CN220137274U - 绝缘电阻检测装置及检测设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种绝缘电阻检测装置及检测设备，涉及电气测试技术领域。绝缘电阻检测装置包括：第一采样模块，所述第一采样模块连接目标电源的正极，所述第一采样模块用于输出第一采样电压；第二采样模块，所述第二采样模块连接所述目标电源的负极，所述第二采样模块用于输出第二采样电压；检测模块，所述检测模块连接所述第一采样模块和第二采样模块，所述检测模块用于获取所述第一采样电压和所述第二采样电压，并根据所述第一采样电压和所述第二采样电压检测所述目标电源的绝缘电阻。本申请通过检测模块同时采集电池正负母线侧的电压，使得检测到的正负母线侧电压的差值不受检测器件性能的影响，进而提高绝缘电阻的检测精度。

Description

绝缘电阻检测装置及检测设备

技术领域

本申请涉及电气测试技术领域，尤其是涉及一种绝缘电阻检测装置及检测设备。

背景技术

相关技术中，通常采用桥式电阻法进行绝缘电阻检测，通过测量正负母线在被测电阻上的分压计算出正负母线对地的绝缘电阻。传统的测量正负母线电压的方法是在正极和负极桥臂分别设置电位检测模块，通过两个电位检测模块分别进行电压采集工作。这种方式容易受到两个电位检测模块的器件性能差距影响，使得正负母线侧检测电压的差值不准确，进而影响绝缘电阻的检测精度。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种绝缘电阻检测装置，通过检测模块同时采集电池正负母线侧的电压，使得检测到的正负母线侧电压的差值不受检测器件性能的影响，进而提高绝缘电阻的检测精度。

本申请还提出一种具有上述绝缘电阻检测装置的检测设备。

根据本申请的第一方面实施例的绝缘电阻检测装置，包括：

第一采样模块，所述第一采样模块连接目标电源的正极，所述第一采样模块用于输出第一采样电压；

第二采样模块，所述第二采样模块连接所述目标电源的负极，所述第二采样模块用于输出第二采样电压；

检测模块，所述检测模块连接所述第一采样模块和第二采样模块，所述检测模块用于获取所述第一采样电压和所述第二采样电压，并根据所述第一采样电压和所述第二采样电压检测所述目标电源的绝缘电阻。

根据本申请实施例的绝缘电阻检测装置，至少具有如下有益效果：第一采样模块作为目标电源的正极检测桥臂输出第一采样电压；第二采样模块作为目标电源的负极检测桥臂输出第二采样电压，同时通过检测模块同时采集电池正负母线侧的电压，使得检测到的正负母线侧电压的差值不受检测器件性能的影响，进而提高绝缘电阻的检测精度。

根据本申请的一些实施例，绝缘电阻检测装置还包括：

电压偏置模块，所述电压偏置模块连接所述第二采样模块，所述电压偏置模块包括偏置电源和偏置电阻，所述偏置电源的负极接地，所述偏置电源的正极连接所述偏置电阻的一端，所述偏置电阻的另一端连接所述第二采样模块，所述偏置电源通过所述偏置电阻对所述第二采样模块进行电压偏置以使得所述第二采样电压为正电压。

根据本申请的一些实施例，所述第一采样模块包括：第一分压单元和第一旁路单元，所述第一分压单元用于对所述目标电源进行分压以获取所述第一采样电压，所述第一旁路单元用于对所述第一分压单元进行分流。

根据本申请的一些实施例，所述第一分压单元包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻的一端连接所述目标电源的正极，所述第一分压电阻的另一端连接所述第二分压电阻的一端，所述第二分压电阻的另一端接地。

根据本申请的一些实施例，所述第一旁路单元包括第一旁路开关和第一旁路电阻，所述第一旁路开关的一端连接所述目标电源的正极，所述第一旁路开关的另一端连接所述第一旁路电阻的一端，所述第一旁路电阻的另一端接地。

