1.本发明涉及充电桩技术领域，具体地说，涉及一种充电桩接地阻抗检测电路及方法。
背景技术：2.电动汽车越来越受到市场欢迎，随之而来的是充电桩使用量也大幅增加。充电桩作为一种高压设备，其对安全性要求很高。其中接地导体连续性侦测是重要一环，既能保护电动汽车，更能保护人身安全。不同地区对充电桩有不同的质量标准。比如一些地区对充电桩输入接地有着特殊要求，即要求输入接地阻抗高于阈值时即进行保护。
3.目前为实现输入接地阻抗的侦测，通常采用数字电桥电路的方案。该电路通过一系列光耦与mcu模块配合，通过一套复杂计算获得输入阻抗。此套电路器件众多，且算法复杂；导致电路实施难度大，实用性不强。
技术实现要素：4.有鉴于此，本发明提供一种充电桩接地阻抗检测电路及方法，实现对充电桩接地阻抗的检测；并且电路简单，实施难度低，实用性较强。
5.根据本发明的一个方面，提供一种充电桩接地阻抗检测电路,所述充电桩接入电网，包括：
6.第一采样模块，用于获取关联电网的第一相线的第一电压采样信号；
7.第二采样模块，用于获取关联电网的第二相线的第二电压采样信号；以及
8.主控模块，分别连接于所述第一采样模块和所述第二采样模块，依据所述第一电压采样信号和所述电压采样信号，获得所述第一相线输入的第一输入电压与所述第二相线输入的第二输入电压之间的电压差，并基于所述电压差判断所述充电桩的接地阻抗是否异常。
9.可选地，所述主控模块在所述电压差大于预设压差阈值时，确定所述充电桩的接地阻抗存在异常；以及在所述电压差小于等于所述预设压差阈值时，确定所述充电桩的接地阻抗正常。
10.可选地，所述充电桩具有emc电路，所述emc电路与所述接地阻抗检测电路连接，所述emc电路包括第一电容和第二电容，所述第一电容的第一端连接于所述电网的第一相线，所述第二电容的第一端连接于所述电网的第二相线，所述第一电容的第二端和所述第二电容的第二端均接参考地。
11.可选地，所述主控模块获取所述第一电容的第一电容值、所述第二电容的第二电容值以及电网系统类型，并基于所述第一电容值、第二电容值以及所述电网系统类型，确定所述预设压差阈值。
12.可选地，所述第一电容的第一电容值和所述第二电容的第二电容值不相等。
13.可选地，所述第一采样模块和所述第二采样模块均为差分采样电路。
14.可选地，所述第一采样模块包括运算放大器，所述运算放大器的同相输入端接参考地，反相输入端分别连接于所述电网的第一相线以及所述运算放大器的输出端。
15.可选地，所述第一采样模块还包括第一采样电阻、第二采样电阻、第三采样电阻以及第四采样电阻；所述第一采样电阻和所述第二采样电阻均串联连接于参考地和所述运算放大器的同相输入端之间；所述第三采样电阻串联连接于所述电网的第一相线和所述运算放大器的反相输入端之间；所述第四采样电阻分别连接所述运算放大器的反相输入端和输出端。
16.可选地，所述第一相线和所述第二相线均为火线。
17.根据本发明的另一个方面，提供一种充电桩接地阻抗检测方法，基于上述任一充电桩接地阻抗检测电路进行检测，包括以下步骤：
18.s110，获取关联电网的第一相线的第一电压采样信号；
19.s120，获取关联电网的第二相线的第二电压采样信号；以及
20.s130，依据所述第一电压采样信号和所述电压采样信号，获得所述第一相线输入的第一输入电压与所述第二相线输入的第二输入电压之间的电压差，并基于所述电压差判断所述充电桩的接地阻抗是否异常。
21.可选地，步骤s130包括：
22.在所述电压差大于预设压差阈值时，确定所述充电桩的接地阻抗存在异常；以及在所述电压差小于等于所述预设压差阈值时，确定所述充电桩的接地阻抗正常。
23.可选地，所述充电桩具有emc电路，所述emc电路包括第一电容和第二电容，所述第一电容的第一端连接于所述电网的第一相线，所述第二电容的第一端连接于所述电网的第二相线，所述第一电容的第二端和所述第二电容的第二端均接参考地；步骤s130包括：
