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专利名称：不受电池电压影响的绝缘电阻测量电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种绝缘电阻测量电路，更具体地涉及这样的绝缘电阻测量电路通过一个以上的单电源运算放大器(Op Amp Operational Amplifier)，在电池的阳极绝缘破坏和阴极绝缘破坏时，将通过所述一个以上的运算放大器检测(sensing)到的电压判断为电池电压的基准，从而可以与电池电压的相关信息无关地，来更简单地测量绝缘电阻，通过对电压进行放大并从放大后的电压中减去预先选定的参考电压，可更精确地测量绝缘电阻。
背景技术：
使用高电压电池的混合动力车具有在非正常状况发生时自动阻断主高电压电池电源的系统。所述非正常状况是指由相关部件老化引起的过度漏电、绝缘破坏等以及由外部冲击导致部件破坏所产生的短路而导致的过度漏电、绝缘破坏等。车辆发生非正常状态时，将从BMS (Battery Management System，电池管理系统) 或HCU(Hybrid Control Unit，混合控制单元)等控制高电压部件的上位部件下达阻断主电源的命令来管理电源。所述高电压相关部件通过一系列程序或传感器来监控所连接的电源的线路电压和电流，从而当检测出超出正常范围的电压、电流或存在容许值以上的泄漏电流时，以及存在容许值以上的绝缘电阻破坏等时，通过CAN通信或模拟传送来阻断主电源。因此，对于使用高电压电池的混合动力车而言，绝缘电阻的测量很重要。测量高电压电池和混合动力车之间的泄漏电流的方法包括破坏绝缘并强制通直流电流的方法，但该方法存在在测量绝缘电阻期间绝缘被破坏的缺点。为了解决该问题，有在高电压电池和混合动力车之间连接耦合电容，在所述耦合电容上施加交流信号来测量绝缘电阻成分的方法。但是，由于所述方法在对耦合电容进行充电的电流和进行放电的电流都要经过同样的电路，因此存在在电路设计上有很多制约的缺点。为此，对于混合动力车的底盘接地和高电压电池之间的绝缘电阻测量，要求开发一种较简单又能正确测量绝缘电阻的小型、轻型和低廉的绝缘电阻测量电路。

发明内容
(一)要解决的技术问题本发明是为了改善上述现有技术而提出的，目的在于提供一种绝缘电阻测量电路，其通过一个以上的单电源运算放大器(Op Amp Operational Amplifier)，在电池的阳极绝缘破坏和阴极绝缘破坏时，将通过所述一个以上的运算放大器检测(sensing)到的电压判断为电池电压的基准，从而可以与电池电压的相关信息无关地，来更简单地测量绝缘电阻。此外，本发明的目的还在于提供一种绝缘电阻测量电路，其通过对电压进行放大并从放大后的电压中减去预先选定的参考电压，从而可以更精确地测量绝缘电阻。
(二)技术方案为了达到所述目的并解决现有技术的问题，本发明的一个实施例的绝缘电阻测量电路包括源电阻部，其包括第一源(source)电阻和第二源电阻，所述第一源电阻连接电池的正极端和所述第二源电阻，所述第二源电阻连接所述电池的负极端和所述第一源电阻；电压检测部，其将所述第一源电阻电压作为第一电压进行检测，并将所述第二源电阻的电压作为第二电压进行检测；以及绝缘电阻测量部，其通过将所述第一电压和所述第二电压之差除以所述第一电压和所述第二电压之和所获得的值来测量所述电池的绝缘电阻。此外，本发明的一个实施例的绝缘电阻测量电路包括源电阻部，其包括第一源(source)电阻和第二源电阻，所述第一源电阻连接电池的正极端和所述第二源电阻， 所述第二源电阻连接所述电池的负极端和所述第一源电阻；第一运算放大器(Op Amp Operational Amplifier)，其通过同相输入端和反相输入端与所述第一源电阻相连接，并将施加到所述第一源电阻的第一源电压作为第一电压进行检测并通过输出端输出；第二运算放大器，其通过同相输入端和反相输入端与所述第二源电阻相连接，并将施加到所述第二源电阻的第二源电压作为第二电压进行检测并通过输出端输出；模数转换部，其分别与所述第一运算放大器的输出端和所述第二运算放大器的输出端相连接，并分别将所述第一电压和第二电压转换为数字信号来输出第一电压信号和第二电压信号；以及微控制器，其通过将所述第一电压信号的第一电压和所述第二电压信号的第二电压之差除以所述第一电压信号的所述第一电压和所述第二电压信号的所述第二电压之和所获得的值来测量所述电池的绝缘电阻。(三)有益效果根据本发明的绝缘电阻测量电路，通过一个以上的单电源运算放大器(Op Amp Operational Amplifier)，在电池的阳极绝缘破坏和阴极绝缘破坏时，通过所述一个以上的运算放大器检测(sensing)的电压判断为电池电压的基准，从而可以与电池电压的相关信息无关地，来更简单地测量绝缘电阻。此外，根据本发明的绝缘电阻测量电路，可通过对电压进行放大并从放大后的电压中减去预先选定的参考电压来更精确地测量绝缘电阻。


