CN211013293U - 一种温度检测电路、电机控制器及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种温度检测电路、电机控制器及电动汽车，涉及动力汽车技术领域。所述温度检测电路，包括：恒定电流源电路，与所述恒定电流源电路连接的电压跟随电路，与所述电压跟随电路连接的电压调节电路，以及与所述恒定电流源电路以及所述电压调节电路连接的数字信号处理器DSP，本实用新型的方案通过恒定电流源电路产生一个恒定的测量电流I_s提供给热敏电阻R_t，测量电流I_s会在热敏电阻R_t上产生相应的电压值V_in，数字信号处理器DSP通过采集电压来判断温度解决了复杂的电阻匹配以及宽温度采集精度低的问题，提高产品的可靠性，提升产品的竞争力。

Description

一种温度检测电路、电机控制器及电动汽车

技术领域

本实用新型涉及动力汽车技术领域，特别涉及一种温度检测电路、电机控制器及电动汽车。

背景技术

为保证电动汽车的安全运行，对电动汽车电驱动系统中电机温度、电机控制器的功率模块及电路板等核心部件温度进行采集至关重要。温度采集通常使用热敏电阻R_t作为温度传感器，不同的温度下热敏电阻R_t的阻值不同。目前现有的技术方案之一，如图1所示，一般是使用电阻分压方法，随着温度的变化热敏电阻R_t的阻值会发生变化，采样点的分压值也会随之发生变化，单片机或数字信号处理器DSP(Digital Signal Processor)4通过检测采样点电压来判断温度。但是，作为温度传感器的热敏电阻R_t种类，温度系数各不相同。同时热敏电阻R_t的阻值随温度的变化曲线也是非线性的。只靠一组电阻分压无法保证宽温度范围内的电压采集精度，通常如图2所示，需要多组分压电阻切换才能保证精度，此为第二种技术方案，这种方式电路复杂，电阻匹配难度大。现阶段急需一种温度检测电路，提高宽温度范围内的温度采集精度，从而提高产品的可靠性，提升产品的竞争力。

实用新型内容

本实用新型提供一种温度检测电路、电机控制器及电动汽车，用以解决宽温度采集精度低以及复杂的电阻匹配的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种温度检测电路，包括：

恒定电流源电路；

与所述恒定电流源电路连接的电压跟随电路；

与所述电压跟随电路连接的电压调节电路；

与所述恒定电流源电路以及所述电压调节电路连接的数字信号处理器DSP。

可选地，所述恒定电流源电路包括：

第一运算放大器U₁；

与所述第一运算放大器U₁的负输入端连接的第五电阻R₅；

与所述第一运算放大器U₁的输出端连接的第六电阻R₆；

与所述第一运算放大器U₁的正输入端连接的第七电阻R₇；

与所述第五电阻R₅连接的电阻R_S；

与所述第六电阻R₆连接的三极管Q₁；

以及与所述三极管Q₁连接的热敏电阻R_t。

可选地，所述电压跟随电路包括：

第三运算放大器U₃；

分别与所述第三运算放大器U₃的负输入端和输出端连接的第八电阻R₈；

其中，所述第三运算放大器U₃的正输入端与所述恒定电流源电路1的三极管Q₁和热敏电阻R_t连接。

可选地，所述电压调节电路包括：

第二运算放大器U₂；

与所述第二运算放大器U₂的正输入端连接的第一电阻R₁和第二电阻R₂；

与所述第二运算放大器U₂的负输入端连接的第三电阻R₃；

分别与所述第二运算放大器U₂的负输入端和输出端连接的第四电阻R₄；

其中，所述第一电阻R₁与所述电压跟随电路的第三运算放大器U₃的输出端连接。

可选地，所述第一电阻R₁与所述第三电阻R₃的阻值相等；

所述第二电阻R₂与所述第四电阻R₄的阻值相等。

可选地，所述恒定电流源电路产生一个恒定的测量电流I_s为：

其中，所述DSP的数模转换DA端口输出一基准电压V_ref，电阻R_S，以及电阻R_S一端的电压V₁。

可选地，所述测量电流I_s在热敏电阻R_t上产生电压V_in为：

V_in＝I_s×R_t。

可选地，所述热敏电阻R_t上产生电压V_in，经过所述电压跟随电路和所述电压调节电路后，得到输出电压V_out为：

其中，所述DSP的模数转换AD端口采集所述输出电压V_out。

本实用新型实施例还提供一种电机控制器，包括如上所述的温度检测电路。

本实用新型实施例还提供一种电动汽车，包括如上所述的电机控制器。

本实用新型的有益效果是：

上述方案中，温度检测电路包括：恒定电流源电路；与所述恒定电流源电路连接的电压跟随电路；与所述电压跟随电路连接的电压调节电路；与所述恒定电流源电路以及所述电压调节电路连接的数字信号处理器DSP。本实用新型的方案通过恒定电流源电路产生一个恒定的测量电流I_s提供给热敏电阻R_t，测量电流I_s会在热敏电阻R_t上产生相应的电压值V_in，数字信号处理器DSP通过采集电压来判断温度解决了复杂的电阻匹配以及宽温度采集精度低的问题。