24.获取所述第一电容的第一电容值、所述第二电容的第二电容值以及电网系统类型；以及
25.基于所述第一电容值、第二电容值以及所述电网系统类型，确定所述预设压差阈值。
26.本发明与现有技术相比的有益效果在于：
27.本发明提供的充电桩接地阻抗检测电路及方法通过分别获取到关联交流电网两个相线的第一电压采样信号和第二电压采样信号，计算出两个相线输入电压的电压差，从而判断充电桩接地阻抗是否正常；实现了对充电桩接地阻抗的检测以及保护了其充电安全；并且电路简单，实施难度低，实用性较强。
附图说明
28.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本发明一实施例公开的一种充电桩的系统结构示意图；
30.图2为本发明一实施例公开的充电桩接地阻抗检测电路的结构示意图；
31.图3为本发明一实施例公开的一种充电桩中emc电路的结构图；
32.图4为本发明一实施例公开的充电桩接地阻抗检测电路中第一采样模块的电路结构图；
33.图5为本发明一实施例公开的充电桩接地阻抗检测电路中第二采样模块的电路结构图；
34.图6为本发明一实施例公开的充电桩接地阻抗检测方法的流程示意图。
具体实施方式
35.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、材料、装置等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免模糊本公开的各方面。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
36.用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”、“具有”以及“设有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。
37.本发明公开了一种充电桩接地阻抗检测电路及方法。该充电桩接入交流电网。如图1所示，本发明一实施例公开了一种充电桩。该充电桩包括辅助电源、控制单元和继电器。上述接地阻抗检测电路即设于控制单元中。该控制单元包含有mcu(microcontroller unit,微控制单元)模块，可以作为上述接地阻抗检测电路中的主控模块。辅助电源中具有emc(electromagnetic compatibility,电磁兼容)电路。充电桩的输入包括第一相线(l1线)、第二相线(l2线)和pe(接地线)，充电桩的输出端包含l1线输出端、l2线输出端和pe线输出端。其中pe线能保证充电桩和电动汽车充电过程中在各种情况(包括故障状态)下外壳安全，不会对电动汽车和人身造成危害。充电桩的输出端与电动汽车obc(on-board charger，车载充电器)设备连接，向电动汽车供电。emc电路的输入端分别连接上述l1线、l2线和pe线。
38.本实施例中，上述第一相线和上述第二相线均为火线。本技术不以此为限。
39.本发明一实施例公开了一种充电桩接地阻抗检测电路。如图2所示，上述接地阻抗检测电路包括第一采样模块11、第二采样模块12以及主控模块13。主控模块13分别连接于所述第一采样模块11和所述第二采样模块12。第一采样模块11用于获取关联电网的第一相线的第一电压采样信号，即获取关于l1线电网输入电压的电压采样信号。第二采样模块12用于获取关联电网的第二相线的第二电压采样信号，即获取关于l2线电网输入电压的电压采样信号。
40.具体实施时，上述第一采样模块11和主控模块13连接后可以串联连接于电网的第一相线(l1线)与充电桩的l1线输出端之间。第二采样模块12和主控模块13连接后可以串联连接于电网的第二相线(l2线)与充电桩的l2线输出端之间。进一步地，第一采样模块11可以串联连接于电网的第一相线和继电器之间。第二采样模块12可以串联连接于电网的第二
相线和继电器之间。
