KR101354583B1 - 누설전류를 발생시키지 않고 셀프 테스트 기능을 가진 절연저항 측정회로 - Google Patents

누설전류를 발생시키지 않고 셀프 테스트 기능을 가진 절연저항 측정회로 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 절연저항 측정회로는, 절연저항 측정 배터리의 플러스 단자 및 제2 소스(source)저항과 연결되는 제1 소스저항 및 상기 절연저항 측정 배터리의 마이너스 단자 및 상기 제1 소스저항과 연결되는 상기 제2 소스저항을 포함하는 소스저항부; 상기 제1 소스저항의 전압을 제1 전압으로 센싱하는 제1 연산증폭기(Op Amp: Operational Amplifier) 및 상기 제2 소스저항의 전압을 제2 전압으로 센싱하는 제2 연산증폭기를 포함하는 전압 센싱부; 상기 절연저항 측정 배터리의 플러스 단자 및 상기 제1 소스저항과 연결되는 제1 스위치 및 상기 절연저항 측정 배터리의 마이너스 단자 및 상기 제2 소스저항과 연결되는 제2 스위치를 포함하는 누설전류 차단부; 상기 제1 연산증폭기 및 제1 전압원과 연결되는 제3 스위치 및 상기 제2 연산증폭기 및 제2 전압원과 연결되는 제4 스위치를 포함하는 측정회로 테스트부; 및 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 통해 상기 절연저항 측정 배터리의 절연저항을 측정하는 절연저항 측정부를 포함한다.

Description

누설전류를 발생시키지 않고 셀프 테스트 기능을 가진 절연저항 측정회로{INSULATION RESISTANCE MEASUREMENT CIRCUIT}
본 발명은 절연저항 측정회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 절연저항 측정 시 누설전류가 발생하지 않게 하기 위해서 제1 스위치 및 제2 스위치의 개폐를 조절하고 절연저항 측정회로의 셀프 테스트를 위하여 제1 스위치 및 제2 스위치를 개방하고 제3 스위치 및 제4 스위치를 폐쇄한 다음 제1 연산증폭기 및 제2 연산증폭기를 통해 출력되는 전압을 측정하는 절연저항 측정회로에 관한 것이다.
고전압 배터리를 사용하는 하이브리드 차량은 비상사태 발생시 자동적으로 메인 고전압 배터리의 전원을 차단하는 시스템을 갖추고 있다. 상기 비상사태라 함은 관련부품의 노후화에 의한 과도한 누전, 절연파괴 등과 외부적인 충격에 의한 부품파괴로 생겨나는 쇼트에 의해 발생하는 과도한 누전, 절연파괴 등을 말한다.
차량에 비상사태가 발생되면 BMS(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)나 HCU(HYBRID CONTROL UNIT)등 고전압 부품을 제어하는 상위의 부품에서 메인 전원을 차단하도록 하는 명령을 내려 전원을 단속하게 된다. 상기 고전압 관련 부품은 전원을 연결해 주는 선로의 전압과 전류를 일련의 프로그램 또는 센서를 통해 모니터링하여 정상범위를 벗어난 전압, 전류가 검출되거나 허용치 이상의 누설전류가 있는 경우, 그리고 허용치 이상의 절연저항 파괴 등이 있는 경우에 CAN 통신 또는 시그날 전송을 통하여 메인 전원을 차단하게 된다.
이와 같이, 고전압 배터리를 사용하는 하이브리드 차량에 있어서 절연저항의 측정은 매우 중요하다. 고전압 배터리와 하이브리드 차량 간의 누설전류를 측정하는 방법으로 절연을 파괴하고 강제로 직류전류를 흐르게 하는 방법이 있는데, 이러한 방법은 절연저항을 측정하는 동안 절연이 파괴된다는 단점이 있다.
이를 해결하기 위하여 고전압 배터리와 하이브리드 차량 간에 커플링 콘덴서를 연결하고, 상기 커플링 콘덴서에 교류신호를 인가하여 절연저항 성분을 측정하는 방법이 있다. 그러나, 상기 방법 또한 커플링 콘덴서를 충전하는 전류와 방전하는 전류가 같은 회로를 통과해야 하므로 회로 설계에 많은 제약이 따른다는 단점이 있다.
