CN1299927C - 电动汽车高压直流电绝缘监测电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动汽车高压直流电绝缘监测电路，其特征为：所述的绝缘监测电路的连接关系为，滤波器的两个输入端与相应的高压输出端连接，滤波器的一个端接地，滤波器的两个输出端与保护器的两个输入端连接，保护器的两个输出端与放大器的两个输入端连接，放大器的输出端与电压比较电路的另一输入端连接；高压输出的一端与分压电路的一端连接，分压电路的另一端与电压比较电路的一输入端连接。采用本电路能实现动态实时监测高压电路对车身的绝缘性能并输出故障状态信号，以便控制电路及时切断高压电输出，提高车辆运行的安全。且本发明的电路简洁体积小，运行安全可靠，制造成本较低，可普遍应用用于各类电动汽车可普遍应用于各类电动汽车的绝缘监测控制系统中。

Description

电动汽车高压直流电绝缘监测电路

技术领域：

本发明涉及电动汽车的控制设备，具体的说是一种用于电动汽车控制设备中的高压直流电绝缘监测电路。

背景技术：

随着环保意识的增强，电动汽车越来越受到重视，在电动汽车中，用于驱动的高压电的电压很高(通常大于直流200V)，因此高压电的安全性必须首先考虑，而其中的高压直流电绝缘是高压电的安全性的主要问题之一，目前还没有一种用于监测电动车上高压电路运行状态和安全性能的自动断路控制器的高压直流电绝缘监测电路。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种电动高压直流电绝缘监测电路，它可解决该高压电与车身之间绝缘状态的监测，防止高压电系统在绝缘故障情况下的运行，提高人车的安全性。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：电动汽车高压直流电绝缘监测电路，其特征在于：所述的绝缘监测电路的连接关系为，滤波器的两个输入端与相应的高压输出端连接，滤波器的一个端接地，滤波器的两个输出端与保护器的两个输入端连接，保护器的两个输出端与放大器的两个输入端连接，放大器的输出端与电压比较电路的另一输入端连接；高压输出的一端与电压基准电路的一端连接，电压基准电路的另一端与电压比较电路的一输入端连接。

采用本电路能实现动态实时监测高压电路对车身的绝缘性能并输出故障状态信号，以便控制电路安全可靠地控制高压电路的通断，确保人车安全。且本发明的电路简洁体积小，运行安全可靠。制造成本较低，可普遍应用于各类电动汽车中。

附图说明：

图1为本发明一实施例的电路框图

图2为图1的具体电路图

图3为图2的电路波形示意图

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

本发明为用于电动汽车的高压直流电绝缘监测电路，由滤波器1、保护器2、运算放大器3以及电压基准4和电压比较电路5组成，组成，组成框图见图1。当绝缘状态超出允许范围，产生绝缘故障信号。本发明区别于现有技术在于：高压正端和负端，通过滤波电路和保护电路后，分别连接放大器正端和负端，产生基准电压；同时高压正端通过分压电路，产生被测电压；基准电压和被测电压与比较器连接，产生绝缘状态信号。高压电路与监测电路不共地，即高压电路相对于测量电路是浮地的。

实施中如图2，所述的绝缘监测电路的连接关系为：高压负输入端分别与电容C1的一端、电阻R1的一端连接；电阻R1的另一端与电阻R2的一端连接；高压的正输入端分别与电容C2的另一端、电阻R3的一端连接；电容C1的另一端、电容C2的一端均接地；电阻R3的另一端与电阻R4的一端连接；电阻R2的另一端分别与二极管D1的负端、二极管D2的正端、电阻R5的一端、运算放大器IC1的负输入端连接；电阻R4的另一端分别与二极管D1的正端、二极管D2的负端、电阻R6的一端、运算放大器IC1的正输入端连接；电阻R5的另一端分别与运算放大器IC1的输出端、电阻R7的一端、运算放大器IC2的正输入端连接；电阻R6的另一端接地；电阻R7的另一端分别与电阻R8的一端、运算放大器IC3的负输入端连接；电阻R9的一端与分压电路的输出端连接；电阻R9的另一端分别与运算放大器IC2的负输入端、运算放大器IC3的正输入端连接；电阻R8的另一端接地；电阻R10的一端与工作电源的正端连接；电阻R10的另一端分别与运算放大器IC2的输出端、运算放大器IC3的输出端连接。