根据本申请的一些实施例，所述第二采样模块包括：第二分压单元和第二旁路单元，所述第二分压单元用于对所述目标电源进行分压以获取所述第二采样电压，所述第二旁路单元用于对所述第二分压单元进行分流。

根据本申请的一些实施例，所述第二分压单元包括第三分压电阻和第四分压电阻，所述第三分压电阻的一端接地，所述第三分压电阻的另一端连接所述第四分压电阻的一端和所述偏置电阻的另一端，所述第四分压电阻的另一端连接所述目标电源的负极。

根据本申请的一些实施例，所述第二旁路单元包括第二旁路开关和第二旁路电阻，所述第二旁路开关的一端连接所述目标电源的负极，所述第二旁路开关的另一端连接所述第二旁路电阻的一端，所述第二旁路电阻的另一端接地。

根据本申请的一些实施例，所述第一采样模块还包括第一绝缘开关，所述第一绝缘开关的一端连接所述目标电源的正极，所述第一绝缘开关的另一端连接所述第一分压单元和所述第一旁路单元。所述第二采样模块还包括第二绝缘开关，所述第二绝缘开关的一端连接所述目标电源的负极，所述第二绝缘开关的另一端连接所述第二分压单元和所述第二旁路单元。

根据本申请的第二方面实施例的检测设备，包括上述第一方面实施例的绝缘电阻检测装置。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本申请做进一步的说明，其中：

图1为本申请绝缘电阻检测装置一种实施例的模块图；

图2为本申请绝缘电阻检测装置另一种实施例的模块图；

图3本申请绝缘电阻检测装置一种实施例的电路图；

图4为本申请绝缘电阻检测装置另一种实施例的模块图；

图5为本申请绝缘电阻检测装置另一种实施例的电路图。

附图标记：

第一采样模块100、第一分压单元110、第一旁路单元120、第二采样模块200；

第二分压单元210、第二旁路单元220、检测模块300、电压偏置模块400。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应作广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

本申请实施例的绝缘电阻检测装置可用于检测电池等纯电源的绝缘电阻，也可以检测电气设备、电路系统等复杂系统的绝缘电阻。相关技术中，通常采用桥式电阻法进行绝缘电阻检测，通过测量正负母线在被测电阻上的分压计算出正负母线对地的绝缘电阻。传统的测量正负母线电压的方法是在正极和负极桥臂分别设置电位检测模块，通过两个电位检测模块分别进行电压采集工作。这种方式容易受到两个电位检测模块的器件性能差距影响，使得正负母线侧检测电压的差值不准确，进而影响绝缘电阻的检测精度。此外，这种方式还需要采集负电位电压，使得电压采样的精度偏低，这也会影响绝缘电阻的检测精度。

基于此，本申请提出一种绝缘电阻检测装置，旨在提高绝缘电阻的检测精度。

请参阅图1，本申请实施例的绝缘电阻检测装置，包括：

第一采样模块100，第一采样模块100连接目标电源的正极，第一采样模块100用于输出第一采样电压；

第二采样模块200，第二采样模块200连接目标电源的负极，第二采样模块200用于输出第二采样电压；

检测模块300，检测模块300连接第一采样模块100和第二采样模块200，检测模块300用于获取所述第一采样电压和所述第二采样电压，并根据第一采样电压和第二采样电压检测目标电源的绝缘电阻。

检测模块300包含处理器芯片和ADC电压采样器件，ADC电压采样器件用于从第一采样模块100和第二采样模块200采集第一采样电压和第二采样电压，并将第一采样电压和第二采样电压发送至处理器芯片，处理器芯片根据接收到的第一采样电压和第二采样电压以及预先存储的电阻信息计算目标电源的绝缘电阻。因为第一采样电压和第二采样电压是通过同一ADC电压采样器件采集的，因此第一采样电压和第二采样电压之间的电压差值不受器件的性能影响，提高了绝缘电阻的计算准确度。具体的处理器芯片和ADC电压采样器件的类型可根据应用场景选择，在此不做具体限制。在另一些实施例中，也可将第一采样电压和第二采样电压的电压值传输至计算机等计算设备，通过外部计算设备实现检测模块300的功能。