이에, 하이브리드 차량의 샷시 그라운드와 고전압 배터리 간의 절연 저항 측정에 있어서, 보다 간단하면서도 정확하게 절연저항을 측정할 수 있는 소형화, 경량화, 및 저가화된 절연저항 측정회로의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 절연저항 측정 시 누설전류가 발생하지 않게 하기 위해서 제1 스위치 및 제2 스위치의 개폐를 조절하고 절연저항 측정회로의 셀프 테스트를 위하여 제1 스위치 및 제2 스위치를 개방하고 제3 스위치 및 제4 스위치를 폐쇄한 다음 제1 연산증폭기 및 제2 연산증폭기를 통해 출력되는 전압을 측정하는 것이다. 이에, 보다 간단하게 절연저항 측정 시 누설전류가 발생하지 않도록 할 수 있고 절연저항 측정회로 자체적으로도 절연저항 센싱파트를 검사할 수 있도록 한다.
상기의 목적을 이루고 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 절연저항 측정회로는, 절연저항 측정 배터리의 플러스 단자 및 제2 소스(source)저항과 연결되는 제1 소스저항 및 상기 절연저항 측정 배터리의 마이너스 단자 및 상기 제1 소스저항과 연결되는 상기 제2 소스저항을 포함하는 소스저항부; 상기 제1 소스저항의 전압을 제1 전압으로 센싱하는 제1 연산증폭기(Op Amp: Operational Amplifier) 및 상기 제2 소스저항의 전압을 제2 전압으로 센싱하는 제2 연산증폭기를 포함하는 전압 센싱부; 상기 절연저항 측정 배터리의 플러스 단자 및 상기 제1 소스저항과 연결되는 제1 스위치 및 상기 절연저항 측정 배터리의 마이너스 단자 및 상기 제2 소스저항과 연결되는 제2 스위치를 포함하는 누설전류 차단부; 상기 제1 연산증폭기 및 제1 전압원과 연결되는 제3 스위치 및 상기 제2 연산증폭기 및 제2 전압원과 연결되는 제4 스위치를 포함하는 측정회로 테스트부; 및 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 통해 상기 절연저항 측정 배터리의 절연저항을 측정하는 절연저항 측정부를 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 절연저항 측정회로에서 상기 제1 연산증폭기는, 비반전 단자 및 반전 단자를 통해 상기 제1 소스저항과 연결되고 상기 제1 소스저항에 인가되는 제1 소스전압을 상기 제1 전압으로 센싱하여 출력 단자를 통해 출력하며, 상기 제2 연산증폭기는, 비반전 단자 및 반전 단자를 통해 상기 제2 소스저항과 연결되고 상기 제2 소스저항에 인가되는 제2 소스전압을 상기 제2 전압으로 센싱하여 출력 단자를 통해 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 절연저항 측정회로에서 상기 누설전류 차단부는, 상기 절연저항 측정 배터리의 양극 절연파괴 시 상기 제1 스위치를 개방하여 상기 제1 소스저항 쪽으로는 전류가 흐르지 않도록 하고 상기 절연저항 측정 배터리의 음극 절연파괴 시 상기 제2 스위치를 개방하여 상기 제2 소스저항 쪽으로는 전류가 흐르지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 절연저항 측정회로에서 상기 절연저항 측정 배터리의 전압을 V, 상기 절연저항 측정 배터리의 절연저항을 Riso, 상기 제1 소스저항 및 상기 제2 소스저항을 각각 R, 상기 제2 전압을 V2라 하는 경우, 상기 절연저항 측정 배터리의 양극 절연파괴 시 측정되는 상기 제2 전압은, V2 =
Figure 112010060943401-pat00001
인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 절연저항 측정회로에서 상기 절연저항 측정 배터리의 전압을 V, 상기 절연저항 측정 배터리의 절연저항을 Riso, 상기 제1 소스저항 및 상기 제2 소스저항을 각각 R, 상기 제1 전압을 V1라 하는 경우, 상기 절연저항 측정 배터리의 음극 절연파괴 시 측정되는 상기 제1 전압은, V1 =
Figure 112010060943401-pat00002
인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 절연저항 측정회로에서 상기 측정회로 테스트부는, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치를 개방하고 상기 제3 스위치 및 상기 제4 스위치를 폐쇄한 다음 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 측정하여 상기 제1 연산증폭기 및 상기 제2 연산증폭기의 이상 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 절연저항 측정회로에서 상기 절연저항 측정 배터리는 하이브리드(hybrid) 차량의 고전압 배터리인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 절연저항 측정회로에 따르면, 절연저항 측정 시 누설전류가 발생하지 않게 하기 위해서 제1 스위치 