[发明专利]一种电动汽车用电机控制器电压检测电路

说明书

技术领域

本发明属于电动汽车电机和其控制器设计领域，具体涉及一种电动汽车用电机控制器电压检测电路。

背景技术

目前纯电动车是研究和开发的热门领域，而永磁同步电机在电动车上的应用日趋广泛。为了保证电机控制器系统在一定的供电电压范围内正常工作，须对控制器的供电电源电压值进行监控。因此采用硬件电路进行电压信号的采集。

由于一般的电压采集电路受环境噪声影响，出现电压信号不稳，采集的信号误差较大，另外使用霍尔电压传感器来实现直流电压的隔离和转换也是常用方法，但国外生产的高性能电压传感器件的造价较高，而国产传感器在转换精度和电气隔离等性能上比较欠缺，并且价格也不低。

如图1所示，简单的电压采集电路，分为两个部分：1.分压限流电路以及信号滤波电路。输入电压通过电阻分压，将电压值限定在处理器允许的输入范围以内，通过低通滤波器及跟随器后将信号输入到主控芯片。

如图2所示，电路采用霍尔型电压传感器作为电压采集电路的主要组成部分，被采集电压量输入传感器出入端，输出端感应出的模拟值再通过滤波器及跟随器处理。 

上述电路中虽然结构简单，易于实现，图1适用于环境噪声较少的情况线，但在复杂环境下使用，容易受到外部环境的影响，窜入干扰，使得采集出来的电压值与实际值偏差较大，影响系统的稳定性。图2虽然避免了图1的弊端，但电压传感器的价格昂贵，体积较大，控制电路PCB布局受限，提高了控制器的制作成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电动汽车用电机控制器电压检测电路，使得控制器系统的电源电压检测结果更精确，从而保证电机系统的稳定运行。

本发明具体采用以下技术方案。

一种电动汽车用电机控制器电压检测电路，所述电压检测电路包括电压输入电路、输入差分运算电路、模拟光耦隔离电路、电压跟随器和DSP处理器，其特征在于：

所述电压输入电路的输入端连接至电动汽车电机控制器供电电源；

所述电压输入电路的输出端连接至所述输入差分运算电路的输入端，通过输入差分运算电路中的运算放大器按比例将电压输入电路传送的电压信号换算成0-3V的电压值；

所述输入差分运算电路的输出端连接至所述模拟光耦隔离电路的输入端，将差分电路输出0-3V的电压值信号进行电气隔离；

所述模拟光耦隔离电路的输出端连接至电压跟随器的正向输入端，所述电压跟随器的输出端与DSP处理器的输入端相连，将处理后的电动汽车电机控制器供电电源信号输入至DSP处理器，实现对电动汽车用电机控制器的电压检测。

本发明提供的对电压采集电路主要采用高线性度的模拟光耦合器及运放组成。在测量系统中，由于环境负杂，干扰信号会随着采集信号进入采集系统，不利于信号处理和测量的准确度。故在硬件中必须使采集系统与采集信号实现有效的电器隔离。光电隔离可以避免高压窜入低压的采集系统，且光电耦合器输入阻抗小于干扰源的内阻，因而叠加于被测信号上的干扰信号被极大衰减，从而保证采集信号的准确度。

本发明提供的一种电动汽车用电机控制器电压检测电路同现有的电压检测电路相比，成本低，使得采集的电源电压精度更高，信号抗干扰能力更强，保证整个电机控制器运行可靠，安全。本发明使用线性光耦转换电路，由于线性光耦输入端和输出端是通过光耦进行耦合的，并且芯片本身的电气隔离性能比较可靠，因此不仅能够实现直流电压的高精度检测，而且不会将强电侧电磁干扰耦合到控制系统，从而实现直流电压侧和控制系统的高强度电气隔离。

附图说明

图1是电阻分压式电压信号采集电路图；

图2是电压传感器式信号采集电路图；

图3是线性光藕HCNR201模拟信号光电耦合器示意图；

图4是本发明的电路结构框图；

图5 是本发明的电路原理图。

具体实施方式

下面结合本发明附图做详细说明。

如图4所示为本发明电动汽车用电机控制器电压检测电路原理框图，