图1为示出本发明一个实施例的绝缘电阻测量电路的结构的电路图。图2为示出本发明另一个实施例的绝缘电阻测量电路的结构的电路图。
具体实施例方式下面参考附图对本发明的实施例进行更详细的说明。图1为示出本发明一个实施例的绝缘电阻测量电路的结构的电路图。如图1所示，本发明一个实施例的绝缘电阻测量模拟电路包括电池101、绝缘电阻 102、源电阻部103、104、电压检测部110和绝缘电阻测量部120。本发明的一个实施例，如图1所示，源电阻部包括第一源电阻103和第二源电阻 104。此外，电压检测部110包括第一电路单元111和第二电路单元112。此外，绝缘电阻测量部120包括第一减法器121、加法器122、绝对值电路123、除法器124、电压源125、第二减法器126、放大器127、参考电压输出器1 和第三减法器129。所述源电阻部包括第一源(source)电阻103和第二源电阻104，所述第一源电阻 103连接电池101的正极端和第二源电阻104，所述第二源电阻104连接电池101的负极端和第一源电阻103。即，如图1所示，第一源电阻(Rs) 103可通过电阻R与电池101的正极端相连接，第二源电阻(Rs) 104可通过电阻R与电池101的负极端相连接。第一源电阻 (Rs) 103和第二源电阻(Rs) 104可通过接地相连接。电压检测部110将第一源电阻103的电压作为第一电压进行检测，并将第二源电阻104的电压作为第二电压进行检测。如上所述，电压检测部110包括第一电路单元111 和第二电路单元112。第一电路单元111包括第一运算放大器(Op Amp Operational Amplifier)。所述第一运算放大器的同相输入端和反相输入端可分别与第一源电阻103的两端相连接。第一电路单元111可通过所述第一运算放大器将施加到第一源电阻103的第一源电压作为所述第一电压进行检测并通过输出端输出。第二电路单元112包括第二运算放大器(Op Amp Operational Amplifier)。所述第二运算放大器的同相输入端和反相输入端可分别与第二源电阻104的两端相连接。第二电路单元112可通过所述第二运算放大器将施加到第二源电阻104的第二源电压作为所述第二电压进行检测并通过输出端输出。绝缘电阻测量部120通过将所述第一电压和所述第二电压之差除以所述第一电压和所述第二电压之和所获得的值来测量电池101的绝缘电阻102。如上所述，绝缘电阻测量部120包括第一减法器121、加法器122、绝对值电路123、除法器124、电压源125、第二减法器126、放大器127、参考电压输出器1 和第三减法器129。第一减法器121可分别与所述第一运算放大器的输出端和所述第二运算放大器的输出端相连接。第一减法器121接收所述第一运算放大器输出端输出的所述第一电压和所述第二运算放大器输出端输出的所述第二电压，并从所述第一电压中减去所述第二电压来输出第三电压。加法器122可分别与所述第一运算放大器的输出端和所述第二运算放大器的输出端相连接。加法器122接收所述第一运算放大器的输出端输出的所述第一电压和所述第二运算放大器的输出端输出的所述第二电压，并将所述第一电压加上所述第二电压来输出第四电压。绝对值电路123可与加法器122的输出端相连接，其从加法器122的输出端输入所述第四电压，并将所述第四电压值的绝对值作为第五电压输出。除法器IM可分别与第一减法器121的输出端和所述第二运算放大器的输出端相连接。除法器1 接收第一减法器121输出的所述第三电压和绝对值电路123输出的所述第五电压，将所述第三电压除以所述第五电压来输出第六电压。第二减法器1 可分别与除法器124的输出端和电压源125的输出端相连接。第二减法器1 接收除法器IM输出的所述第六电压和电压源125输出的第七电压，将所述第六电压减去所述第七电压来输出第八电压。为了更精确地测量绝缘电阻102，绝缘电阻测量部120还可包括放大器127、参考电压输出器1 和第三减法器129中的任意一个以上。
