，并在其无效时作为替代输出。
下面，S504中绝缘检测装置基于所述交流放大电压信号，确定所述被测系统或设备的等效阻值的过程进行说明。
参考图6所示的内容，该过程可以包括但不限于下述S5041至S5044。
S5041、绝缘检测装置将第一电压减所述交流放大电压信号的电压值，得到第一差值。
在一种可能的实施方式中，第一电压为信号注入模块注入的交流信号电压幅值。
S5042、绝缘检测装置将所述第一差值乘以所述采样电阻的阻值后除以所述交流放大电压信号的电压值，得到第一结果。
S5043、绝缘检测装置确定所述第一电阻与所述第二电阻并联后的并联阻值。
S5044、绝缘检测装置基于所述第一结果与所述并联阻值的差值，确定所述被测系统或设备的等效阻值。
示例性的，确定所述被测系统或设备的等效阻值可以参考下述第一公式。
第一公式包括：Rp//Rn＝(Vsource_ac-Vs_ac)×R4/Vs_ac-R1//R2。在第一公式中，Rp//Rn表征被测系统或设备的等效阻值；Vsource_ac表征信号注入模块注入的交流信号电压幅值；Vs_ac表征交流放大电压信号的电压值；R4表征采样电阻；R1//R2表征第一电阻与第二电阻并联后的并联阻值。
进一步的，在一种可能的实施方式中，本申请实施例提供的绝缘检测方法还可以包括：判断该被测系统或设备的等效阻值与绝缘电阻阈值进行比较，在被测系统或设备的等效阻值小于绝缘电阻阈值的情况下，输出报警；启动高压切断的保护措施，以确保高压安全。
下面，通过一个详细的实施例对本申请提供的绝缘检测装置进行说明。
在该实施例中，实现绝缘检测主电路参考地与车身地的统一，从而节省单独的检测处理芯片及隔离通信，简化系统，降低成本，减少系统占用空间，降低软件开发工作量；实现信号直流量采集出的低成本硬件模块化，无需占用数字模拟转换器或者PWM输出模块，提高了平台化移植应用的兼容性。
图7为该实施例提供的绝缘检测电路及系统的原理框图。图中HV+为高压正极，HV-为高压负极，GND为车身地。Rp、Rn为高压系统中HV+、HV-对车身地GND的等效绝缘阻值，该阻值在电动汽车工作中被绝缘检测电路及系统持续检测，当阻值过小时将触发报警甚至高压切断的保护措施，以确保高压安全。
绝缘检测电路及系统在图中有三个电气接入点，一是通过高压注入电阻R1(相当于上述第一电阻)接入HV+(相当于上述被测系统或设备的第一端)，二是通过高压注入电阻R2(相当于上述第二电阻)接入HV-(相当于上述被测系统或设备的第二端)，三是通过采样电阻R4(相当于上述采样电阻)接入GND(相当于上述被测系统或设备的地端)。
上拉电阻R3用于对采样信号Vs(相当于上述采样点的信号)叠加直流偏置以确保Vs始终大于0V，以确保可被后续电路有效采用。
开关SW1是高压开关，正常工作时处于常闭状态，下电及需要做高电压耐压测试等特殊情况下可以受控进入断开状态，以切断绝缘检测模块对绝缘耐压检测的影响。
信号注入模块701用于产生交流注入信号，经高压开关SW1，途经高压注入电阻R1和R2到达HV+和HV-，再经绝缘等效电阻Rp和Rn(相当于上述被测系统或设备的绝缘阻值)回到车身地GND，再经采样电阻R4完成整个信号环路(相当于上述检测回路)。
采样信号Vs(相当于上述原始电压信号)经原始信号采集模块702(相当于上述原始信号采集子模块)直接采集，再经绝缘计算模块703(相当于上述处理模块)计算即可得到当前状态下的绝缘阻值。因该采样信号的有效变化幅度较小，故经原始信号采集计算得到的绝缘阻值精度较差。因Vs信号中包含不容忽略的未知大小直流量，导致无法直接对Vs直接放大采集，否则也同时对直流量进行了放大，导致采集模块的有效输入范围无法被有效利用，进而无法有效提高检测精度。
该实施例中将Vs给到信号直流量采集模块704(相当于上述直流信号采集子模块)以完成直流量(相当于上述直流电压分量)的采集计算，得到的直流量及原信号Vs给到信号放大模块705进行放大处理以确保仅对Vs中的交流量进行有效放大，放大后的信号给到放大信号采集模块706，再经绝缘计算模块703计算即可得到更为精确的绝缘检测值。
图8为图一中的信号注入模块(相当于上述交流信号注入模块)的一种具体实施例。
参考图8所示的内容，隔离DCDC模块用于以车载12V/24V/48V作为电源输入，产生注入信号的隔离直流电压源Vdd、V0、Vee。
通常Vdd-V0与V0-Vee幅度相等并低于安全电压60V dc。V0与Vs和SW3相连，Vdd与SW2相连，Vee与SW4相连，三个低压开关SW2/SW4同一时刻最多有一个导通，以输出相应的电势至SW1。
图9为信号直流量采集模块(相当于上述直流信号采集子模块)的一种具体实施例。
该模块以原始采样信号Vs为输入信号，经跟随器(相当于上述第一跟随器)进行阻抗隔离后经限流电阻R5(相当于上述第三电阻)给到SW5(相当于上述第一开关)和SW6(相当于上述第二开关)。SW5在SW2/4闭合的时间段内，选择适当时机闭合和断开，以将Vs的当前电压暂存至电容C1(相当于上述第一电容)中。SW6在SW4/2闭合的时间段内，选择适当时机闭合和断开，以将Vs的当前电压暂存至电容C2(相当于上述第二电容)中。C1和C2的暂存电压经两个跟随器(相当于上述第二跟随器与第三跟随器)进行阻抗隔离后输出给分压电阻R6(相当于上述第四电阻)和R7(相当于上述第五电阻)，即可得到Vs的直流电压分量V67(相当于上述直流电压分量的取值)，向后提供给信号放大模块进行运算。
