ZHCUCG4 October   2024

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   6
  7. 1系统说明
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
      1. 2.2.1 总线电压测量精度
      2. 2.2.2 分流电流测量
      3. 2.2.3 绝缘阻抗监测器
    3. 2.3 主要产品
      1. 2.3.1 BQ79731-Q1
      2. 2.3.2 TPSI2140-Q1
      3. 2.3.3 ISO7841
      4. 2.3.4 SN6507
      5. 2.3.5 TPS7B6950
  9. 3硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 硬件要求
    2. 3.2 测试设置
    3. 3.3 测试结果
      1. 3.3.1 总线电压精度
      2. 3.3.2 电流检测精度
      3. 3.3.3 绝缘阻抗精度
  10. 4设计和文档支持
    1. 4.1 设计文件
      1. 4.1.1 原理图
      2. 4.1.2 BOM
    2. 4.2 工具与软件
    3. 4.3 文档支持
    4. 4.4 支持资源
    5. 4.5 商标
  11. 5作者简介

绝缘阻抗监测器

本设计采用不对称桥式拓扑结构,确保绝缘阻抗(RisoP 和 RisoN)不低于 50kΩ 时测量精度达 ±20%;若绝缘阻抗低于 50kΩ,最大误差为 10kΩ。

SW 开关用于连接 PE 和绝缘阻抗监测电路,并在启动绝缘阻抗监测功能时接通。要获得高精度隔离阻抗,请执行以下几个步骤:

  1. 关闭 SW 和 TPSI2140。BQ79731 测量总线电压 VDC (VBAT+–VBAT–)。
  2. 关闭 SW 和 TPSI2140。将电阻器 RH 与电阻器 R1 串联。BQ79731 测量从 PE 到 BAT– 的电压 VNoff。
  3. 打开 SW 和 TPSI2140。将电阻器 RH 短接。BQ79731测量从 PE 到 BAT– 的电压 VNon。
  4. 计算得到 RisoP 和 RisoN。
  5. 返回步骤 1,进行新的监测循环。

图 2-1 展示了绝缘阻抗监测器电路。设计上通过并联电阻器 RH 和串联电阻器 R1,确保 TPSI2140 触点两端的工作电压始终保持在 1000V 以下。RH 的阻值为 1.5MΩ,R1 的阻值为 3MΩ,两者精度均为 0.1%。R2 的阻值为 4.5MΩ,精度同样为 0.1%。在最坏情况下,若 RisoN 短路且 TPSI2140 关闭,则 R1、RH 和 TPSI2140 将共同承受总线电压。在本例中,TPSI2140 承受的电压为 1000V。

TIDA-010272 绝缘阻抗监测器电路图 2-4 绝缘阻抗监测器电路

步骤 1 至步骤 3 中,利用 BQ79731 可以测量 VDC、VNoff 和 VNon,并通过方程式 2方程式 3 计算相关值。

方程式 2. Ri s o P = V D C × V N o n - V N o f f V D C - V N o n × V N o f f R 1 - V D C - V N o f f × V N o n R 1 + R H
方程式 3. R i s o N = V N o n V D C - V N o n 1 R 1 + 1 R i s o P - V N o n × 1 R 34 + R 2

当 RisoP 和 RisoN 在室温下处于 50kΩ 至 10MΩ 范围内时,计算精度可高达 10%。

考虑到 ADC 误差和电阻器误差,当 RisoP 等于 50kΩ 且 RisoN 在室温下无限大时,最差情况下的绝缘阻抗估算误差为 7.5%。