本實(shí)用新型涉及一種用于電動(dòng)汽車的電壓隔離采樣電路。

背景技術(shù)：

隨著電動(dòng)汽車電子技術(shù)的飛速發(fā)展，電動(dòng)汽車內(nèi)部采集的電氣信號(hào)也日益復(fù)雜而繁多，因此，可靠實(shí)時(shí)地對(duì)這些電氣信號(hào)進(jìn)行采集已成為汽車電子硬件設(shè)計(jì)必須解決的問(wèn)題。在電動(dòng)汽車的控制系統(tǒng)中，需要對(duì)油門控制器輸出的電壓信號(hào)采集處理，通常油門控制器輸出0～5V的模擬電壓信號(hào)到電機(jī)控制器，油門控制器輸出的0～5V的模擬電壓對(duì)應(yīng)電機(jī)控制器輸出的零至額定功率。傳統(tǒng)的電壓采樣采用電壓互感器，電壓互感器體積較大，在PCB電路板上占用的空間較大，擠壓了其他電氣元器件的空間，且電壓互感器的工作溫度一般是-40℃~85℃，不滿足汽車級(jí)125℃要求，同時(shí)電壓互感器的抗干擾能力差，影響電壓的可靠、準(zhǔn)確采集。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于電動(dòng)汽車的電壓隔離采樣電路，本電路克服傳統(tǒng)采用電壓互感器采集電壓信號(hào)的缺陷，提高了電壓信號(hào)采集的準(zhǔn)確性及可靠性，有效節(jié)省安裝空間，提高抗干擾能力，確保汽車的安全性能。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型用于電動(dòng)汽車的電壓隔離采樣電路包括依次串接的抗靜電干擾單元、輸入濾波單元、輸入電壓調(diào)理單元、隔離放大單元和輸出電壓調(diào)理單元；

所述抗靜電干擾單元包括靜電保護(hù)二極管組件，所述二極管組件并聯(lián)于采樣電壓兩端；

所述輸入濾波單元包括第一電阻、第二電阻和共模濾波器，所述第一電阻和第二電阻一端分別連接采樣電壓兩端、另一端接地，所述共模濾波器輸入端連接采樣電壓兩端；

所述輸入電壓調(diào)理單元包括第一運(yùn)算放大器、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第一電容、第二電容和第三電容，所述第一運(yùn)算放大器的正負(fù)輸入端分別經(jīng)所述第三電阻和第四電阻連接所述共模濾波器輸出端，所述第五電阻與第一電容并聯(lián)并且兩端分別連接第一運(yùn)算放大器的正輸入端和接地端，所述第六電阻與第二電容并聯(lián)并且兩端分別連接第一運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端和輸出端，所述第七電阻與第三電容串聯(lián)并且兩端分別連接第一運(yùn)算放大器的輸出端和接地端；

所述隔離放大單元包括隔離放大器、第七電容和第八電容，所述隔離放大器的信號(hào)輸入端連接所述第七電阻和第三電容的中點(diǎn)，所述第七電容和第八電容分別連接所述隔離放大器的輸入電源正端與接地端之間以及輸出電源正端與接地端之間；

所述輸出電壓調(diào)理單元包括第二運(yùn)算放大器、第三運(yùn)算放大器、第八電阻、第九電阻、第十電阻、第十一電阻、第十二電阻、第四電容、第五電容和第六電容，所述第二運(yùn)算放大器的正負(fù)輸入端分別經(jīng)所述第八電阻和第九電阻連接所述隔離放大器的信號(hào)輸出端，所述第十電阻與第四電容并聯(lián)并且兩端分別連接第二運(yùn)算放大器的正輸入端和接地端，所述第十一電阻與第五電容并聯(lián)并且兩端分別連接第二運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端和輸出端，所述第三運(yùn)算放大器的正輸入端連接所述第二運(yùn)算放大器的輸出端，所述第三運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端連接輸出端，所述第十二電阻與第六電容串聯(lián)并且兩端分別連接第三運(yùn)算放大器的輸出端和接地端，所述第十二電阻和第六電容的中點(diǎn)輸出采樣電壓。

進(jìn)一步，所述隔離放大器為ACPL-C87BT集成電路芯片。

由于本實(shí)用新型用于電動(dòng)汽車的電壓隔離采樣電路采用了上述技術(shù)方案，即本電路包括依次串接的抗靜電干擾單元、輸入濾波單元、輸入電壓調(diào)理單元、隔離放大單元和輸出電壓調(diào)理單元；其中抗靜電干擾單元由靜電保護(hù)二極管組件構(gòu)成，輸入濾波單元采用共模濾波器，輸入電壓調(diào)理單元采用運(yùn)算放大器及相應(yīng)的阻容元件，隔離放大單元采用隔離放大器及相應(yīng)的電容，輸出電壓調(diào)理單元采用兩個(gè)運(yùn)算放大器及相應(yīng)的阻容元件。本電路克服傳統(tǒng)采用電壓互感器采集電壓信號(hào)的缺陷，提高了電壓信號(hào)采集的準(zhǔn)確性及可靠性，有效節(jié)省安裝空間，提高抗干擾能力，確保汽車的安全性能。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明：