및 제2 스위치의 개폐를 조절하고 절연저항 측정회로의 셀프 테스트를 위하여 제1 스위치 및 제2 스위치를 개방하고 제3 스위치 및 제4 스위치를 폐쇄한 다음 제1 연산증폭기 및 제2 연산증폭기를 통해 출력되는 전압을 측정함으로써, 보다 간단하게 절연저항 측정 시 누설전류가 발생하지 않도록 할 수 있고 절연저항 측정회로 자체적으로도 절연저항 센싱파트를 검사할 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 절연저항 측정 배터리의 양극 절연파괴 시 절연저항 측정회로의 연결을 도시한 회로도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 절연저항 측정 배터리의 음극 절연파괴 시 절연저항 측정회로의 연결을 도시한 회로도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 셀프 테스트 시 절연저항 측정회로의 연결을 도시한 회로도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 절연저항 측정 배터리의 절연저항이 무한대인 경우 시뮬레이션 결과를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 절연저항 측정 배터리의 음극 절연파괴 시 시뮬레이션 결과를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 절연저항 측정 배터리의 양극 절연파괴 시 시뮬레이션 결과를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 절연저항 측정회로의 셀프 테스트 시 시뮬레이션 결과를 도시한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 절연저항 측정회로의 구성을 도시한 회로도이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 절연저항 측정 배터리의 양극 절연파괴 시 절연저항 측정회로의 연결을 도시한 회로도이고 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 절연저항 측정 배터리의 음극 절연파괴 시 절연저항 측정회로의 연결을 도시한 회로도이다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 셀프 테스트 시 절연저항 측정회로의 연결을 도시한 회로도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 절연저항 측정회로는, 절연저항 측정 배터리(101), 절연저항(102), 소스저항부(103, 104), 전압 센싱부(105, 106), 누설전류 차단부(107, 108), 측정회로 테스트부(109, 110), 및 절연저항 측정부(미도시)를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 소스저항부는 제1 소스저항(103) 및 제2 소스저항(104)을 포함한다. 또한, 전압 센싱부는 제1 연산증폭기(105) 및 제2 연산증폭기(106)를 포함한다. 또한, 누설전류 차단부는 제1 스위치(107) 및 제2 스위치(108)를 포함한다. 또한, 측정회로 테스트부는 제3 스위치(109) 및 제4 스위치(110)를 포함한다.
상기 소스저항부는 절연저항 측정 배터리(101)의 플러스 단자 및 제2 소스(source)저항(104)과 연결되는 제1 소스저항(103) 및 절연저항 측정 배터리(101)의 마이너스 단자 및 제1 소스저항(103)과 연결되는 제2 소스저항(104)을 포함한다. 즉, 제1 소스저항(103)은 제1 스위치(107)를 통해 절연저항 측정 배터리(101)의 플러스 단자와 연결되고, 제2 소스저항(104)은 제2 스위치(108)를 통해 절연저항 측정 배터리(101)의 마이너스 단자와 연결될 수 있다. 제1 소스저항(103) 및 제2 소스저항(104)은 접지를 통해 연결될 수 있다.
상기 전압 센싱부는 제1 소스저항(103)의 전압을 제1 전압으로 센싱하고, 제2 소스저항(104)의 전압을 제2 전압으로 센싱한다. 상술한 바와 같이, 상기 전압 센싱부는 제1 연산증폭기(105) 및 제2 연산증폭기(106)를 포함한다.
제1 연산증폭기(105)의 비반전 단자 및 반전 단자는 각각 제1 소스저항(103)의 양단과 연결될 수 있다. 제1 연산증폭기(105)는 제1 소스저항(103)에 인가되는 제1 소스전압을 상기 제1 전압으로 센싱하여 출력 단자를 통해 출력할 수 있다.
제2 연산증폭기(106)의 비반전 단자 및 반전 단자는 각각 제2 소스저항(104)의 양단과 연결될 수 있다. 제2 연산증폭기(106)는 제2 소스저항(104)에 인가되는 제2 소스전압을 상기 제2 전압으로 센싱하여 출력 단자를 통해 출력할 수 있다.
상기 누설전류 차단부는 절연저항 측정 배터리(101)의 플러스 단자 및 제1 소스저항(103)과 연결되는 제1 스위치(107) 및 절연저항 측정 배터리(101)의 마이너스 단자 및 제2 소스저항(104)과 연결되는 제2 스위치(108)를 포함한다.
