CN117907881A - 一种接地检测电路、方法及三相交流充电桩 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种接地检测电路、方法及三相交流充电桩,其中，所述接地检测电路包括：三相交流输入端，所述三相交流输入端根据外部的交流电为所述三相交流充电桩提供高压交流电；整流单元，所述整流单元的输入端连接所述三相交流输入端，所述整流单元用于将所述高压交流电整流为直流电输出；检测电路，所述检测电路的输入端连接所述整流单元的输出端，所述检测电路根据输出的所述直流电判断所述三相交流充电桩的接地状况，并通过输出端输出检测信号。本发明通过检测电路对三相交流充电桩进行实时接地检测，同时本发明可以在三相交流充电桩实际工作过程中仍然可以使用，既保证了三相交流充电桩的实际使用性，又保证了整体电路的安全性。

Description

一种接地检测电路、方法及三相交流充电桩

技术领域

本发明涉及三相交流充电桩领域，具体涉及一种接地检测电路、方法及三相交流充电桩。

背景技术

三相交流充电桩是一种用于给电动车充电的设备，它可以提供三相交流电源的输出，并通过车载电源将电网电能储存到电动汽车的电池中。

三相交流充电桩的主板通常由电源模块，充电通信模块，控制器模块，信号采样和故障检测模块等组成，其中信号采样与故障检测包含：输出短路检测，继电器粘连检测，接地检测等。

接地主要至指在线电路或电气设备与大地之间接一个低阻抗电路，确保线路与电器设备可以将故障电流与雷电流快速泄放到大地，并达到保护人身与电器设备安全的目的。因此接地检测引起了广大使用者的关注，并得到了快速的发展。

因此，接地检测电路是三相交流充电桩故障检测中的一个重要组成电路，它用于检测充电桩的接地情况，确保充电桩的安全运行。

接地检测电路通常由一个接地电阻和一个接地检测电路组成。接地电阻连接到充电桩的金属外壳上，用于将充电桩接地。接地检测电路通过检测接地电阻上的电流来确定充电桩的接地情况。

目前，接地检测大数是基于对电气设备接地电阻的检测，并且只能电气设备未工作前进行检测，检测电路复杂，实时性低，成本高，且无法确保电气设备工作时的接地情况，从而大大降低了使用设备时的安全性。

对于交流桩的智能化接地检测目前大多数接地检测仅仅是基于单相交流桩的接地检测，对于三相交流桩的有效接地检测电路则少之又少。传统接地电阻检测受接线长度，环境湿度等影响较大，且操作较为复杂，因此针对于智能化的用电设备，在安全实时性方面存在不足。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种三相交流充电桩的接地检测电路、方法及三相交流充电桩。

具体技术方案如下：一种接地检测电路，设置于三相交流充电桩内；

其中，所述接地检测电路包括：

三相交流输入端，所述三相交流输入端通过电网为所述三相交流接地检测电路提供高压交流电；

整流单元，所述整流单元的输入端连接所述三相交流输入端，所述整流单元用于将所述高压交流电整流为直流电输出；

检测电路，所述检测电路的输入端连接所述整流单元的输出端，所述检测电路根据输出的所述直流电判断所述三相交流充电桩的接地状况，并通过输出端输出检测信号。

优选的，所述三相交流输入端包括：

三相输入端，所述三相输入端连接所述电网，用于为所述三相交流接地检测电路提供高压交流电；

零线输入端，所述零线输入端接地。

优选的，所述整流单元包括至少一个整流二极管，所述整流二极管作为所述整流单元的输入端，所述整流二极管并联后形成所述整流单元的输出端。

优选的，所述整流二极管连接所述三相输入端的至少其中一相。

优选的，所述整流二极管分别连接所述三相输入端的至少其中一相以及所述零线输入端。

优选的，所述检测电路包括：

第一光耦，所述第一光耦的主边的第一端作为所述检测电路的输入端，主边的第二端通过由多个限流电阻串联形成的限流电阻组接地；

所述第一光耦的副边的第一端接入外部的检测电源，副边的第二端通过第二电阻连接所述检测电路的输出端；

第一电阻，所述第一电阻连接在所述检测电源与所述第一光耦的副边的第一端之间；

第一电容，所述第一电容的第一端连接所述检测电路的输出端，所述第一电容的第二端接地；

第三电阻，所述第三电阻连接在所述第一光耦的副边的第二端与接地端之间，并与所述第一电容并联。

优选的，所述接地检测电路还包括：

多个滤波电容，所述滤波电容并联形成电容组，所述电容组的第一端连接所述三相交流输入端，所述电容组的第二端接地，所述电容组用于为所述三相交流充电桩的充电电路滤除共模干扰。