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放大器127可与第二减法器124的输出端相连接，并从第二减法器124的输出端输入所述第八电压，所述第八电压乘以放大器127的电压增益G，从而对所述第八电压进行放大来输出第九电压。第三减法器1 可分别与放大器127的输出端和参考电压输出器1 的输出端相连接。第三减法器1 接收放大器127输出的所述第九电压和参考电压输出器1 输出的第十电压，将所述第九电压减去所述第十电压来输出第十一电压。绝缘电阻测量部120可通过将所述第一电压和所述第二电压之差除以所述第一电压和所述第二电压之和所获得的值来测量电池101的绝缘电阻102。对此通过下面的实施例进行更详细的说明。如图1所示，令电池101的电压为V，电池101的绝缘电阻102为I is。，第一源电阻 103和第二源电阻104的电阻值分别为Rs，从第一电路单元111输出的所述第一电压为V1, 从第二电路单元112输出的所述第二电压为V2，从第一减法器121输出的所述第三电压为 V3,从加法器122输出的所述第四电压为V4。电池101的阳极绝缘破坏时所测量的所述第-公式权利要求
1.一种绝缘电阻测量电路，其特征在于，包括源电阻部，其包括第一源(source)电阻和第二源电阻，所述第一源电阻连接电池的正极端和所述第二源电阻，所述第二源电阻连接所述电池的负极端和所述第一源电阻；电压检测部，其将所述第一源电阻的电压作为第一电压进行检测，并将所述第二源电阻的电压作为第二电压进行检测；以及绝缘电阻测量部，其通过将所述第一电压和所述第二电压之差除以所述第一电压和所述第二电压之和所获得的值来测量所述电池的绝缘电阻。
2.如权利要求1所述的绝缘电阻测量电路，其特征在于，所述电压检测部包括第一运算放大器(Op Amp Operational Amplifier)，其通过同相输入端和反相输入端与所述第一源电阻相连接，并将施加到所述第一源电阻的第一源电压作为所述第一电压进行检测并通过输出端输出；以及第二运算放大器，其通过同相输入端和反相输入端与所述第二源电阻相连接，并将施加到所述第二源电阻的第二源电压作为所述第二电压进行检测并通过输出端输出。
3.如权利要求2所述的绝缘电阻测量电路，其特征在于，所述绝缘电阻测量部包括 第一减法器，其分别与所述第一运算放大器的输出端和所述第二运算放大器的输出端相连接，并将所述第一运算放大器输出的所述第一电压减去所述第二运算放大器输出的所述第二电压来输出第三电压；加法器，其分别与所述第一运算放大器的输出端和所述第二运算放大器的输出端相连接，并将所述第一运算放大器输出的所述第一电压加上所述第二运算放大器输出的所述第二电压来输出第四电压；绝对值电路，其与所述加法器的输出端相连接并输出具有所述第四电压值的绝对值的第五电压；除法器，其分别与所述减法器和所述绝对值电路相连接，并将所述减法器输出的所述第三电压除以所述绝对值电路输出的所述第五电压来输出第六电压； 电压源，其输出具有IV电压的第七电压；以及第二减法器，其分别与所述除法器和所述电压源相连接，并将所述除法器输出的所述第六电压减去所述电压源输出的所述第七电压来输出第八电压。
4.如权利要求3所述的绝缘电阻测量电路，其特征在于，所述绝缘电阻测量部还包括 放大器，其与所述第二减法器相连接，并采用选定的(predetermined)值对所述第二减法器输出的所述第八电压进行放大来输出第九电压；参考电压输出器，其输出具有选定的参考电压值的第十电压；以及第三减法器，其分别与所述放大器和所述参考电压输出器相连接，并将所述放大器输出的所述第九电压减去所述参考电压输出器输出的所述第十电压来输出第十一电压。
5.如权利要求3所述的绝缘电阻测量电路，其特征在于，令所述电池的电压为V，所述电池的绝缘电阻为I is。，所述第一源电阻和所述第二源电阻的电阻值分别为Rs，所述第一电压为V1，所述第二电压为V2，所述第三电压为V3，所述第四电压为V4，则所述电池的阳极绝缘破坏时所测量的所述第一电压至所述第四电压为
6.如权利要求3所述的绝缘电阻测量电路，其特征在于，令所述电池的电压为V，所述电池的绝缘电阻为I is。，所述第一源电阻和所述第二源电阻的电阻值分别为Rs，所述第一电压为V1，所述第二电压为V2，所述第三电压为V3，所述第四电压为V4，则所述电池的阴极绝缘破坏时所测量的所述第一电压至所述第四电压为
7.如权利要求4所述的绝缘电阻测量电路，其特征在于，令所述电池的电压为V，所述电池的绝缘电阻为I is。，所述第一源电阻和所述第二源电阻的电阻值分别为Rs，所述第一电压为V1，所述第二电压为V2，所述第三电压为V3,所述第四电压为V4,所述第五电压为V5,所述第六电压为V6，所述第七电压为V7，所述第八电压为V8，所述第九电压为V9，所述第十电压为Vltl，所述第十一电压为V11,则所述电池的阳极绝缘破坏时或阴极绝缘破坏时所测量的所述第五电压至所述第十一电压为
