KR102623885B1 - Insulation resistance measuring apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 절연저항 측정장치 및 그 측정방법에 관한 것으로, 입력단이 배터리에 연결되고 적어도 하나 이상의 절연저항을 포함하고 적어도 하나 이상의 분배저항을 포함하고 상기 배터리로부터 배터리전압이 인가되면 샘플링전압을 출력하는 샘플링 페이즈부, 상기 샘플링 페이즈부의 출력단에 연결되고 적어도 하나 이상의 커패시터를 포함하고 상기 샘플링전압이 인가되면 상기 샘플링전압을 증폭하여 증폭전압을 출력하는 증폭 페이즈부, 상기 증폭 페이즈부의 출력단에 연결되고 상기 증폭전압에 대한 출력전압을 측정하고 상기 출력전압을 이용하여 상기 배터리의 절연저항을 측정하는 절연저항 측정부를 포함하여, 분배저항에 인가되는 샘플링전압을 증폭시켜, 작은 크기의 전압이 인가되더라도 정확하게 측정할 수 있고, 절연저항의 측정시간이 짧아지는 절연저항 측정장치 및 그 측정방법에 관한 것이다. The present invention relates to an insulation resistance measuring device and a measuring method thereof, wherein the input terminal is connected to a battery, includes at least one insulation resistance, includes at least one distribution resistance, and outputs a sampling voltage when a battery voltage is applied from the battery. A sampling phase unit, connected to the output terminal of the sampling phase unit, including at least one capacitor, and amplifying the sampling voltage when the sampling voltage is applied to output an amplification voltage. Connected to the output terminal of the amplification phase unit and the amplifying unit. It includes an insulation resistance measuring unit that measures the output voltage relative to the voltage and measures the insulation resistance of the battery using the output voltage, and amplifies the sampling voltage applied to the distribution resistance, allowing accurate measurement even when a small voltage is applied. It relates to an insulation resistance measuring device and method of measuring insulation resistance that can shorten the measurement time of insulation resistance.
Description
본 발명은 절연저항 측정장치 및 그 측정방법에 관한 것으로, 차량용 배터리의 절연저항을 측정하는 장치 및 절연저항을 측정하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an insulation resistance measuring device and a method for measuring the same, and to a device for measuring the insulation resistance of a vehicle battery and a method for measuring the insulation resistance.
고전압 배터리를 사용하는 전기 자동차나 하이브리드 자동차에 있어서, 배터리의 절연저항은 접지 사고(Ground Fault)가 발생했음을 알려주기 때문에 매우 중요하다. 예를 들어, 절연저항은 배터리의 양극과 접지(예를 들어, 차량의 섀시 접지) 사이의 양극 절연저항과, 배터리의 음극과 접지 사이의 음극 절연저항이 있다.In electric vehicles or hybrid vehicles that use high-voltage batteries, the insulation resistance of the battery is very important because it indicates that a ground fault has occurred. For example, insulation resistance includes positive insulation resistance between the positive electrode of the battery and ground (for example, vehicle chassis ground), and negative insulation resistance between the negative electrode of the battery and ground.
절연저항은 접지 사고가 발생하지 않았을 경우에는 무한대의 값을 갖지만, 접지 사고가 발생했을 경우에는 저항 값이 작아지게 된다.Insulation resistance has an infinite value when a grounding fault does not occur, but when a grounding fault occurs, the resistance value becomes small.
일반적으로, 배터리의 절연저항은 배터리의 양극, 접지 및 배터리의 음극으로 연결되는 전류 경로를 형성한 후 분배저항에 인가되는 전압을 이용하여 측정한다.Generally, the insulation resistance of a battery is measured using the voltage applied to the distribution resistance after forming a current path connected to the positive electrode of the battery, ground, and negative electrode of the battery.
선행문헌으로 한국공개특허 제10-2020-0109925호를 제시한다. 선행문헌은 절연저항 측정장치에 관한 발명이다.Korea Patent Publication No. 10-2020-0109925 is presented as a prior document. The prior literature is an invention regarding an insulation resistance measuring device.
선행문헌은, 배터리의 플러스 단자 및 접지와 연결되는 제1 분배저항, 상기 배터리의 플러스 단자 및 상기 제1 분배저항과 연결되는 제1 스위치, 상기 배터리의 마이너스 단자 및 상기 접지와 연결되는 제2 분배저항, 상기 배터리의 마이너스 단자 및 상기 제2 분배저항과 연결되는 제2 스위치, 및 상기 제1 분배저항에 인가되는 제1 전압을 이용하여 상기 배터리의 음극 절연저항을 측정하고 상기 제2 분배저항에 인가되는 제2 전압을 이용하여 상기 배터리의 양극 절연저항을 측정하는 절연저항 측정부를 포함한다.The prior literature includes a first distribution resistor connected to the positive terminal of the battery and the ground, a first switch connected to the positive terminal of the battery and the first distribution resistor, and a second distribution connected to the negative terminal of the battery and the ground. Measure the negative insulation resistance of the battery using a resistor, a second switch connected to the negative terminal of the battery and the second distribution resistor, and the first voltage applied to the first distribution resistor, and measure the negative insulation resistance of the battery to the second distribution resistor. It includes an insulation resistance measuring unit that measures the anode insulation resistance of the battery using the applied second voltage.
선행문헌에 의하면, 연산증폭기나 테스트 회로와 같은 구성을 제외시킴으로써, 배터리의 절연저항을 측정하는 장치를 단순화할 수 있고 가격을 절감할 수 있으며, 절연저항의 측정 속도를 향상시킬 수 있다. According to prior literature, by excluding components such as operational amplifiers and test circuits, the device for measuring the insulation resistance of a battery can be simplified, the cost can be reduced, and the measurement speed of the insulation resistance can be improved.
한편, 선행문헌은 연산증폭기를 포함하지 않는다. 선행문헌에 따를 때, 절연저항 측정 장치에 연산증폭기나 테스트 회로를 구비하면, 장치의 복잡도 및 가격이 증가하게 되고, 연산증폭기에 의해 증폭된 전압을 처리하는 과정을 절연저항 측정부에 추가시켜야 하기 때문에 절연저항의 측정 속도가 떨어지게 된다. 이에 따라, 선행문헌에서는 연산증폭기나 테스트 회로와 같은 구성을 배제시킨 채, 절연저항 측정부를 제1분배저항및 제2분배저항에 직접적으로 연결시킴으로써, 절연저항 측정장치의 복잡도 및 가격을 감소시키면서도, 절연저항의 측정 속도는 향상시킨다고 한다.Meanwhile, the prior literature does not include an operational amplifier. According to prior literature, providing an operational amplifier or test circuit in an insulation resistance measurement device increases the complexity and price of the device, and the process of processing the voltage amplified by the operational amplifier must be added to the insulation resistance measurement unit. Therefore, the measurement speed of insulation resistance decreases. Accordingly, in the prior literature, components such as operational amplifiers or test circuits are excluded and the insulation resistance measurement unit is directly connected to the first distribution resistance and the second distribution resistance, thereby reducing the complexity and price of the insulation resistance measurement device. It is said to improve the measurement speed of insulation resistance.