一种接地检测方法，其中，根据上述任意一项所述的接地检测电路对所述三相交流充电桩进行接地检测；

则所述接地检测方法：

在所述三相交流充电桩正常运行的过程中，对所述接地检测电路的输出进行判断：

若所述接地检测电路输出检测信号，则所述三相交流充电桩接地；

若所述接地检测电路未输出检测信号，则所述三相交流充电桩未接地。

一种三相交流充电桩，其中，包括上述任意一项所述的接地检测电路。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

本发明通过检测电路对三相交流充电桩进行实时接地检测，同时本发明可以在三相交流充电桩实际工作过程中仍然可以使用，既保证了三相交流充电桩的实际使用性，又保证了整体电路的安全性。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1为本发明的一个较佳实施例中，接地检测电路的电路结构示意图；

图2为本发明的另一个较佳实施例中，接地检测电路的电路结构示意图；

图3为本发明的另一个较佳实施例中，接地检测电路的电路结构示意图。

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作出创造性劳动的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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

本发明的较佳实施例中，提供了一种接地检测电路3，设置于三相交流充电桩内；

其中，如图1所示，接地检测电路3包括：

三相交流输入端1，三相交流输入端1根据外部的交流电为三相交流充电桩提供高压交流电；

整流单元2，整流单元2的输入端连接三相交流输入端1，整流单元2用于将高压交流电整流为直流电输出；

检测电路3，检测电路3的输入端连接整流单元2的输出端，检测电路3根据输出的直流电判断三相交流充电桩的接地状况，并通过输出端输出检测信号。

具体地，针对现有技术中，目前，接地检测大多数是基于对电气设备接地电阻的检测，并且只能电气设备未工作前进行检测，检测电路3复杂，实时性低，成本高，且无法确保电气设备工作时的接地情况，安全性不及实时检测。

对于交流桩的智能化接地检测目前大多数接地检测仅仅是基于单相交流桩的接地检测，对于三相交流桩的有效接地检测电路3则少之又少。

传统接地电阻检测受接线长度，环境湿度等影响较大，且操作较为复杂，因此针对于智能化设备，在安全实时性方面存在不足。

在上述实施例中，其中三相交流输入端1连接外部电网，为三相交流充电桩提供高压交流电；

整流单元2主要是将三相交流输入端1输出的高压交流电整流为直流电，并输出；

检测单元中，检测电路3的输入端连接到整流单元2的输出端。检测电路3根据输出的直流电来判断三相交流充电桩的接地状况，并通过输出端输出相应的检测信号。这个检测信号可以用于指示充电桩是否存在接地问题，以便及时采取必要的修复措施。

综上所述，通过上述实施例，可以在三相交流充电桩工作时，仍进行接地检测，且检测电路3简单，实时性高，检测电路3和三相交流充电桩的充电电路设置在一起，大大减少了接地检测的成本。

在本发明的较佳实施例中，如图1所示，三相交流输入端1包括：

三相输入端A，三相输入端A连接外部的交流电，用于为三相交流充电桩提供高压交流电；

零线输入端N，零线输入端N接地。

具体地，在上述实施例中，三相交流输入端1包括三个相位的输入端口，分别为第一端A、第二端B、第三端C,分别连接外部的三相交流电源。

三相输入端A用于为三相交流充电桩提供高压交流电。

同时，本发明还包括一个零线输入端N，该零线输入端N连接到地线，以提供电路的安全接地。

通过这种设计，本发明能够有效地接收和转换外部的三相交流电源，并将其转化为适合充电桩使用的高压交流电。

同时，通过连接到地线，可以确保电路的安全性和稳定性。

这种实施例的设计使得充电桩能够高效地充电，并且具有较高的安全性和可靠性。

在本发明的较佳实施例中，如图1-3中所示，整流单元2包括至少一个整流二极管，整流二极管作为整流单元2的输入端，整流二极管并联后形成整流单元2的输出端。

进一步的，在本发明的较佳实施例中，整流二极管连接三相输入端A的至少其中一相。

进一步的，在本发明的较佳实施例中，整流二极管分别连接三相输入端A的至少其中一相以及零线输入端N。

具体地，在上述实施例中，如图1所示，整流单元2可以设置有多个整流二极管，也可以如图2所示，只在三相输入端A的一相设置有整流二极管；

进一步的，整流电源包括第一二极管21、第二二极管22、第三二极管23以及第四二极管24，第一二极管21、第二二极管22以及第三二极管23分别对应连接三相输入端中的第一端A、第二端B、第三端C；

