[實用新型]一種基于直流高壓隔離分段電壓采樣處理電路

有效

• 申請號: 202020634767.0
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN212321717U
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 王燕玲;嚴世寶;高正杰;盧文茹;李寶;錢強;蔡宗亮
• 申請（專利權）人: 合肥合試檢測股份有限公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G01R15/22;G01R15/16;G01R1/30
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 汪貴艷

本實用新型公開了電壓采樣領域的一種基于直流高壓隔離分段電壓采樣處理電路，包括隔離芯片，隔離芯片一路輸入高壓直流電并通過分壓電路采集取樣電壓，另一路連接差分放大電路并輸出隔離線性變換后的取樣信號；差分放大電路設有至少兩級差分放大器，每一級差分放大器的輸出端均一路連接MCU微處理器AD采樣口，并輸出至少一級差分放大后的取樣信號，另一路連接下一級差分放大器的同相輸入端，下一級差分放大器的反相輸入端設置電壓參考點。本實用新型采樣范圍廣，隔離電壓高，適應性強，并且具有極強的擴展性，可根據具體需求進行多級處理，每級負責一段信號的采集，以滿足取樣精度的要求，適宜于時代新需求的發展。

技術領域

本實用新型涉及電壓采樣領域，具體是一種基于直流高壓隔離分段電壓采樣處理電路。

背景技術

電力電子系統中，直流高壓是一種常見的電氣網絡，在特型整車上就有直流高壓電壓體系。在整車上，功率電源與車載設備控制電源隸屬同一個電壓體系，之間無需進行隔離。其電壓體系傳統為12V、24V、56V，電壓的采樣范圍很窄，大約0～100V已經滿足采樣的需求，因此對采樣的AD芯片或者單片機AD口的位數要求不高。

但隨著新能源汽車和直流高壓技術的發展，新型直流高壓的電壓體系逐步興起，傳統應用中的窄范圍電壓采樣范圍已經很難適應新技術體系的使用要求，但在原有平臺上擴展采樣范圍，無疑降低了采樣精度，擴大采樣誤差。

對于控制電源、功率電源這種不同電壓體系來說，要進行無隔離的采樣方案，必須將各體系連通起來，而電壓體系之間必然相互影響，這對系統的兼容性要求極為苛刻，同時單片機之類弱電控制系統及模塊的安全性無法保證，例如浪涌的危害等。而進行有隔離的采樣方案雖然解決了不同電壓網絡間的互擾問題，但寬范圍帶來的低精度問題依然存在。

因此在設備平臺固化，又不便于進行大動作改進升級的情況下，要適應新的高需求，存在一定的困難。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種安全、可靠、便捷、移植性強的基于直流高壓隔離分段電壓采樣處理電路，以解決控制電源(DC24V)與功率電(如直流高壓電)之間的隔離轉換問題，并滿足高精度的寬電壓范圍采樣需求及設備安全需求。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種基于直流高壓隔離分段電壓采樣處理電路，包括隔離芯片，所述隔離芯片一路輸入高壓直流電并通過分壓電路采集取樣電壓，另一路連接差分放大電路并輸出隔離線性變換后的取樣信號；所述差分放大電路設有至少兩級差分放大器，每一級差分放大器的輸出端均一路連接MCU微處理器AD采樣口，并輸出至少一級差分放大后的取樣信號，另一路連接下一級差分放大器的同相輸入端，下一級差分放大器的反相輸入端設置電壓參考點。

作為本實用新型的改進方案，所述差分放大電路設有兩級差分放大器，一級差分放大器的同相輸入端一路通過電阻R9接地，另一路通過電阻R7連接隔離芯片的正極輸出端，其反相輸入端一路通過電阻R10連接輸出端，另一路通過電阻R8連接隔離芯片的負極輸出端；一級差分放大器的輸出端通過電阻R11、電容C7、C8構成的RC電路后連接到MCU微處理器AD采樣口。

作為本實用新型的改進方案，二級差分放大器的的同相輸入端一路通過電阻R16接地，另一路通過電阻R14連接一級差分放大電路的輸出端，其反相輸入端一路通過電阻R17連接輸出端，另一路通過依次串聯的電阻R15、R12連接控制電源，所述電阻R12與電阻R15的公共端作為電壓參考點，并與地之間連接有電阻R13；二級差分放大器的輸出端通過電阻R18、電容C12、C13構成的RC電路后連接到MCU微處理器AD采樣口。

作為本實用新型的改進方案，所述電阻R9、R10、R16、R17上分別并聯濾波電容C5、C6、C9、C11。