하지만, 선행문헌은 연산증폭기를 포함하지 않는 바, 누설되는 전류가 작을 경우에는 이를 감지하기 어렵다는 문제점이 있다.However, since the prior literature does not include an operational amplifier, there is a problem in that it is difficult to detect if the leaked current is small.
본 발명은 상기한 바와 같은 선행문헌이 갖는 문제점을 해결하기 위한 것이다. 즉, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 연산증폭기를 구비하여 분배저항에 인가되는 낮은 출력전압을 감지함과 동시에, 측정 속도가 빠른 절연저항 측정장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.The present invention is intended to solve the problems of the prior literature as described above. In other words, the problem to be solved by the present invention is to provide an insulation resistance measurement device and method that is equipped with an operational amplifier to detect a low output voltage applied to the distribution resistance and has a fast measurement speed.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 절연저항 측정장치는, 입력단이 배터리에 연결되고, 적어도 하나 이상의 절연저항을 포함하고, 적어도 하나 이상의 분배저항을 포함하고, 상기 배터리로부터 배터리전압이 인가되면 샘플링전압을 출력하는 샘플링 페이즈부; 상기 샘플링 페이즈부의 출력단에 연결되고, 적어도 하나 이상의 커패시터를 포함하고, 상기 샘플링전압이 인가되면 상기 샘플링전압을 증폭하여 증폭전압을 출력하는 증폭 페이즈부; 상기 증폭 페이즈부의 출력단에 연결되고, 상기 증폭전압에 대한 출력전압을 측정하고, 상기 출력전압을 이용하여 상기 배터리의 절연저항을 측정하는 절연저항 측정부;를 포함한다.In order to achieve the above-described object, the insulation resistance measuring device according to the present invention has an input terminal connected to a battery, includes at least one insulation resistance, and includes at least one distribution resistance, and the battery voltage is adjusted from the battery. A sampling phase unit that outputs a sampling voltage when applied; an amplification phase unit connected to the output terminal of the sampling phase unit, including at least one capacitor, and amplifying the sampling voltage when the sampling voltage is applied to output an amplified voltage; It includes an insulation resistance measurement unit connected to the output terminal of the amplification phase unit, measuring an output voltage relative to the amplification voltage, and measuring the insulation resistance of the battery using the output voltage.
샘플링 페이즈부는, 일 단이 상기 배터리의 양극에 연결되고, 타 단이 접지되는 양극 절연저항; 일 단이 상기 배터리의 양극에 연결되고, 상기 양극 절연저항에 병렬로 배치되는 제1분배저항; 일 단이 상기 배터리의 음극에 연결되고, 타 단이 접지되는 음극 절연저항; 일 단이 상기 배터리의 음극에 연결되고, 상기 음극 절연저항에 병렬로 배치되는 제2분배저항;을 포함할 수 있다.The sampling phase unit includes a positive insulation resistor, one end of which is connected to the positive electrode of the battery, and the other end of which is grounded; a first distribution resistor, one end of which is connected to the anode of the battery and disposed in parallel with the anode insulation resistor; a negative insulation resistance whose one end is connected to the negative electrode of the battery and the other end is grounded; It may include a second distribution resistor, one end of which is connected to the negative electrode of the battery and disposed in parallel with the negative electrode insulation resistance.
상기 샘플링 페이즈부는, 일 단이 상기 배터리의 양극에 연결되는 제1분배저항; 일 단이 상기 제1분배저항에 연결되고, 타 단이 상기 샘플링 페이즈부의 출력단에 연결되는 제1스위치; 일 단이 상기 배터리의 음극에 연결되는 제2분배저항; 일 단이 상기 제2분배저항에 연결되고, 타 단이 상기 샘플링 페이즈부의 출력단에 연결되는 제2스위치;를 포함할 수 있다.The sampling phase unit includes a first distribution resistor, one end of which is connected to the positive electrode of the battery; a first switch whose one end is connected to the first distribution resistor and the other end of which is connected to the output terminal of the sampling phase unit; a second distribution resistor, one end of which is connected to the negative electrode of the battery; It may include a second switch, one end of which is connected to the second distribution resistor, and the other end of which is connected to the output terminal of the sampling phase unit.
샘플링 페이즈부는, 일 단이 상기 배터리의 양극에 연결되고, 타 단이 상기 샘플링 페이즈부의 출력단에 연결되는 제1분배저항; 일 단이 상기 배터리의 음극에 연결되고, 타 단이 상기 샘플링 페이즈부의 출력단에 연결되는 제2분배저항; 일 단이 상기 샘플링 페이즈부의 출력단에 연결되고, 타 단이 접지되는 제3분배저항;을 포함할 수 있다. 이때 샘플링 페이즈부는, 일 단이 상기 샘플링 페이즈부의 출력단에 연결되고, 타 단이 접지되고, 상기 제3분배저항에 병렬로 배치된 제3스위치;를 포함할 수 있다.The sampling phase unit includes a first distribution resistor, one end of which is connected to the positive electrode of the battery, and the other end of which is connected to the output terminal of the sampling phase unit; a second distribution resistor with one end connected to the negative electrode of the battery and the other end connected to the output terminal of the sampling phase unit; It may include a third distribution resistor, one end of which is connected to the output terminal of the sampling phase unit, and the other end of which is grounded. At this time, the sampling phase unit may include a third switch, one end of which is connected to the output terminal of the sampling phase unit, the other end of which is grounded, and disposed in parallel with the third distribution resistor.
증폭 페이즈부는, 제1연산증폭기; 일 단이 상기 샘플링 페이즈부의 출력단에 연결되고, 타 단이 상기 제1연산증폭기의 입력단에 연결되는 입력 커패시터; 일 단이 상기 제1연산증폭기의 입력단에 연결되고, 타 단이 상기 제1연산증폭기의 출력단에 연결되는 출력 커패시터;를 포함할 수 있다. 이때 증폭 페이즈부는, 일 단이 상기 제1연산증폭기의 입력단에 연결되고, 타 단이 상기 제1연산증폭기의 출력단에 연결되고, 상기 출력 커패시터와 병렬로 배치되는 제4스위치; 일 단이 상기 제1연산증폭기의 출력단에 연결되고, 타 단이 접지되는 제5스위치;를 포함할 수 있다.The amplification phase unit includes a first operational amplifier; an input capacitor with one end connected to the output terminal of the sampling phase unit and the other end connected to the input terminal of the first operational amplifier; It may include an output capacitor, one end of which is connected to the input terminal of the first operational amplifier, and the other end of which is connected to the output terminal of the first operational amplifier. At this time, the amplification phase unit includes a fourth switch, one end of which is connected to the input terminal of the first operational amplifier, the other end of which is connected to the output terminal of the first operational amplifier, and disposed in parallel with the output capacitor; It may include a fifth switch, one end of which is connected to the output terminal of the first operational amplifier, and the other end of which is grounded.