상기 측정회로 테스트부는 제1 연산증폭기(105) 및 제1 전압원(112)과 연결되는 제3 스위치(109) 및 제2 연산증폭기(106) 및 제2 전압원(113)과 연결되는 제4 스위치(110)를 포함한다. 제3 스위치(109)는 제1 연산증폭기(105)의 비반전 단자와 연결될 수 있고, 제4 스위치(110)는 제2 연산증폭기(106)의 반전 단자와 연결될 수 있다.
상기 절연저항 측정부는 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 통해 절연저항 측정 배터리(101)의 절연저항(102)을 측정한다. 예를 들어, 상기 절연저항 측정부는 마이크로컨트롤러를 포함할 수 있다. 상기 마이크로컨트롤러는 상기 제1 전압과 상기 제2 전압을 입력받는다. 상기 마이크로컨트롤러는 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 통해 절연저항 측정 배터리(101)의 절연저항(102)을 측정할 수 있다. 이에 대해서는 설명을 생략한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 절연저항 측정 배터리(101)의 양극 절연파괴 시 제1 스위치(107)를 개방하여 제1 소스저항(103) 쪽으로는 전류가 흐르지 않도록 하고 절연저항 측정 배터리(101)의 음극 절연파괴 시 제2 스위치(108)를 개방하여 제2 소스저항(104) 쪽으로는 전류가 흐르지 않도록 한다. 이렇게 하여 절연저항 측정 시 누설전류가 발생하지 않도록 할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 절연저항 측정 배터리(101)의 전압을 V, 절연저항 측정 배터리(101)의 절연저항(102)을 Riso, 제1 소스저항(103) 및 제2 소스저항(104)의 저항값을 각각 R, 제1 연산증폭기(105)로부터 출력되는 상기 제1 전압을 V1, 제2 연산증폭기(106)로부터 출력되는 상기 제2 전압을 V2라 한다.
절연저항 측정 배터리(101)의 양극 절연파괴 시 측정되는 상기 제2 전압은 수학식 1과 같다.
Figure 112010060943401-pat00003
절연저항 측정 배터리(101)의 음극 절연파괴 시 측정되는 상기 제1 전압은 수학식 2와 같다.
Figure 112010060943401-pat00004
본 발명의 일실시예에 따르면, 제1 스위치(107) 및 제2 스위치(108)를 개방하고 제3 스위치(109) 및 제4 스위치(110)를 폐쇄한 다음 제1 연산증폭기(105) 및 제2 연산증폭기(106)로부터 출력되는 전압을 측정하여 제1 연산증폭기(105) 및 제2 연산증폭기(106)의 이상 여부를 판단할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 전압원(112) 및 제2 전압원(113)의 전압값을 각각 Vt라 한다.
셀프 테스트 시 측정되는 상기 제1 전압은 수학식 3과 같다.
Figure 112010060943401-pat00005
셀프 테스트 시 측정되는 상기 제2 전압은 수학식 4와 같다.
Figure 112010060943401-pat00006
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 절연저항 측정 배터리의 절연저항이 무한대인 경우 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이고 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 절연저항 측정 배터리의 음극 절연파괴 시 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이며 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 절연저항 측정 배터리의 양극 절연파괴 시 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다. 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 절연저항 측정회로의 셀프 테스트 시 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다.
시뮬레이션 프로그램인 PSIM을 통해 절연저항 측정회로를 확인할 수 있다.
예를 들어, 절연저항 측정 배터리(101)의 전압을 273.6V, 절연저항 측정 배터리(101)의 절연저항(102)을 27.36kΩ라 할 수 있다.
도 4는 상술한 바와 같이, 절연저항 측정 배터리(101)의 절연저항(102)이 무한대인 경우, 즉, 절연저항 측정 배터리(101)의 절연저항(102)이 파괴되지 않아 정상적인 경우이다. 이러한 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 연산증폭기(105) 및 제2 연산증폭기(106)의 출력 전압이 거의 0V이다.
도 5는 상술한 바와 같이, 절연저항 측정 배터리(101)의 음극 절연파괴 시, 즉, 절연저항 측정 배터리(101)의 절연저항(102)이 절연저항 측정 배터리(101)의 마이너스 단자와 연결되는 경우이다.
예를 들어, 절연저항 측정 배터리(101)의 절연저항(102)이 27.36kΩ인 경우 제1 연산증폭기(105)의 출력 전압은 3.636V이고 제2 연산증폭기(106)의 출력 전압은 거의 0V이다. 또한, 절연저항 측정 배터리(101)의 절연저항(102)이 54.72kΩ인 경우 제1 연산증폭기(105)의 출력 전압은 3.431V이고 제2 연산증폭기(106)의 출력 전압은 거의 0V이다. 또한, 절연저항 측정 배터리(101)의 절연저항(102)이 82.08kΩ인 경우 제1 연산증폭기(105)의 출력 전압은 3.249V이고 제2 연산증폭기(106)의 출력 전압은 거의 0V이다.