图10为信号放大模块(交流信号放大子模块)的一种具体实施例。
该模块以原始采样信号Vs、信号直流量采集模块输出的直流电压分量V67、R8(相当于上述第六电阻)和R9(相当于上述第七电阻)的分压电压Vx为输入，进行运算将Vs的交流分量进行充分放大，并确保输出信号的直流量在1/2Vcc附近以提高检测精度。
具体的运算方式为，Vs减去V67即得到Vs的交流分量，进行适当倍数的放大即可得到有效交流信号。但该有效信号有负电压部分不利于检测利用，需再叠加合适的直流分量。叠加的直流分量由目标直流量1/2Vcc除以前述适当倍数即可得到需要设定的直流分压电压Vx(相当于上述第一直流电压)。
图11为相关技术中的绝缘检测电路的结构图。
与图7中的不同之处包括：图11中存在两个参考地，一个是车身地/壳体地/大地GND，一个是绝缘检测电路参考地GND2。采样点VS位于采样电阻R4的右侧。
绝缘检测电路中的电源模块1101、采集模块1102、单片机1103、隔离模块1104右侧参考于GND2工作，其他模块(通信模块1105、其他控制器1106)参考于GND工作，两个参考地有电位差，导致两部分无法合并工作，从而模块无法共用，电路复杂、成本高、程序更新困难。
图12为该实施例中添加各模块参考地后绝缘检测电路图。
参考图12所示的内容，各模块都参考于GND进行工作，故单片机、电源模块等可以共用，通信模块可以省略，从而实现芯片复用，降低系统复杂度，减少软件开发工作量，减少器件占用空间提高集成度，降低成本，降低程序更新难度。
下面，对等效绝缘阻值的计算过程进行说明。
信号注入模块注入的交流信号电压幅度记为Vsource_ac，电流幅度记为Isource_ac。Vs上的交流电压幅度记为Vs_ac。由于HV+和HV-之间为直流高压，在交流通路上，直流等效为短路，即交流通路上HV+和HV-之间等效为直接连接，交流信号主回路简化为Vsource经导通的SW1后，由R1//R2、Rp//Rn、R4回到信号注入模块。
可以得到下述公式1-1至公式1-4；
Vsource_ac＝(R1//R2+Rp//Rn)×Isource_ac+Vs_ac公式1-1；
Vs_ac＝R4×Isource_ac 公式1-2；
R1//R2＝R1×R2/(R1+R2) 公式1-3；
Rp//Rn＝Rp×Rn/(Rp+Rn) 公式1-4；
可以推得下述公式2-1至公式2-3。
Isource_ac＝Vs_ac/R4 公式2-1；
Vsource_ac＝(R1//R2+Rp//Rn)×Vs_ac/R4+Vs_ac 公式2-2；
Rp//Rn＝(Vsource_ac-Vs_ac)×R4/Vs_ac-R1//R2 公式2-3；
Rp//Rn即为所需监控求解的等效绝缘阻值。
在公式1-1至公式2-3中，Rp//Rn表征被测系统或设备的等效阻值；Vsource_ac表征信号注入模块注入的交流信号电压幅值；Vs_ac表征交流电压信号的电压值；R4表征采样电阻；R1//R2表征R1与R2并联后的并联阻值。
第三方面，本申请还提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述存储介质上的计算机程序被执行时，实现本申请实施例提供的任一种绝缘检测方法。
需要说明的是，关于存储介质的描述，与上述绝缘检测方法的描述类似，具有与绝缘检测方法相同的有益效果描述，不再一一赘述。另外，对于本申请中设备实施例中未披露的技术细节，请参照绝缘检测方法实施例的描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理模块中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本申请所提供的几个方法实施例中所揭露的方法，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例。
本申请所提供的几个产品实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的产品实施例。
本申请所提供的几个方法或设备实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例或设备实施例。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种绝缘检测装置，其特征在于，所述绝缘检测装置包括与被测系统或设备共参考地的交流信号注入模块、信号采集放大模块和处理模块；
所述交流信号注入模块，用于给检测回路中注入交流注入信号；
其中，所述交流信号注入模块的输出端经第一电阻与被测系统或设备的第一端连接；所述信号注入模块的输出端经第二电阻与所述被测系统或设备的第二端连接；所述被测系统或设备的地端经采样电阻与所述信号注入模块的输入端连接，以形成所述检测回路；