증폭 페이즈부와 상기 절연저항 측정부 사이에 배치되고, 복수개의 증폭저항을 포함하고, 상기 증폭전압에 비례하여 출력전압을 상기 절연저항 측정부에 전달하는 반전증폭부;를 포함할 수 있다.It may include an inverting amplifier disposed between the amplification phase unit and the insulation resistance measurement unit, including a plurality of amplification resistors, and transmitting an output voltage to the insulation resistance measurement unit in proportion to the amplification voltage.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 절연저항 측정방법은, 입력단이 배터리에 연결되고 적어도 하나 이상의 절연저항을 포함하고 적어도 하나 이상의 분배저항을 포함하는 샘플링 페이즈부에서, 상기 배터리로부터 배터리 전압이 인가되면 전압분배원칙에 의하여 샘플링전압을 출력하는 단계; 상기 샘플링 페이즈부의 출력단에 연결되고 적어도 하나 이상의 커패시터를 포함하는 증폭 페이즈부에서, 상기 샘플링전압이 인가되면 전하량보존법칙에 의하여 상기 샘플링전압을 증폭하여 증폭전압을 생성하는 단계; 상기 증폭 페이즈부의 출력단에 연결된 절연저항 측정부에서, 상기 증폭전압에 관한 츨력전압을 측정하는 단계; 상기 출력전압을 기 저장된 기준값과 비교하는 단계;를 포함한다.In order to achieve the above-described object, the insulation resistance measurement method according to the present invention has an input terminal connected to a battery, includes at least one insulation resistance, and includes at least one distribution resistance, in a sampling phase unit, from the battery to the battery. When a voltage is applied, outputting a sampling voltage according to the voltage distribution principle; generating an amplified voltage by amplifying the sampling voltage according to the law of charge conservation when the sampling voltage is applied, in an amplification phase unit connected to the output terminal of the sampling phase unit and including at least one capacitor; Measuring an output voltage related to the amplification voltage in an insulation resistance measurement unit connected to the output terminal of the amplification phase unit; Comparing the output voltage with a previously stored reference value.
샘플링 페이즈부는, 일 단이 상기 배터리의 양극과 연결되고, 타 단이 접지되는 양극 절연저항; 일 단이 상기 배터리의 양극과 연결되고, 상기 양극 절연저항에 병렬로 배치되는 제1분배저항; 일 단이 상기 제1분배저항에 연결되고, 타 단이 상기 샘플링 페이즈부의 출력단에 연결되는 제1스위치; 일 단이 상기 배터리의 음극과 연결되고, 타 단이 접지되는 음극 절연저항; 일 단이 상기 배터리의 음극과 연결되고, 상기 음극 절연저항에 병렬로 배치되는 제2분배저항; 일 단이 상기 제2분배저항에 연결되고, 타 단이 상기 샘플링 페이즈부의 출력단에 연결되는 제2스위치;를 포함할 수 있다. 이때 샘플링전압을 출력하는 단계는, 상기 제1스위치 또는 상기 제2스위치 중 택일적으로 어느 하나가 온되고 다른 하나가 오프될 수 있다.The sampling phase unit includes a positive insulation resistor, one end of which is connected to the positive electrode of the battery, and the other end of which is grounded; a first distribution resistor, one end of which is connected to the anode of the battery and disposed in parallel with the anode insulation resistor; a first switch whose one end is connected to the first distribution resistor and the other end of which is connected to the output terminal of the sampling phase unit; A negative insulation resistance whose one end is connected to the negative electrode of the battery and the other end is grounded; a second distribution resistor, one end of which is connected to the negative electrode of the battery and disposed in parallel with the negative electrode insulation resistance; It may include a second switch, one end of which is connected to the second distribution resistor, and the other end of which is connected to the output terminal of the sampling phase unit. At this time, in the step of outputting the sampling voltage, one of the first switch or the second switch may alternatively be turned on and the other switch may be turned off.
샘플링 페이즈부는, 일 단이 상기 샘플링 페이즈부의 출력단에 연결되고, 타 단이 접지되는 제3분배저항; 일 단이 상기 샘플링 페이즈부의 출력단에 연결되고, 타 단이 접지되고, 상기 제3분배저항에 병렬로 배치된 제3스위치;을 포함할 수 있다. 이때 제3스위치는, 상기 샘플링전압을 출력하는 단계에서 오프되고, 상기 증폭전압을 출력하는 단계에서 온될 수 있다.The sampling phase unit includes a third distribution resistor, one end of which is connected to the output terminal of the sampling phase unit, and the other end of which is grounded; It may include a third switch, one end of which is connected to the output terminal of the sampling phase unit, the other end of which is grounded, and disposed in parallel with the third distribution resistor. At this time, the third switch may be turned off in the step of outputting the sampling voltage and turned on in the step of outputting the amplification voltage.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.
본 발명의 절연저항 측정장치 및 그 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.According to the insulation resistance measuring device and method of the present invention, one or more of the following effects are achieved.
첫째, 절연저항 측정장치는 연산증폭기를 구비한 증폭페이즈부 및 연산증폭기를 구비한 반전증폭부를 포함하는 바, 분배저항에 인가되는 샘플링전압을 증폭시켜, 작은 크기의 전압이 인가되더라도 정확하게 측정할 수 있다는 장점이 있다.First, the insulation resistance measurement device includes an amplification phase unit with an operational amplifier and an inverting amplifier unit with an operational amplifier. It amplifies the sampling voltage applied to the distribution resistance, allowing accurate measurement even when a small voltage is applied. There is an advantage to having it.
둘째, 증폭페이즈부는 복수개의 커패시터 및 스위치의 조합으로 구성되는 바, 스위치가 순차적으로 작동됨에 따라 전하량보전법칙에 의해서 짧은 시간에 전압이 증폭되므로, 절연저항의 측정시간이 짧아지는 장점도 있다.Second, the amplification phase unit is composed of a combination of a plurality of capacitors and switches, and as the switches are operated sequentially, the voltage is amplified in a short time according to the law of charge conservation, which also has the advantage of shortening the measurement time of insulation resistance.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
도 1은 본 발명에 따른 절연저항 측정장치의 구성요소를 간략하게 도시한 도,
도 2는 본 발명에 따른 절연저항 측정장치의 내부 회로도,
도 3은 도 2에서 양극 절연저항을 측정하는 샘플링 페이즈 단계의 회로도,
도 4는 도 2에서 양극 절연저항을 측정하는 증폭 페이즈 단계의 회로도,
도 5는 도 2에서 음극 절연저항을 측정하는 샘플링 페이즈 단계의 회로도,
도 6은 도 2에서 음극 절연저항을 측정하는 증폭 페이즈 단계의 회로도,
도 7은 절연저항 측정부에서 측정한 출력전압의 그래프,
도 8은 본 발명에 따른 절연저항 측정방법의 흐름도이다.1 is a diagram briefly showing the components of an insulation resistance measuring device according to the present invention;
Figure 2 is an internal circuit diagram of the insulation resistance measuring device according to the present invention;
Figure 3 is a circuit diagram of the sampling phase step for measuring the anode insulation resistance in Figure 2;
Figure 4 is a circuit diagram of the amplification phase step for measuring the anode insulation resistance in Figure 2;
Figure 5 is a circuit diagram of the sampling phase step for measuring the cathode insulation resistance in Figure 2;
Figure 6 is a circuit diagram of the amplification phase step for measuring the cathode insulation resistance in Figure 2;
Figure 7 is a graph of the output voltage measured by the insulation resistance measurement unit,
Figure 8 is a flowchart of the insulation resistance measurement method according to the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. This is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be interpreted as including all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.
