一种高电压信号采集及保护电路制造技术

本发明专利技术公开一种高电压信号采集及保护电路，其特征在于，包括高压采集模块、AD转换隔离单元及采集处理单元，高压采集模块包括分压滤波单元、保护单元；分压滤波单元，一端连接电池组的总正端，另一端连接电池组的总负端，其输出端与保护单元连接，保护单元的另一端与AD转换隔离单元连接，保护单元还与第一供电电源VCC1和电池组的总负端连接，AD转换隔离单元的另一端与采集处理单元信号连接。本发明专利技术公开了一种高电压信号采集及保护电路，其设有并列的第一二极管D1和第二二极管D2，有效的保护采集电压异常及采集线反接对后极转换芯片的损坏，为前端采集电路提供两种极端情况保护机制，多重保护模式提高电路运行的可靠性及电路的安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电压信号采集及保护领域，特别是涉及一种高电压信号采集及保护电路。
技术介绍
在绿色能源的倡导下，动力电池模组作为新能源电动汽车的主要动力来源，在整车系统中起着不可替代的作用，其日渐受到大众的欢迎，在动力电池模组中，要实时采集其每个单体电池的电压信号，以检测动力电池模组的电压信息状态，如若出现故障信息，可以第一时间了解并分析电池故障，及时排除故障，保证动力电池模组的安全，同时为电动汽车提供最安全的保障系统。电压信号作为电动汽车电池管理系统中关键的电参数，故需实时采集监测电池系统的电压变化范围，电压信号包括动力电池电芯的单体电压信号、电池组的外总电压压信号、电池组的内总电压信号，其中单体电芯电压数值较小，一般为3.2V至4.2V不等，采集芯片可以直接读取其物理量并作相应的处理，而电池组的总压则由多个单体电芯电压串联叠加而成，其电压数值较高，且在整车启停或加速减速瞬间其数值变化较大，现有电池管理系统的高压采集电路一般都做成采集模块单独放于高压箱内对系统的内总压外总压进行采集监控，此模式虽将高压采集模块单独安装，但电压信号及采集芯片易受到启停干扰，且模块数量随之增加，不利于系统的集成化小型化。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种高电压信号采集及保护电路，设有第一二极管D1和第二二极管D2，有效的保护采集电压异常及采集线反接对后极转换芯片的损坏，提高电路的安全性。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：所述分压滤波单元的输入端分别连接电池组的总正端和总负端，其滤波输出端与保护单元的输入端连接，所述保护单元的输出端与AD转换隔离单元的输入端连接，所述AD转换隔离单元的输出端与所述采集处理单元信号连接。作为进一步的优选方案，所述保护单元包括第一二极管D1和第二二极管D2，所述第一二极管D1的阴极与第一供电电源VCC1连接，阳极分别与所述分压滤波单元的滤波输出端及所述第二二极管D2的阴极连接；所述第二二极管D2的阳极与第一参考地GND1连接；所述第一二极管D1的阳极还作为保护单元的输出端与所述AD转换隔离器的采集接口连接。作为进一步的优选方案，所述分压滤波单元包括分压电阻、采样电阻及第一滤波电容C1，所述分压电阻的一端与电池组的总正端连接，另一端与采样电阻的一端连接，所述采样电阻的另一端与电池组的总负端连接；所述第一滤波电容C1与所述采样电阻并联。作为进一步的优选方案，所述分压电阻包括多个相互串联和/或并联连接的单体电阻。作为进一步的优选方案，所述分压电阻包括串联连接的第一分压电阻R1和第二分压电阻R2。作为进一步的优选方案，所述AD转换隔离单元的输入级分别与所述第一供电电源VCC1及所述第一参考地GND1连接；所述AD转换隔离单元的输出级分别与第二供电电源VCC2及第二参考地GND2连接。作为进一步的优选方案，所述采集处理单元包括主控单元MCU，所述主控单元MCU与所述AD转换隔离单元信号连接，所述主控单元MCU的电源输入端与所述第二供电电源VCC2连接。作为进一步的优选方案，所述采集处理单元还包括第二滤波电容C2，所述第二滤波电容C2的一端与所述AD转换隔离单元的数据端口SDA连接，另一端接第二参考地GND2。作为进一步的优选方案，所述采集处理单元还包括第三滤波电容C3，所述第三滤波电容C3的一端与所述AD转换隔离单元的信号端口SCL连接，另一端接第二参考地GND2。作为进一步的优选方案，所述高压采集模块的数量为一个以上。本专利技术相比于现有技术的优点及有益效果如下：1、本专利技术公开了一种高电压信号采集及保护电路，其设有并列的第一二极管D1和第二二极管D2，有效的保护采集电压异常及采集线反接对后极转换芯片的损坏，为前端采集电路提供两种极端情况保护机制，多重保护模式提高电路运行的可靠性及电路的安全性。