[发明专利]交流电压绝缘失效检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及绝缘失效检测技术。

背景技术

车载应用时，由于各种情况，极易发生电路的高压端与低压端绝缘失效情况，造成电子系统的损坏，甚至可能引发严重的安全事故。为此，必须要采取相应的措施进行系统的绝缘检测及绝缘失效情况下的器件保护。绝缘检测电路作为系统的附属子电路，必须满足以下几个基本要求：1)电路结构简单，所占空间尽可能小；2)电路必须稳定可靠。采用的元器件尽量简单，不含不稳定元件；3) 电路可移植性好，能够轻易面对复杂情况。

现有的绝缘检测及保护电路所占体积较大，成本较高，不适用于集成度较高的电路中。另外，一旦出现交流过压的情况，容易导致用电设备的损坏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种高低压端绝缘失效检测装置，其能够检测出交流高压端与低压端之间的绝缘失效的情况，另外，还能够防止因交流过压而导致的用电设备损坏。

本发明所采用的技术方案是：一种交流电压绝缘失效检测装置，其特点在于，包括第一TVS管、第二TVS管和分压电路；其中，第一TVS管的正极和第二TVS管的正极分别与交流高压端的火线端和零线端连接，第一TVS管的负极与第二TVS管的负极连接；分压电路包括第一电阻和第二电阻；第一电阻的一端与第一TVS管的负极和第二TVS管的负极的共接点连接，第一电阻的另一端与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端与低压端连接。 

采用上述技术方案后，当分压电路的输出电压大于一预设的阈值时，即可判断交流高压端与低压端之间发生了绝缘失效的情况。此外，由于增加了两个TVS管，能够防止因交流过压而导致的用电设备损坏。通过本发明还能计算出绝缘电阻的阻值大小以做电路的扩展应用。本发明电路结构简单，检测结果可靠性高。

附图说明

图1是根据本发明交流电压绝缘失效检测装置的一个实施例的电路结构示意图。

图2是根据本发明一实施例的交流电压绝缘失效检测装置在交流火线端与低压端绝缘故障时的电流流向示意图。

图3是根据本发明一实施例的交流电压绝缘失效检测装置在交流零线端与低压端绝缘故障时的电流流向示意图。

图4是根据本发明一实施例的交流电压绝缘失效检测装置在交流火线端与交流零线端同时对低压端绝缘故障时的电流流向示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做出进一步的说明。

如图1所示，根据本发明一实施例的交流电压绝缘失效检测装置包括第一TVS（ Transient Voltage Suppressor）管TVS1、第二TVS管TVS2和分压电路。

其中，第一TVS管TVS1的正极和第二TVS管TVS2的正极分别与交流高压端的火线端P和零线端N连接，第一TVS管TVS1的负极与第二TVS管TVS2的负极连接。分压电路包括第一电阻R1和第二电阻R2。第一电阻R1的一端与第一TVS管TVS1的负极和第二TVS管TVS2的负极的共接点连接，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端与低压端G（参考地）连接。最好是，R1的阻值为R2的阻值的100倍以上。

采用上述技术方案后，如果在交流高压端与低压端之间没有漏电流（漏电阻）的产生，则交流火线端P以及交流零线端N与低压端G（参考地，实际为器件机壳）没有回路，也就没有电流产生，Uo点的电压为0V。考虑到R2的大小以及误差因素等，可设定一阈值（例如为2.3V），当分压电路的输出电压Uo大于该预设的阈值时，即可判断出交流高压端与低压端之间发生了绝缘失效的情况。

电路中的绝缘情况一共可能有四种，以下将逐一说明。为了便于说明，此处忽略了电路中的TVS管的导通压降。

1).绝缘正常的情况

在正常工作状况下，Uo的值为0V。在这种情况下，有

2).交流火线端P与低压端G（参考地）之间的绝缘失效

如果绝缘失效发生在交流火线端P与低压端G之间，相当于在交流火线端P与低压端G之间并上了一个电阻X1（图中参考地并非为真正的大地，该端点悬空，且没有电流损失）。由于TVS管单向导通的特性，使交流信号只在Un大于Up的时刻才会有电流产生，即交流信号的正半周，从图2中看出，此时电路输出Uo的电压因有电流回路而大于0V。

在这种情况下，有

根据以下公式可算出交流高压端的火线端P与低压端G之间的绝缘电阻X₁：