本申请实施例中，第一采样模块100作为目标电源的正极检测桥臂输出第一采样电压；第二采样模块200作为目标电源的负极检测桥臂输出第二采样电压，对目标电源进行双桥臂检测，能够同时采集正极母线和负极母线的电压，更真实地反馈目标电源的绝缘特性。通过检测模块300同时采集电池正负母线侧的电压，使得检测到的正负母线侧电压的差值不受检测器件性能的影响，进而提高绝缘电阻的检测精度。

一些实施例，请参阅图2和图3，本申请实施例的绝缘电阻检测装置还包括：

电压偏置模块400，电压偏置模块400连接第二采样模块200，电压偏置模块400包括偏置电源Vref和偏置电阻R2，偏置电源Vref的负极接地，偏置电源Vref的正极连接偏置电阻R2的一端，偏置电阻R2的另一端连接第二采样模块200，偏置电源Vref通过偏置电阻R2对第二采样模块200进行电压偏置以使得第二采样电压为正电压。

如图3所示，目标电源可等效为一个电池串联两个电阻的电路，这两个电阻的公共端接地，连接电池正极的电阻即为目标电源的正压绝缘电阻，连接电池负极的电阻即为目标电源的负压绝缘电阻，图3中U表示目标电源等效成的电池，Rp表示目标电源的正压绝缘电阻，Rn表示目标电源的负压绝缘电阻。

偏置电源Vref通过偏置电阻R2对目标电源的负极检测桥臂进行电压偏置以使得负极检测桥臂采集到的第二采样电压为正电压，从而提高第二采样电压的采集精度，进一步提高检测模块300检测到的绝缘电阻的精度。

一些实施例，请参阅图4，第一采样模块100包括：第一分压单元110和第一旁路单元120，第一分压单元110用于对目标电源进行分压以获取第一采样电压，第一旁路单元120用于对第一分压单元110进行分流。

一些实施例，请参阅图3和图4，第一分压单元110包括第一分压电阻R8和第二分压电阻R9，第一分压电阻R8的一端连接目标电源的正极，第一分压电阻R8的另一端连接第二分压电阻R9的一端，第二分压电阻R9的另一端接地。第一分压电阻R8和第二分压电阻R9的公共端即为第一采样电压的采集端。通过串联第一分压电阻R8与第二分压电阻R9以对目标电源进行分压。

一些实施例，请参阅图3和图4，第一旁路单元120包括第一旁路开关S1和第一旁路电阻R7，第一旁路开关S1的一端连接目标电源的正极，第一旁路开关S1的另一端连接第一旁路电阻R7的一端，第一旁路电阻R7的另一端接地。通过设置第一旁路开关S1以控制是否接通第一旁路电阻R7对第一分压单元110分流。第一旁路开关S1闭合导通后，第一旁路电阻R7与第一分压单元110并联，改变了检测桥臂的电阻配置，从而能够采集到不同检测电阻配置情况下的第一采样电压和第二采样电压，便于计算目标电源的绝缘电阻。

一些实施例，请参阅图4，第二采样模块200包括：第二分压单元210和第二旁路单元220，第二分压单元210用于对目标电源进行分压以获取第二采样电压，第二旁路单元220用于对第二分压单元210进行分流。

一些实施例，请参阅图3和图4，第二分压单元210包括第三分压电阻R1和第四分压电阻R3，第三分压电阻R1的一端接地，第三分压电阻R1的另一端连接第四分压电阻R3的一端和偏置电阻R2的另一端，第四分压电阻R3的另一端连接目标电源的负极。第三分压电阻R1和第四分压电阻R3的公共端为第二采样电压的采集端。偏置电阻R2与第三分压电阻R1构成偏置电源Vref的分压电路，对偏置电源Vref分压，并将第二采样电压偏置为正电压。若不设置偏置电阻R2将偏置电源Vref的正极直接连接第三分压电阻R1和第四分压电阻R3的公共端，则第三分压电阻R1和第四分压电阻R3无法起到对于目标电源的分压作用，第三分压电阻R1和第四分压电阻R3的公共端的电位被拉高为偏置电源Vref的正极输出电位。

