CN111654251B - 差分采样电路、驱动器电路及驱动器装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种差分采样电路，包括第一电阻、第二电阻、第一运算放大器、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻及第二运算放大器。本发明还提供一种驱动器电路及驱动器装置。本发明提供的差分采样电路、驱动器电路及驱动器装置，电路的抗干扰能力强，采样精度高，电路简单且稳定。

Description

差分采样电路、驱动器电路及驱动器装置

【技术领域】

本发明涉及采样电路技术领域，尤其涉及一种差分采样电路、驱动器电路及驱动器装置。

【背景技术】

目前，驱动器装置(例如轮毂驱动器)的主电路通常会连接有采样电路，采样电路用于对主电路的电压进行采样，且采样电压输出至微控制单元(Micro Control Unit，MCU)进行检测，以实现对主电路的实时监控。现有的采样电路为直接通过运算放大器对电压信号进行放大，电路的采样精度低，抗干扰能力差。

鉴于此，实有必要提供一种新型的差分采样电路、驱动器电路及驱动器装置以克服上述缺陷。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种差分采样电路、驱动器电路及驱动器装置，电路的抗干扰能力强，采样精度高，电路简单且稳定。

为了实现上述目的，本发明提供一种差分采样电路，包括第一电阻、第二电阻、第一运算放大器、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻及第二运算放大器；所述第一电阻的第一端用于连接第一电源，所述第一电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端接地，所述第一电阻的第二端还连接所述第一运算放大器的同相输入端，所述第一运算放大器的反相输入端连接所述第一运算放大器的输出端；所述第一运算放大器的输出端连接所述第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端连接所述第二运算放大器的同相输入端，所述第二运算放大器的反相输入端连接所述第四电阻的第一端，所述第四电阻的第二端连接所述第二运算放大器的输出端；所述第二运算放大器的同相输入端还连接所述第五电阻的第一端，所述第五电阻的第二端用于连接所述差分采样电路所采样的主电路的高电位端，所述第二运算放大器的反相输入端还连接所述第六电阻的第一端，所述第六电阻的第二端用于连接所述主电路的低电位端，所述第二运算放大器的输出端用于输出所述主电路的采样电压。

在一个优选实施方式中，所述第一电阻与所述第二电阻的大小相等。

在一个优选实施方式中，所述第一电源的电压为3.3V。

在一个优选实施方式中，所述第三电阻与所述第四电阻的大小相等，所述第五电阻与所述第六电阻的大小相等。

在一个优选实施方式中，所述第二运算放大器的电源端还连接有第二电源。

在一个优选实施方式中，所述第二电源的电压为3.3V。

本发明还提供一种驱动器电路，包括上述任意一项所述的差分采样电路及主电路，所述主电路包括驱动电路、第一MOS管及第二MOS管，所述第一MOS管的漏极用于连接主电路电源，所述第一MOS管的源极连接所述第二MOS管的漏极，所述第二MOS管的源极接地，所述第一MOS管及所述第二MOS管的栅极均连接所述驱动电路；所述第二MOS管的漏极引出所述高电位端，所述第二MOS管的源极引出所述低电位端。

在一个优选实施方式中，所述第一MOS管及所述第二MOS管均为N型MOS管。

在一个优选实施方式中，所述主电路电源的电压为48V。

本发明还提供一种驱动器装置，包括上述任意一项所述的驱动器电路。

相比于现有技术，本发明提供的差分采样电路、驱动器电路及驱动装置，第一电阻及第二电阻进行分压后，输入第一运算放大器，经过第一运算放大器跟随输出偏置电压，第一电阻、第二电阻及第一运算放大器组成偏置电路，偏置电路提高了电路的抗干扰能力；并且，第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻及第二运算放大器组成差分放大电路，差分放大电路对小信号的处理非常实用，能够精确的获取采样电压；电路的抗干扰能力强，采样精度高，电路简单且稳定。

为使发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明提供的差分采样电路的电路图；

图2为本发明提供的驱动器电路的原理图。

【具体实施方式】

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种差分采样电路100，包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一运算放大器U1、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6及第二运算放大器U2。

