带CAN通讯功能的直流电压测量模块制造技术

本发明专利技术公开了一种带CAN通讯功能的直流电压测量模块，包括单片机系统和直流母线电压隔离放大系统；所述直流母线电压隔离放大系统的电压信号输出端与所述单片机系统的电压信号输入端连接，单片机系统将输入的所述电压信号经A/D转换器转换为数字信号传送到CAN总线上。本发明专利技术优点在于将新能源电动车电池箱直流母线电压的测量电路分离出来，避免了直流母线电压的模拟信号远由于距离引线引起的误差，提高了电池箱直流母线电压测量精度，减少了直流母线电源线因引线过长而引起的骚扰问题和安全问题；测量电路和CAN发送电路彻底隔离，消除了高压直流电压线对其他模块的传导骚扰。

【技术实现步骤摘要】
带CAN通讯功能的直流电压测量模块
本专利技术涉及电动车电池箱直流母线直流电压测量模块，尤其是涉及带CAN通讯功能的直流电压测量模块。
技术介绍
在新能源电动车中，对电池箱直流母线电压的测量必不可少。目前，对新能源电动车电池箱直流母线电压的测量多是通过电池管理系统或其他控制器进行测量，其存在的不足是，由于测量引线较长而导致测量精度低、传导骚扰等问题。直流母线电压过高时，对长期带电的继电器、指示灯等容易过热和损坏，电压过低时又可能造成开关保护的动作不可靠，大大降低了新能源电动车行驶的安全、可靠性。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种带CAN通讯功能的直流电压测量模块。为实现上述目的，本专利技术采取下述技术方案：本专利技术所述带CAN通讯功能的直流电压测量模块，包括单片机系统和直流母线电压隔离放大系统；所述直流母线电压隔离放大系统的电压信号输出端与所述单片机系统的电压信号输入端连接，单片机系统将输入的所述电压信号经A/D转换器转换为数字信号传送到CAN总线上。所述单片机系统包括单片机U5，所述单片机U5的电源输入端通过电容滤波电路与12V电源连接；在单片机U5的输入端分别连接有提供单片机U5内部I/O接口和A/D转换器的5V供电单元、提供单片机U5内部CAN驱动电路的5V供电单元、CAN保护电路单元、单片机U5的时钟震荡单元、单片机U5的程序下载端口单元；所述直流母线电压隔离放大系统包括电源芯片U1、DC-DC隔离电源芯片U2、隔离放大器U3、集成运算放大器U4；所述电源芯片U1的电源输入端与12V电源连接，电源芯片U1的电源输出端经电容C1、电容C2滤波后输出5V电压分别与所述DC-DC隔离电源芯片U2、隔离放大器U3和集成运算放大器U4的电源输入端连接；所述隔离放大器U3的检测电压输入端经RC滤波电路和电阻分压电路与连接器P1连接，所述连接器P1与被测直流母线连接；隔离放大器U3的正向电压输出端经串联电阻R5与集成运算放大器U4的正向电压输入端连接，集成运算放大器U4的电压输出信号经电阻R1、电容C9组成的RC滤波电路与单片机U5的AD输入端连接。本专利技术优点在于将新能源电动车电池箱直流母线电压的测量电路分离出来，设计成一个独立的模块，把该模块安装在直流母线电压附近测量直流母线电压，然后通过CAN总线发送给需要直流母线电压的其他控制模块，避免了直流母线电压的模拟信号远由于距离引线引起的误差，提高了电池箱直流母线电压测量精度，减少了直流母线电源线因引线过长而引起的骚扰问题和安全问题；测量电路和CAN发送电路彻底隔离，消除了高压直流电压线对其他模块的传导骚扰。附图说明图1是本专利技术的电路原理框图。图2是本专利技术所述单片机系统的电路原理图。图3是本专利技术所述直流母线电压隔离放大系统的电路原理图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述实施例。如图1所示，本专利技术所述带CAN通讯功能的直流电压测量模块，包括单片机系统和直流母线电压隔离放大系统；所述直流母线电压隔离放大系统的电压信号输出端与所述单片机系统的电压信号输入端连接，单片机系统将输入的所述电压信号经A/D转换器转换为数字信号传送到CAN总线上。如图2所示，单片机系统包括单片机U5，单片机U5的电源输入端通过电容滤波电路与12V电源连接；在单片机U5的输入端分别连接有提供单片机U5内部I/O接口和A/D转换器的5V供电单元、提供单片机U5内部CAN驱动电路的5V供电单元、CAN保护电路单元、单片机U5的时钟震荡单元、单片机U5的程序下载端口单元。