所述信号采集放大模块，用于基于采样点的原始电压信号及其直流电压分量得到放大后的交流放大电压信号；所述采样点为所述检测回路中，所述采样电阻与所述信号注入模块的输入端之间的连接点；
所述处理模块，用于基于所述交流放大电压信号确定所述被测系统或设备的绝缘阻值。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号采集放大模块包括原始信号采集子模块、直流信号采集子模块、交流信号放大子模块以及放大信号采集子模块；其中：
所述原始信号采集子模块，用于对所述采样点进行电压信号的采集，得到所述原始电压信号，并将所述原始电压信号传输至所述交流信号放大子模块；
所述直流信号采集子模块，用于对所述采样点进行直流电压的采集，得到所述直流电压分量，并将所述直流电压分量传输至所述交流信号放大子模块；
所述交流信号放大子模块，用于将所述原始电压信号中的所述直流电压分量过滤后放大，得到所述交流放大电压信号；
所述放大信号采集子模块，用于采集所述交流信号放大子模块输出的所述交流放大电压信号；并将所述交流放大电压信号发送至所述处理模块。
3.根据权利要2所述的装置，其特征在于，所述直流信号采集子模块包括：第一跟随器、第三电阻，第一分支中的第一开关、第一电容、第二跟随器以及第四电阻，第二分支中的第二开关、第二电容、第三跟随器以及第五电阻；其中，所述第一电容和所述第二电容的一端分别与所述被测系统或设备的地端连接；
将所述采样点的原始电压信号输入，经所述第一跟随器和所述第三电阻隔离后分别传输至所述第一分支与所述第二分支；
在所述第一分支中的第一开关闭合的情况下，将所述原始电压信号中的交流电压暂存至所述第一电容中，经所述第二跟随器进行阻抗隔离后输出至所述第四电阻进行分压；
在所述第二分支中的第二开关闭合的情况下，将所述原始电压信号中的交流电压暂存至所述第二电容中，经所述第三跟随器进行阻抗隔离后输出至所述第五电阻进行分压；
其中，所述直流电压分量的取值为所述第四电阻与所述第五电阻之间的连接点对应的电压分量。
4.根据权利要2所述的装置，其特征在于，所述交流信号放大子模块包括：第一输入端、第二输入端、放大器以及输出端；
所述第一输入端，与所述原始信号采集子模块连接，用于接收所述原始电压信号；
所述第二输入端，与所述直流信号采集子模块连接，用于接收所述直流电压分量；
所述放大器，用于将所述原始电压信号中的所述直流电压分量进行过滤，得到第一交流电压信号；并将所述第一交流电压信号放大得到所述交流放大电压信号；
所述输出端与所述放大信号采集子模块连接，用于将所述交流放大电压信号输入至所述放大信号采集子模块。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述交流信号放大子模块还直流分量子模块；所述直流分量子模块与所述放大器连接；
所述直流分量子模块包括第一电源、第六电阻、第七电阻；所述第一电源分别经串联的所述第六电阻、所述第七电阻后与所述被测系统或设备的地端连接；
将所述第六电阻与所述第七电阻之间的连接点与所述放大器连接；
其中，所述第六电阻与所述第七电阻之间的连接点的直流分压电压为第一直流电压。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述交流信号注入模块、所述信号采集放大模块和所述处理模块，均采用单边供电方式进行供电；
和/或，
在所述被测系统或设备为车辆设备的情况下，所述处理模块集成于所述车辆设备的处理器。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述采样点经第八电阻与第二电源连接，以使所述采样点的电压信号大于第一阈值。
8.一种绝缘检测方法，其特征在于，所述方法包括：
对检测回路中的采样点进行电压信号的采集，得到原始电压信号；其中，交流信号注入模块的输出端经第一电阻与被测系统或设备的第一端连接；所述信号注入模块的输出端经第二电阻与所述被测系统或设备的第二端连接；所述被测系统或设备的地端经采样电阻与所述信号注入模块的输入端连接，以形成所述检测回路；所述采样点为所述检测回路中，所述采样电阻与所述信号注入模块的输入端之间的连接点；
对所述采样点进行直流电压的采集，得到直流电压分量；
基于所述原始电压信号和所述直流电压分量确定交流放大电压信号；
基于所述交流放大电压信号，确定所述被测系统或设备的等效阻值。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基于所述交流放大电压信号，确定所述被测系统或设备的等效阻值，包括：
将第一电压减所述交流放大电压信号的电压值，得到第一差值；
将所述第一差值乘以所述采样电阻的阻值后除以所述交流放大电压信号的电压值，得到第一结果；
确定所述第一电阻与所述第二电阻并联后的并联阻值；
基于所述第一结果与所述并联阻值的差值，确定所述被测系统或设备的等效阻值。
10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求8或9所述的绝缘检测方法。
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