所述第一电阻R1的第一端用于连接第一电源VCC1，所述第一电阻R1的第二端连接所述第二电阻R2的第一端，所述第二电阻R2的第二端接地GND，所述第一电阻R1的第二端还连接所述第一运算放大器U1的同相输入端U1+，所述第一运算放大器U1的反相输入端U1-连接所述第一运算放大器U1的输出端U1_OUT。

所述第一运算放大器U1的输出端U1_OUT连接所述第三电阻R3的第一端，所述第三电阻R3的第二端连接所述第二运算放大器U2的同相输入端U2+，所述第二运算放大器U2的反相输入端U2-连接所述第四电阻R4的第一端，所述第四电阻R4的第二端连接所述第二运算放大器U2的输出端U2_OUT；所述第二运算放大器U2的同相输入端U2+还连接所述第五电阻R5的第一端，所述第五电阻R5的第二端用于连接所述差分采样电路100所采样的主电路的高电位端VH，所述第二运算放大器U2的反相输入端U2-还连接所述第六电阻R6的第一端，所述第六电阻R6的第二端用于连接所述主电路的低电位端VL，所述第二运算放大器U2的输出端U2_OUT用于输出所述主电路的采样电压。

本发明提供的差分采样电路100，第一电阻R1及第二电阻R2进行分压后，输入第一运算放大器U1，经过第一运算放大器U1跟随输出偏置电压(即第一运算放大器U1的输出端U1_OUT的电压)，第一电阻R1、第二电阻R2及第一运算放大器U1组成偏置电路，偏置电路提高了电路的抗干扰能力；并且，第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6及第二运算放大器U2组成差分放大电路，差分放大电路对小信号的处理非常实用，能够精确的获取采样电压。因此，本发明提供的差分采样电路100，抗干扰能力强，采样精度高，电路简单且稳定。

进一步地，所述第一电阻R1与所述第二电阻R2的大小相等，所述第一电源的电压为3.3V，则第一运算放大器U1的输出端U1_OUT的电压为1.65V，保证了电路的较强的抗干扰能力。本实施方式中，第一电阻R1与第二电阻R2的大小为10KΩ。

具体的，所述第三电阻R3与所述第四电阻R4的大小相等，所述第五电阻R5与所述第六电阻R6的大小相等。本实施方式中，第三电阻R3与第四电阻R4的大小为220KΩ，第五电阻R5与第六电阻R6的大小为22KΩ。

进一步地，所述第二运算放大器U2的电源端V+还连接有第二电源VCC2，具体的，第二电源VCC2的电压为3.3V，可以理解，第一电源VCC1及第二电源VCC2可以为同一个电源，能够提供3.3V的电压即可，第二电源VCC2还连接有电容C，电容C的大小为0.1μF。

本发明提供的差分采样电路100，以本实施方式的各个电路元件的大小为例，假设主电路的高电位端VH与低电位端VL间的电压为V1，则第二运算放大器U2的输出端U2_OUT输出的采样电压V2＝V1*220/22+1.65(v)。因此，本发明提供的差分采样电路100，抗干扰能力强，采样精度高，电路简单且稳定。

请一并参阅图2，本发明还提供一种驱动器电路200，包括上述任意一项实施方式所述的差分采样电路100及主电路110，所述主电路110包括驱动电路10、第一MOS管Q1及第二MOS管Q2。

所述第一MOS管Q1的漏极(D极)用于连接主电路电源EC，所述第一MOS管Q2的源极(S极)连接所述第二MOS管Q2的漏极，所述第二MOS管Q2的源极接地，所述第一MOS管Q1及所述第二MOS管Q2的栅极(G极)均连接所述驱动电路10；所述第二MOS管Q2的漏极引出所述高电位端VH，所述第二MOS管Q2的源极引出所述低电位端VL。

具体的，所述第一MOS管Q1及所述第二MOS管Q2均为N型MOS管，通过MOS管内阻采样电流，电路简单性价比高，所述主电路电源EC的电压为48V。可以理解，驱动电路10即驱动器内实现驱动功能的电路，本发明对其不做限定。