如图3所示，直流母线电压隔离放大系统包括电源芯片U1、DC-DC隔离电源芯片U2、隔离放大器U3、集成运算放大器U4；电源芯片U1的电源输入端与12V电源连接，电源芯片U1的电源输出端经电容C1、电容C2滤波后输出5V电压分别与DC-DC隔离电源芯片U2、隔离放大器U3和集成运算放大器U4的电源输入端连接；隔离放大器U3的检测电压输入端经RC滤波电路和电阻分压电路与连接器P1连接，连接器P1与被测直流母线连接；隔离放大器U3的正向电压输出端经串联电阻R5与集成运算放大器U4的正向电压输入端连接，集成运算放大器U4的电压输出信号经电阻R1、电容C9组成的RC滤波电路与单片机U5的AD输入端连接。本专利技术的工作原理简述如下：如图1所示，S912ZVC单片机U5（型号：S912ZVCA19F0MKH）把从集成运算放大器U4输出的模拟信号ADIN0转换为数字信号，并通过CAN总线把直流母线电压的数字量传送到CAN总线上。如图2所示，12V电源通过电容C20、C21滤波后输入给单片机U5的VSUP端；电容C22、电阻R20、三极管Q20、电容C23、电容C24构成单片机U5内部I/O接口和A/D转换器的5V供电电源电路。电容C25、电阻R21、三极管Q21、电容C26、电容C27构成单片机U5内部CAN驱动电路的5V供电电源电路；ESD20（静电阻抗器）、电容C28、电容C29、电阻R24、电阻R25、电感L1、电容C30组成CAN保护电路。电容C32、电容C34、电阻R26、晶振器Y20组成单片机U5的时钟震荡电路。电容C31、电容C33、电阻R22、电阻R23、BDM接口P2组成单片机U5的程序下载端口。如图3所示，12V电源通过电容C3滤波后输入给电源芯片U1（型号：78M05）的电压输入端Vin，电源芯片U1的电压输出端Vout经电容C1、电容C2滤波后输出5V电压,供给DC-DC隔离电源芯片U2（型号：ZY0505IFS-1W）、光耦合隔离放大器U3（型号：ACPL-C87）、集成运算放大器U4（型号：LMV842MA）。电容C4、C5是电源芯片U2输入滤波电容，电容C6、C8是电源芯片U2输出滤波电容，将隔离后的5V电压作为光耦合隔离放大器U3的VDD1供电电源；连接器P1是直流母线电压连接端，P1的脚2接直流母线电压+，P1的脚1接直流母线电压-，电阻R3、R8对直流母线输入电压进行分压，分压后的电压经电阻R4、电容C12组成的RC滤波电路后输入到光耦合隔离放大器U3的电压输入端VIN端；5V电压经电容C11滤波后输入光耦合隔离放大器U3的电源输入端VDD2端；光耦合隔离放大器U3的正向电压输出端VOUT+经串联电阻R5、接地电阻R7后输入到集成运算放大器U4的+INA输入端，电容C13对该+INA输入端上的耦合高频干扰信号进行滤波；光耦合隔离放大器U3的反向电压输出端VOUT-经串联电阻R6后输入到集成运算放大器U4的-INA输入端，电阻R2是集成运算放大器U4的反馈电阻；电容C7对反馈电阻R2上的高频干扰信号进行滤波；集成运算放大器U4输出信号OUTA经电阻R1、电容C9组成的RC滤波电路输出,该滤波后输出信号表示为ADIN0，ADIN0连接到单片机U5的AD输入端ADIN0；电容C10起到对集成运算放大器U4的输入电源进行滤波作用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带CAN通讯功能的直流电压测量模块，其特征在于：包括单片机系统和直流母线电压隔离放大系统；所述直流母线电压隔离放大系统的电压信号输出端与所述单片机系统的电压信号输入端连接，单片机系统将输入的所述电压信号经A/D转换器转换为数字信号传送到CAN总线上。

【技术特征摘要】
1.一种带CAN通讯功能的直流电压测量模块，其特征在于：包括单片机系统和直流母线电压隔离放大系统；所述直流母线电压隔离放大系统的电压信号输出端与所述单片机系统的电压信号输入端连接，单片机系统将输入的所述电压信号经A/D转换器转换为数字信号传送到CAN总线上。2.根据权利要求1所述带CAN通讯功能的直流电压测量模块，其特征在于：所述单片机系统包括单片机U5，所述单片机U5的电源输入端通过电容滤波电路与12V电源连接；在单片机U5的输入端分别连接有提供单片机U5内部I/O接口和A/D转换器的5V供电单元、提供单片机U5内部CAN驱动电路的5V供电单元、CAN保护电路单元、单片机U5的时钟震荡单元、单片机U5的程序下...

【专利技术属性】
技术研发人员：王发群，杨小兵，王瑶，陈素梅，赵静艺，付攀，李双成，王文举，王迪，陈燕萍，胡志冬，齐康，孙伟，张全成，陈闯，
申请(专利权)人：郑州日产汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41