一些实施例，请参阅图3和图4，第二旁路单元220包括第二旁路开关S2和第二旁路电阻R6，第二旁路开关S2的一端连接目标电源的负极，第二旁路开关S2的另一端连接第二旁路电阻R6的一端，第二旁路电阻R6的另一端接地。通过设置第二旁路开关S2以控制是否接通第二旁路电阻R6对第二分压单元210分流。第二旁路开关S2闭合导通后，第二旁路电阻R6与第二分压单元210并联，改变了检测桥臂的电阻配置，从而能够采集到不同检测电阻配置情况下的第一采样电压和第二采样电压，便于计算目标电源的绝缘电阻。需要说明的是，本申请实施例中，第一旁路开关S1和第二旁路开关S2通常只闭合其中一个便可满足绝缘电阻检测的需求。在实际进行绝缘电阻检测的过程中，目标电源的正压绝缘电阻和负压绝缘电阻通常并不相等，且可能出现其中一个检测桥臂对应的绝缘电阻值很大的情况，此时该侧检测桥臂能够获取的采样电压的电压区间非常小，导致检测精度不高。此时可以断开绝缘电阻值大的一侧检测桥臂的旁路开关，闭合另一侧绝缘电阻值相对更小的检测桥臂的旁路开关以增大采样电压的电压区间，提高检测精度。

一些实施例，请参阅图4和图5，第一采样模块100还包括第一绝缘开关S3，第一绝缘开关S3的一端连接目标电源的正极，第一绝缘开关S3的另一端连接第一分压单元110和第一旁路单元120。第二采样模块200还包括第二绝缘开关S4，第二绝缘开关S4的一端连接目标电源的负极，第二绝缘开关S4的另一端连接第二分压单元210和第二旁路单元220。第一绝缘开关S3在不进行绝缘检测时可断开以增强正极检测桥臂的绝缘耐压性能。第二绝缘开关S4在不进行绝缘检测时可断开以增强负极检测桥臂的绝缘耐压性能。

示意性实施例，请参阅图5，图中U表示目标电源等效成的电池，Rp表示目标电源的正压绝缘电阻，Rn表示目标电源的负压绝缘电阻。可以理解的是，正压绝缘电阻Rp和负压绝缘电阻Rn也是等效的电阻，并不是真实的电阻器件。Vp表示第一采样电压，Vn表示第二采样电压。通过本申请的绝缘电阻检测装置检测绝缘电阻的过程如下：

第一步，闭合第一绝缘开关S3和第二绝缘开关S4(若如图2所示没有设置第一绝缘开关S3和第二绝缘开关S4则跳过该操作)，断开第一旁路开关S1和第二旁路开关S2。此时进行第一次电压采样，获取第一采样电压和第二采样电压。第一次电压采样时的第一采样电压记为Vp1，第二采样电压记为Vn1。

第二步，闭合第一旁路开关S1，保持第二旁路开关S2断开。此时进行第二次电压采样，第二次电压采样时的第一采样电压记为Vp2，第二采样电压记为Vn2。

第三步，检测模块300根据获取到的Vp1、Vn1、Vp2、Vn2和预先存储的电阻阻值信息计算正压绝缘电阻Rp和负压绝缘电阻Rn。可以理解的是，检测模块300中的处理器芯片预先存储有基于基尔霍夫定律和分压原理构建的绝缘电阻计算程序以实现上述计算过程，得到正压绝缘电阻Rp和负压绝缘电阻Rn。