본 발명을 설명함에 있어서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. In describing the present invention, terms such as first and second may be used to describe various components, but the components may not be limited by the terms. The above terms are solely for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component without departing from the scope of the present invention.
"및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함할 수 있다. The term “and/or” may include any of a plurality of related stated items or a combination of a plurality of related stated items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다. When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it means that it may be directly connected to or connected to that other component, but that other components may also exist in between. It can be understood. On the other hand, when a component is referred to as being “directly connected” or “directly connected” to another component, it can be understood that there are no other components in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions may include plural expressions, unless the context clearly indicates otherwise.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다. In this application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, and one or more other features It can be understood that it does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다. Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, may have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries can be interpreted as having meanings consistent with the meanings they have in the context of related technologies, and unless clearly defined in this application, are interpreted as having an ideal or excessively formal meaning. It may not work.
아울러, 이하의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.In addition, the following examples are provided to provide a more complete explanation to those with average knowledge in the art, and the shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer explanation.
본 발명에 따른 절연저항 측정장치는 배터리(100)에 연결되고, 배터리(100)로부터 배터리전압(Vb)이 인가되면 절연저항을 측정할 수 있다.The insulation resistance measuring device according to the present invention is connected to the
배터리(100)은 전기자동차에 배치되는 구동배터리일 수 있다. 또는, 배터리는 내연기관에 배치될 수도 있다.The
배터리(100)는 다수개의 배터리 셀이 직렬 또는 병렬로 연결되어 이루어진 것일 수 있다.The
본 발명에 따른 절연저항 측정장치는 샘플링 페이즈부(200), 증폭 페이즈부(300), 반전증폭부(400) 및 절연저항 측정부(500)로 구분될 수 있다.The insulation resistance measurement device according to the present invention can be divided into a
샘플링 페이즈부(200)는 배터리(100)로부터 배터리전압(Vb)이 인가되면 샘플링전압(Vd)을 출력하는 구성요소이다.The
샘플링 페이즈부(200)는 입력단이 배터리(100)에 연결되고, 적어도 하나 이상의 절연저항을 포함하고, 적어도 하나 이상의 분배저항을 포함한다.The
샘플링 페이즈부(200)의 입력단은 배터리(100)에 연결되고, 샘플링 페이즈부(200)의 출력단은 증폭 페이즈부(300)에 연결된다.The input terminal of the
샘플링 페이즈부(200)는 양극 절연저항(210), 음극 절연저항(220), 제1분배저항(230), 제1스위치(240), 제2분배저항(250), 제2스위치(260), 제3분배저항(270) 및 제3스위치(280)로 구성될 수 있다.The
양극 절연저항(210)은 배터리(100)의 양극과 차체 사이에 존재하는 가상의 저항이다. The
양극 절연저항(210)은 일 단이 배터리(100)의 양극에 연결되고, 타 단이 접지된다.One end of the
양극 분배저항의 저항값은 RisoH로 정의한다.The resistance value of the anode distribution resistor is defined as RisoH.
음극 절연저항(220)은 배터리(100)의 음극과 차체 사이에 존재하는 가상의 저항이다. The
음극 절연저항(220)은 일 단이 배터리(100)의 음극에 연결되고, 타 단이 접지된다.One end of the
음극 분배저항의 저항값은 RisoH로 정의한다.The resistance value of the cathode distribution resistor is defined as RisoH.
제1분배저항(230)은 배터리(100)의 양극에 배치되는 분배저항이다. The
제1분배저항(230)은 일 단이 배터리(100)의 양극에 연결되고, 양극 절연저항(210)에 병렬로 배치된다. 구체적으로, 제1분배저항(230)은 일 단이 배터리(100)의 양극에 연결되고, 타 단이 샘플링 페이즈부(200)의 출력단에 연결된다.One end of the
제1분배저항(230)의 저항값은 Rd1으로 정의한다.The resistance value of the
제1스위치(240)는 제1분배저항(230)에 흐르는 전류를 제어하는 구성요소이다. 제1스위치(240)는 일 단이 제1분배저항(230)에 연결되고, 타 단이 샘플링 페이즈부(200)의 출력단에 연결된다.The
제2분배저항(250)은 배터리(100)의 음극에 배치되는 분배저항이다. The
제2분배저항(250)은 일 단이 배터리(100)의 음극에 연결되고, 음극 절연저항(220)에 병렬로 배치된다. 구체적으로, 제2분배저항(250)은 일 단이 배터리(100)의 음극에 연결되고, 타 단이 샘플링 페이즈부(200)의 출력단에 연결된다.One end of the
제2분배저항(250)의 저항값은 Rd2로 정의한다.The resistance value of the
