一种电机控制器高压隔离采样电路制造技术

本实用新型专利技术提供一种电机控制器高压隔离采样电路，包括信号输入滤波电路、电阻分压电路、电源隔离电路、光耦隔离采样电路、差分放大电路和钳位电路，信号输入滤波电路、电阻分压电路、光耦隔离采样电路、差分放大电路和钳位电路依次串联，电源隔离电路与光耦隔离采样电路连接。应用本实用新型专利技术的技术方案，具有以下有益效果：(1)各部分电路精简，使用方便；(2)能实现高低压之间的完全隔离，且采用精度高，理由是：采用电源隔离电路对光耦隔离采样电路的供电电源进行隔离；采用电阻分压电路通过电阻分压对高压信号进行衰减；采用滤波电路滤出电路中的干扰信号；采用差分放大电路放大差模信号和抑制共模信号。

High voltage isolation sampling circuit for motor controller

The utility model provides a motor controller for high voltage isolation sampling circuit, including signal input filter circuit, a resistor divider circuit, power supply circuit, optocoupler isolation sampling circuit, differential amplifier circuit and clamp circuit, signal input filter circuit, a resistor divider circuit, optocoupler sampling circuit, differential amplifier circuit and clamp in series circuit, power supply circuit and optocoupler isolation circuit is connected with the sampling. The application of the technical scheme of the utility model has the following advantages: (1) each part of the circuit compact, easy to use; (2) to achieve the complete isolation between high and low voltage, and the precision is high, the reason is: the power isolation circuit of optocoupler isolated power supply sampling circuit isolation; the resistor divider circuit the pressure of high pressure signal attenuation through the resistor; the filter circuit to filter out the interference signal in the circuit; the differential amplification circuit of differential mode signal and suppress common mode signal.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电机控制
，具体涉及一种电机控制器高压隔离采样电路。
技术介绍
在电动汽车中，动力电池电压往往都属于高压大电流部分，电机控制器作为车辆驱动部分的核心部件，需要可靠稳定的高压采样电路，来实现电机控制器的驱动。现有技术中，为了避免高压干扰，大多数设计者会将高压信号采样电路和电源电路进行隔离，因此信号隔离器件有多种：如隔离光耦、隔离变压器、隔离运放等等。而电源的隔离一般都用DC-DC隔离电源，将IGBT驱动电源进行转换隔离。现有高压采样电路技术，如图1所示：电路由图中的1-1部分和1-2部分组成，1-1部分为电机控制器驱动拓扑框图(由电池、电机、IGBT和GateDriver组成)，1-2部分为高压采样电路(包括电源转换电路、电阻分压电路、RC滤波电路、光耦隔离采样电路和信号放大电路组成)。其中GateDriver的电源与隔离电源的MEV1S1505DC电源模块的输入相连，MEV1S1505DC电源将输入电源15V转换成5V，给光耦的初级供电，高压信号经过R1、R2分压之后，通过RC滤波(39Ω和10nF)到光耦的输入端，衰减后的高压信号经过光耦ACPL-C87AT/BT耦合到运算放大器的输入端，经过放大之后输出。隔离电源利用的是IGBT驱动电源，因此未对高压地进行完全隔离，在电机高速运行时，可能会干扰线性光耦性能，导致高压采样不稳定；其次，由于IGBT开关管的特性，采样电路与线性光耦元件的故障率，会影响到IGBT驱动电路部分。