一种三相四线交流电源系统的绝缘检测电路的制作方法

本发明涉及电路性能检测，具体涉及一种三相四线交流电源系统的绝缘检测电路。

背景技术：

1、随着电力技术的不断发展，在一些无电力供应或者要求电力不能中断的场合，需要用逆变器或发电机将其他能源转化为交流电为用电设备供电，而上述的逆变器或发电机组成的系统可称之为三相四线交流电源系统。

2、三相四线交流电源系统可以包括如金融、通信等行业的机房中需要用到不间断电源(uninterruptible power supply，ups)或者车辆上的车载逆变器等。ups的核心部件是逆变器，用于将蓄电池的直流电逆变为交流电，在停电时为用电设备供电；车载逆变器用于将车载动力电池存储的能量转换为交流电为交流用电设备供电。

3、结合图1，为了解决三相四线交流电源系统的绝缘阻抗难以检测的问题，亟需一种三相四线交流电源系统的绝缘检测电路，对三相四线交流电源系统中交流电源每根线路a、b、c、n与机壳的绝缘阻抗进行检测。

技术实现思路

1、对此，本技术提供一种三相四线交流电源系统的绝缘检测电路，能够对三相四线交流电源系统中交流电源每根线路a、b、c、n与机壳的绝缘阻抗进行检测，以解决三相四线交流电源系统的绝缘阻抗难以检测的问题。

2、为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

3、本技术公开了一种三相四线交流电源系统的绝缘检测电路，包括：辅助检测单元、电压检测单元及微控制单元；

4、所述辅助检测单元连接至所述三相四线交流电源系统中的交流电源，用于提供用于实现绝缘阻抗检测的辅助检测电阻；

5、所述电压检测单元分别连接至所述交流电源和所述辅助检测单元，用于检测所述交流电源中各相电源的电压和中性线的对地电压，以及所述辅助检测单元中各个所述辅助检测电阻的电压；

6、所述微控制单元用于根据所述辅助检测单元中各个所述辅助检测电阻及其电压、所述交流电源中各相电源的电压和中性线的对地电压构建电流平衡方程组，并根据所述电流平衡方程组计算得到所述交流电源中各相电源的对地绝缘阻抗和中性线的对地绝缘阻抗，所述电流平衡方程组包括至少4个电流平衡方程。

7、可选地，在上述的三相四线交流电源系统的绝缘检测电路中，所述辅助检测单元包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一辅助检测电阻、第二辅助检测电阻、第三辅助检测电阻和偏置直流电源；

8、所述第一二极管的阴极连接至所述交流电源中的vc相电源，所述第一二极管的阳极连接至所述第一辅助检测电阻的一端；

9、所述第二二极管的阴极连接至所述交流电源中的vb相电源，所述第二二极管的阳极连接至所述第二辅助检测电阻的一端；

10、所述第三二极管的阴极连接至所述交流电源中的va相电源，所述第三二极管的阳极连接至所述第三辅助检测电阻的一端；

11、所述第一辅助检测电阻的另一端分别连接至所述第二辅助检测电阻的另一端、所述第三辅助检测电阻的另一端和所述偏置直流电源的正极，所述偏置直流电源的负极接地。

12、可选地，在上述的三相四线交流电源系统的绝缘检测电路中，所述电压检测单元包括：第一电压检测子单元、第二电压检测子单元、第三电压检测子单元、第四电压检测子单元、第五电压检测子单元、第六电压检测子单元及第七电压检测子单元；

13、所述第一电压检测子单元用于检测所述交流电源中中性线的对地电压；

14、所述第二电压检测子单元用于检测所述交流电源中va相电源的电压；

15、所述第三电压检测子单元用于检测所述交流电源中vb相电源的电压；

16、所述第四电压检测子单元用于检测所述交流电源中vc相电源的电压；

17、所述第五电压检测子单元用于检测所述辅助检测电路中第三辅助检测电阻的电压；

18、所述第六电压检测子单元用于检测所述辅助检测电路中第二辅助检测电阻的电压；

19、所述第七电压检测子单元用于检测所述辅助检测电路中第一辅助检测电阻的电压。

20、可选地，在上述的三相四线交流电源系统的绝缘检测电路中，所述第一电压检测子单元、所述第二电压检测子单元、所述第三电压检测子单元、所述第四电压检测子单元、所述第五电压检测子单元、所述第六电压检测子单元及所述第七电压检测子单元均为运放组成的差分放大电路。

