[发明专利]一种高精度的多路共地直流电源绝缘电阻检测电路及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多路输入直流电源绝缘阻抗侦测电路及其检测方法，应用于直流电源系统，特别涉及光伏发电领域及电池应用装置。 

背景技术

在高压直流供电系统中，如光伏发电系统和电动汽车供电系统，为保证操作人员安全，直流系统需要有足够的绝缘。如针对光伏逆变器制定的德国VDE0126要求，直流电源系统需要对绝缘电阻进行检测，当绝缘电阻小于规定值，则逆变器不允许接入电网运行。 

目前光伏逆变器对地绝缘电阻，通常采用基于电桥平衡原理的检测方法。如专利《绝缘电阻侦测方法》中，其所用电路如图1所示，在光伏电池PV的正对地和负对地之间的绝缘电阻分别为Rp和Rn，为侦测此绝缘电阻，在输入正负之间并两个开关S1和S2，S1和S2串联，其中点通过一个电阻R0接安全地。控制S1和S2闭合，分别检测两次R0电压，再结合输入电压Vin，根据电路基尔霍夫原理，可以列出两个方程，从而求解出Rp和Rn。 

专利《一种直流电源对地绝缘电阻检测电路及其检测方法》中采用了图2所示桥式电路，相比于图1，增加了一组电阻R1，并对所外加的电阻值选取进行优化设计，从而提高绝缘电阻Rp1和Rn检测精度。 

专利《双支路输入光伏并网逆变器对地绝缘电阻检测系统》中所使用了更为简化的电路，如图3中所示，电路减少一个开关和一组外加电阻，也可以达到检测到两个绝缘电阻Rp和Rn的目的。并且针对太阳能电池发电系统应用，实现了两路绝缘电阻，共3个未知电阻的侦测，但其实现是利用太阳能电池板输出可短路特点，分别短路V1和V2的方法，得到另外两组等式，从而求取3个绝缘电阻。此专利所提方法只能用于直流电源可短路的源，如太阳能电池板，并且在短路电流较小的情况下实施，实用性较低。在输入直流源短路电流较大情况下或输入有较大储能电容情况下，电路中的短路开关非常容易损坏。 

以上方案都是对于通过构造不同的电路等式，分别求取每个未知绝缘电阻的方式，来判断系统绝缘电阻是否超标，对于N个输入直流源情况下，也需要有N个相同电路，以求解2N个未知电阻值，即便电源其中一极共用的情况下，也需 要求解N+1个未知电阻，电路复杂度和处理器的计算量都会大幅度增加，从而增加硬件电路实现成本，并占用处理器过多资源，降低系统响应速度。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是简化多路直流电源中绝缘阻抗侦测所使用的硬件电路及绝缘阻抗计算处理方法，具有运算量低，侦测精度高等特点。 

为了解决上述技术问题，本发明的一个技术方案是提供了一种多路输入直流电源绝缘阻抗侦测电路，包括m路直流电源，m路直流电源共负极连接或者共正极连接，其特征在于：若m路直流电源共负极连接，则在直流电源的负极与地之间并接串联的电阻R₀及第一开关； 

若m路直流电源共正极连接，则在直流电源的正极与地之间并接串联的电阻R₀及第一开关。 

优选地，若m路直流电源共负极连接，则每路直流电源的正极分别连接一个二极管的阳极，所有二极管的阴极均连接电阻R_a的一端，电阻R_a的另一端串接第二开关后接地，电阻R_a的阻值与所述电阻R₀的阻值相当。 

优选地，所述电阻R₀或所述电阻R_a为一个电阻组成的单独电阻，或者为至少两个电阻串联或并联而成的等效电阻。 

优选地，在所述串联的电阻R₀及第一开关的两端并接串联的电阻R₁及电阻R₂；所述二极管或为单独增加，或复用待测电路中的二极管。 

优选地，所述电阻R₁及所述电阻R₂均选用阻值远远大于绝缘电阻保护阀值的电阻，该电阻R₁及电阻R₂为独立电阻，或为多个电阻串联的等效电阻。 

优选地，所述第一开关或所述第二开关为可控开关，或为手动开关。 

本发明的另一个技术方案是提供了一种多路输入直流电源绝缘阻抗侦测方法，其特征在于，步骤为： 

第一步、搭建上述的多路输入直流电源绝缘阻抗侦测电路； 

第二步、在第一开关保持断开的时候，检测共负极连接的m路直流电源的负极或者共正极连接的m路直流电源的正极对地的电压V_n；