本实施例已在国家863电动汽车重大专项燃料电池轿车项目中试用。

本发明中高压电路和监测电路不共地且将高压正输入端的电压分压作为被监测电压。基于这两个特点，当高压电与车身地的绝缘电阻发生改变时，高压电正负端之间的电压差并不会因之改变，即放大器(3)的输出电压不变。因此，取其值作为基准电压。然而，此时由于绝缘电阻的变化，高压正端对地的电压却会变化，并与绝缘电阻变化的值成比例。因此，监测该电压的变化，即可获得高压电的绝缘状态。通过一个比较器电路即可实现要求的监测功能。

本发明中的高压电绝缘监测的过程为：根据基尔霍夫电压定律，电路中任一回路内各段电压的代数和为零。设高压电总电压为VA，对于任意参考点p，高压电正端与电压参考点p之间电压为V+p，高压电负端与电压参考点p之间电压为Vp_，则VA＝V+p+Vp_。我们选择这个参考点p为工作电路的地。高压电正负端信号通过滤波和保护电路送入放大器进行比例运算，得到高压电路的基准电压。同时对高压正端通过电阻分压得到V+p，作为被监测电压。根据虚短和虚地理论，正常绝缘状态下，我们可以认为高压电的两端与参考点p之间的电阻值相同，因此V+p＝Vp_。当绝缘状态改变时，即高压电的某一端与参考点p之间的电阻发生变化，V+p随之变化。

如图2，高压电两端Vi_、Vi+经过电容C1滤波后，分别通过电阻R1、R2和R3、R4连接至放大器IC1的正负输入端，和电阻R5、R6构成比例运算电路，得到电压V1。二极管D1和D2可以保护放大器IC1。经电阻R7、R8分压得到电压V2，分别作为由IC2、IC3等构成的比较器的上下限基准电压。同时，高压正端电压经过一定比例的分压得到被监测电压Va，作为比较器的测量输入，与电压V1、V2进行比较并输出相应绝缘状态信号。被监测电压超出规定电压范围时，输出Viso跳变为低电平，即产生了绝缘故障信号。

如图3：正常时，T0到T1，T2到T3及T4到T5期间，Va在V1和V2之间波动，绝缘状态正常。T1到T2和T3到T4期间，Va超出规定电压范围，产生绝缘故障信号。

Claims (2)

1、电动汽车高压直流电绝缘监测电路，其特征在于：所述的绝缘监测电路的连接关系为，滤波器的两个输入端与相应的高压输出端连接，滤波器的一个端接地，滤波器的两个输出端与保护器的两个输入端连接，保护器的两个输出端与放大器的两个输入端连接，放大器的输出端与电压比较电路的另一输入端连接；高压输出的一端与电压基准电路的一端连接，电压基准电路的另一端与电压比较电路的一输入端连接。

2、根据权利要求1所述的电动汽车高压直流电绝缘监测电路，其特征在于：所述的绝缘监测电路的连接关系为，一输入端分别与电容(C1)的一端、电阻(R1)的一端连接，电阻(R1)的另一端与电阻(R2)的一端连接，另一输入端分别与电容(C2)的另一端、电阻(R3)的一端与连接，电容(C1)的另一端、电容(C2)的一端均接地，电阻(R3)的另一端与电阻(R4)的一端连接；电阻(R2)的另一端分别与二极管(D1)的负端、二极管(D2)的正端、电阻(R5)的一端、运算放大器(IC1)的一输入端连接，电阻(R4)的另一端分别与二极管(D1)的正端、二极管(D2)的负端、电阻(R6)的一端、运算放大器(IC1)的另一输入端连接；电阻(R5)的另一端分别与运算放大器(IC1)的输出端、电阻(R7)的一端、运算放大器(IC2)的一输入端连接，电阻(R6)的另一端接地，电阻(R7)的另一端分别与电阻(R8)的一端、运算放大器(IC3)的另一输入端连接；电阻(R9)的一端与电压比较电路的一输入端连接，电阻(R9)的另一端分别与运算放大器(IC2)的另一输入端、运算放大器(IC3)的一输入端连接；电阻(R8)的另一端接电压参考点(P)，电阻(R10)的一端与一输出端连接，电阻(R10)的另一端分别与运算放大器(IC2)的输出端、运算放大器(IC3)的输出端连接。

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