제2스위치(260)는 제2분배저항(250)에 흐르는 전류를 제어하는 구성요소이다. 제2스위치(260)는 일 단이 제2분배저항(250)에 연결되고, 타 단이 샘플링 페이즈부(200)의 출력단에 연결된다.The
제3분배저항(270)은 샘플링 페이즈부(200)의 출력단에 배치되는 분배저항으로, 샘플링전압(Vd)의 크기를 결정하는 구성요소이다.The
제3분배저항(270)은 일 단이 샘플링 페이즈부(200)의 출력단에 연결되고, 타 단이 접지된다.One end of the
제3분배저항(270)의 저항값은 Rd3으로 정의한다.The resistance value of the
제3스위치(280)는 샘플링 페이즈 단계를 개시하거나 종료하는 구성요소이다. The
제3스위치(280)는 일 단이 샘플링 페이즈부(200)의 출력단에 연결되고, 타 단이 접지된다. 제3스위치(280)는 제3분배저항(270)에 병렬로 연결된다.One end of the
절연저항 측정부(500)가 배터리(100)의 양극 절연저항(210) 및 음극 절연저항(220)을 측정하기 위해서는, 배터리(100)의 양극, 접지 및 배터리(100)의 음극로 연결되는 전류 경로를 만들 필요가 있다. 이를 위해, 제1스위치(240) 및 제2스위치(260)가 온오프(on/off) 됨으로써 전류 경로가 만들어진다.In order for the insulation resistance measuring unit 500 to measure the
양극 절연저항(210)의 샘플링전압(Vd)을 측정하기 위하여, 제1스위치(240)를 오프하고 제2스위치(260)를 온한다. 이때, 정상인 경우에는 양극 절연저항(210)은 무한대 값이므로 전류가 흐르지 않는다. 이와 달리 절연파괴가 발생한 경우, 전류은 배터리(100) - 양극 절연저항(210) - 제3분배저항(270) - 제2스위치(260) - 제2분배저항(250) - 배터리(100) 순으로 흐른다.To measure the sampling voltage (Vd) of the
양극 절연저항(210)의 샘플링전압(Vd)은 전압분배원칙에 의하며, 그 크기는 다음과 같다.The sampling voltage (Vd) of the
음극 절연저항(220)의 샘플링전압(Vd)을 측정하기 위하여, 제1스위치(240)를 온하고 제2스위치(260)를 오프한다. 이때, 정상인 경우에는 음극 절연저항(220)은 무한대 값이므로 전류가 흐르지 않는다. 이와 달리 절연파괴가 발생한 경우, 전류은 배터리(100) - 제1분배저항(230) - 제1스위치(240) - 제3분배저항(270) - 음극 절연저항(220) - 배터리(100) 순으로 흐른다.To measure the sampling voltage (Vd) of the
음극 절연저항(220)의 샘플링전압(Vd)은 전압분배원칙에 의하며, 그 크기는 다음과 같다.The sampling voltage (Vd) of the
제1스위치(240)는 제1분배저항(230)과 제3분배저항(270) 사이에 배치된다. 제2스위치(260)는 제2분배저항(250)과 제3분배저항(270) 사이에 배치된다. 이러한 배치를 가짐으로써, 스위치를 외부 서지로부터 보호하여, 장치의 수명이 연장될 수 있다.The
제3스위치(280)는 샘플링 페이즈의 종료와 증폭 페이즈의 개시를 결정한다. 구체적으로, 제3스위치(280)는 샘플링 페이즈에서 오프되고, 증폭 페이즈에서 온된다.The
샘플링 페이즈에서, 제3스위치(280)는 오프된다. 이때, 제3분배저항(270)과 입력 커패시터(320)는 병렬로 배치되는 바, 입력 커패시터(320)에 충전되는 전압값은 Vd이다. In the sampling phase, the
증폭 페이즈에서, 제3스위치(280)는 온된다. 따라서, 샘플링 페이즈부(200)의 출력단자는 접지되는 바, 샘플링 페이즈부(200)와 증폭 페이즈부(300)는 전기적으로 분리된다.In the amplification phase, the
증폭 페이즈부(300)는 샘플링전압(Vd)이 인가되면 샘플링전압(Vd)을 증폭하여 증폭전압(Va)을 출력하는 구성요소이다.The
증폭 페이즈부(300)는 샘플링 페이즈부(200)의 출력단에 연결되고, 적어도 하나 이상의 커패시터를 포함한다.The
증폭 페이즈부(300)의 입력단은 샘플링 페이즈부(200)의 출력단에 연결되고, 증폭 페이즈부(300)의 출력단은 절연저항 측정부(500)에 연결된다.The input terminal of the
반전증폭부(400)가 구비되지 않은 경우, 증폭 페이즈부(300)의 출력단은 절연저항 측정부(500)의 입력단에 연결된다. 이와 달리, 반전증폭부(400)가 구비된 경우, 증폭 페이즈부(300)의 출력단은 절연저항 측정부(500)의 입력단에 연결된다.When the inverting
증폭 페이즈부(300)는 제1연산증폭기(310), 입력 커패시터(320), 출력 커패시터(330), 제4스위치(340) 및 제5스위치(350)를 포함한다.The
연산증폭기는 부궤환의 방법에 따라서 덧셈이나 적분 등의 연산 기능을 갖게 하는 고이득의 직류 증폭기이다. 제1연산증폭기(310)는 일반적으로 널리 알려진 것으로, 자세한 설명은 생략한다.An operational amplifier is a high-gain direct current amplifier that has arithmetic functions such as addition or integration depending on the negative feedback method. The first
제1연산증폭기(310)는 증폭 페이즈부(300)에 배치된다. 제1연산증폭기(310)의 입력단은 증폭 페이즈부(300)의 입력단을 구성하며, 구체적으로 제1연산증폭기(310)의 음극은 증폭 페이즈부(300)의 입력단이 된다. 제1연상증폭기의 출력단은 증폭 페이즈부(300)의 출력단을 구성한다.The first
제1연산증폭기(310)에는 크기가 Vdd/2인 전압이 공급된다. 즉, 제1연산증폭기(310)에서 출력되는 전압의 최대값은 Vdd/2를 넘지 않는다.A voltage having a magnitude of Vdd/2 is supplied to the first
입력 커패시터(320)는 샘플링전압(Vd)을 일시적으로 저장하는 구성요소이다.The
입력 커패시터(320)는 일 단이 샘플링 페이즈부(200)의 출력단에 연결되고, 타 단이 제1연산증폭기(310)의 입력단에 연결된다.One end of the
입력 커패시터(320)의 용량은 Cin으로 정의한다.The capacity of the
출력 커패시터(330)는 입력 커패시터(320)와 연동되어 샘플링전압(Vd)을 증폭하는 구성요소이다.The
출력 커패시터(330)는 일 단이 제1연산증폭기(310)의 입력단에 연결되고, 타 단이 제1연산증폭기(310)의 출력단에 연결된다.One end of the
출력 커패시터(330)의 용량은 Cf로 정의한다.The capacity of the
제4스위치는(340) 제5스위치(350)와 함께 증폭 페이즈부(300)의 작동을 개시하는 구성요소이다.The
제4스위치(340)는 일 단이 제1연산증폭기(310)의 입력단에 연결되고, 타 단이 제1연산증폭기(310)의 출력단에 연결되고, 출력 커패시터(330)와 병렬로 배치된다.The
제5스위치는(350) 제4스위치(340)와 함께 증폭 페이즈부(300)의 작동을 개시하는 구성요소이다.The
제5스위치(350)는 일 단이 제1연산증폭기(310)의 출력단에 연결되고, 타 단이 접지된다.One end of the
제4스위치(340)와 제5스위치(350)는 증폭 페이즈의 개시를 결정한다. 구체적으로, 제4스위치(340)와 제5스위치(350)는 샘플링 페이즈에서 온되고, 증폭 페이즈에서 오프된다.The
샘플링 페이즈에서, 제4스위치(340)와 제5스위치(350)는 온된다. 이때, 제1연산증폭기(310)의 음극과 출력단은 모두 접지되는 바, 출력 커패시터(330)에는 전하가 충전되지 않는다. In the sampling phase, the
