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ZHDA025 January 2026 TPSI2240-Q1

1.1 绝缘监测

有多种测量绝缘层的方法。但是，较常用的两种方法是交流电流注入和电阻电桥。一般来说，交流电流注入方法可在各种工作条件下灵活调整，广泛用于直流充电，但与电阻电桥方法相比，其复杂性和成本更高。无论采用哪种方法，该方法都必须满足精度、响应时间和工作电压限制等标准要求。与电阻电桥方法相关的关键挑战之一是处理较大的 RC 时间常数。某些系统（如兆瓦充电器）需要非常大的 Y 电容（例如 4µF）。TIDA-010985 实现了电阻电桥方法，该参考设计专门用于通过采用全新的预测算法来处理较大的 Y 电容，从而缩短测量时间，同时无需进行大量计算（如浮点运算）。此外，这种新设计拓扑还限制了 Y 电容上的电压变化。表 1-2 展示了各种方法的比较概览。

表 1-2 各种 IMD 方法的比较

方法	优点	缺点
交流电流注入通常作为独立模块出售	可以测量通电和未通电的线路测量期间绝缘电阻不会降低支持 UL 2231-2，包括大型 Y 电容	高硬件复杂性和成本软件复杂性高（交流信号处理，浮点数学）
电阻电桥 TIDA-01513，BQ79731 EVM TIDA-010232（MCU 处于隔离 GND 状态）	实施简便 – 包括硬件和软件低成本低计算工作量	对于大型 Y 电容器 (> 100nF)，不支持 UL 2231-2 由于测量期间相对于 PE 的高电压摆幅，因此不支持 IEC 61851-23。将应用限制在 500Vbus 以下仅能测量通电线路可略微降低测量期间的绝缘电阻
平衡电阻电桥 + 预测算法 TIDA-010985（MCU 处于接地 GND 状态）	实施简便 – 包括硬件和软件低成本和较轻的计算能力测量期间相对于 PE 的有限电压摆幅，支持 IEC 61851-23 支持 UL 2231-2，包括大型 Y 电容	仅能测量通电线路可略微降低测量期间的绝缘电阻

方法

优点

缺点

交流电流注入

通常作为独立模块出售

可以测量通电和未通电的线路
测量期间绝缘电阻不会降低
支持 UL 2231-2，包括大型 Y 电容

高硬件复杂性和成本
软件复杂性高（交流信号处理，浮点数学）

电阻电桥

TIDA-01513，BQ79731 EVM
TIDA-010232（MCU 处于隔离 GND 状态）

实施简便 – 包括硬件和软件
低成本
低计算工作量

对于大型 Y 电容器 (> 100nF)，不支持 UL 2231-2
由于测量期间相对于 PE 的高电压摆幅，因此不支持 IEC 61851-23。将应用限制在 500Vbus 以下
仅能测量通电线路
可略微降低测量期间的绝缘电阻

平衡电阻电桥 + 预测算法

TIDA-010985（MCU 处于接地 GND 状态）

实施简便 – 包括硬件和软件
低成本和较轻的计算能力
测量期间相对于 PE 的有限电压摆幅，支持 IEC 61851-23
支持 UL 2231-2，包括大型 Y 电容

仅能测量通电线路
可略微降低测量期间的绝缘电阻

表 1-3 总结了与 UL 2231-2 和 IEC 61851-23 相比，TIDA-010985 的关键规范。

表 1-3 关键 UL 2231-2，IEC 61851-23 规格

参数	UL 2231-2/IEC 61851-23 规格	TIDA-010985
跳闸精度（对称和非对称故障）	15%	5%
响应时间	< 10 秒	< 2 秒（Ciso = 4µF，Riso = 1MΩ）
线路与 PE 之间的电压变化占 VDC 的百分比	10%	10%（即 1kV 总线为 50V）