【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电动汽车高压系统测试，具体涉及一种高压纹波直流电源采样、解耦电路及方法。
技术介绍
1、按照国内外行业标准lv123、vw80300等的要求，对新能源汽车电气零部件进行高压直流纹波供电测试，以模拟实际车况下，马达启停、辅助电机启停,电动机调速等过程中车内高压直流电气系统产生纹波的情况。
2、纹波电源技术可以实现在直流电压上叠加纹波的功能，但加在被测件dut上的电压包含高压直流和高频交流分量，为了精确控制交流纹波的幅值和频率，必须将高频交流电压分离采集出来，如何将被测件上的高频纹波进行分离和采集；
3、通过变压器耦合方式将交流纹波耦合到了被测件上，高频交流也会再耦合到高压直流电源内部，同时纹波发生器的高频干扰也会耦合到被测件上，如何将这两部分不需要的纹波进行解耦。
技术实现思路
1、本专利技术目的是针对高压纹波直流电源技术需要解决的技术问题，提供了一种高压纹波直流电源采样、解耦电路及方法。
2、本专利技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
3、一种高压纹波直流电源采样、解耦电路，包括高压大功率直流电源、纹波发生器、耦合变压器、电压采样调理电路、去耦单元、被测对象dut，高压大功率直流电源提供母线直流电压，母线直流电压负输出端子连接去耦单元，耦合变压器原边两端分别与纹波发生器的l输出端、n输出端连接，副边一端与母线直流电压正输出端子连接，另一端与被测对象正电压连接，耦合变压器副边两端还与去耦单元连接，被测对象负电压与去耦
4、进一步的，电压采样调理电路包括差分放大电路和交直流分离电路：
5、差分放大电路的反相输入端连接被测对象正电压，同相输入端连接被测对象负电压，输出端与交直流分离电路连接；
6、交直流分离电路包括第一运算放大器、积分器和反相放大器；第一运算放大器的同相输入端与差分放大电路的输出端连接，第一运算放大器的输出端与积分器的反相输入端连接，积分器的输出端与反向放大器的反相输入端连接，反向放大器的输出端经过电阻r13与第一运算放大器的反相输入端连接，第一运算放大器的反相输入端和输出端之间串联电阻r12；
7、电压采样调理电路的输入信号为ui，输出信号为uo，输入信号ui是差分放大电路的输出，第一运算放大器的输出端的信号为输出信号uo，输出信号uo与纹波发生器连接。
8、进一步的，差分放大电路的输出端通过电阻r11连接第一运算放大器的同相输入端，第一运算放大器的输出端通过电阻r23连接积分器的反相输入端，积分器的反相输入端与输出端之间串联电容c，输出端通过电阻r22连接反向放大器的反相输入端，反向放大器的反相输入端和输出端之间串联电阻r21。
9、进一步的，积分器输出端和电阻r22之间还连接有跟随器，跟随器的同相输入端与积分器的输出端连接，跟随器的输出端与电阻r22连接。
10、进一步的，差分放大电路包括电阻ri1、ri2、rf1、rf2和第二运算放大器，被测对象的正电压通过电阻ri1与第二运算放大器的反相输入端连接，被测对象的负电压通过电阻ri2与第二运算放大器的同相输入端连接，第二运算放大器的同相输入端连接电阻rf2后接地，反相输入端与输出端之间串联电阻rf1。
11、进一步的，电阻ri1=ri2=ri，电阻rf1=rf2=rf，ri>rf。
12、进一步的，去耦单元包括直流解耦电感l1、直流解耦电容c1、高频解耦电阻r、第一高频解耦电容c2、第二高频解耦电容c3，l1一端与母线直流电压负输出端子连接，另一端与被测对象负电压连接，c1一端与耦合变压器副边a端连接，另一端与被测对象负电压连接，c2一端与r的一端连接，c2另一端与被测对象负电压连接，c3一端与耦合变压器副边b端连接，另一端与被测对象负电压连接，r一端与c2连接，另一端与耦合变压器副边b端连接，耦合变压器副边a端、b端对应的原边a端、b端分别连接纹波发生器的l输出端、n输出端。
13、进一步的，电阻r12=r13。
14、一种高压纹波直流电源采样、解耦方法，基于上述高压纹波直流电源采样、解耦电路，电路通路分为直流通路和交流通路，直流通路工作状态分为直流初态、直流稳态；
15、直流初态工作状态中，输入信号ui中的直流成分由0上升到udc，阶跃信号高频信号，积分器通路，积分器的反相输入端和输出端之间短路，反向放大器的输出端电压为0，第一运算放大器作为同相放大器工作，uo=（1+r12/r13）*udc，其中udc为输入信号ui中的直流分量；
16、直流稳态工作状态中，输入信号ui中的直流成分udc为定值，直流通路结束后uo=（1+r12/r13）*udc，uo开始给积分器中的电容充电，积分器输出端电压一直减小，反向放大器输出端电压uf一直增大，由于（uf-udc）/r13=（udc-uo）/r12，所以uo一直减小直至为0，积分器的电容充电完毕，电路达到直流稳态，uo=0，uf=（r13/r12+1）*udc；
17、交流通路工作状态中，积分器通路，uf=0，uo=（1+r12/r13）*uac，其中uac为输入信号ui中的交流分量。