증폭 페이즈에서, 제4스위치(340)와 제5스위치(350)는 오프된다. 이때 입력 커패시터(320)에 충전된 전하는 출력 커패시터(330)로 전달된다. 출력 커패시터(330)의 전압값은 전하량보존법칙을 따르며, 다음과 같다.In the amplification phase, the
일반적인 RC회로는 일반적으로 시상수의 5배를 정상상태라고 정한다. 따라서, 반복 작동을 위하여, 스위치는 최소한 시상수의 5배에 달하는 시간이 경과한 후에 다시 변경될 수 있으므로, 응답성이 떨어진다. 하지만, 본 발명에 따른 증폭 페이즈부(300)는 전하량보존법칙에 의하여 전하가 순간적으로 이동하는 바, 시상수의 5배에 해당하는 시간 조건이 불필요하다. 따라서, 응답성이 빨라지는 효과가 있다.In general RC circuits, the steady state is generally set at 5 times the time constant. Therefore, for repeated operation, the switch can be changed again after a time of at least 5 times the time constant has elapsed, resulting in poor responsiveness. However, in the
특히, 선행문헌은 응답성을 향상시키기 위하여 연산증폭기를 채택하지 않고 저항만의 회로로 구성하였다. 이 경우, 누설된 전압값이 증폭될 수 없는 바, 누설된 전압값이 낮은 경우에는 측정이 어렵다는 문제점이 있다. 하지만, 본 발명에 따른 증폭 페이즈부(300)는 응답성을 향상시킴과 동시에 누설된 전압값이 증폭되는 바, 낮은 누설 전압값을 용이하게 측정할 수 있다는 효과가 있다.In particular, the prior literature did not adopt an operational amplifier to improve responsiveness, but consisted of a resistor-only circuit. In this case, since the leaked voltage value cannot be amplified, there is a problem in that measurement is difficult when the leaked voltage value is low. However, the
반전증폭부(400)는 증폭전압(Va)의 극성과 크기를 변경한 출력전압(Vo)을 절연저항 측정부(500)에 전달하는 구성요소이다.The inverting
반전증폭부(400)는 증폭 페이즈부(300)와 절연저항 측정부(500) 사이에 배치되고, 복수개의 증폭저항을 포함하고, 증폭전압(Va)에 비례하여 출력전압(Vo)을 절연저항 측정부(500)에 전달한다.The inverting
반전증폭부(400)는 제2연산증폭기(410) 및 제1증폭저항(420) 내지 제4증폭저항(450)을 포함한다.The inverting
제2연산증폭기(410)는 반전증폭부(400)에 배치된다. 제2연산증폭기(410)의 입력단은 반전증폭부(400)의 입력단을 구성하며, 구체적으로 제2연산증폭기(410)의 음극은 반전증폭부(400)의 입력단이 된다. 제2연상증폭기의 출력단은 반전증폭부(400)의 출력단을 구성한다.The second
제2연산증폭기(410)에는 크기가 Vdd인 전압이 공급된다. 즉, 제2연산증폭기(410)에서 출력되는 전압의 최대값은 Vdd를 넘지 않는다.A voltage having a magnitude of Vdd is supplied to the second
증폭전압(Va)이 입력되면, 반전증폭부(400)는 아래의 관계식에 따라 증폭전압(Va)을 증폭하여 출력전압(Vo)을 출력한다.When the amplification voltage (Va) is input, the inverting
반전증폭부(400)는 전압값을 증폭시킴과 동시에 극성을 변경한다. The inverting
증폭 페이즈부(300)는 내부에 제1연산증폭기(310)가 배치됨에 따라 증폭 페이즈부(300)의 입력값과 출력값은 극성이 반대된다. 따라서 반전증폭부(400)가 배치됨으로써, 샘플링전압(Vd)과 출력전압(Vo)은 극성이 동일해지는 효과가 있다. As the first
또한, 반전증폭부(400)는 증폭전압(Va)을 한번 더 증폭시킴으로써, 샘플링전압(Vd)을 2단으로 증폭하여, 보다 낮은 누설전압을 측정할 수 있다는 효과가 있다.In addition, the inverting
절연저항 측정부(500)는 츨력전압을 이용하여 배터리(100)의 절연저항을 측정하는 구성요소이다.The insulation resistance measuring unit 500 is a component that measures the insulation resistance of the
절연저항 측정부(500)는 증폭 페이즈부(300)의 출력단에 연결되고, 증폭전압(Va)에 대한 출력전압(Vo)을 측정한다.The insulation resistance measurement unit 500 is connected to the output terminal of the
반전증폭부(400)가 구비되지 않은 경우, 절연저항 측정부(500)의 입력단은 증폭 페이즈부(300)의 출력단에 연결된다. 이와 달리, 반전증폭부(400)가 구비된 경우, 절연저항 측정부(500)의 입력단은 반전증폭부(400)의 출력단에 연결된다.When the inverting
한편, 절연저항 측정부(500)는 후술하는 바와 같이 제1분배저항(230)에 인가되는 전압을 이용하여 배터리(100)의 음극 절연저항(220)을 측정하고, 제2분배저항(250)에 인가되는 전압을 이용하여 배터리(100)의 양극 절연저항(210)을 측정한다.Meanwhile, the insulation resistance measurement unit 500 measures the
분배저항에 인가되는 전압 측정, 측정된 전압을 이용하여 배터리(100)의 절연저항 측정, 및 전류 경로를 만들기 위한 스위치 제어 등의 동작을 수행하기 위하여, 절연저항 측정부(500)는 마이크로 컨트롤러 유닛(Micro Controller Unit; MCU)을 포함할 수 있다.In order to perform operations such as measuring the voltage applied to the distribution resistance, measuring the insulation resistance of the
도 7은 본 발명에 따른 절연저항 측정부(500)에서 측정된 전압값을 도시한 도이다.Figure 7 is a diagram showing the voltage value measured by the insulation resistance measuring unit 500 according to the present invention.
Vold 및 Vohd는 저장부에 기 저장된 기준값이다. 절연저항 측정부(500)는 측정된 전압값을 Vold 또는 Vohd와 비교하여 절연저항의 파괴 여부를 판단한다.Vold and Vohd are reference values already stored in the storage unit. The insulation resistance measuring unit 500 determines whether the insulation resistance is destroyed by comparing the measured voltage value with Vold or Vohd.
예를 들어, 측정된 전압값이 Vohd보다 낮은 경우, 양극 절연저항(210)이 파괴되었다고 판단할 수 있다. 또는, 측정된 전압값이 Vold보다 높은 경우, 음극 절연저항(220)이 파괴되었다고 판단할 수 있다.For example, if the measured voltage value is lower than Vohd, it may be determined that the
이하, 절연저항 측정방법을 설명한다.Below, the insulation resistance measurement method will be described.
