[發明專利]純電動汽車用AD采樣電路

有效

• 申請號: 201310421097.9
• 申請日: 2013-09-16
• 公開（公告）號: CN103472751A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 萬艷寬;薛山;郝成芳
• 申請（專利權）人: 重慶長安汽車股份有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G05F1/56
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 康海燕

技術領域

本發明屬于電動汽車電機控制器技術，具體涉及一種純電動汽車用AD采樣電路。

背景技術

目前，數字信號處理（Digital?Signal?Processing，簡稱DSP）已經成為信號處理技術的主流。TMS320系列DSP芯片具有價格低廉、簡單易用、功能強大等特點，已經成為目前最有影響的DSP系列處理器之一。面向數字控制、運動控制的TMS320系列，擁有豐富的片上外設，集成了ADC模塊，為12位內核，內置雙采樣保持器（S/H），16通道，多路選擇輸入，能滿足純電動汽車電機控制器電流、電壓等模擬信號的采集、轉化功能。

純電動車是研究和開發的熱門領域，而DSP在電動車電機控制器上的應用日趨廣泛。純電動車電機控制器的電流信號和電壓信號的準確性和實效性，對于純電動車的電機控制十分關鍵。

雖然目前DSP的TMS320系列可以滿足純電動車電流、電壓、溫度等信號的采集、轉化、處理等工作，但是，在實際應用中，往往會因為工藝或者硬件布線等問題導致AD轉換存在許多誤差，并且TMS320系列本身的AD轉換器也存在一定的偏移誤差。因此，提高AD轉換精度對提高整個控制系統的精度是很有必要的。

針對AD轉換存在誤差這一現象，一般多采用采集兩路已知參考電壓，再在DSP內進行程序計算，算出增益誤差偏移系數和偏移參數，此方法會多占用兩路AD通道，且需要花費一定時間來計算增益誤差偏移系數和偏移參數。

一般處理方法：如圖1?。

常用方法是為了消除增益誤差和偏移誤差而在AD采樣模塊中，加入兩路參考電壓進行采值計算。如圖1所示，參考電壓2V和1.5V。這種方法的基本思路是增益系數和偏移系數的計算：

如圖2所示，增益系數K=（Ha-La）/(Hr-Lr),Hr為參考高電壓，Lr為參考低電壓，Ha為對應的采樣高電壓值，La為對應的采樣低電壓值。偏移系數P=La-KLr，K為增益系數。

這樣AD轉換得到的數字值可以用下式進行校正：U=KUs+P,U為校正后的電壓值。Us為采樣值。

現有方法存在以下三個不足之處：

（1）需要多占用兩路采樣通道做參考電壓輸入；

（2）每次AD采樣轉化之前，需要先根據兩路參考電壓采樣值進行計算，計算增益系數和偏移系數，這樣無疑增加了程序的運算量且增加了程序時長；

（3）如果由于系統不穩定或者硬件問題造成的偶發性AD采樣偏移，上述方法不能解決。

發明內容

本發明的目的是提供一種純電動汽車用AD采樣電路，能減少AD轉換的增益誤差和偏移,并且無需程序做過多偏移計算，能提高采樣的精確性、時效性。

本發明所述的純電動汽車用AD采樣電路，包括傳感器、減法電路、DSP芯片、比較電路和參考電壓電路；

所述DSP芯片包括AD采樣模塊和PWM輸出模塊；

所述傳感器的輸出端分別與減法電路、比較電路的輸入端連接，所述減法電路的輸出端與DSP芯片的AD采樣模塊連接，DSP芯片的PWM輸出模塊與所述比較電路的輸入端連接，所述比較電路的輸出端分別與DSP芯片的IO口和參考電壓電路的輸入端連接，所述參考電壓電路的輸出端與減法電路的輸入端連接；

所述傳感器將采集的模擬電壓值A分別輸入減法電路和比較電路，經減法電路修正后輸出的修正電壓值A0進入DSP芯片的AD采樣模塊，并通過PWM輸出模塊輸出一個模擬電壓值A1，模擬電壓值A1和模擬電壓值A進入比較電路進行比較，當模擬電壓值A1大于模擬電壓值A時，比較電路輸出高電平并經參考電壓電路分壓后輸出參考電壓VCE，參考電壓VCE再與原模擬電壓A共同組成減法電路的輸入進行下一輪反饋調節，直到模擬電壓值A1小于等于原模擬電壓值A，此時，比較電路輸出低電平，DSP芯片通過IO口檢測到該低電平時控制AD采樣模塊采集此時的修正電壓值A0。

所述DSP芯片為TMS320C28XX系列。

所述減法電路的輸出端還連接一反相電路，所述傳感器采集的模擬電壓值A和后級反饋的參考電壓VCE作為減法電路的輸入，經減法電路、反相電路后輸出修正電壓值A0，且A0=A-VCE。?

所述DSP芯片的PWM輸出模塊的輸出端還連接一低通濾波器，所述修正電壓值A0依次經AD采樣模塊、PWM輸出模塊和低通濾波器處理后得到模擬電壓值A1。所述修正電壓值A0經AD采樣模塊轉化得到一個數字值，并將該數字值除以4095后賦給PWM輸出模塊作為一個PWM占空比輸出，最后經低通濾波器濾波后得到模擬電壓值A1。