综上所述，急需一种结构精简且能实现高低压之间的完全隔离的电路系统以解决现有技术中存在的问题。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种结构精简且能实现高低压之间的完全隔离的电机控制器高压隔离采样电路，具体技术方案如下：一种电机控制器高压隔离采样电路，包括信号输入滤波电路、电阻分压电路、电源隔离电路、光耦隔离采样电路、差分放大电路以及钳位电路，所述信号输入滤波电路、电阻分压电路、光耦隔离采样电路、差分放大电路以及钳位电路依次串联，所述电源隔离电路与所述光耦隔离采样电路连接；所述电源隔离电路为将VCCA电源与5V_VCC1隔离且用于给所述光耦隔离采样电路提供电源的电路，其包括电容C3、电容C4、隔离电源U1、电容C5以及电容C6，所述电容C5和所述电容C6均与所述隔离电源U1的输入端并联，所述电容C3和所述电容C4均与所述隔离电源U1的输出端并联；所述光耦隔离采样电路为将所述电阻分压电路滤波之后的高压信号通过光耦隔离输出给所述差分放大电路中差分放大器的输入端的电路，其包括光耦U2、电容C2、电容C7以及电容C8；所述电容C2为所述光耦U2的去耦电容，其与所述光耦U2的初级电源并联；所述电容C7和所述电容C8并联后形成的电容为所述光耦U2的电源去耦电容，所述电容C7和所述电容C8并联后形成的电容与所述光耦U2的电源供电端并联。以上技术方案中优选的，所述信号输入滤波电路包括总正的高压信号输入端子、总负的高压信号输入端子、滤波器L1以及滤波器L2，所述总正的高压信号输入端子与滤波器L1的第一端串联，所述滤波器L1的第二端与所述电阻分压电路连接；总负的高压信号输入端子与滤波器L2的第一端串联，所述滤波器L2的第二端与地GND1连接。以上技术方案中优选的，所述电阻分压电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9以及电容C1，所述电阻R1、电阻R2以及电阻R3并联形成电阻RA，所述电阻R4、电阻R5以及电阻R6并联形成电阻RB，所述电阻RA一端连接所述滤波器L1的第二端，另一端与所述电阻RB串联；电阻RB、电阻R7和电阻R8依次串联，所述电阻R9和电容C1串联后与所述电阻R8并联；所述电阻R9和所述电容C1之间的连接线路以及所述电阻R8和所述电容C1之间的连接线路均与所述光耦隔离采样电路连接；电阻R8和电容C1之间的连接线路还与地GND1连接。以上技术方案中优选的，所述差分放大电路为将光耦输出的信号进行放大、抑制噪声后输出给所述钳位电路，其包括电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C9、电容C10、运算放大器U3A以及电容C11，所述电阻R10分别与所述光耦U2和所述运算放大器U3A的第2脚串联；所述电容C10与所述电阻R13并联，所述运算放大器U3A的第2脚和第1脚并联；所述电阻R11与所述光耦U2串联，且其与所述电阻R12、电容C9、运算放大器U3A的第3脚同时并联；所述电容C11与所述运算放大器U3A的第8脚并联。以上技术方案中优选的，所述电阻R10的阻值与所述电阻R11的阻值相等，所述电阻R12的阻值和所述电阻R13的阻值相等。以上技术方案中优选的，所述钳位电路包括电阻R14、电容C12、二极管D1以及输出端μC_ADC，所述电阻R14与所述运算放大器U3A串联，且其与所述电容C12并联；所述电阻R14和所述电容C12形成的并联电路与所述二极管D1并联后通过输出端μC_ADC输出。应用本技术的技术方案，具有以下有益效果：(1)采用电源隔离电路，对光耦隔离采样电路的供电电源进行隔离，为线性光耦初级提供电源，从而实现高低压之间的完全隔离，高压采用稳定，采样精度高。(2)电阻分压电路的作用是：高压信号通过电阻分压之后在电阻R8上产生所需要的电压信号，通过电阻R9和电容C1组成RC滤波电路，输出给光耦隔离采样电路的光耦输入端，即通过电阻分压而对高压信号进行衰减。(3)电路中的信号输入滤波电路、电阻R9和电容C1所组成RC滤波电路、电容C5和电容C6所组成的隔离电源U1的输入滤波电容、电容C3和电容C4所组成的隔离电源U1的输出滤波电容、电阻R14与电容C12所组成得RC滤波电路均起到滤出电路中的干扰信号的作用，提高采样精度。(4)差分放大电路的作用是：将光耦输出的信号进行放大，抑制噪声，并输出给钳位电路，即放大差模信号，抑制共模信号。(5)各部分电路精简，且能实现相应的功能，实用性强。