샘플링 페이즈(S10)는 샘플링전압(Vd)을 출력하는 단계로서, 샘플링 페이즈부(200)에서 수행된다. 구체적으로, 배터리(100)로부터 배터리 전압(Vb)이 인가되면, 전압분배원칙에 의하여 샘플링전압(Vd)이 출력된다.The sampling phase (S10) is a step of outputting the sampling voltage (Vd) and is performed in the
샘플링전압(Vd)을 출력하는 단계는, 제1스위치(240) 또는 제2스위치(260) 중 택일적으로 어느 하나가 온되고 다른 하나가 오프된다.In the step of outputting the sampling voltage (Vd), either the
제3스위치(280)는, 샘플링전압(Vd)을 출력하는 단계에서 오프되고, 증폭전압(Va)을 출력하는 단계에서 온된다.The
구체적으로 도 3을 참조하면, 양극 절연저항(210)을 측정하기 위해서는, 제1스위치(240)는 오프되고, 제2스위치(260)는 온되고, 제3스위치(280)는 오프되고, 제4스위치(340) 및 제5스위치(350)는 온된다. 또는, 도 5를 참조하면, 음극 절연저항(220)을 측정하기 위해서는, 제1스위치(240)는 온되고, 제2스위치(260)는 오프되고, 제3스위치(280)는 오프되고, 제4스위치(340) 및 제5스위치(350)는 온된다.Specifically, referring to FIG. 3, in order to measure the
양극 절연저항(210)을 측정하기 위해서, 제1스위치(240)는 오프되고 제2스위치(260)는 온되는 바, 도 3에 도시한 것과 같이 전류가 흐른다. 또는, 음극 절연저항(220)을 측정하기 위해서, 제1스위치(240)는 온되고 제2스위치(260)는 오프되는 바, 도 5에 도시한 것과 같이 전류가 흐른다.To measure the
제3스위치(280)는 오프되는 바, 제3분배저항(270)에는 Vd의 전압이 인가되고, 입력 커패시터(320)에 전하가 충전되며 그 전압은 Vd이다.The
제4스위치(340) 및 제5스위치(350)는 온되는 바, 출력 커패시터(330)에는 전하가 충전되지 않는다.The
증폭 페이즈(S20)는 증폭전압(Va)을 생성하는 단계로서 증폭 페이즈부(300)에서 수행된다. 구체적으로, 샘플링전압(Vd)이 인가되면, 전하량보존법칙에 의하여 샘플링전압(Vd)을 증폭하여 증폭전압(Va)을 생성한다.The amplification phase (S20) is a step of generating an amplification voltage (Va) and is performed in the
도 4 및 도 6을 참조하면, 제1스위치(240)와 제2스위치(260)는 오프되고, 제3스위치(280)는 온되고, 제4스위치(340) 및 제5스위치(350)는 오프된다.4 and 6, the
제3스위치(280)는 온되는 바, 샘플링 페이즈부(200)와 증폭 페이즈부(300)는 전기적으로 분리된다. 나아가, 샘플링 페이즈부(200)가 증폭 페이즈부(300)에 영향을 미치는 것을 제거하기 위하여, 제1스위치(240)와 제2스위치(260)는 오프할 수 있다.The
제4스위치(340) 및 제5스위치(350)는 오프되는 바, 입력 커패시터(320)에 충전된 전하는 출력 커패시터(330)로 전달된다. 이때, 전하량보존법칙에 의하여 출력 커패시터(330)에는 크기가 Va인 전압을 갖도록 전하가 충전된다.The
증폭 페이즈부(300)와 절연저항 측정부(500) 사이에는 반전증폭부(400)가 배치될 수 있다. 반전증폭부(400)는 증폭전압(Va)의 극성을 바꾸고, 크기를 더욱 증폭시킬 수 있다. 이에 따라, 출력전압(Vo)과 샘플링전압(Vd)의 극성은 동일하게 되는 효과가 있다.An
출력전압(Vo)을 측정하는 단계(S30)는 절연저항 측정부(500)에서 수행되고, 증폭전압(Va)에 관한 출력전압(Vo)을 측정한다.The step S30 of measuring the output voltage (Vo) is performed in the insulation resistance measuring unit 500, and measures the output voltage (Vo) related to the amplification voltage (Va).
이후, 제어부 또는 절연저항 측정부(500)에서는 출력전압(Vo)을 기 저장된 기준값과 비교한다(S40).Thereafter, the control unit or the insulation resistance measurement unit 500 compares the output voltage (Vo) with a previously stored reference value (S40).
예를 들어, 도 3 및 도 4에 따라 측정된 출력값이 Vohd보다 작은 경우, 양극 절연저항(210)이 파괴되었다고 판단한다. 또는, 도 5 및 도 6에 따라 측정된 출력값이 Vold보다 큰 경우, 음극 절연저항(220)이 파괴되었다고 판단한다.For example, if the output value measured according to FIGS. 3 and 4 is less than Vohd, it is determined that the
제어부 또는 절연저항 측정부(500)는 절연 저항이 파괴되었다고 판단한 경우, 이를 사용자에 알릴 수 있다.If the control unit or the insulation resistance measurement unit 500 determines that the insulation resistance has been destroyed, it may notify the user of this.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been shown and described, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and can be used in the technical field to which the invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the patent claims. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be understood individually from the technical idea or perspective of the present invention.
100: 배터리
200: 샘플링 페이즈부
210: 양극 절연저항 220: 음극 절연저항
230: 제1분배저항 240: 제1스위치
250: 제2분배저항 260: 제2스위치
270: 제3분배저항 280: 제3스위치
300: 증폭 페이즈부
310: 제1연산증폭기 320: 입력 커패시터
330: 출력 커패시터 340: 제4스위치
350: 제5스위치
400: 반전증폭부
410: 제2연산증폭기 420: 제1증폭저항
430: 제2증폭저항 440: 제3증폭저항
450: 제4증폭저항
500: 절연저항 측정부100: battery
200: Sampling phase part
210: anode insulation resistance 220: cathode insulation resistance
230: first distribution resistor 240: first switch
250: second distribution resistor 260: second switch
270: Third distribution resistor 280: Third switch
300: Amplification phase part
310: first operational amplifier 320: input capacitor
330: output capacitor 340: fourth switch
350: 5th switch
400: Inversion amplification unit
410: second operational amplifier 420: first amplification resistor
430: Second amplification resistor 440: Third amplification resistor
450: Fourth amplification resistor
500: Insulation resistance measurement unit
Claims (13)
상기 샘플링 페이즈부의 출력단에 연결되고, 적어도 하나 이상의 커패시터를 포함하고, 상기 샘플링전압이 인가되면 상기 샘플링전압을 증폭하여 증폭전압을 출력하는 증폭 페이즈부;
상기 증폭 페이즈부의 출력단에 연결되고, 상기 증폭전압에 대한 출력전압을 측정하고, 상기 출력전압을 이용하여 상기 배터리의 절연저항을 측정하는 절연저항 측정부; 및
상기 증폭 페이즈부와 상기 절연저항 측정부 사이에 배치되고, 복수개의 증폭저항을 포함하고, 상기 증폭전압에 비례하여 출력전압을 상기 절연저항 측정부에 전달하는 반전증폭부
를 포함하되,
상기 샘플링 페이즈부는,
샘플링 페이즈 단계를 개시하거나 종료하는 구성요소로서, 일 단이 샘플링 페이즈부의 출력단에 연결되고, 타 단이 접지된 제3스위치를 구비하고,
상기 증폭 페이즈부는,
부궤환의 방법에 따라 연산 기능을 갖는 고이득 직류 증폭기로서 제1연산증폭기; 및
상기 증폭 페이즈부의 작동을 개시하는 구성요소로서, 일 단이 상기 제1연산증폭기의 입력단에 연결되고, 타 단이 제1연산증폭기의 출력단에 연결된 제4스위치
를 구비하며,
상기 반전 증폭부는,
음극이 상기 반전 증폭부의 입력단이 되고, 출력단이 상기 반전 증폭부의 출력단이 되는 제2연산증폭기를 구비하는 절연저항 측정장치.a sampling phase unit whose input terminal is connected to a battery, includes at least one insulation resistor, includes at least one distribution resistor, and outputs a sampling voltage when a battery voltage is applied from the battery;
an amplification phase unit connected to the output terminal of the sampling phase unit, including at least one capacitor, and amplifying the sampling voltage when the sampling voltage is applied to output an amplified voltage;
an insulation resistance measurement unit connected to the output terminal of the amplification phase unit, measuring an output voltage relative to the amplification voltage, and measuring insulation resistance of the battery using the output voltage; and
An inverting amplifier disposed between the amplification phase unit and the insulation resistance measurement unit, includes a plurality of amplification resistors, and transmits an output voltage to the insulation resistance measurement unit in proportion to the amplification voltage.
