CN206292288U - 用于电动汽车的电压隔离采样电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于电动汽车的电压隔离采样电路，本电路包括依次串接的抗静电干扰单元、输入滤波单元、输入电压调理单元、隔离放大单元和输出电压调理单元；其中抗静电干扰单元由静电保护二极管组件构成，输入滤波单元采用共模滤波器，输入电压调理单元采用运算放大器及相应的阻容元件，隔离放大单元采用隔离放大器及相应的电容，输出电压调理单元采用两个运算放大器及相应的阻容元件。本电路克服传统采用电压互感器采集电压信号的缺陷，提高了电压信号采集的准确性及可靠性，有效节省安装空间，提高抗干扰能力，确保汽车的安全性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于电动汽车的电压隔离采样电路。
背景技术
随着电动汽车电子技术的飞速发展，电动汽车内部采集的电气信号也日益复杂而繁多，因此，可靠实时地对这些电气信号进行采集已成为汽车电子硬件设计必须解决的问题。在电动汽车的控制系统中，需要对油门控制器输出的电压信号采集处理，通常油门控制器输出0～5V的模拟电压信号到电机控制器，油门控制器输出的0～5V的模拟电压对应电机控制器输出的零至额定功率。传统的电压采样采用电压互感器，电压互感器体积较大，在PCB电路板上占用的空间较大，挤压了其他电气元器件的空间，且电压互感器的工作温度一般是-40℃~85℃，不满足汽车级125℃要求，同时电压互感器的抗干扰能力差，影响电压的可靠、准确采集。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于电动汽车的电压隔离采样电路，本电路克服传统采用电压互感器采集电压信号的缺陷，提高了电压信号采集的准确性及可靠性，有效节省安装空间，提高抗干扰能力，确保汽车的安全性能。
为解决上述技术问题，本实用新型用于电动汽车的电压隔离采样电路包括依次串接的抗静电干扰单元、输入滤波单元、输入电压调理单元、隔离放大单元和输出电压调理单元；
所述抗静电干扰单元包括静电保护二极管组件，所述二极管组件并联于采样电压两端；
所述输入滤波单元包括第一电阻、第二电阻和共模滤波器，所述第一电阻和第二电阻一端分别连接采样电压两端、另一端接地，所述共模滤波器输入端连接采样电压两端；
所述输入电压调理单元包括第一运算放大器、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容和第三电容，所述第一运算放大器的正负输入端分别经所述第三电阻和第四电阻连接所述共模滤波器输出端，所述第五电阻与第一电容并联并且两端分别连接第一运算放大器的正输入端和接地端，所述第六电阻与第二电容并联并且两端分别连接第一运算放大器的负输入端和输出端，所述第七电阻与第三电容串联并且两端分别连接第一运算放大器的输出端和接地端；
所述隔离放大单元包括隔离放大器、第七电容和第八电容，所述隔离放大器的信号输入端连接所述第七电阻和第三电容的中点，所述第七电容和第八电容分别连接所述隔离放大器的输入电源正端与接地端之间以及输出电源正端与接地端之间；
所述输出电压调理单元包括第二运算放大器、第三运算放大器、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第四电容、第五电容和第六电容，所述第二运算放大器的正负输入端分别经所述第八电阻和第九电阻连接所述隔离放大器的信号输出端，所述第十电阻与第四电容并联并且两端分别连接第二运算放大器的正输入端和接地端，所述第十一电阻与第五电容并联并且两端分别连接第二运算放大器的负输入端和输出端，所述第三运算放大器的正输入端连接所述第二运算放大器的输出端，所述第三运算放大器的负输入端连接输出端，所述第十二电阻与第六电容串联并且两端分别连接第三运算放大器的输出端和接地端，所述第十二电阻和第六电容的中点输出采样电压。
进一步，所述隔离放大器为ACPL-C87BT集成电路芯片。
由于本实用新型用于电动汽车的电压隔离采样电路采用了上述技术方案，即本电路包括依次串接的抗静电干扰单元、输入滤波单元、输入电压调理单元、隔离放大单元和输出电压调理单元；其中抗静电干扰单元由静电保护二极管组件构成，输入滤波单元采用共模滤波器，输入电压调理单元采用运算放大器及相应的阻容元件，隔离放大单元采用隔离放大器及相应的电容，输出电压调理单元采用两个运算放大器及相应的阻容元件。本电路克服传统采用电压互感器采集电压信号的缺陷，提高了电压信号采集的准确性及可靠性，有效节省安装空间，提高抗干扰能力，确保汽车的安全性能。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明：
图1为本实用新型用于电动汽车的电压隔离采样电路示意图。
具体实施方式
实施例如图1所示，本实用新型用于电动汽车的电压隔离采样电路包括依次串接的抗静电干扰单元1、输入滤波单元2、输入电压调理单元3、隔离放大单元4和输出电压调理单元5；
所述抗静电干扰单元1包括静电保护二极管组件D，所述二极管组件D并联于采样电压V两端；
所述输入滤波单元2包括第一电阻R1、第二电阻R2和共模滤波器L，所述第一电阻R1和第二电阻R2一端分别连接采样电压V两端、另一端接地，所述共模滤波器L输入端连接采样电压V两端；
所述输入电压调理单元3包括第一运算放大器U1、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3，所述第一运算放大器U1的正负输入端分别经所述第三电阻R3和第四电阻R4连接所述共模滤波器L输出端，所述第五电阻R5与第一电容C1并联并且两端分别连接第一运算放大器U1的正输入端和接地端，所述第六电阻R6与第二电容C2并联并且两端分别连接第一运算放大器U1的负输入端和输出端，所述第七电阻R7与第三电容C3串联并且两端分别连接第一运算放大器U1的输出端和接地端；
所述隔离放大单元4包括隔离放大器U2、第七电容C7和第八电容C8，所述隔离放大器U2的信号输入端连接所述第七电阻R7和第三电容C3的中点，所述第七电容C7和第八电容C8分别连接所述隔离放大器U2的输入电源正端与接地端之间以及输出电源正端与接地端之间；
