[发明专利]适用多路直流输入的直流对地绝缘阻抗检测电路及方法

权利要求书

1.一种适用多路直流输入的直流对地绝缘阻抗检测电路，包含控制器、DC/AC变流器、直流对地绝缘阻抗检测组件，其特征在于，所述DC/AC变流器的功率拓扑，具有桥臂特征拓扑，设有桥臂上部功率开关管组、桥臂下部功率开关管组；

所述直流对地绝缘阻抗检测电路组件包括：直流侧绝缘阻抗、继电器S0、电阻R0；根据戴维南定理，将所有直流侧电源和对地绝缘阻抗等效成一个二端网络，多路直流输入的直流侧绝缘阻抗包含所有直流输入对地等效总阻抗Riso、二端网络开路电压Ux，所有直流输入对地等效总阻抗Riso为若干路直流母线正极BUS+对大地/机壳PE阻抗、若干路直流母线负极BUS-对大地/机壳PE阻抗的等效总阻抗；大地/机壳PE的一端连接直流侧绝缘阻抗，另一端经继电器S0和电阻R0的串联电路连接DC/AC变流器已有功率拓扑的其中一个桥臂中点，控制器通过控制桥臂上部功率开关管与桥臂下部功率开关管的开通和关断，改变电阻R0上的电压，检测电阻R0上的电压。

2.如权利要求1所述的一种适用多路直流输入的直流对地绝缘阻抗检测电路，其特征在于，继电器S0和电阻R0的串联电路中还可串联电感L1。

3.如权利要求1所述的一种适用多路直流输入的直流对地绝缘阻抗检测电路，其特征在于，继电器S0和电阻R0可以交换位置。

4.如权利要求1所述的一种适用多路直流输入的直流对地绝缘阻抗检测电路，其特征在于，适用于DC/AC拓扑中的具有桥臂特征拓扑，包括但不限于单相H4全桥、H5拓扑、H6拓扑、Heric拓扑、三相NPC拓扑、多电平拓扑等。

5.如权利要求1所述的一种适用多路直流输入的直流对地绝缘阻抗检测电路，其特征在于，所述的桥臂上部功率开关管组包括第一开关管Q1；所述的桥臂下部功率开关管组包括第二开关管Q2。

6.如权利要求1所述的一种适用多路直流输入的直流对地绝缘阻抗检测电路，其特征在于，所述的桥臂上部功率开关管组包括串联的第一开关管Q1和第二开关管Q2；所述的桥臂下部功率开关管组包括串联的第三开关管Qm和第四开关管Qn。

7.如权利要求1所述的一种适用多路直流输入的直流对地绝缘阻抗检测电路，其特征在于，用于三电平或多电平拓扑时，继电器S0和电阻R0的一端可以连接在桥臂中间任何一个点；也可以连接与桥臂中点同电位的其他任何点。

8.一种适用多路直流输入的直流对地绝缘阻抗检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1-7任一项所述的绝缘阻抗检测电路，具体实施方式如下：

S1，控制器控制继电器S0闭合，控制桥臂上部开关管Q1开通，桥臂下部开关管Q2关断，测量直流母线负极BUS-对机壳PE的电压，记为Viso1，得到方程

Viso1＝Vx*R0/(Riso+R0)+Vbus*Riso/(Riso+R0) ①

其中，Viso1为S1直流母线负极BUS-对机壳PE的电压，Vx为二端网络开路电压，Riso为直流输入对地等效总阻抗，R0为电阻，Vbus为采样机壳PE对母线负极的电压；

S2，控制器控制继电器S0闭合，控制桥臂上部开关管Q1关断，桥臂下部开关管Q2开通，测量直流母线负极BUS-对机壳(PE)的电压，记为Viso2，得到方程②

Viso2＝Vx*R0/(Riso+R0) ②

其中，Viso2为S2直流母线负极BUS-对机壳PE的电压，Vx为二端网络开路电压，Riso为直流输入对地等效总阻抗，R0为电阻；

S3，联立方程①②，计算出绝缘阻抗为：

Riso＝R0/[Vbus/(Viso1-Viso2)-1] ③

其中，Riso为直流输入对地等效总阻抗，Vbus为采样机壳PE对母线负极的电压，Viso1为S1直流母线负极BUS-对机壳PE的电压，Viso2为S2直流母线负极BUS-对机壳PE的电压。