【技術實現步驟摘要】
本技術涉及電動汽車充電，特別是一種交流充電系統接地檢測電路。
技術介紹
1、新能源電動汽車充電標準中要求檢測地線功能，即充電產品在充電開始前-充電中-充電完成的過程中，需要確認接地線良好。如檢測到地線斷開則需斷開充電回路、發出告警提醒用戶，避免發生充電安全事故。
2、當前新能源汽車充電產品中使用的接地檢測方式主要采用火線對地回路來檢測地線接入是否良好，但當地線接觸不良，即地線與真實大地存在一定電阻的情況下，則無法檢出地線實際功能，使得充電過程可能存在事故風險。
技術實現思路
1、本技術的目的是提供一種交流充電系統接地檢測電路，能夠對保護地線進行準確的功能檢測，以及時應對地線異常情形，避免因此發生的充電安全事故。
2、本技術采用的技術方案為：一種交流充電系統接地檢測電路，包括信號采樣模塊、信號處理模塊和處理器；
3、所述信號采樣模塊包括一級電阻分壓單元、半波整流單元、二級電阻分壓單元和電阻采樣單元；交流電源的每條火線或火線與零線上分別設置所述一級電阻分壓單元，一級電阻分壓單元的輸出端連接一個所述半波整流單元；半波整流單元的輸出端依次經二級電阻分壓單元和電阻采樣單元后接入信號地gnd以及保護地線pe；
4、所述電阻采樣單元輸出保護地線pe上的電阻采樣信號至所述信號處理模塊，所述信號處理模塊對所述電阻采樣信號進行處理后傳輸至所述處理器。
5、可選的，所述信號處理模塊包括依次連接在所述電阻采樣單元輸出端與處理器輸入端之間的一級濾波
6、其中，一級信號放大單元的放大倍數為小于10倍，且小于所述二級信號放大單元的放大倍數。也即，本技術經過第一信號放大單元時信號放大幅度較小，信號幅值較低，由此可避免外部emc信號的耦合干擾，而后信號經過二級信號放大單元時被再次放大，使得信號和ac交流源保持相同頻率的交流半波信號。
7、可選的，所述信號處理模塊還包括信號整流單元和信號保持單元；
8、所述二級信號放大單元的輸出端連接所述信號整流單元，信號整流單元的直流輸出端連接信號保持單元，信號保持單元的輸出端連接所述處理器。信號整流單元的設置可將接地檢測信號由脈沖信號轉換成直流，從而不再受輸入電網頻率的影響，分辨率更高，能夠更好地兼容50hz和60hz電網。
9、可選的，所述一級濾波單元包括并聯于電阻采樣單元輸出端上的第一信號濾波單元和第二信號濾波單元，兩者的輸出端分別連接所述一級信號放大單元。
10、可選的，所述處理器采用單片機，信號保持單元的輸出端連接至單片機的adc引腳。當地線斷開，電阻采樣單元上無流，單片機adc端口無信號；當地線接地良好以及接觸不良時，電阻采樣單元上有電流流過，但由于僅在接觸不良時地線對地阻值不為零，因此兩種情況下單片機adc端口能夠采集到的信號不同，由此只需判斷轉換后的數字信號是否在設計范圍內，即可判斷地線是否存在接觸不良的情形。
11、可選的，?所述一級電阻分壓單元包括串接在交流電源的火線、零線上的一級分壓電阻，所述二級電阻分壓單元包括二級分壓電阻r4，所述半波整流單元包括整流二極管，其陰極連接所述一級分壓電阻，陽極連接二級分壓電阻r4，所述整流二極管上并聯有雙向穩壓二極管；
12、所述電阻采樣單元包括串接在二級分壓電阻r4與gnd端之間，并串接保護地線pe的采樣電阻r10，采樣電阻r10的兩端作為所述電阻采樣單元的輸出端。作為對地最后一級串阻的r10可采用高精度電阻，提高對地阻抗值檢測的精度。
13、可選的，?所述第一信號濾波單元和第二信號濾波單元分別采用并聯阻容濾波電路；所述一級信號放大單元包括運算放大器u1a以及并接在u1a的反向輸入端和輸出端上的電阻r1；
14、所述采樣電阻r10的兩端分別連接第一信號濾波單元和第二信號濾波單元的輸入端；第一信號濾波單元和第二信號濾波單元的輸出端分別連接至u1a的反向輸入端和同向輸入端。在交流電源的負半周期，采樣電阻r10兩端的電位為接地端高于另一端，因此，對應高電位輸出的第二信號濾波單元接入u1a的同向輸入端，對應低電位輸出的第一信號濾波單元接入u1a的反向輸入端。
15、可選的，所述二級信號放大單元包括運算放大器u1b、電阻r16和電阻r17；電阻r16兩端分別連接u1b的同向輸入端與輸出端，電阻r17一端連接u1b的反向輸入端，另一端接地；u1b的輸出端作為所述二級信號放大單元的輸出端。
16、可選的，所述信號整流單元包括電阻r9和二極管d3，以及一端連接在r9與d3之間，另一端接地的電容c6；二級管d3的陽極連接r9，陰極作為信號整流單元的輸出端。
17、可選的，所述信號保持單元包括并聯的電容c7和電阻r11，兩者并聯后的一端接地，另一端連接在所述信號整流單元的輸出端與單片機的adc引腳之間。
18、有益效果