도 5의 시뮬레이션 결과를 통해 알 수 있듯이 제1 연산증폭기(105)의 출력 전압을 측정하였을 때 그 전압값이 0V에 근접하지 않으면 절연저항 측정 배터리(101)의 음극 절연파괴를 짐작할 수 있다.
도 6은 상술한 바와 같이, 절연저항 측정 배터리(101)의 양극 절연파괴 시, 즉, 절연저항 측정 배터리(101)의 절연저항(102)이 절연저항 측정 배터리(101)의 플러스 단자와 연결되는 경우이다.
예를 들어, 절연저항 측정 배터리(101)의 절연저항(102)이 27.36kΩ인 경우 제1 연산증폭기(105)의 출력 전압은 거의 0V이고 제2 연산증폭기(106)의 출력 전압은 3.636V이다. 또한, 절연저항 측정 배터리(101)의 절연저항(102)이 54.72kΩ인 경우 제1 연산증폭기(105)의 출력 전압은 거의 0V이고 제2 연산증폭기(106)의 출력 전압은 3.431V이다. 또한, 절연저항 측정 배터리(101)의 절연저항(102)이 82.08kΩ인 경우 제1 연산증폭기(105)의 출력 전압은 거의 0V이고 제2 연산증폭기(106)의 출력 전압은 3.249V이다.
도 6의 시뮬레이션 결과를 통해 알 수 있듯이 제2 연산증폭기(106)의 출력 전압을 측정하였을 때 그 전압값이 0V에 근접하지 않으면 절연저항 측정 배터리(101)의 양극 절연파괴를 짐작할 수 있다.
도 5 및 도 6의 시뮬레이션 결과를 통해 알 수 있듯이 절연저항 측정 배터리(101)의 양극 및 음극 절연파괴를 체크하는 데 불과 5초도 걸리지 않는다.
도 7은 상술한 바와 같이, 절연저항 측정회로의 셀프 테스트 시, 즉, 절연저항 측정 배터리(101)의 절연저항(102)을 센싱하는 제1 연산증폭기(105) 및 제2 연산증폭기(106)의 이상 여부를 점검하기 위한 것이다. 이러한 경우, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 연산증폭기(105) 및 제2 연산증폭기(106)의 출력 전압이 거의 2.5V이다.
도 7의 시뮬레이션 결과를 통해 알 수 있듯이 제1 연산증폭기(105) 및 제2 연산증폭기(106)의 출력 전압을 측정하였을 때 그 전압값이 0V에 근접하지 않으면 제1 연산증폭기(105) 및 제2 연산증폭기(106)의 이상을 짐작할 수 있다.
상기와 같이 본 발명에 따르면, 절연저항 측정 시 누설전류가 발생하지 않게 하기 위해서 제1 스위치 및 제2 스위치의 개폐를 조절하고 절연저항 측정회로의 셀프 테스트를 위하여 제1 스위치 및 제2 스위치를 개방하고 제3 스위치 및 제4 스위치를 폐쇄한 다음 제1 연산증폭기 및 제2 연산증폭기를 통해 출력되는 전압을 측정함으로써, 보다 간단하게 절연저항 측정 시 누설전류가 발생하지 않도록 할 수 있고 절연저항 측정회로 자체적으로도 절연저항 센싱파트를 검사할 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
101: 절연저항 측정 배터리 102: 절연저항
103: 제1 소스저항 104: 제2 소스저항
105: 제1 연산증폭기 106: 제2 연산증폭기
107: 제1 스위치 108: 제2 스위치
109: 제3 스위치 110: 제4 스위치
112: 제1 전압원 113: 제2 전압원

Claims (7)

  1. 절연저항 측정 배터리의 플러스 단자 및 제2 소스(source)저항과 연결되는 제1 소스저항 및 상기 절연저항 측정 배터리의 마이너스 단자 및 상기 제1 소스저항과 연결되는 상기 제2 소스저항을 포함하는 소스저항부;
    상기 제1 소스저항의 전압을 제1 전압으로 센싱하는 제1 연산증폭기(Op Amp: Operational Amplifier) 및 상기 제2 소스저항의 전압을 제2 전압으로 센싱하는 제2 연산증폭기를 포함하는 전압 센싱부;
    상기 절연저항 측정 배터리의 플러스 단자 및 상기 제1 소스저항과 연결되는 제1 스위치 및 상기 절연저항 측정 배터리의 마이너스 단자 및 상기 제2 소스저항과 연결되는 제2 스위치를 포함하는 누설전류 차단부;
    상기 제1 연산증폭기 및 제1 전압원과 연결되는 제3 스위치 및 상기 제2 연산증폭기 및 제2 전압원과 연결되는 제4 스위치를 포함하는 측정회로 테스트부; 및
    상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 통해 상기 절연저항 측정 배터리의 절연저항을 측정하는 절연저항 측정부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연저항 측정회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 연산증폭기는,
    비반전 단자 및 반전 단자를 통해 상기 제1 소스저항과 연결되고 상기 제1 소스저항에 인가되는 제1 소스전압을 상기 제1 전압으로 센싱하여 출력 단자를 통해 출력하며,
    상기 제2 연산증폭기는,
    비반전 단자 및 반전 단자를 통해 상기 제2 소스저항과 연결되고 상기 제2 소스저항에 인가되는 제2 소스전압을 상기 제2 전압으로 센싱하여 출력 단자를 통해 출력하는 것을 특징으로 하는 절연저항 측정회로.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 누설전류 차단부는,