41.本实施例中，上述emc电路与上述接地阻抗检测电路连接。如图3所示，上述emc电路包括第一电容c1和第二电容c2。上述第一电容c1的第一端连接于上述电网的第一相线，上述第二电容c2的第一端连接于上述电网的第二相线。上述第一电容c1的第二端和上述第二电容c2的第二端均接sgnd参考地。上述emc电路还包括第一电压源v1和第二电压源v2。第一电压源v1和第二电压源v2的负极均连接pe线和sgnd参考地，第一电压源v1的正极分别连接电网的第一相线和第一电容c1的第一端。第二电压源v2的正极分别连接电网的第二相线和第二电容c2的第一端。
42.本实施例中，上述第一电容c1和第二电容c2为电路中y电容，这样不需要额外增加电容，使得电路结构简单的同时，节省了电路成本。在充电桩中，sgnd为mcu参考地，由于控制导引回路原因，pe与sgnd等电位。其中pe为电网地电位，sgnd为充电桩内部参考地，通过接引方式将其连在一起。本实施例中，上述第一电容c1和第二电容c2的电容值不相等，这样使得第一相线与第二相线对pe线的阻抗不一样，利于测得电压差。
43.本实施例中，上述第一采样模块11和上述第二采样模块12均为差分采样电路。这样使得该检测电路能够抑制共模干扰，抗干扰能力强。
44.本实施例中，主控模块13依据上述第一电压采样信号和上述电压采样信号，获得上述第一相线输入的第一输入电压与上述第二相线输入的第二输入电压之间的电压差，并基于上述电压差和预设压差阈值判断上述充电桩的接地阻抗是否异常。在充电桩接地阻抗异常时，主控模块13控制充电桩停止充电，实现对充电桩的安全保护。
45.具体而言，上述主控模块13在上述电压差大于预设压差阈值时，确定上述充电桩的接地阻抗存在异常。以及在上述电压差小于等于上述预设压差阈值时，确定上述充电桩的接地阻抗正常。
46.本实施例中，l1线对sgnd参考地的电压与l2线对sgnd参考地的电压不相等。上述侦测的电压差即为l1线对sgnd参考地的电压与l2线对sgnd参考地的电压之间的电压差。本技术通过该电压差值判断输入接地阻抗。该电压差的大小与输入接地阻抗成正比例关系。电压差越大，接地阻抗越大；反之则输入接地阻抗越小。
47.本实施例中，上述主控模块13获取上述第一电容的第一电容值、上述第二电容的第二电容值以及电网系统类型，并基于上述第一电容值、第二电容值以及上述电网系统类型，确定上述预设压差阈值。
48.具体而言，上述主控模块13根据预设映射关系，确定与上述第一电容值、第二电容值以及上述电网系统类型匹配的预设压差阈值。上述预设映射关系中存储有第一电容值、第二电容值、电网系统类型以及预设压差阈值之间的映射匹配关系。也即，第一电容值、第二电容值、电网系统类型三个参数共同唯一确定一个预设压差阈值。示例性地，上述电网系统类型比如可以为双火线，本技术不以此为限。
49.参考图4，本实施例中，上述第一采样模块11包括第一运算放大器u1。上述第一运算放大器u1的同相输入端接参考地sgnd，反相输入端分别连接于上述电网的第一相线l1以及上述第一运算放大器u1的输出端。第一运算放大器u1的正电源端连接第一电源电压vcc，负电源端连接第二电源电压vee。本实施例中，自上述第一运算放大器u1的输出端获得第一电压采样信号l1out。同时，第一运算放大器u1的输出端连接于l1线输出端。
50.作为一可选实施例，参考图4，上述第一采样模块11还包括第一采样电阻r1、第二采样电阻r2、第三采样电阻r3以及第四采样电阻r4。上述第一采样电阻r1串联连接于参考地sgnd和上述第一运算放大器u1的同相输入端之间。第二采样电阻r2串联连接于参考地sgnd和上述第一运算放大器u1的同相输入端之间。上述第三采样电阻r3串联连接于上述电网的第一相线l1和上述第一运算放大器u1的反相输入端之间。上述第四采样电阻r4分别连接上述第一运算放大器u1的反相输入端和u1的输出端。该实施例中，r1和r3的阻值相等，且r2和r4的阻值相等。根据比例关系r1/r2＝l1/l1out，计算得到l1＝(r1/r2)*l1out。