21、可选地，在上述的三相四线交流电源系统的绝缘检测电路中，所述微控制单元用于根据所述辅助检测单元中各个所述辅助检测电阻及其电压、所述交流电源中各相电源的电压和中性线的对地电压构建电流平衡方程组包括：

22、分别构建第一电流平衡方程、第二电流平衡方程、第三电流平衡方程和第四电流平衡方程；所述第一电流平衡方程包括第一时刻的电压数据，所述第二电流平衡方程包括第二时刻的电压数据，所述第三电流平衡方程包括第三时刻的电压数据，所述第四电流平衡方程包括第四时刻的电压数据，所述电压数据包括所述交流电源中各相电源的电压和中性线的对地电压、以及所述辅助检测单元中各个所述辅助检测电阻的电压；所述第一时刻、所述第二时刻、所述第三时刻及所述第四时刻是所述交流电源中vc相电源电压处于谷底时刻、所述交流电源中vc相电源电压处于峰值时刻、所述交流电源中vb相电源电压处于谷底时刻、所述交流电源中vb相电源电压处于峰值时刻、所述交流电源中va相电源电压处于谷底时刻、所述交流电源中va相电源电压处于峰值时刻中的任意四个；

23、将所述第一电流平衡方程、所述第二电流平衡方程、所述第三电流平衡方程和所述第四电流平衡方程进行联立，得到所述电流平衡方程组。

24、可选地，在上述的三相四线交流电源系统的绝缘检测电路中，所述第一时刻、所述第二时刻和所述第三时刻分别为所述交流电源中vc相电源电压处于谷底时刻、所述交流电源中vb相电源电压处于谷底时刻、所述交流电源中va相电源电压处于谷底时刻，所述第四时刻为所述交流电源中va相电源电压处于峰值时刻、所述交流电源中vb相电源电压处于峰值时刻和所述交流电源中vc相电源电压处于峰值时刻中的任意一个。

25、可选地，在上述的三相四线交流电源系统的绝缘检测电路中，所述第一时刻、所述第二时刻、所述第三时刻和所述第四时刻为最先检测到的四个时刻。

26、可选地，在上述的三相四线交流电源系统的绝缘检测电路中，所述电流平衡方程组中所述电流平衡方程的数量为6。

27、可选地，在上述的三相四线交流电源系统的绝缘检测电路中，所述微控制单元还用于根据所述交流电源中各相电源的对地绝缘阻抗和中性线的对地绝缘阻抗，判断所述三相四线交流电源系统是否出现绝缘失效，在判断出所述三相四线交流电源系统出现绝缘失效之后切断供电；

28、其中，所述交流电源中各相电源的对地绝缘阻抗和中性线的对地绝缘阻抗中存在任意一个对地绝缘阻抗大于预设对地绝缘阻抗，则判定所述三相四线交流电源系统出现绝缘失效；所述交流电源中各相电源的对地绝缘阻抗和中性线的对地绝缘阻抗中所有对地绝缘阻抗均小于所述预设对地绝缘阻抗，则判定所述三相四线交流电源系统未出现绝缘失效。

29、可选地，在上述的三相四线交流电源系统的绝缘检测电路中，所述微控制单元还用于在判断出所述三相四线交流电源系统出现绝缘失效之后，生成提示信号。

30、本发明提供了一种三相四线交流电源系统的绝缘检测电路，包括：辅助检测单元、电压检测单元及微控制单元；辅助检测单元连接至三相四线交流电源系统中的交流电源，用于提供用于实现绝缘阻抗检测的辅助检测电阻；电压检测单元分别连接至交流电源和辅助检测单元，用于检测交流电源中各相电源的电压和中性线的对地电压，以及辅助检测单元中各个辅助检测电阻的电压；微控制单元用于根据辅助检测单元中各个辅助检测电阻及其电压、交流电源中各相电源的电压和中性线的对地电压构建电流平衡方程组，并根据电流平衡方程组计算得到交流电源中各相电源的对地绝缘阻抗和中性线的对地绝缘阻抗，电流平衡方程组包括至少4个电流平衡方程，可以通过较少的器件和电路，对三相四线交流电源系统中交流电源每根线路a、b、c、n与机壳的绝缘阻抗进行检测，解决了现有三相四线交流电源系统的绝缘阻抗难以检测的问题。