圖1為本實(shí)用新型用于電動(dòng)汽車的電壓隔離采樣電路示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例如圖1所示，本實(shí)用新型用于電動(dòng)汽車的電壓隔離采樣電路包括依次串接的抗靜電干擾單元1、輸入濾波單元2、輸入電壓調(diào)理單元3、隔離放大單元4和輸出電壓調(diào)理單元5；

所述抗靜電干擾單元1包括靜電保護(hù)二極管組件D，所述二極管組件D并聯(lián)于采樣電壓V兩端；

所述輸入濾波單元2包括第一電阻R1、第二電阻R2和共模濾波器L，所述第一電阻R1和第二電阻R2一端分別連接采樣電壓V兩端、另一端接地，所述共模濾波器L輸入端連接采樣電壓V兩端；

所述輸入電壓調(diào)理單元3包括第一運(yùn)算放大器U1、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第一電容C1、第二電容C2和第三電容C3，所述第一運(yùn)算放大器U1的正負(fù)輸入端分別經(jīng)所述第三電阻R3和第四電阻R4連接所述共模濾波器L輸出端，所述第五電阻R5與第一電容C1并聯(lián)并且兩端分別連接第一運(yùn)算放大器U1的正輸入端和接地端，所述第六電阻R6與第二電容C2并聯(lián)并且兩端分別連接第一運(yùn)算放大器U1的負(fù)輸入端和輸出端，所述第七電阻R7與第三電容C3串聯(lián)并且兩端分別連接第一運(yùn)算放大器U1的輸出端和接地端；

所述隔離放大單元4包括隔離放大器U2、第七電容C7和第八電容C8，所述隔離放大器U2的信號(hào)輸入端連接所述第七電阻R7和第三電容C3的中點(diǎn)，所述第七電容C7和第八電容C8分別連接所述隔離放大器U2的輸入電源正端與接地端之間以及輸出電源正端與接地端之間；

所述輸出電壓調(diào)理單元5包括第二運(yùn)算放大器U3、第三運(yùn)算放大器U4、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第十一電阻R11、第十二電阻R12、第四電容C4、第五電容C5和第六電容C6，所述第二運(yùn)算放大器U3的正負(fù)輸入端分別經(jīng)所述第八電阻R8和第九電阻R9連接所述隔離放大器U2的信號(hào)輸出端，所述第十電阻R10與第四電容C4并聯(lián)并且兩端分別連接第二運(yùn)算放大器U3的正輸入端和接地端，所述第十一電阻R11與第五電容C5并聯(lián)并且兩端分別連接第二運(yùn)算放大器U3的負(fù)輸入端和輸出端，所述第三運(yùn)算放大器U4的正輸入端連接所述第二運(yùn)算放大器U3的輸出端，所述第三運(yùn)算放大器U4的負(fù)輸入端連接輸出端，所述第十二電阻R12與第六電容C6串聯(lián)并且兩端分別連接第三運(yùn)算放大器U4的輸出端和接地端，所述第十二電阻R12和第六電容C6的中點(diǎn)輸出采樣電壓AD。

優(yōu)選的，所述隔離放大器U2采用ACPL-C87BT集成電路芯片。

本電路中，輸入的模擬電壓經(jīng)過(guò)靜電保護(hù)二極管組件和共模濾波器，抗靜電干擾并濾出外部干擾信號(hào)，由于輸入的模擬電壓信號(hào)通常為0V～5V，而采用ACPL-C87BT集成電路芯片的隔離放大器標(biāo)稱輸入電壓范圍是0V～2V，因此經(jīng)過(guò)輸入電壓調(diào)理單元將模擬電壓信號(hào)放大0.39倍，以滿足隔離放大器的標(biāo)稱輸入電壓范圍，通過(guò)隔離放大器進(jìn)行強(qiáng)弱電的隔離，輸出0V～2V的隔離電壓信號(hào)，第七電容和第八電容為隔離放大器供電電源的濾波電容；隔離后的輸出電壓信號(hào)是差分信號(hào)，需要經(jīng)過(guò)輸出電壓調(diào)理單元轉(zhuǎn)換成單端電壓信號(hào)，其中第三運(yùn)算放大器是電壓跟隨器，第十二電阻和第六電容構(gòu)成輸出濾波電路，第八電阻、第九電阻、第十電阻、第十一電阻、第二運(yùn)算放大器組成放大電路，只需調(diào)整第八電阻、第九電阻、第十電阻和第十一電阻的參數(shù)，就可以得到需要的采樣電壓信號(hào)。

本電路采樣精度高，抗干擾能力強(qiáng)，電路簡(jiǎn)單，減少了在PCB電路板上占用的空間，并且工作溫度范圍可達(dá)-40～125℃，滿足汽車級(jí)要求，只需調(diào)整輸出電壓調(diào)理單元的電阻參數(shù)，即可得到需要的采樣電壓，具有很大的靈活性，可廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車中各類模擬電壓信號(hào)的采樣。