51.本实施例中，上述第一采样模块11和上述第二采样模块12镜像设置，也即电路结构是相同的。参考图5，第二采样模块12包括第二运算放大器u2、第五采样电阻r5、第六采样电阻r6、第七采样电阻r7以及第八采样电阻r8。其中，第七采样电阻r7串联连接于上述电网的第二相线l2和上述第二运算放大器u2的反相输入端之间。第五采样电阻r5串联连接于参考地sgnd和第二运算放大器u2的同相输入端之间。其余部件的连接结构可参考第一采样模块11的描述，此处不再赘述。
52.本实施例中，自上述第二运算放大器u2的输出端获得第二电压采样信号l2out。同时，第二运算放大器u2的输出端连接于l2线输出端。该实施例中，该实施例中，r5和r7的阻值相等，且r6和r8的阻值相等。根据比例关系r5/r6＝l2/l2out，计算得到l2＝(r5/r6)*l2out。那么，l1与l2之间的差值即为上述电压差。
53.本发明一实施例还公开了一种充电桩接地阻抗检测方法。该充电桩接地阻抗检测方法采用上述任一实施例公开的充电桩接地阻抗检测电路进行检测。充电桩接地阻抗检测电路的详细结构特征和优势可参照上述实施例的描述，此处不再赘述。
54.如图6所示，该检测方法包括步骤：
55.s110，获取关联电网的第一相线的第一电压采样信号。
56.s120，获取关联电网的第二相线的第二电压采样信号。以及
57.s130，依据上述第一电压采样信号和上述电压采样信号，获得上述第一相线输入的第一输入电压与上述第二相线输入的第二输入电压之间的电压差，并基于上述电压差判断上述充电桩的接地阻抗是否异常。并且，该实施例中，在充电桩接地阻抗异常时，主控模块控制充电桩停止充电。
58.在本技术的一实施例中，步骤s130包括：
59.在上述电压差大于预设压差阈值时，确定上述充电桩的接地阻抗存在异常。以及在上述电压差小于等于上述预设压差阈值时，确定上述充电桩的接地阻抗正常。
60.在本技术的一实施例中，上述充电桩具有emc电路，上述emc电路包括第一电容和第二电容，上述第一电容的第一端连接于上述电网的第一相线，上述第二电容的第一端连接于上述电网的第二相线，上述第一电容的第二端和上述第二电容的第二端均接参考地。该实施例中，步骤s130包括：
61.获取上述第一电容的第一电容值、上述第二电容的第二电容值以及电网系统类型。以及基于上述第一电容值、第二电容值以及上述电网系统类型，确定上述预设压差阈值。
62.具体而言，根据预设映射关系，确定与上述第一电容值、第二电容值以及上述电网系统类型匹配的预设压差阈值。上述预设映射关系中存储有第一电容值、第二电容值、电网
系统类型以及预设压差阈值之间的映射匹配关系。也即，第一电容值、第二电容值、电网系统类型三个参数共同唯一确定一个预设压差阈值。
63.综上，本发明的充电桩接地阻抗检测电路及方法至少具有如下优势：
64.本实施例公开的充电桩接地阻抗检测电路及方法通过分别获取到关联交流电网两个相线的第一电压采样信号和第二电压采样信号，计算出两个相线输入电压的电压差，采用包含运算放大器的差分采样电路，并配合主控模块进行简单计算即获得接地阻抗，从而判断充电桩接地阻抗是否正常；实现了对充电桩接地阻抗的检测以及保护了其充电安全；并且电路简单，实施难度低，实用性较强。并且电路能够抑制共模干扰，抗干扰能力强。
65.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