附图说明

图1表示电阻分压方法的示意图；

图2表示多组电阻分压方法的示意图；

图3表示本实用新型实施例的温度检测电路的示意图。

附图标记说明：

1-恒定电流源电路；2-电压跟随电路；3-电压调节电路；4-数字信号处理器DSP；41-数模转换DA端口；42-模数转换AD端口；5-开关。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本实用新型进行详细描述。

本实用新型针对现有技术中温度检测电路的宽温度采集精度低以及复杂的电阻匹配的问题，提供一种温度检测电路、电机控制器及电动汽车。

如图3所示，本实用新型实施例提供一种温度检测电路，包括：

恒定电流源电路1；

与所述恒定电流源电路1连接的电压跟随电路2；

与所述电压跟随电路2连接的电压调节电路3；

与所述恒定电流源电路1以及所述电压调节电路3连接的数字信号处理器DSP4。

本实用新型的该实施例中，恒定电流源电路1与数字信号处理器DSP4的数模转换DA端口41连接，电压调节电路3连接所述数字信号处理器DSP4的模数转换AD端口42。

本实用新型一可选的实施例中，所述恒定电流源电路1包括：

第一运算放大器U₁；

与所述第一运算放大器U₁的负输入端连接的第五电阻R₅；

与所述第一运算放大器U₁的输出端连接的第六电阻R₆；

与所述第一运算放大器U₁的正输入端连接的第七电阻R₇；

与所述第五电阻R₅连接的电阻R_S；

与所述第六电阻R₆连接的三极管Q₁；

以及与所述三极管Q₁连接的热敏电阻R_t。

本实用新型的该实施例中，通过恒定电流源电路1产生一个恒定的测量电流提供给热敏电阻R_t，测量电流会在热敏电阻R_t上产生相应的电压值，数字信号处理器DSP4通过采集电压来判断温度。

本实用新型一可选的实施例中，所述电压跟随电路2包括：

第三运算放大器U₃；

分别与所述第三运算放大器U₃的负输入端和输出端连接的第八电阻R₈；

其中，所述第三运算放大器U₃的正输入端与所述恒定电流源电路1的三极管Q₁和热敏电阻R_t连接。

本实用新型的该实施例中，电压跟随电路2起到阻抗匹配的作用。电压调节电路3将热敏电阻R_t上产生电压调整合适的电压范围，从而保证数字信号处理器DSP4的AD端口42采样的分辨率，提高温度采集精度。

本实用新型一可选的实施例中，所述电压调节电路3包括：

第二运算放大器U₂；

与所述第二运算放大器U₂的正输入端连接的第一电阻R₁和第二电阻R₂；

与所述第二运算放大器U₂的负输入端连接的第三电阻R₃；

分别与所述第二运算放大器U₂的负输入端和输出端连接的第四电阻R₄；

其中，所述第一电阻R₁与所述电压跟随电路2的第三运算放大器U₃的输出端连接。

这里，所述第一电阻R₁与所述第三电阻R₃的阻值相等；所述第二电阻R₂与所述第四电阻R₄的阻值相等。

本实用新型一可选的实施例中，所述恒定电流源电路1产生一个恒定的测量电流I_s为：

其中，所述DSP4的数模转换DA端口41输出一基准电压V_ref，电阻R_S，以及电阻R_S一端的电压V₁。

需要说明的是，电阻R_S另一端电压相当于基准电压V_ref，通过软件设置就可以调整数字信号处理器DSP4的DA端口42的输出电压，从而改变基准电压V_ref的值，达到改变测量电流I_s的值目的，可以方便的匹配各种类型的热敏电阻R_t。

所述测量电流I_s在热敏电阻R_t上产生电压V_in为：

V_in＝I_s×R_t。

所述热敏电阻R_t上产生电压V_in，经过所述电压跟随电路2和所述电压调节电路3后，得到输出电压V_out为：

其中，所述DSP4的数模转换AD端口42采集所述输出电压V_out。

需要说明的是，当温度变化时电压V_in会随热敏电阻R_t的阻值变化而变化，V_in经过电压跟随电路42和电压调节电路后43得到电压V_out。

本实用新型的该实施例中，数字信号处理器DSP4通过AD端口42采集电压V_out,通过电压值判断温度。电压跟随电路42起到阻抗匹配的作用。电压调节电路43将热敏电阻R_t上的产生电压V_in调整合适的电压范围，从而保证数字信号处理器DSP4的AD端口42采样的分辨率，提高温度采集精度。