    상기 절연저항 측정 배터리의 양극 절연파괴 시 상기 제1 스위치를 개방하여 상기 제1 소스저항 쪽으로는 전류가 흐르지 않도록 하고 상기 절연저항 측정 배터리의 음극 절연파괴 시 상기 제2 스위치를 개방하여 상기 제2 소스저항 쪽으로는 전류가 흐르지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 절연저항 측정회로.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 절연저항 측정 배터리의 전압을 V, 상기 절연저항 측정 배터리의 절연저항을 Riso, 상기 제1 소스저항 및 상기 제2 소스저항을 각각 R, 상기 제2 전압을 V2라 하는 경우, 상기 절연저항 측정 배터리의 양극 절연파괴 시 측정되는 상기 제2 전압은, V2 =
    Figure 112010060943401-pat00007
    인 것을 특징으로 하는 절연저항 측정회로.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 절연저항 측정 배터리의 전압을 V, 상기 절연저항 측정 배터리의 절연저항을 Riso, 상기 제1 소스저항 및 상기 제2 소스저항을 각각 R, 상기 제1 전압을 V1라 하는 경우, 상기 절연저항 측정 배터리의 음극 절연파괴 시 측정되는 상기 제1 전압은, V1 =
    Figure 112010060943401-pat00008
    인 것을 특징으로 하는 절연저항 측정회로.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 측정회로 테스트부는,
    상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치를 개방하고 상기 제3 스위치 및 상기 제4 스위치를 폐쇄한 다음 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 측정하여 상기 제1 연산증폭기 및 상기 제2 연산증폭기의 이상 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 절연저항 측정회로.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 절연저항 측정 배터리는 하이브리드(hybrid) 차량의 고전압 배터리인 것을 특징으로 하는 절연저항 측정회로.
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Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL2801837T3 (pl) 2012-03-26 2019-05-31 Lg Chemical Ltd Urządzenie i sposób mierzenia oporności izolacji akumulatora
JP6071080B2 (ja) 2012-03-27 2017-02-01 エルジー・ケム・リミテッド 自己故障診断機能を備えた絶縁抵抗測定装置及びそれを利用した自己故障診断方法
DE102012204990A1 (de) * 2012-03-28 2013-10-02 Robert Bosch Gmbh Schaltungsanordnung und Verfahren zur Überwachung einer Potentialtrennung
EP2720056B1 (en) * 2012-04-04 2021-03-17 LG Chem, Ltd. Isolation resistance measuring apparatus having fault self-diagnosing function and self-diagnosing method using the same
JP5518138B2 (ja) * 2012-07-09 2014-06-11 本田技研工業株式会社 非接地回路の地絡検知装置
FR2995083B1 (fr) 2012-08-30 2016-01-29 Renault Sas Dispositif de detection et de mesure d'un defaut d'isolement
CN103033729B (zh) * 2012-11-26 2016-01-20 浙江高泰昊能科技有限公司 用于电池箱的绝缘检测电路及其检测方法
CN103869166B (zh) * 2012-12-18 2017-02-08 中信国安盟固利动力科技有限公司 一种电池系统绝缘电阻的测量及故障点定位装置
CN103323671B (zh) * 2013-06-14 2015-08-05 国家电网公司 变压器直阻及有载开关参数测量装置
US9164151B2 (en) * 2013-08-07 2015-10-20 Lg Chem, Ltd. System and method for determining isolation resistances of a battery pack
FR3014206B1 (fr) * 2013-12-04 2015-12-11 Renault Sas Estimation de la resistance d'isolement entre une batterie de vehicule automobile et la masse
CN103713273B (zh) * 2013-12-24 2016-03-02 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局 一种避雷器泄漏电流监视器故障诊断装置