技术特征：1.一种充电桩接地阻抗检测电路，其特征在于，所述充电桩接入电网，包括：第一采样模块，用于获取关联电网的第一相线的第一电压采样信号；第二采样模块，用于获取关联电网的第二相线的第二电压采样信号；以及主控模块，分别连接于所述第一采样模块和所述第二采样模块，依据所述第一电压采样信号和所述电压采样信号，获得所述第一相线输入的第一输入电压与所述第二相线输入的第二输入电压之间的电压差，并基于所述电压差判断所述充电桩的接地阻抗是否异常。2.如权利要求1所述的充电桩接地阻抗检测电路，其特征在于，所述主控模块在所述电压差大于预设压差阈值时，确定所述充电桩的接地阻抗存在异常；以及在所述电压差小于等于所述预设压差阈值时，确定所述充电桩的接地阻抗正常。3.如权利要求2所述的充电桩接地阻抗检测电路，其特征在于，所述充电桩具有emc电路，所述emc电路与所述接地阻抗检测电路连接，所述emc电路包括第一电容和第二电容，所述第一电容的第一端连接于所述电网的第一相线，所述第二电容的第一端连接于所述电网的第二相线，所述第一电容的第二端和所述第二电容的第二端均接参考地。4.如权利要求3所述的充电桩接地阻抗检测电路，其特征在于，所述主控模块获取所述第一电容的第一电容值、所述第二电容的第二电容值以及电网系统类型，并基于所述第一电容值、第二电容值以及所述电网系统类型，确定所述预设压差阈值。5.如权利要求2所述的充电桩接地阻抗检测电路，其特征在于，所述第一电容的第一电容值和所述第二电容的第二电容值不相等。6.如权利要求1所述的充电桩接地阻抗检测电路，其特征在于，所述第一采样模块和所述第二采样模块均为差分采样电路。7.如权利要求1所述的充电桩接地阻抗检测电路，其特征在于，所述第一采样模块包括运算放大器，所述运算放大器的同相输入端接参考地，反相输入端分别连接于所述电网的第一相线以及所述运算放大器的输出端。8.如权利要求7所述的充电桩接地阻抗检测电路，其特征在于，所述第一采样模块还包括第一采样电阻、第二采样电阻、第三采样电阻以及第四采样电阻；所述第一采样电阻和所述第二采样电阻均串联连接于参考地和所述运算放大器的同相输入端之间；所述第三采样电阻串联连接于所述电网的第一相线和所述运算放大器的反相输入端之间；所述第四采样电阻分别连接所述运算放大器的反相输入端和输出端。9.如权利要求1所述的充电桩接地阻抗检测电路，其特征在于，所述第一相线和所述第二相线均为火线。10.一种充电桩接地阻抗检测方法，其特征在于，基于如权利要求1-9中任一项所述的充电桩接地阻抗检测电路进行检测，包括以下步骤：s110，获取关联电网的第一相线的第一电压采样信号；s120，获取关联电网的第二相线的第二电压采样信号；以及s130，依据所述第一电压采样信号和所述电压采样信号，获得所述第一相线输入的第一输入电压与所述第二相线输入的第二输入电压之间的电压差，并基于所述电压差判断所述充电桩的接地阻抗是否异常。11.如权利要求10所述的充电桩接地阻抗检测方法，其特征在于，步骤s130包括：在所述电压差大于预设压差阈值时，确定所述充电桩的接地阻抗存在异常；以及在所
述电压差小于等于所述预设压差阈值时，确定所述充电桩的接地阻抗正常。12.如权利要求11所述的充电桩接地阻抗检测方法，其特征在于，所述充电桩具有emc电路，所述emc电路包括第一电容和第二电容，所述第一电容的第一端连接于所述电网的第一相线，所述第二电容的第一端连接于所述电网的第二相线，所述第一电容的第二端和所述第二电容的第二端均接参考地；步骤s130包括：获取所述第一电容的第一电容值、所述第二电容的第二电容值以及电网系统类型；以及基于所述第一电容值、第二电容值以及所述电网系统类型，确定所述预设压差阈值。
技术总结本发明提供了一种充电桩接地阻抗检测电路及方法，所述充电桩接入电网，所述电路包括第一采样模块，用于获取关联电网的第一相线的第一电压采样信号；第二采样模块，用于获取关联电网的第二相线的第二电压采样信号；以及主控模块，依据所述第一电压采样信号和所述电压采样信号，获得所述第一相线输入的第一输入电压与所述第二相线输入的第二输入电压之间的电压差，并基于所述电压差判断所述充电桩的接地阻抗是否异常；本申请实现了对充电桩接地阻抗的检测；并且电路简单，实施难度低，实用性较强。强。强。
技术研发人员：付好名 唐冬明
受保护的技术使用者：浙江广为电器工具有限公司
技术研发日：2022.07.26
技术公布日：2022/11/1