Including,
The sampling phase unit,
As a component for starting or ending the sampling phase stage, it has a third switch whose one end is connected to the output terminal of the sampling phase unit and the other end is grounded,
The amplification phase unit,
A first operational amplifier as a high-gain direct current amplifier with an operation function according to the negative feedback method; and
A fourth switch, which is a component that initiates the operation of the amplification phase unit, has one end connected to the input terminal of the first operational amplifier and the other end connected to the output terminal of the first operational amplifier.
Equipped with
The inverting amplifier,
An insulation resistance measuring device including a second operational amplifier whose cathode becomes the input terminal of the inverting amplifier, and whose output terminal becomes the output terminal of the inverting amplifier.
상기 샘플링 페이즈부는,
일 단이 상기 배터리의 양극에 연결되고, 타 단이 접지되는 양극 절연저항;
일 단이 상기 배터리의 양극에 연결되고, 상기 양극 절연저항에 병렬로 배치되는 제1분배저항;
일 단이 상기 배터리의 음극에 연결되고, 타 단이 접지되는 음극 절연저항
일 단이 상기 배터리의 음극에 연결되고, 상기 음극 절연저항에 병렬로 배치되는 제2분배저항;을 포함하는 절연저항 측정장치.According to paragraph 1,
The sampling phase unit,
A positive insulation resistor, one end of which is connected to the positive electrode of the battery and the other end of which is grounded;
a first distribution resistor, one end of which is connected to the anode of the battery and disposed in parallel with the anode insulation resistor;
Negative insulation resistance, one end of which is connected to the negative electrode of the battery and the other end of which is grounded.
An insulation resistance measuring device comprising a second distribution resistor, one end of which is connected to the negative electrode of the battery, and a second distribution resistor disposed in parallel with the negative electrode insulation resistance.
상기 샘플링 페이즈부는,
일 단이 상기 배터리의 양극에 연결되는 제1분배저항;
일 단이 상기 제1분배저항에 연결되고, 타 단이 상기 샘플링 페이즈부의 출력단에 연결되는 제1스위치;
일 단이 상기 배터리의 음극에 연결되는 제2분배저항;
일 단이 상기 제2분배저항에 연결되고, 타 단이 상기 샘플링 페이즈부의 출력단에 연결되는 제2스위치;를 포함하는 절연저항 측정장치.According to paragraph 1,
The sampling phase unit,
a first distribution resistor whose end is connected to the positive electrode of the battery;
a first switch whose one end is connected to the first distribution resistor and the other end of which is connected to the output terminal of the sampling phase unit;
a second distribution resistor, one end of which is connected to the negative electrode of the battery;
Insulation resistance measurement device including a second switch, one end of which is connected to the second distribution resistor and the other end of which is connected to the output terminal of the sampling phase unit.
상기 샘플링 페이즈부는,
일 단이 상기 배터리의 양극에 연결되고, 타 단이 상기 샘플링 페이즈부의 출력단에 연결되는 제1분배저항;
일 단이 상기 배터리의 음극에 연결되고, 타 단이 상기 샘플링 페이즈부의 출력단에 연결되는 제2분배저항;
일 단이 상기 샘플링 페이즈부의 출력단에 연결되고, 타 단이 접지되는 제3분배저항;을 포함하는 절연저항 측정장치.According to paragraph 1,
The sampling phase unit,
a first distribution resistor having one end connected to the positive electrode of the battery and the other end connected to the output terminal of the sampling phase unit;
a second distribution resistor with one end connected to the negative electrode of the battery and the other end connected to the output terminal of the sampling phase unit;
An insulation resistance measuring device comprising a third distribution resistor, one end of which is connected to the output terminal of the sampling phase unit, and the other end of which is grounded.
상기 증폭 페이즈부는,
제1연산증폭기;
일 단이 상기 샘플링 페이즈부의 출력단에 연결되고, 타 단이 상기 제1연산증폭기의 입력단에 연결되는 입력 커패시터;
일 단이 상기 제1연산증폭기의 입력단에 연결되고, 타 단이 상기 제1연산증폭기의 출력단에 연결되는 출력 커패시터;를 포함하는 절연저항 측정장치.According to paragraph 1,
The amplification phase unit,
first operational amplifier;
an input capacitor with one end connected to the output terminal of the sampling phase unit and the other end connected to the input terminal of the first operational amplifier;
An output capacitor whose one end is connected to the input terminal of the first operational amplifier and the other end is connected to the output terminal of the first operational amplifier.
상기 증폭 페이즈부는,
일 단이 상기 제1연산증폭기의 입력단에 연결되고, 타 단이 상기 제1연산증폭기의 출력단에 연결되고, 상기 출력 커패시터와 병렬로 배치되는 상기 제4스위치;
일 단이 상기 제1연산증폭기의 출력단에 연결되고, 타 단이 접지되는 제5스위치;를 포함하는 절연저항 측정장치.
According to clause 6,
The amplification phase unit,
The fourth switch has one end connected to the input terminal of the first operational amplifier, the other end connected to the output terminal of the first operational amplifier, and arranged in parallel with the output capacitor;
An insulation resistance measuring device comprising a fifth switch, one end of which is connected to the output terminal of the first operational amplifier, and the other end of which is grounded.
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