18、本专利技术的优点在于：对被测对象加装了电压采样调理电路，能够简单将被测件上包含高压直流和高频交流分量的电压进行分离，将高频交流电压单独采集出来，方便精准控制交流纹波的幅值和频率，使模拟测试更精准；
19、提出的去耦单元成功将10hz-150hz交流纹波与大功率高压直流电源解耦，将150khz以上高频干扰与被测对象解耦，使系统更安全。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种高压纹波直流电源采样、解耦电路，其特征在于，包括高压大功率直流电源、纹波发生器、耦合变压器、电压采样调理电路、去耦单元、被测对象DUT，高压大功率直流电源提供母线直流电压，母线直流电压负输出端子连接去耦单元，耦合变压器原边两端分别与纹波发生器的L输出端、N输出端连接，副边一端与母线直流电压正输出端子连接，另一端与被测对象正电压连接，耦合变压器副边两端还与去耦单元连接，被测对象负电压与去耦单元连接，被测对象DUT的正负电压均与电压采样调理电路连接，电压采样调理电路与纹波发生器连接。
2.根据权利要求1所述高压纹波直流电源采样、解耦电路，其特征在于，所述电压采样调理电路包括差分放大电路和交直流分离电路：
3.根据权利要求2所述高压纹波直流电源采样、解耦电路，其特征在于，差分放大电路的输出端通过电阻R11连接第一运算放大器的同相输入端，第一运算放大器的输出端通过电阻R23连接积分器的反相输入端，积分器的反相输入端与输出端之间串联电容C，输出端通过电阻R22连接反向放大器的反相输入端，反向放大器的反相输入端和输出端之间串联电阻R21。
4.根据
5.根据权利要求3所述高压纹波直流电源采样、解耦电路，其特征在于，所述差分放大电路包括电阻Ri1、Ri2、Rf1、Rf2和第二运算放大器，被测对象的正电压通过电阻Ri1与第二运算放大器的反相输入端连接，被测对象的负电压通过电阻Ri2与第二运算放大器的同相输入端连接，第二运算放大器的同相输入端连接电阻Rf2后接地，反相输入端与输出端之间串联电阻Rf1。
6.根据权利要求5所述高压纹波直流电源采样、解耦电路，其特征在于，所述电阻Ri1=Ri2=Ri，电阻Rf1=Rf2=Rf，Ri>Rf。
7.根据权利要求1所述高压纹波直流电源采样、解耦电路，其特征在于，所述去耦单元包括直流解耦电感L1、直流解耦电容C1、高频解耦电阻R、第一高频解耦电容C2、第二高频解耦电容C3，L1一端与母线直流电压负输出端子连接，另一端与被测对象负电压连接，C1一端与耦合变压器副边a端连接，另一端与被测对象负电压连接，C2一端与R的一端连接，C2另一端与被测对象负电压连接，C3一端与耦合变压器副边b端连接，另一端与被测对象负电压连接，R一端与C2连接，另一端与耦合变压器副边b端连接，耦合变压器副边a端、b端对应的原边A端、B端分别连接纹波发生器的L输出端、N输出端。
8.根据权利要求2所述高压纹波直流电源采样、解耦电路，其特征在于，所述电阻R12=R13。
9.一种高压纹波直流电源采样、解耦方法，基于权利要求2所述高压纹波直流电源采样、解耦电路，其特征在于，电路通路分为直流通路和交流通路，直流通路工作状态分为直流初态、直流稳态；
...【技术特征摘要】
1.一种高压纹波直流电源采样、解耦电路，其特征在于，包括高压大功率直流电源、纹波发生器、耦合变压器、电压采样调理电路、去耦单元、被测对象dut，高压大功率直流电源提供母线直流电压，母线直流电压负输出端子连接去耦单元，耦合变压器原边两端分别与纹波发生器的l输出端、n输出端连接，副边一端与母线直流电压正输出端子连接，另一端与被测对象正电压连接，耦合变压器副边两端还与去耦单元连接，被测对象负电压与去耦单元连接，被测对象dut的正负电压均与电压采样调理电路连接，电压采样调理电路与纹波发生器连接。
2.根据权利要求1所述高压纹波直流电源采样、解耦电路，其特征在于，所述电压采样调理电路包括差分放大电路和交直流分离电路：
3.根据权利要求2所述高压纹波直流电源采样、解耦电路，其特征在于，差分放大电路的输出端通过电阻r11连接第一运算放大器的同相输入端，第一运算放大器的输出端通过电阻r23连接积分器的反相输入端，积分器的反相输入端与输出端之间串联电容c，输出端通过电阻r22连接反向放大器的反相输入端，反向放大器的反相输入端和输出端之间串联电阻r21。
4.根据权利要求3所述高压纹波直流电源采样、解耦电路，其特征在于，所述积分器输出端和电阻r22之间还连接有跟随器，跟随器的同相输入端与积分器的输出端连接，跟随器的输出端与电阻r22连接。
5.根据权利要求3所述高压纹波直流电源采样、解耦电路，其特征在于，所述差分放大电路包括电阻r...
【专利技术属性】
技术研发人员：白洪超，禹金标，赵迎辉，朴富勇，胡志通，
申请(专利权)人：山东艾诺智能仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：
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