所述输出电压调理单元5包括第二运算放大器U3、第三运算放大器U4、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第四电容C4、第五电容C5和第六电容C6，所述第二运算放大器U3的正负输入端分别经所述第八电阻R8和第九电阻R9连接所述隔离放大器U2的信号输出端，所述第十电阻R10与第四电容C4并联并且两端分别连接第二运算放大器U3的正输入端和接地端，所述第十一电阻R11与第五电容C5并联并且两端分别连接第二运算放大器U3的负输入端和输出端，所述第三运算放大器U4的正输入端连接所述第二运算放大器U3的输出端，所述第三运算放大器U4的负输入端连接输出端，所述第十二电阻R12与第六电容C6串联并且两端分别连接第三运算放大器U4的输出端和接地端，所述第十二电阻R12和第六电容C6的中点输出采样电压AD。
优选的，所述隔离放大器U2采用ACPL-C87BT集成电路芯片。
本电路中，输入的模拟电压经过静电保护二极管组件和共模滤波器，抗静电干扰并滤出外部干扰信号，由于输入的模拟电压信号通常为0V～5V，而采用ACPL-C87BT集成电路芯片的隔离放大器标称输入电压范围是0V～2V，因此经过输入电压调理单元将模拟电压信号放大0.39倍，以满足隔离放大器的标称输入电压范围，通过隔离放大器进行强弱电的隔离，输出0V～2V的隔离电压信号，第七电容和第八电容为隔离放大器供电电源的滤波电容；隔离后的输出电压信号是差分信号，需要经过输出电压调理单元转换成单端电压信号，其中第三运算放大器是电压跟随器，第十二电阻和第六电容构成输出滤波电路，第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第二运算放大器组成放大电路，只需调整第八电阻、第九电阻、第十电阻和第十一电阻的参数，就可以得到需要的采样电压信号。
本电路采样精度高，抗干扰能力强，电路简单，减少了在PCB电路板上占用的空间，并且工作温度范围可达-40～125℃，满足汽车级要求，只需调整输出电压调理单元的电阻参数，即可得到需要的采样电压，具有很大的灵活性，可广泛应用于电动汽车中各类模拟电压信号的采样。
Claims (2)
1.一种用于电动汽车的电压隔离采样电路，其特征在于：本采样电路包括依次串接的抗静电干扰单元、输入滤波单元、输入电压调理单元、隔离放大单元和输出电压调理单元；
所述抗静电干扰单元包括静电保护二极管组件，所述二极管组件并联于采样电压两端；
所述输入滤波单元包括第一电阻、第二电阻和共模滤波器，所述第一电阻和第二电阻一端分别连接采样电压两端、另一端接地，所述共模滤波器输入端连接采样电压两端；
所述输入电压调理单元包括第一运算放大器、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容和第三电容，所述第一运算放大器的正负输入端分别经所述第三电阻和第四电阻连接所述共模滤波器输出端，所述第五电阻与第一电容并联并且两端分别连接第一运算放大器的正输入端和接地端，所述第六电阻与第二电容并联并且两端分别连接第一运算放大器的负输入端和输出端，所述第七电阻与第三电容串联并且两端分别连接第一运算放大器的输出端和接地端；
所述隔离放大单元包括隔离放大器、第七电容和第八电容，所述隔离放大器的信号输入端连接所述第七电阻和第三电容的中点，所述第七电容和第八电容分别连接所述隔离放大器的输入电源正端与接地端之间以及输出电源正端与接地端之间；
所述输出电压调理单元包括第二运算放大器、第三运算放大器、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第四电容、第五电容和第六电容，所述第二运算放大器的正负输入端分别经所述第八电阻和第九电阻连接所述隔离放大器的信号输出端，所述第十电阻与第四电容并联并且两端分别连接第二运算放大器的正输入端和接地端，所述第十一电阻与第五电容并联并且两端分别连接第二运算放大器的负输入端和输出端，所述第三运算放大器的正输入端连接所述第二运算放大器的输出端，所述第三运算放大器的负输入端连接输出端，所述第十二电阻与第六电容串联并且两端分别连接第三运算放大器的输出端和接地端，所述第十二电阻和第六电容的中点输出采样电压。
2.根据权利要求1所述的用于电动汽车的电压隔离采样电路，其特征在于：所述隔离放大器为ACPL-C87BT集成电路芯片。
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| CN201621349262.XU CN206292288U (zh) | 2016-12-09 | 2016-12-09 | 用于电动汽车的电压隔离采样电路 |
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| CN201621349262.XU CN206292288U (zh) | 2016-12-09 | 2016-12-09 | 用于电动汽车的电压隔离采样电路 |
Publications (1)
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| CN201621349262.XU Active CN206292288U (zh) | 2016-12-09 | 2016-12-09 | 用于电动汽车的电压隔离采样电路 |
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| CN (1) | CN206292288U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108152692A (zh) * | 2018-01-16 | 2018-06-12 | 广州天嵌计算机科技有限公司 | 直流充电桩防反接充电保护的绝缘检测系统 |
| CN110763909A (zh) * | 2019-11-11 | 2020-02-07 | 绵阳市维博电子有限责任公司 | 一种数显直流表及其电压采样电路 |
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