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为现有技术中高压采样电路结构图；图2是实施例1中电机控制器高压隔离采样电路的整体结构示意图；图3是图2的电路结构示意图；其中，1、信号输入滤波电路，1.1、滤波器L1，1.2、滤波器L2；2、电阻分压电路，2.1、电阻R1，2.2、电阻R2，2.3、电阻R3，2.4、电阻R4，2.5、电阻R5，2.6、电阻R6，2.7、电阻R7，2.8、电阻R8，2.9、电阻R9，2.10、电容C1；3、电源隔离电路，3.1、电容C3，3.2、电容C4，3.3、隔离电源U1，3.4、电容C5，3.5、电容C6；4、光耦隔离采样电路，4.1光耦U2，4.2、电容C2，4.3、电容C7，4.4、电容C8；5、差分放大电路，5.1、电阻R10，5.2、电阻R11，5.3、电阻R12，5.4、电阻R13，5.5、电容C9，5.6、电容C10，5.7、运算放本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机控制器高压隔离采样电路，其特征在于，包括信号输入滤波电路(1)、电阻分压电路(2)、电源隔离电路(3)、光耦隔离采样电路(4)、差分放大电路(5)以及钳位电路(6)，所述信号输入滤波电路(1)、电阻分压电路(2)、光耦隔离采样电路(4)、差分放大电路(5)以及钳位电路(6)依次串联，所述电源隔离电路(3)与所述光耦隔离采样电路(4)连接；所述电源隔离电路(3)为将VCCA电源与5V_VCC1隔离且用于给所述光耦隔离采样电路(4)提供电源的电路，其包括电容C3(3.1)、电容C4(3.2)、隔离电源U1(3.3)、电容C5(3.4)以及电容C6(3.5)，所述电容C5(3.4)和所述电容C6(3.5)均与所述隔离电源U1(3.3)的输入端并联，所述电容C3(3.1)和所述电容C4(3.2)均与所述隔离电源U1(3.3)的输出端并联；所述光耦隔离采样电路(4)为将所述电阻分压电路(2)滤波之后的高压信号通过光耦隔离输出给所述差分放大电路(5)中差分放大器的输入端的电路，其包括光耦U2(4.1)、电容C2(4.2)、电容C7(4.3)以及电容C8(4.4)；所述电容C2(4.2)为所述光耦U2(4.1)的去耦电容，其与所述光耦U2(4.1)的初级电源并联；所述电容C7(4.3)和所述电容C8(4.4)并联后形成的电容为所述光耦U2(4.1)的电源去耦电容，所述电容C7(4.3)和所述电容C8(4.4)并联后形成的电容与所述光耦U2(4.1)的电源供电端并联。...

【技术特征摘要】
1.一种电机控制器高压隔离采样电路，其特征在于，包括信号输入滤波电路(1)、电阻分压电路(2)、电源隔离电路(3)、光耦隔离采样电路(4)、差分放大电路(5)以及钳位电路(6)，所述信号输入滤波电路(1)、电阻分压电路(2)、光耦隔离采样电路(4)、差分放大电路(5)以及钳位电路(6)依次串联，所述电源隔离电路(3)与所述光耦隔离采样电路(4)连接；所述电源隔离电路(3)为将VCCA电源与5V_VCC1隔离且用于给所述光耦隔离采样电路(4)提供电源的电路，其包括电容C3(3.1)、电容C4(3.2)、隔离电源U1(3.3)、电容C5(3.4)以及电容C6(3.5)，所述电容C5(3.4)和所述电容C6(3.5)均与所述隔离电源U1(3.3)的输入端并联，所述电容C3(3.1)和所述电容C4(3.2)均与所述隔离电源U1(3.3)的输出端并联；所述光耦隔离采样电路(4)为将所述电阻分压电路(2)滤波之后的高压信号通过光耦隔离输出给所述差分放大电路(5)中差分放大器的输入端的电路，其包括光耦U2(4.1)、电容C2(4.2)、电容C7(4.3)以及电容C8(4.4)；所述电容C2(4.2)为所述光耦U2(4.1)的去耦电容，其与所述光耦U2(4.1)的初级电源并联；所述电容C7(4.3)和所述电容C8(4.4)并联后形成的电容为所述光耦U2(4.1)的电源去耦电容，所述电容C7(4.3)和所述电容C8(4.4)并联后形成的电容与所述光耦U2(4.1)的电源供电端并联。2.根据权利要求1所述的电机控制器高压隔离采样电路，其特征在于，所述信号输入滤波电路(1)包括总正的高压信号输入端子、总负的高压信号输入端子、滤波器L1(1.1)以及滤波器L2(1.2)，所述总正的高压信号输入端子与滤波器L1(1.1)的第一端串联，所述滤波器L1(1.1)的第二端与所述电阻分压电路(2)连接；总负的高压信号输入端子与滤波器L2(1.2)的第一端串联，所述滤波器L2(1.2)的第二端与地GND1连接。3.根据权利要求2所述的电机控制器高压隔离采样电路，其特征在于，所述电阻分压电路(2)包括电阻R1(2.1)、电阻R2(2.2)、电阻R3(2.3)、电阻R4(2.4)、电阻R5(2.5)、电阻R6(2.6)、电阻R7(2.7)、电阻R8(2.8)、电阻R9(2.9)以及电容C1(2.10)，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴丙炎，万炳呈，盛孝雄，
申请(专利权)人：湖南省耐为数控技术有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43