CN211955635U - 一种直流母线电压检测电路、逆变器和电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种直流母线电压检测电路、逆变器和电动汽车,直流母线电压检测电路中，直流母线电压为所述直流母线电压检测电路提供输入电压，所述直流母线电压检测电路包括分压电路、温度感应器和数字处理器，所述直流母线电压通过所述分压电路为所述数字处理器提供输入电压；所述数字处理器还与所述温度感应器连接，所述温度感应器设置在所述分压电路的附近；所述数字处理器采集并处理温度感应器检测到的温度，以得到检测到的直流母线电压，减低直流母线电压的检测值和实际值之间的差异，从而提高了汽车的驾驶舒适度，提高直流母线电压的利用率及降低硬件成本。

Description

一种直流母线电压检测电路、逆变器和电动汽车

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，特别涉及一种直流母线电压检测电路、逆变器和电动汽车。

背景技术

逆变器是纯电动汽车和混合动力汽车的重要动力源，逆变器将与高压电池连接的直流母线电压逆变成驱动电机转动的交流电压，以实现其对电机转速的控制。逆变器对电机转速的控制性能决定了纯电动汽车和混合动力汽车速度的控制性能，而逆变器对电机转速的控制性能与逆变器检测到的直流母线电压密切相关。

现有的纯电动汽车和混合动力汽车的逆变器主要采用如图1所示的直流母线检测电路来检测直流母线电压。由于逆变器的直流母线电压可以达到数百伏，而驱动电机转动的交流电压仅有几伏，因此需要通过串联大阻值电阻R₁和小阻值电阻R₂进行分压，所述电阻R₂分到的电压U_R2作为运算放大电路A₁的输入电压，运算放大电路A₁对U_R2进行比例调节并滤波，以得到数字处理器M的输入电压U_A1，数字处理器M检测到其输入电压U_A1后计算得到直流母线检测电路检测到的直流母线电压U_dc’。该检测值在模数转换后与参考电路A₂提供的参考电压进行比较运算，以得到驱动电机转动的交流电压。

而上述的分压电阻R₁和R₂的阻值随着环境温度的变化均会发生变化，造成检测到的直流母线电压U_dc’和实际的直流母线电压U_dc之间存在差异，尤其是，纯电动汽车和混合动力汽车的逆变器需要在-40℃～125℃温度下运行，这就造成检测到的直流母线电压U_dc’和实际的直流母线电压U_dc之间存在的差异较大。该差异一方面直接降低了逆变器对电机转速的控制性能，造成电机的转矩转动及转速的波动，从而降低纯电动汽车和混合动力汽车驾驶舒适度；另一方面，为了避免该差异造成的逆变器中零件破损，实际的直流母线电压U_dc必须限定在一个较小的范围内，该行为降低了直流母线电压的利用率，同时，还增加了硬件成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种直流母线电压检测电路、逆变器和电动汽车，以减低直流母线电压的检测值和实际值之间的差异，从而提高了汽车的驾驶舒适度，提高直流母线电压的利用率及降低硬件成本。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种直流母线电压检测电路，直流母线电压为所述直流母线电压检测电路提供输入电压，所述直流母线电压检测电路包括分压电路、温度感应器和数字处理器，所述直流母线电压通过所述分压电路为所述数字处理器提供输入电压；所述数字处理器还与所述温度感应器连接，所述温度感应器设置在所述分压电路的附近；所述数字处理器采集并处理温度感应器检测到的温度，以得到检测到的直流母线电压。

可选的，所述分压电路包括串联的第一分压电阻和第二分压电阻，所述直流母线电压通过所述第二分压电阻为所述数字处理器提供输入电压。

进一步的，所述温度感应器设置在所述第二分压电阻的附近。

进一步的，所述温度感应器为贴片式温度传感器。

可选的，还包括运算放大电路，所述运算放大电路连接在所述数字处理器与分压电路之间，所述运算放大电路用于调整所述数字处理器的输入电压。

进一步的，所述第二分压电阻的阻值小于所述第一分压电阻的阻值。

本实用新型还提供一种逆变器，包括上述的直流母线电压检测电路。

可选的，还包括参考电路，所述参考电路向所述直流母线电压检测电路中的数字处理器提供参考电压，所述直流母线电压检测电路根据所述参考电压得到用于逆变器的控制运算的交流电压。

本实用新型还提供一种电动汽车，包括上述的逆变器。

可选的，还包括电机，所述逆变器用于驱动所述电机转动。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供一种直流母线电压检测电路，直流母线电压为所述直流母线电压检测电路提供输入电压，其特征在于，所述直流母线电压检测电路包括分压电路、温度感应器和数字处理器，所述直流母线电压通过所述分压电路为所述数字处理器提供输入电压；所述数字处理器还与所述温度感应器连接，所述温度感应器设置在所述分压电路的附近；所述数字处理器采集并处理温度感应器检测到的温度，以得到检测到的直流母线电压，从而减小所述直流母线电压检测电路中检测到的直流母线电压与实际的直流母线电压之间的差异，进而提高直流母线电压的利用率及降低硬件成本。