8.如权利要求1所述的绝缘电阻测量电路，其特征在于，所述源电阻部、所述电压检测部和所述绝缘电阻测量部由单芯片(One-Chip)实现。
9.一种绝缘电阻测量电路，其特征在于，包括源电阻部，其包括第一源(source)电阻和第二源电阻，所述第一源电阻连接电池的正极端和所述第二源电阻，所述第二源电阻连接所述电池的负极端和所述第一源电阻；第一运算放大器(Op Amp Operational Amplifier)，其通过同相输入端和反相输入端与所述第一源电阻相连接，并将施加到所述第一源电阻的第一源电压作为第一电压进行检测并通过输出端输出；第二运算放大器，其通过同相输入端和反相输入端与所述第二源电阻相连接，并将施加到所述第二源电阻的第二源电压作为第二电压进行检测并通过输出端输出；模数转换部，其分别与所述第一运算放大器的输出端和所述第二运算放大器的输出端相连接，并分别将所述第一电压和第二电压转换为数字信号来输出第一电压信号和第二电压信号；以及微控制器，其通过将所述第一电压信号的第一电压和所述第二电压信号的第二电压之差除以所述第一电压信号的所述第一电压和所述第二电压信号的所述第二电压之和所获得的值来测量所述电池的绝缘电阻。
10.如权利要求9所述的绝缘电阻测量电路，其特征在于，所述微控制器从模数转换部分别接收所述第一电压信号的所述第一电压和所述第二电压信号的所述第二电压，并进行运算从所述第一电压信号的所述第一电压中减去所述第二电压信号的所述第二电压所得的第三电压、所述第一电压加上所述第二电压所得的第四电压、具有所述第四电压的绝对值的第五电压、将所述第三电压除以所述第五电压所得第六电压、具有IV电压的第七电压、以及从所述第六电压中减去所述第七电压所得的第八电压，并通过所述第八电压测量所述电池的绝缘电阻。
11.如权利要求10所述的绝缘电阻测量电路，其特征在于，所述微控制器进行运算采用选定的(predetermined)值对所述第八电压进行放大所得的第九电压、具有选定的参考电压值的第十电压，以及从所述第九电压中减去所述第十电压所得的第十一电压，并通过第十一电压测量所述电池的绝缘电阻。
12.如权利要求10所述的绝缘电阻测量电路，其特征在于，令所述电池的电压为V，所述电池的绝缘电阻为I is。，所述第一源电阻和所述第二源电阻的电阻值分别为Rs，所述第一电压为V1，所述第二电压为V2，所述第三电压为V3，所述第四电压为V4,则所述电池的阳极绝缘破坏时所测量的所述第一电压至所述第四电压为
13.如权利要求10所述的绝缘电阻测量电路，其特征在于，令所述电池的电压为V，所述电池的绝缘电阻为I is。，所述第一源电阻和所述第二源电阻的电阻值分别为Rs，所述第一电压为V1，所述第二电压为V2，所述第三电压为V3，所述第四电压为V4,则所述电池的阴极绝缘破坏时所测量的所述第一电压至所述第四电压为
14.如权利要求11所述的绝缘电阻测量电路，其特征在于，令所述电池的电压为V，所述电池的绝缘电阻为I is。，所述第一源电阻和所述第二源电阻的电阻值分别为Rs，所述第一电压为V1，所述第二电压为V2，所述第三电压为V3，所述第四电压为V4，所述第五电压为V5, 所述第六电压为V6，所述第七电压为V7，所述第八电压为V8，所述第九电压为V9，所述第十电压为Vltl,所述第十一电压为V11,则所述电池的阳极绝缘破坏时或阴极绝缘破坏时所测量的所述第五电压至所述第十一电压为
15.如权利要求1所述的绝缘电阻测量电路，其特征在于，所述电池为用于混合动力 (hybrid)汽车的高电压电池。
16.如权利要求9所述的绝缘电阻测量电路，其特征在于，所述源电阻部、所述第一运算放大器、所述第二运算放大器、所述模数转换部和所述微控制器由单芯片(One-Chip)实现。
全文摘要
本发明的一个实施例的绝缘电阻测量电路包括源电阻部，其包括第一源(source)电阻和第二源电阻，所述第一源电阻连接电池的正极端和所述第二源电阻，所述第二源电阻连接所述电池的负极端和所述第一源电阻；电压检测部，其将所述第一源电阻电压作为第一电压进行检测，并将所述第二源电阻的电压作为第二电压进行检测；以及绝缘电阻测量部，其通过将所述第一电压和所述第二电压之差除以所述第一电压和所述第二电压之和所获得的值来测量所述电池的绝缘电阻。
文档编号G01R31/12GK102362185SQ201080013324
公开日2012年2月22日 申请日期2010年3月23日 优先权日2009年3月23日
发明者崔起锡, 林载焕, 梁正焕 申请人:Sk新技术