2、本专利技术将主控单元MCU集成高压信号采集处理单元，使电池管理系统集中化，便于管理，且电压信号受外界干扰的几率和干扰的强度均减小。3、本专利技术还设有AD转换隔离单元使得高低压之间、模拟数字信号之间有效区分隔离，切断噪声回路的路径，提高电路的抗干扰能力；采用前后级电路隔离的方式，将电池组采集端高压侧与主控单元MCU端有效的进行电气隔离，同时也将高压侧的模拟信号与主控单元MCU低压侧的数字信号进行有效的隔离。4、本专利技术设有第一滤波电容C1，其并联在取样电阻R3的两端，用来滤除分压线路中的高频噪声，减小高频噪声对高压侧模拟信号的干扰。5、本专利技术还设有多个高压采集模块，高压采集模块又包括分压滤波单元和保护单元，可对多路高电压信号同时、快速、实时、有效的采集，且只需占用两个主控单元MCU的IO端口资源。附图说明图1为本专利技术一种高电压信号采集及保护电路的原理框图；图2为本专利技术一种高电压信号采集及保护电路的电路原理图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施方式。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利技术的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。请参阅图1，一种高电压信号采集及保护电100包括高压采集模块10、AD转换隔离单元3及采集处理单元4，高压采集模块10包括分压滤波单元1、保护单元2。所述分压滤波单元1的输入端分别连接电池组的总正端和总负端，其滤波输出端与保护单元2的输入端连接，所述保护单元2的输出端与AD转换隔离单元3的输入端连接，所述AD转换隔离单元3的输出端与所述采集处理单元4信号连接。在图2中，电池组的总正端为Vin1，电池组的总负端为GND1，即供电电源VCC1的第一参考地。请参阅图2，保护单元2包括第一二极管D1和第二二极管D2，第一二极管D1的阴极与第一供电电源VCC1连接，阳极分别与所述分压滤波单元1的滤波输出端及第二二极管D2的阴极连接，第二二极管D2的阳极与第一参考地GND1连接。第一二极管D1的阳极还作为保护单元2的输出端与AD转换隔离器3的采集接口连接。在某些特别恶劣的情况下，当采集的采样电压值超过VCC1+Vd1，其中Vd1为第一二极管D1的正向导通电压，则第一二极管D1将采样电压钳位至VCC1+Vd1，防止高电压注入后级的IC输入管脚而损坏芯片；如出现电压采集线接反的情况，采样电压超过第二二极管D2的正向导通电压，则第二二极管D2导通，可将采样电压钳位至0-Vd2，其中Vd2为第二二极管D2的正向导通电压，可有效防止负电压对后级芯片的损坏，增加采集线防反接以及过压保护功能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高电压信号采集及保护电路，其特征在于，包括高压采集模块、AD转换隔离单元及采集处理单元，所述高压采集模块包括分压滤波单元、保护单元，所述分压滤波单元的输入端分别连接电池组的总正端和总负端，其滤波输出端与保护单元的输入端连接，所述保护单元的输出端与AD转换隔离单元的输入端连接，所述AD转换隔离单元的输出端与所述采集处理单元信号连接。

【技术特征摘要】
1.一种高电压信号采集及保护电路，其特征在于，包括高压采集模块、AD转换隔离单元及采集处理单元，所述高压采集模块包括分压滤波单元、保护单元，所述分压滤波单元的输入端分别连接电池组的总正端和总负端，其滤波输出端与保护单元的输入端连接，所述保护单元的输出端与AD转换隔离单元的输入端连接，所述AD转换隔离单元的输出端与所述采集处理单元信号连接。2.根据权利要求1所述的高电压信号采集及保护电路，其特征在于，所述保护单元包括第一二极管D1和第二二极管D2，所述第一二极管D1的阴极与第一供电电源VCC1连接，阳极分别与所述分压滤波单元的滤波输出端及所述第二二极管D2的阴极连接；所述第二二极管D2的阳极与第一参考地GND1连接；所述第一二极管D1的阳极还作为保护单元的输出端与所述AD转换隔离器的采集接口连接。3.根据权利要求1所述的高电压信号采集及保护电路，其特征在于，所述分压滤波单元包括分压电阻、采样电阻R3及第一滤波电容C1，所述分压电阻的一端与电池组的总正端连接，另一端与采样电阻R3的一端连接，所述采样电阻R3的另一端与电池组的总负端连接；所述第一滤波电容C1与所述采样电阻R3并联。4.根据权利要求3所述的高电压信号采集及保护电路，其特征在于，所述分压电阻包括多个相互串联和\...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐文赋，任素云，贺亮，
申请(专利权)人：惠州市蓝微新源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44