进一步的，本实用新型还提供一种逆变器和电动汽车，所述逆变器包括参考电路和上述直流母线电压检测电路，以得到用于逆变器的控制运算的交流电压，从而提高了汽车的驾驶舒适度和降低硬件成本。

附图说明

图1为一种直流母线电压检测电路；

图2为本实用新型一实施例的一种直流母线电压检测电路。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种直流母线电压检测电路、逆变器和电动汽车作进一步详细说明。根据下面说明，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

本实用新型的核心思想在于提供一种直流母线电压检测电路、逆变器和电动汽车，以解决现有的直流母线电压检测电路中由于环境温度的变化造成直流母线电压U_dc的检测值和实际值之间的差异较大，从而造成的汽车的驾驶舒适度较差，直流母线电压的利用率低，以及硬件成本较高的问题。

为实现上述思想，本实用新型提供了一种直流母线电压检测电路、逆变器和电动汽车的所述直流母线电压检测电路中，直流母线电压为所述直流母线电压检测电路提供输入电压，其特征在于，所述直流母线电压检测电路包括分压电路、温度感应器和数字处理器，所述直流母线电压通过所述分压电路为所述数字处理器提供输入电压；所述数字处理器还与所述温度感应器连接，所述温度感应器设置在所述分压电路的附近；所述数字处理器采集并处理温度感应器检测到的温度，以得到检测到的直流母线电压。

图2为本实施例的一种直流母线电压检测电路。如图2所示，本实施例提供了一种直流母线电压检测电路，例如是应用于电动汽车的逆变器中，高压电池为直流母线提高输入电压，例如是高压电池通过对直流母线电容C充电，以得到一较为稳定的直流母线电压U_dc，所述直流母线电压U_dc为直流母线电压检测电路提供了输入电压。

所述直流母线电压检测电路包括分压电路10、温度感应器P和数字处理器M，所述直流母线电压U_dc通过所述分压电路为所述数字处理器M提供输入电压。所述分压电路用于调整提供给所述数字处理器M的输入电压。作为示例，所述分压电路例如是包括串联的第一分压电阻R₁和第二分压电阻R₂，所述第一分压电阻R₁至少包括一个电阻，所述第一分压电阻R₁的比例系数为k₁，使得所述分压电路中第一分压电阻R₁分到的电压U_R1满足关系式：

U_R1＝k₁*U_dc 公式1

所述第二分压电阻R₂至少包括一个电阻，例如是包括一个电阻，所述直流母线电压通过所述第二分压电阻R₂为所述数字处理器M提供输入电压，所述第二分压电阻R₂的比例系数为k₂，使得所述分压电路中第二分压电阻R₂分到的电压U_R2满足关系式：

U_R2＝k₂*U_dc 公式2

换言之，所述第二分压电阻R₂向所述数字处理器M提供输入电压为U_R2，所述第二分压电阻R₂的阻值例如是小于所述第一分压电阻R₁的阻值。可知，比例系数k₁、k₂为常数，其在一般情况下是固定不变的，当电阻的温度随环境温度发生变化时，k₁、k₂的取值也发生变化，造成所述数字处理器M的输入电压U_R2也随着k₂的变化发生相应的变化，而此变化使得所述数字处理器M中检测到的直流母线电压U_dc’与实际的直流母线电压U_dc之间的差异较大。

为了减小所述数字处理器M中检测到的直流母线电压U_dc’与实际的直流母线电压U_dc之间的差异，所述温度感应器P和数字处理器M连接，所述温度感应器P例如是贴片式温度传感器，所述温度感应器P例如是设置在所述分压电路的附近，以检测所述分压电路的环境温度，进一步的，所述温度感应器P例如是设置在所述第二分压电阻R₂的附近，以检测所述第二分压电阻R₂的环境温度。具体的，所述温度感应器P与第二分压电阻R₂之间具有一定的距离以检测所述第二分压电阻R₂的环境温度；或者，所述温度感应器P贴附在第二分压电阻R₂上，以检测第二分压电阻R₂的表面温度。所述数字处理器M还与所述分压电路连接，所述分压电路中的第二分压电阻R₂为所述数字处理器M提供输入电压，所述数字处理器M用于采集所述温度感应器P检测到的温度，以及根据采集到的温度调整第二分压电阻R₂的比例系数k₂的取值，以得到直流母线电压检测电路检测的直流母线电压U_dc’，该检测到的直流母线电压U_dc’经过了温度补偿，从而减低直流母线电压的检测值和实际值之间的差异。