这样只需要通过数字信号处理器DSP4的DA端口41改变基准电压V_ref的值，就可以改变测量电流I_s的值，从而方便的匹配各种类型的热敏电阻R_t。也可以根据不同温度区间改变测量电流I_s，解决热敏电阻R_t温度曲线的非线性问题，提高温度测量精度。

本实用新型实施例还提供一种电机控制器，包括如上所述的温度检测电路。

本实用新型实施例还提供一种电动汽车，包括如上所述的电机控制器。

本实用新型的该实施例中，采用如上所述的温度检测电路的电机控制器和电动汽车，通过恒定电流源电路1提供一个精确稳定的测量电流I_s，测量电流I_s在热敏电阻R_t上产生相应的电压值V_in。

通过改变恒定电流源电路1中基准电压V_ref就可以产生不同的测量电流I_s。可以方便的适配各种类型的热敏电阻R_t，根据不同的温度区间改变测量电流I_s的大小，从而达到分段测量的目的，解决了热敏电阻R_t温度特性曲线的非线性问题，提高了较宽温度范围内的温度测量精度，不需要复杂的电阻匹配与切换，提高产品的可靠性，提升产品的竞争力。

以上所述的是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本实用新型所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种温度检测电路，其特征在于，包括：

恒定电流源电路(1)；

与所述恒定电流源电路(1)连接的电压跟随电路(2)；

与所述电压跟随电路(2)连接的电压调节电路(3)；

与所述恒定电流源电路(1)以及所述电压调节电路(3)连接的数字信号处理器DSP(4)。

2.根据权利要求1所述的温度检测电路，其特征在于，所述恒定电流源电路(1)包括：

第一运算放大器(U₁)；

与所述第一运算放大器(U₁)的负输入端连接的第五电阻(R₅)；

与所述第一运算放大器(U₁)的输出端连接的第六电阻(R₆)；

与所述第一运算放大器(U₁)的正输入端连接的第七电阻R₇；

与所述第五电阻(R₅)连接的电阻(R_S)；

与所述第六电阻(R₆)连接的三极管(Q₁)；以及

与所述三极管(Q₁)连接的热敏电阻(R_t)。

3.根据权利要求2所述的温度检测电路，其特征在于，所述电压跟随电路(2)包括：

第三运算放大器(U₃)；

分别与所述第三运算放大器(U₃)的负输入端和输出端连接的第八电阻(R₈)；

其中，所述第三运算放大器(U₃)的正输入端与所述恒定电流源电路(1)的三极管(Q₁)和热敏电阻(R_t)连接。

4.根据权利要求3所述的温度检测电路，其特征在于，所述电压调节电路(3)包括：

第二运算放大器(U₂)；

与所述第二运算放大器(U₂)的正输入端连接的第一电阻(R₁)和第二电阻(R₂)；

与所述第二运算放大器(U₂)的负输入端连接的第三电阻(R₃)；

分别与所述第二运算放大器(U₂)的负输入端和输出端连接的第四电阻(R₄)；

其中，所述第一电阻R₁与所述电压跟随电路(2)的第三运算放大器(U₃)的输出端连接。

5.根据权利要求4所述的温度检测电路，其特征在于，

所述第一电阻(R₁)与所述第三电阻(R₃)的阻值相等；

所述第二电阻(R₂)与所述第四电阻(R₄)的阻值相等。

6.根据权利要求1所述的温度检测电路，其特征在于，所述恒定电流源电路(1)产生一个恒定的测量电流(I_s)为：

其中，所述DSP(4)的数模转换DA端口(41)输出一基准电压(V_ref)，电阻(R_S)，以及电阻(R_S)一端的电压(V₁)。

7.根据权利要求6所述的温度检测电路，其特征在于，所述测量电流(I_s)在热敏电阻(R_t)上产生电压(V_in)为：

V_in＝I_s×R_t。

8.根据权利要求7所述的温度检测电路，其特征在于，所述热敏电阻(R_t)上产生电压(V_in)，经过所述电压跟随电路(2)和所述电压调节电路(3)后，得到输出电压(V_out)为：

其中，所述DSP(4)的模数转换AD端口(42)采集所述输出电压(V_out)。

9.一种电机控制器，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的温度检测电路。

10.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求9所述的电机控制器。

Images