JP5788538B2 (ja) * 2014-01-08 2015-09-30 ファナック株式会社 絶縁劣化検出機能を備えたモータ駆動装置及びモータの絶縁抵抗検出方法
KR101771226B1 (ko) * 2014-10-02 2017-09-05 주식회사 엘지화학 신속하게 절연 저항을 측정할 수 있는 절연 저항 측정 장치 및 방법
KR101746141B1 (ko) 2015-03-10 2017-06-13 주식회사 엘지화학 절연저항측정 장치 및 방법
KR102348303B1 (ko) 2015-06-19 2022-01-06 삼성전자주식회사 배터리 모듈의 누설 전류 감지 장치 및 방법
KR101936220B1 (ko) * 2015-11-16 2019-01-08 주식회사 엘지화학 절연 저항 측정 시스템 및 장치
CN106855589B (zh) * 2015-12-08 2020-07-31 台达电子工业股份有限公司 电源分配器及其故障检测方法
TWI547052B (zh) * 2015-12-08 2016-08-21 台達電子工業股份有限公司 電源分配器與故障檢測方法
CN106347131A (zh) * 2016-08-19 2017-01-25 陈妮娜 一种用于对电动车的动力电池组进行漏电检侧保护的系统
KR102042756B1 (ko) * 2016-10-10 2019-11-08 주식회사 엘지화학 진단 장치 및 이를 포함하는 전원 시스템
CN106645963B (zh) * 2016-12-27 2019-06-04 北京天诚同创电气有限公司 绝缘电阻检测电路及其检测方法
EP3361271B1 (en) * 2017-02-08 2022-06-01 Fico Triad, S.A. Device and method for measuring isolation resistance of battery powered systems
KR101960293B1 (ko) * 2017-02-14 2019-03-20 에스케이이노베이션 주식회사 절연저항 측정방법 및 측정장치
CN108802494B (zh) 2017-05-03 2020-03-20 华为技术有限公司 绝缘电阻的检测电路、检测方法和装置
KR102065822B1 (ko) 2017-06-27 2020-02-11 주식회사 엘지화학 절연 저항 산출 시스템 및 방법
CN107991625B (zh) * 2017-11-29 2020-09-29 四川长虹电器股份有限公司 动力蓄电池系统绝缘电阻检测电路与检测方法
KR102256096B1 (ko) * 2018-08-27 2021-05-27 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리팩과 접지 간의 절연 상태를 진단하기 위한 장치 및 방법과, 상기 장치를 포함하는 배터리팩
CN109061307A (zh) * 2018-09-06 2018-12-21 北京长城华冠汽车科技股份有限公司 绝缘电阻检测电路的故障诊断方法
CN109444552B (zh) * 2018-11-28 2021-12-28 航天新长征大道科技有限公司 一种火工品电阻测试装置和火工品电阻测试方法
CN109765495B (zh) * 2019-01-15 2020-11-10 宁德时代新能源科技股份有限公司 绝缘检测电路及检测方法、电池管理系统
CN109917240B (zh) * 2019-03-07 2021-04-06 深圳市盛弘电气股份有限公司 一种双边直流绝缘检测方法和系统
US11293991B2 (en) * 2019-03-15 2022-04-05 Sk Innovation Co., Ltd. Apparatus for measuring insulation resistance
CN110927465B (zh) * 2019-11-26 2022-09-02 深圳供电局有限公司 直流电阻测量电路及装置
KR20210126860A (ko) * 2020-04-13 2021-10-21 에스케이이노베이션 주식회사 절연 저항 측정 장치
KR102302941B1 (ko) * 2020-08-19 2021-09-16 아이티사이언스주식회사 고전압 비접지 시스템의 누설저항 및 누설위치 측정 회로
US11415640B2 (en) 2021-01-12 2022-08-16 sonnen, Inc. Resistive isolation detection methods and systems
CN112684361B (zh) * 2021-01-25 2022-08-23 潍柴动力股份有限公司 一种电池绝缘电阻检测方法、装置及系统
CN113176446B (zh) * 2021-04-30 2023-08-11 三一重机有限公司 作业机械绝缘检测方法、装置、系统及作业机械
DE102021119830B3 (de) 2021-07-30 2022-12-01 Sensor-Technik Wiedemann Gmbh Verfahren zur Eigendiagnose einer Schaltung zur Isolationswiderstandsmessung eines Hochspannungssystems
CN114407725B (zh) * 2022-02-26 2023-05-23 重庆长安新能源汽车科技有限公司 电池包充电电路及避免电池包总电压采集值跳变的方法
CN114660504B (zh) * 2022-04-08 2023-07-07 东方电气集团东方电机有限公司 绝缘监测回路的检测方法、装置、电子设备及存储介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100043413A (ko) * 2008-10-20 2010-04-29 에스케이에너지 주식회사 절연저항 측정회로