在本实施例中，在所述数字处理器M与分压电路之间还包括运算放大电路A1，所述运算放大电路A1用于调整所述数字处理器M的输入电压。所述运算放大电路A1通过对所述分压电路提供的输入电压U_R2进行滤波及比例调整，其比例系数为k₃，以得到调整后的输入电压U_A1，所述数字处理器M的输入电压U_A1满足关系式：

U_A1＝k₃*U_R2 公式3

因此，所述数字处理器M根据比例系数k₂、k₃以及检测到的输入电压U_A1得到检测到的直流母线电压U_dc’，检测到的直流母线电压U_dc’满足关系式：

由上可知，所述直流母线电压检测电路通过温度感应器P和数字处理器M调整了其检测到的直流母线电压U_dc’，使得直流母线电压检测电路检测到的直流母线电压U_dc’靠近实际的直流母线电压U_dc，从而减小了直流母线电压的检测值和实际值之间的差异，进而提高直流母线电压的利用率及降低硬件成本。

请继续参阅图2，本实施例还提供了一种逆变器，所述逆变器包括参考电路A2和上述的所述直流母线电压检测电路。所述参考电路A2用于向所述直流母线电压检测电路中的数字处理器M提供参考电压U_Ref，所述参考电压U_Ref例如是交流电压，所述数字处理器M根据参考电路A2提供的参考电压U_Ref对其检测到的输入电压U_A1进行比较运算，以得到用于逆变器的控制运算的交流电压U_dc”。所述交流电压U_dc”可以更准确的对逆变器进行控制运算，从而提高了逆变器对电机转速外环和电流内环的控制性能，减小了电机的转矩脉动与转速波动。

本实用新型提供了一种电动汽车，包括电机和上述逆变器，所述逆变器用于驱动所述电机转动，所述逆变器提高了电动汽车驾驶的舒适度。

综上所述，本实用新型提供的一种直流母线电压检测电路、逆变器和电动汽车的所述直流母线电压检测电路中，直流母线电压为所述直流母线电压检测电路提供输入电压，所述直流母线电压检测电路包括分压电路、温度感应器和数字处理器，所述直流母线电压通过所述分压电路为所述数字处理器提供输入电压；所述数字处理器还与所述温度感应器连接，所述温度感应器设置在所述分压电路的附近；所述数字处理器采集并处理温度感应器检测到的温度，以得到检测到的直流母线电压U_dc’，从而减小所述直流母线电压检测电路中检测到的直流母线电压U_dc’与实际的直流母线电压U_dc之间的差异。

进一步的，所述逆变器包括参考电路和上述直流母线电压检测电路，以得到用于逆变器的控制运算的交流电压U_dc”，从而提高了汽车的驾驶舒适度和降低硬件成本。

此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”的描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。

可以理解的是，虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本实用新型。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种直流母线电压检测电路，直流母线电压为所述直流母线电压检测电路提供输入电压，其特征在于，所述直流母线电压检测电路包括分压电路、温度感应器和数字处理器，所述直流母线电压通过所述分压电路为所述数字处理器提供输入电压；所述数字处理器还与所述温度感应器连接，所述温度感应器设置在所述分压电路的附近；所述数字处理器采集并处理温度感应器检测到的温度，以得到检测到的直流母线电压。

2.如权利要求1所述的直流母线电压检测电路，其特征在于，所述分压电路包括串联的第一分压电阻和第二分压电阻，所述直流母线电压通过所述第二分压电阻为所述数字处理器提供输入电压。

3.如权利要求2所述的直流母线电压检测电路，其特征在于，所述温度感应器设置在所述第二分压电阻的附近。

4.如权利要求1-3中任一项所述的直流母线电压检测电路，其特征在于，所述温度感应器为贴片式温度传感器。

5.如权利要求3所述的直流母线电压检测电路，其特征在于，还包括运算放大电路，所述运算放大电路连接在所述数字处理器与分压电路之间，所述运算放大电路用于调整所述数字处理器的输入电压。

6.如权利要求3所述的直流母线电压检测电路，其特征在于，所述第二分压电阻的阻值小于所述第一分压电阻的阻值。

7.一种逆变器，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的直流母线电压检测电路。

8.如权利要求7所述的逆变器，其特征在于，还包括参考电路，所述参考电路向所述直流母线电压检测电路中的数字处理器提供参考电压，所述直流母线电压检测电路根据所述参考电压得到用于逆变器的控制运算的交流电压。

9.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求7或8所述的逆变器。

10.如权利要求9所述的电动汽车，其特征在于，还包括电机，所述逆变器用于驱动所述电机转动。

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