第四二极管24连接零线输入端N。

如图1所示，为了提高整流单元2的输出功率和效率，4个整流二极管可以并联连接在一起，形成整流单元2的输出端，也可以第一二极管21、第二二极管22、第三二极管23中任意两个或三个并联后作为整流单元2的输出端。

通过并联连接，整流二极管可以共同承担电流负载，从而减小每个二极管的负载电流，降低功耗和温度升高的风险。

在实际的操作中，不管设置多少个整流二极管都不会影响整体电路的工作，但是需要注意的是，零线输入端N不可以单独设置整流二极管；

如图3所示，零线输入端N只可以和三相输入端A中的至少任意一项一起设置整流单元，如图3中所示，第一二极管21和第四二极管24作为整流单元。

进一步的，上述实施例中，整流二极管为耐高压的整流二极管。

综上所述，如图2所示，本发明的较佳实施例中的整流单元2通过并联连接第一二极管21、第二二极管22以及第三二极管23中的任意一个，将交流电转换为直流电。

这种设计可以提高整流单元2的输出功率和效率，并且可以根据具体应用需求进行二极管和滤波元件的选择和配置，以满足不同的性能要求。

在本发明的较佳实施例中，如图1-3所示，检测电路3包括：

第一光耦O1，第一光耦O1的主边的第一端作为检测电路3的输入端，主边的第二端通过由多个限流电阻串联形成的限流电阻组4接地；

第一光耦O1的副边的第一端接入外部的检测电源，副边的第二端通过第二电阻R2连接检测电路3的输出端；

第一电阻R1，第一电阻R1连接在检测电源与第一光耦O1的副边的第一端之间；

第一电容C1，第一电容C1的第一端连接检测电路3的输出端，第一电容C1的第二端接地；

第三电阻R3，第三电阻R3连接在第一光耦O1的副边的第二端与接地端之间，并与第一电容C1并联。

具体地，在上述实施例中，当外部检测电源提供电压时，第一电阻R1将电源电压传递到第一光耦O1的副边。第一光耦O1的副边将接收到的电压信号转换为光信号，并通过第二电阻R2将光信号传递到检测电路3的输出端。

同时，第一光耦O1的主边通过限流电阻组4将电流限制在安全范围内，以保护电路免受过大电流的损害。

此外，第一电容C1和第三电阻R3的并联连接在第一光耦O1的副边的第二端与接地端之间，用于滤除可能存在的高频噪声，以确保输出信号的稳定性和准确性。

进一步的，在上述实施例中，当整流单元2的输出端输出高压直流电时，代表着此时三相交流充电桩接地，因此高压直流电通过第一光耦O1的主边的第一端，并通过第一光耦O1使检测电路3形成回路；