在另一些实施例中，第二步的“闭合第一旁路开关S1，保持第二旁路开关S2断开”操作也可替换为：闭合第二旁路开关S2，保持第一旁路开关S1断开，然后进行第二次电压采样。

本申请实施例的检测设备，包括上述任一实施例的绝缘电阻检测装置。该检测设备的具体实施方式与上述绝缘电阻检测装置的实施例基本相同，在此不再赘述。

本申请的描述中，参考术语“一个实施例”“一些实施例”“示意性实施例”“示例”“具体示例”，或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下做出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.一种绝缘电阻检测装置，其特征在于，包括：

第一采样模块，所述第一采样模块连接目标电源的正极，所述第一采样模块用于输出第一采样电压；

第二采样模块，所述第二采样模块连接所述目标电源的负极，所述第二采样模块用于输出第二采样电压；

检测模块，所述检测模块连接所述第一采样模块和第二采样模块，所述检测模块用于获取所述第一采样电压和所述第二采样电压，并根据所述第一采样电压和所述第二采样电压检测所述目标电源的绝缘电阻。

2.根据权利要求1所述的绝缘电阻检测装置，其特征在于，还包括：

电压偏置模块，所述电压偏置模块连接所述第二采样模块，所述电压偏置模块包括偏置电源和偏置电阻，所述偏置电源的负极接地，所述偏置电源的正极连接所述偏置电阻的一端，所述偏置电阻的另一端连接所述第二采样模块，所述偏置电源通过所述偏置电阻对所述第二采样模块进行电压偏置以使得所述第二采样电压为正电压。

3.根据权利要求2所述的绝缘电阻检测装置，其特征在于，所述第一采样模块包括：第一分压单元和第一旁路单元，所述第一分压单元用于对所述目标电源进行分压以获取所述第一采样电压，所述第一旁路单元用于对所述第一分压单元进行分流。

4.根据权利要求3所述的绝缘电阻检测装置，其特征在于，所述第一分压单元包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻的一端连接所述目标电源的正极，所述第一分压电阻的另一端连接所述第二分压电阻的一端，所述第二分压电阻的另一端接地。

5.根据权利要求3所述的绝缘电阻检测装置，其特征在于，所述第一旁路单元包括第一旁路开关和第一旁路电阻，所述第一旁路开关的一端连接所述目标电源的正极，所述第一旁路开关的另一端连接所述第一旁路电阻的一端，所述第一旁路电阻的另一端接地。

6.根据权利要求3所述的绝缘电阻检测装置，其特征在于，所述第二采样模块包括：第二分压单元和第二旁路单元，所述第二分压单元用于对所述目标电源进行分压以获取所述第二采样电压，所述第二旁路单元用于对所述第二分压单元进行分流。

7.根据权利要求6所述的绝缘电阻检测装置，其特征在于，所述第二分压单元包括第三分压电阻和第四分压电阻，所述第三分压电阻的一端接地，所述第三分压电阻的另一端连接所述第四分压电阻的一端和所述偏置电阻的另一端，所述第四分压电阻的另一端连接所述目标电源的负极。

8.根据权利要求6所述的绝缘电阻检测装置，其特征在于，所述第二旁路单元包括第二旁路开关和第二旁路电阻，所述第二旁路开关的一端连接所述目标电源的负极，所述第二旁路开关的另一端连接所述第二旁路电阻的一端，所述第二旁路电阻的另一端接地。

9.根据权利要求6至8任一项所述的绝缘电阻检测装置，其特征在于，所述第一采样模块还包括第一绝缘开关，所述第一绝缘开关的一端连接所述目标电源的正极，所述第一绝缘开关的另一端连接所述第一分压单元和所述第一旁路单元；

所述第二采样模块还包括第二绝缘开关，所述第二绝缘开关的一端连接所述目标电源的负极，所述第二绝缘开关的另一端连接所述第二分压单元和所述第二旁路单元。

10.一种检测设备，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的绝缘电阻检测装置。