KR20100105962A (ko) * 2009-03-23 2010-10-01 에스케이에너지 주식회사 배터리 전압의 영향을 받지 않는 절연저항 측정회로
KR20100105957A (ko) * 2009-03-23 2010-10-01 에스케이에너지 주식회사 연산증폭기를 이용한 절연저항 측정회로

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4525814A (en) * 1982-08-23 1985-06-25 Mark Products Incorporated Leakage testing cable connector network
US4896118A (en) * 1988-10-26 1990-01-23 Westinghouse Electric Corp. Variable gain current-to-voltage amplifier with gain independent test mode operation
US5325068A (en) * 1992-07-14 1994-06-28 Abdul Rauf Test system for measurements of insulation resistance
JP3041150B2 (ja) * 1993-02-15 2000-05-15 松下電器産業株式会社 漏電検出装置
JPH08163704A (ja) * 1994-11-30 1996-06-21 Fujikura Ltd 漏電検出装置
JPH08160082A (ja) * 1994-12-02 1996-06-21 Sumitomo Special Metals Co Ltd 絶縁劣化検出方法とその装置
JP3233037B2 (ja) * 1996-08-26 2001-11-26 株式会社村田製作所 絶縁抵抗測定装置
GB2317278A (en) * 1996-09-11 1998-03-18 Cegelec Controls Ltd Apparatus and method for monitoring an earth-leakage state of a power distribution system
JP2000214194A (ja) * 1999-01-22 2000-08-04 Hioki Ee Corp 絶縁抵抗計
JP2003066090A (ja) 2001-08-29 2003-03-05 Omron Corp 漏電検出装置
JP4062979B2 (ja) * 2002-06-05 2008-03-19 株式会社村田製作所 絶縁抵抗測定装置
DE10300539B4 (de) * 2003-01-09 2007-05-24 Daimlerchrysler Ag Schaltung und Verfahren zur Erfassung von Isolationsfehlern
DE102006022686B4 (de) * 2006-05-16 2018-03-15 Sma Solar Technology Ag Messanordnung zur Ermittlung des Isolationswiderstandes einer elektrischen Vorrichtung oder einer Anlage
JP4785627B2 (ja) * 2006-06-08 2011-10-05 三洋電機株式会社 電動車両用漏電検出回路および電動車両用漏電検出方法
JP2007333529A (ja) * 2006-06-14 2007-12-27 Tokyo Weld Co Ltd 絶縁抵抗測定装置、漏洩電流測定装置、絶縁抵抗測定方法および漏洩電流測定方法
KR101291724B1 (ko) * 2007-09-04 2013-07-31 주식회사 엘지화학 배터리의 누설전류 감지 장치 및 방법
DE102007046483B4 (de) * 2007-09-28 2014-02-27 Continental Automotive Gmbh Schaltungsanordnung und Verfahren zur Überwachung einer elektrischen Isolation
EP2322945B1 (en) * 2008-08-11 2014-11-26 LG Chem, Ltd. Apparatus and method for sensing battery leakage current, and battery driving apparatus and battery pack comprising the apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100043413A (ko) * 2008-10-20 2010-04-29 에스케이에너지 주식회사 절연저항 측정회로
KR20100105962A (ko) * 2009-03-23 2010-10-01 에스케이에너지 주식회사 배터리 전압의 영향을 받지 않는 절연저항 측정회로
KR20100105957A (ko) * 2009-03-23 2010-10-01 에스케이에너지 주식회사 연산증폭기를 이용한 절연저항 측정회로

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US9069024B2 (en) 2015-06-30
US20130176041A1 (en) 2013-07-11
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