此时，第一电阻R1以及第三电阻R3确保在检测电路3通流很小的情况下有较明显接地情况区分；

限流电阻组4确保检测电路3在检测同时有较小的漏电流；

进一步的，当检测电路3通路时，检测电路3的输出端输出检测信号为高电平信号；

如果三相交流充电桩未接地的时候，检测电路3的输出端输出的信号为低电平，此时第一光耦O1的副边的电路接机壳。

进一步的，在上述实施例中，限流电阻组4中的电阻的电阻值均为510KΩ，第一光耦O1为耐高压光耦，耐高压的值为6000V；

第一电阻R1的电阻值为0Ω，因此尽可能的通过第三电阻R3进行分压，第三电阻R3的电阻值为510KΩ；

第二电阻R2的电阻值为43KΩ，可以和第一电容C1一起滤波滤掉高频振荡，确保有比较稳定的检测信号输出，其中第一电容C1的电容值为820nF。

在上述实施例中，通过第一光耦O1的设置可以将三相交流充电桩的工作电路与检测电路3分开，进一步的使接地检测更加安全实时。

进一步的，限流电阻组包括第一限流电阻41、第二限流电阻42、第三限流电阻43以及第四限流电阻44。

在本发明的较佳实施例中，如图1所示，接地检测电路3还包括：

多个滤波电容，滤波电容并联形成电容组C2，电容组C2的第一端连接三相交流输入端1，电容组C2的第二端接地，电容组C2用于为三相交流充电桩的充电电路滤除共模干扰。

具体地，在上述实施例中，接地检测电路3还包括多个滤波电容。这些滤波电容被并联连接在一起形成一个电容组C2。

其中电容组C2包括第一滤波电容C21、第二滤波电容C22、第三滤波电容C23以及第四滤波电容C24。

该电容组C2的第一端连接到三相交流输入端1，而第二端则接地。该电容组C2的主要作用是为三相交流充电桩的充电电路滤除共模干扰。

在使用三相交流充电桩进行充电时，由于电网的不稳定性或其他因素，可能会产生共模干扰。

这种共模干扰会对充电电路的正常工作产生负面影响，甚至可能导致充电桩无法正常工作。因此，为了保证充电桩的稳定运行，需要采取措施来滤除这些共模干扰。

具体而言，当三相交流电输入到充电桩时，电容组C2的第一端与交流输入端相连接，从而将交流电信号引入电容组C2。

在电容组C2中，这些滤波电容会对交流电信号进行滤波处理，将其中的共模干扰信号滤除。滤波后的信号会继续传输到充电电路中，从而保证充电电路的正常工作。

另一方面，电容组C2的第二端与地相连，起到接地的作用。通过接地，可以进一步提高滤波效果，将共模干扰信号有效地引入地，从而避免对充电电路产生干扰。

在本发明的较佳实施例中，还提供了一种接地检测方法，其中，根据上述任意一项的接地检测电路3对三相交流充电桩进行接地检测；

则接地检测方法：

在三相交流充电桩正常运行的过程中，对接地检测电路3的输出进行判断：

若接地检测电路3输出检测信号，则三相交流充电桩接地；

若接地检测电路3未输出检测信号，则三相交流充电桩未接地。

在本发明的较佳实施例中，还提供了一种三相交流充电桩，其中，包括上述任意一项的接地检测电路3。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种接地检测电路，设置于三相交流充电桩内；其特征在于，所述接地检测电路包括：

三相交流输入端，所述三相交流输入端通过电网为所述三相交流接地检测电路提供高压交流电；

整流单元，所述整流单元的输入端连接所述三相交流输入端，所述整流单元用于将所述高压交流电整流为直流电输出；

检测电路，所述检测电路的输入端连接所述整流单元的输出端，所述检测电路根据输出的所述直流电判断所述三相交流充电桩的接地状况，并通过输出端输出检测信号。

2.根据权利要求1所述的接地检测电路，其特征在于，所述三相交流输入端包括：

三相输入端，所述三相输入端连接所述电网，用于为所述三相交流接地检测电路提供高压交流电；

零线输入端，所述零线输入端接地。

3.根据权利要求2所述的接地检测电路，其特征在于，所述整流单元包括至少一个整流二极管，所述整流二极管作为所述整流单元的输入端，所述整流二极管并联后形成所述整流单元的输出端。

4.根据权利要求3所述的接地检测电路，其特征在于，所述整流二极管连接所述三相输入端的至少其中一相。

5.根据权利要求3所述的接地检测电路，其特征在于，所述整流二极管分别连接所述三相输入端的至少其中一相以及所述零线输入端。

6.根据权利要求1所述的接地检测电路，其特征在于，所述检测电路包括：

第一光耦，所述第一光耦的主边的第一端作为所述检测电路的输入端，主边的第二端通过由多个限流电阻串联形成的限流电阻组接地；

所述第一光耦的副边的第一端接入外部的检测电源，副边的第二端通过第二电阻连接所述检测电路的输出端；

第一电阻，所述第一电阻连接在所述检测电源与所述第一光耦的副边的第一端之间；

第一电容，所述第一电容的第一端连接所述检测电路的输出端，所述第一电容的第二端接地；

第三电阻，所述第三电阻连接在所述第一光耦的副边的第二端与接地端之间，并与所述第一电容并联。

7.根据权利要求1所述的接地检测电路，其特征在于，所述接地检测电路还包括：

多个滤波电容，所述滤波电容并联形成电容组，所述电容组的第一端连接所述三相交流输入端，所述电容组的第二端接地，所述电容组用于为所述三相交流充电桩的充电电路滤除共模干扰。

8.一种接地检测方法，其特征在于，根据如权利要求1-7中任意一项所述的接地检测电路对所述三相交流充电桩进行接地检测；

则所述接地检测方法：

在所述三相交流充电桩正常运行的过程中，对所述接地检测电路的输出进行判断：

若所述接地检测电路输出检测信号，则所述三相交流充电桩接地；

若所述接地检测电路未输出检测信号，则所述三相交流充电桩未接地。

9.一种三相交流充电桩，其特征在于，包括如权利要求1-7中任意一项所述的接地检测电路。