常見的無源接地的電橋法的基本原理是在直流正、負(fù)端與地直接介入一系列電阻，通過電子開關(guān)或繼電器切換接入電阻大小，測量不同接入電阻下正負(fù)端對地的絕緣電阻。

開關(guān)K斷開時，得到下列方程：

開關(guān)K閉合時，同理得到另一個方程：

兩個方程可以求解得到Rp、Rn。但是當(dāng)Rp=Rn時，方程組無解。這里介紹一種改進的電橋，采用直流電壓注入法。

考慮到在注入信號的情況下：

（1）有直流系統(tǒng)的電流流入信號產(chǎn)生電路而干擾信號產(chǎn)生電路的正常工作，影響絕緣電阻的計算精度。

（2）直流注入信號產(chǎn)生電路選用拓?fù)浜唵吻逸斎胼敵鲭娖鞲綦x的反激變換器，但是反激變換器功率場效應(yīng)管開通瞬間存在較大的電流尖峰，產(chǎn)生電磁干擾，增加開關(guān)管的電流盈利，輸出紋波電壓較大。而且采用峰值電流控制方法時，可能導(dǎo)致開關(guān)管誤動。

鑒于以上原因，可以只在電池開路情況下注入直流信號。高壓直流信號是在電池總電壓U過低或開路故障時，通過隔離變換器分別給正、負(fù)母線與地之間額外注入高壓（例如700V）使得絕緣電測電路在正負(fù)母線不帶電情況下也能計算絕緣電阻。

上圖中，虛線框內(nèi)為絕緣檢測的采樣電路和注入信號的產(chǎn)生裝置。R1-R4是采樣電阻，在前期開發(fā)實驗中可以通過調(diào)整滑線變阻器阻值得到合適的采樣信號，并將選定的電阻值用于最終電路的計算。注入信號產(chǎn)生部分由單片機輸出PWM信號來控制場效應(yīng)管的通斷，在變壓器的副邊感應(yīng)出700V的高壓信號，在通過阻容濾波得到直流高壓信號。其中，變壓器采用輸入輸出隔離的反激變換器，輸出濾波只需要一個濾波電容，不需要電感（體積和重量都太大）。尤其在高壓輸出時，避免高壓電感和高持續(xù)流二極管。功率晶體管零點六開通，開通損耗小。而二極管零點六關(guān)斷，可以不考慮反響恢復(fù)。其中，R為已知阻值的限流電阻。下面分別看正負(fù)母線帶電、不帶電的情況。

帶電情況

此時信號產(chǎn)生電路不工作，則當(dāng)S1/S2閉合，電路等效如下。

對電阻R1、R2進行電壓采樣，經(jīng)過換算可得到正負(fù)端對地絕緣電阻上的電壓Up、Un，兩者之和等于總電壓U。這里假設(shè)了在測量的很短時間內(nèi)，Up、Un看作是不變的。

當(dāng)S1閉合、S2斷開時，電路等效如下：

從電路可以得到如下方程

同理，在S1斷開、S2閉合時，可以得到如下方程

以上可以求解得到絕緣電阻。完成上述的額絕緣電阻檢測后，斷開S1、S2，關(guān)閉PWM信號，等待下一跳指令。

不帶電情況

當(dāng)S1閉合、S2斷開時，在正端注入PWM1信號，電路等效如下：

單片機注入PWM1信號后在R3產(chǎn)生高壓信號，實際應(yīng)用中可根據(jù)不同工況來改變PWM的占空比調(diào)節(jié)。假設(shè)采樣電阻R3采樣的電壓為Ucc，由R1上采樣電壓換算得到的正對地絕緣電阻上的電壓為U1’，則可以得到下列方程，求解得到Rp。

當(dāng)S1斷開、S2閉合時，同理在負(fù)端注入PWM2信號，也可以得到對應(yīng)方程，求得Rn。最后，完成正負(fù)絕緣電阻的檢測計算之后，斷開S1/S2，關(guān)閉PWM信號，等待下一條指令。

參考

Active detection system of insulation resistance in electric vehicle

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