19、與現有技術相比，本技術具有以下優點和進步：
20、（1）通過電阻分壓電路采集交流電源線路的對地電阻，能夠檢測地線良好、斷線以及接觸不良等情形，且能夠檢測到地線阻抗的變化，可有效避免因地線接觸不良而無法測出時的充電事故風險；且兩個電阻分壓單元的涉及能夠降低輸入端對地漏電，避免采樣信號過大導致對地電阻檢測精度降低。
21、（2）兼容性強，既可使用在國標和歐標的單相(l,n,pe)、三相(l1,l2,l3,n,pe)電網充電系統中，也可使用在美標和日標電網的單相tn-c?(l,n,pe)和兩相電網tn-s（l1,l2,pe）；
22、（3）通過設置多級信號放大和濾波，提升了電路抗干擾性；
23、（4）通過設置信號整流單元和信號保持單元，將交流對地檢測信號轉換為直流檢測信號，可適應不同電網頻率下的接地檢測；
24、（5）電路體積小，易于實現。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種交流充電系統接地檢測電路，其特征是，包括信號采樣模塊、信號處理模塊和處理器；
2.根據權利要求1所述的交流充電系統接地檢測電路，其特征是，所述信號處理模塊包括依次連接在所述電阻采樣單元輸出端與處理器輸入端之間的一級濾波單元、一級信號放大單元、二級濾波單元和二級信號放大單元；
3.根據權利要求2所述的交流充電系統接地檢測電路，其特征是，所述信號處理模塊還包括信號整流單元和信號保持單元；
4.根據權利要求3所述的交流充電系統接地檢測電路，其特征是，所述一級濾波單元包括并聯于電阻采樣單元輸出端上的第一信號濾波單元和第二信號濾波單元，兩者的輸出端分別連接所述一級信號放大單元。
5.根據權利要求4所述的交流充電系統接地檢測電路，其特征是，所述處理器采用單片機，信號保持單元的輸出端連接至單片機的ADC引腳。
6.根據權利要求5所述的交流充電系統接地檢測電路，其特征是，所述一級電阻分壓單元包括串接在交流電源的火線、零線上的一級分壓電阻，所述二級電阻分壓單元包括二級分壓電阻R4，所述半波整流單元包括整流二極管，其陰極連接所述一級
7.根據權利要求6所述的交流充電系統接地檢測電路，其特征是，所述第一信號濾波單元和第二信號濾波單元分別采用并聯阻容濾波電路；所述一級信號放大單元包括運算放大器U1A以及并接在U1A的反向輸入端和輸出端上的電阻R1；
8.根據權利要求7所述的交流充電系統接地檢測電路，其特征是，所述二級信號放大單元包括運算放大器U1B、電阻R16和電阻R17；電阻R16兩端分別連接U1B的同向輸入端與輸出端，電阻R17一端連接U1B的反向輸入端，另一端接地；U1B的輸出端作為所述二級信號放大單元的輸出端。
9.根據權利要求8所述的交流充電系統接地檢測電路，其特征是，所述信號整流單元包括電阻R9和二極管D3，以及一端連接在R9與D3之間，另一端接地的電容C6；二級管D3的陽極連接R9，陰極作為信號整流單元的輸出端。
10.根據權利要求9所述的交流充電系統接地檢測電路，其特征是，所述信號保持單元包括并聯的電容C7和電阻R11，兩者并聯后的一端接地，另一端連接在所述信號整流單元的輸出端與單片機的ADC引腳之間。
...【技術特征摘要】
1.一種交流充電系統接地檢測電路，其特征是，包括信號采樣模塊、信號處理模塊和處理器；
2.根據權利要求1所述的交流充電系統接地檢測電路，其特征是，所述信號處理模塊包括依次連接在所述電阻采樣單元輸出端與處理器輸入端之間的一級濾波單元、一級信號放大單元、二級濾波單元和二級信號放大單元；
3.根據權利要求2所述的交流充電系統接地檢測電路，其特征是，所述信號處理模塊還包括信號整流單元和信號保持單元；
4.根據權利要求3所述的交流充電系統接地檢測電路，其特征是，所述一級濾波單元包括并聯于電阻采樣單元輸出端上的第一信號濾波單元和第二信號濾波單元，兩者的輸出端分別連接所述一級信號放大單元。
5.根據權利要求4所述的交流充電系統接地檢測電路，其特征是，所述處理器采用單片機，信號保持單元的輸出端連接至單片機的adc引腳。
6.根據權利要求5所述的交流充電系統接地檢測電路，其特征是，所述一級電阻分壓單元包括串接在交流電源的火線、零線上的一級分壓電阻，所述二級電阻分壓單元包括二級分壓電阻r4，所述半波整流單元包括整流二極管，其陰極連接所述一級分壓電阻，陽極...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王文豪，吳方捷，施偉偉，
申請(專利權)人：南京康尼新能源汽車零部件有限公司，
類型：新型
國別省市：
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