ZHDA048 January   2026 AMC3330-Q1 , INA148-Q1 , TPS61170-Q1 , TPSI2240-Q1

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1简介
    1. 1.1 背景
    2. 1.2 工作原理
  5. 2硬件设计
    1. 2.1 固态继电器 (SSR)
    2. 2.2 电阻器
      1. 2.2.1 最小电阻
      2. 2.2.2 最大电阻
      3. 2.2.3 电阻比
    3. 2.3 辅助电源
    4. 2.4 放大器
      1. 2.4.1 低电压侧的 MCU
      2. 2.4.2 交流侧的 MCU
  6. 3软件设计
    1. 3.1 趋稳时间
    2. 3.2 SSR 序列
    3. 3.3 电压阈值
    4. 3.4 移动平均值
    5. 3.5 合理性检查
    6. 3.6 控制方案摘要
  7. 4仿真结果
    1. 4.1 趋稳时间
    2. 4.2 输入电压范围
    3. 4.3 合理性检查
    4. 4.4 精度
    5. 4.5 Y 电容器的影响
  8. 5总结
  9. 6参考资料

4.4 精度

IMD 的精度与许多因素有关，例如电阻器的精度、Y 电容值、直流偏置电源的偏差、放大器误差和趋稳时间。评估 IMD 精度的最可靠方法是通过硬件测试。该仿真仅用于验证是否能够在几种典型的工作条件下检测绝缘故障。

如表 4-2 所示，在非对称绝缘故障的情形中，当绝缘电阻降至 90kΩ 以下时，VIN_AVG 超过 1.8V 阈值，并检测到绝缘故障。当绝缘电阻大于 200kΩ 时，即使 VIN_AVG 由于各种错误而超过 1.8V，VIN 的峰值仍低于 2.5V 阈值，这意味着合理性检查可防止误报绝缘故障。

对于对称绝缘故障的情形，可以在表 4-3 中找到 VIN 峰值电压和 VIN_AVG。当绝缘电阻降至 90kΩ 以下时，VIN_AVG 超过 1.8V 阈值，并检测到绝缘故障。当绝缘电阻高于 500kΩ 时，VIN_AVG 比 1.8V 阈值低 60mV，不会错误地触发绝缘故障。

表 4-3 在不同绝缘电阻下检测到的电压
RisoL RisoN VIN 峰值 VIN_AVG 合理性检查适用 绝缘故障
10MΩ 10MΩ 1.51V 1.51V 否 否
1MΩ 1MΩ 1.69V 1.69V 否 否
500kΩ 500kΩ 1.74V 1.74V 否 否
200kΩ 200kΩ 1.79V 1.79V 否 否
90kΩ 90kΩ 1.81V 1.81V 否 是
0kΩ 0kΩ 1.83V 1.83V 否 是

当发生对称绝缘故障时，最棘手的情况是绝缘电阻都在 200kΩ 左右。这是因为 1.79V VIN_AVG 非常接近 1.8V 阈值，因此很容易发生误触发绝缘故障的情况。

在 200kΩ 下误触发并不是很糟糕，因为绝缘电阻预计为兆欧级，而阈值为 110kΩ，因此如果绝缘电阻为 200kΩ，则系统中已经存在问题。如节 3.5 中所述，对于这种情况，建议使用更长的采样时间并取平均值，以最大限度地降低动态误差对采样精度的影响。