本发明提供的差分采样电路100，以本实施方式的各个电路元件的大小为例，假设主电路的高电位端VH与低电位端VL间的电压为V1，当驱动电路10满载时，逆变输出电流6.25A，第二MOS管Q2的内阻取5mΩ，则V1(峰值)＝6.25*5*1.414＝44.1875(mv)，则第二运算放大器U2输出的采样电压V2＝44.1875*220/22+1.65＝2.09875(v)。将第二运算放大器U2的输出端U2_OUT连接示波器得知，实际采样得到的波形的有效值为2.08，充分说明本电路采样精度高。

本发明还提供一种驱动器装置，包括上述任意一项实施方式所述的驱动器电路200，驱动器装置例如可以为轮毂驱动器装置。需要说明的是，本发明提供的差分采样电路100的所有实施例均适用于本发明提供的驱动器电路200及驱动装置，且均能够达到相同或相似的有益效果。

综上，本发明提供的差分采样电路100、驱动器电路200及驱动装置，第一电阻R1及第二电阻R2进行分压后，输入第一运算放大器U1，经过第一运算放大器U1跟随输出偏置电压，第一电阻R1、第二电阻R2及第一运算放大器U1组成偏置电路，偏置电路提高了电路的抗干扰能力；并且，第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6及第二运算放大器U2组成差分放大电路，差分放大电路对小信号的处理非常实用，能够精确的获取采样电压；电路的抗干扰能力强，采样精度高，电路简单且稳定。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种差分采样电路，其特征在于，包括第一电阻、第二电阻、第一运算放大器、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻及第二运算放大器；

所述第一电阻的第一端用于连接第一电源，所述第一电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端接地，所述第一电阻的第二端还连接所述第一运算放大器的同相输入端，所述第一运算放大器的反相输入端连接所述第一运算放大器的输出端；

所述第一运算放大器的输出端连接所述第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端连接所述第二运算放大器的同相输入端，所述第二运算放大器的反相输入端连接所述第四电阻的第一端，所述第四电阻的第二端连接所述第二运算放大器的输出端；所述第二运算放大器的同相输入端还连接所述第五电阻的第一端，所述第五电阻的第二端用于连接所述差分采样电路所采样的主电路的高电位端，所述第二运算放大器的反相输入端还连接所述第六电阻的第一端，所述第六电阻的第二端用于连接所述主电路的低电位端，所述第二运算放大器的输出端用于输出所述主电路的采样电压。

2.如权利要求1所述的差分采样电路，其特征在于，所述第一电阻与所述第二电阻的大小相等。

3.如权利要求2所述的差分采样电路，其特征在于，所述第一电源的电压为3.3V。

4.如权利要求1所述的差分采样电路，其特征在于，所述第三电阻与所述第四电阻的大小相等，所述第五电阻与所述第六电阻的大小相等。

5.如权利要求1所述的差分采样电路，其特征在于，所述第二运算放大器的电源端还连接有第二电源。

6.如权利要求5所述的差分采样电路，其特征在于，所述第二电源的电压为3.3V。

7.一种驱动器电路，其特征在于，包括如权利要求1-6任意一项所述的差分采样电路及主电路，所述主电路包括驱动电路、第一MOS管及第二MOS管，所述第一MOS管的漏极用于连接主电路电源，所述第一MOS管的源极连接所述第二MOS管的漏极，所述第二MOS管的源极接地，所述第一MOS管及所述第二MOS管的栅极均连接所述驱动电路；所述第二MOS管的漏极引出所述高电位端，所述第二MOS管的源极引出所述低电位端。

8.如权利要求7所述的驱动器电路，其特征在于，所述第一MOS管及所述第二MOS管均为N型MOS管。

9.如权利要求7所述的驱动器电路，其特征在于，所述主电路电源的电压为48V。

10.一种驱动器装置，其特征在于，包括如权利要求7-9任意一项所述的驱动器电路。

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