[发明专利]无人驾驶工程车高压动力电池电压检测电路及使用方法

权利要求书

1.一种无人驾驶工程车高压动力电池电压检测电路，其特征包括：高压动力电池电压输入部分、检测电路供电电路部分和电池电压检测电路及信号输出部分；

(1)高压动力电池电压输入部分；包括为电路提供待检测的高压的直流电压高压动力电池和为三极管Q1(8050)和Q2(8050)供电的+5V电压的蓄电池；

所述蓄电池的正负两极分别与三极管Q1(8050)和三极管Q2(8050)电连接；

+5V电压VCC通过光耦继电器U12(AQV258H)和U18(AQV258H)经过Q1(8050)和Q2(8050)形成通路，所述直流电压高压动力电池经过U12(AQV258H)、U18(AQV258H)、R70(180-220K)、R71(180-220K)、R72(180-220K)、R79(8-12K)、R80(8-12K)、R81(180-220K)、R82(180-220K)、R83(180-220K)形成通路，通过电阻R79两端的电压差，设置成差分模拟输入电路，

(2)检测电路供电电路部分；

+3.3-+7.0V电压VCC通过电感L5(4-10uH)、电容C57(104/50V)和电容C55(104/50V)组成的π形滤波器，通过隔离非稳压单路输出芯片U15(CF0505XT),并与电压基准芯片U16(REF3025)、U17(REF3040)和模数转换芯片U14(AD7988)、四通道隔离芯片U13(ADUM141E1)电连接，最后以并联的方式与电容C62(181/3KV)、C56(106/15V)和电阻R84(100-300R)电连接；

所述+5V电压的蓄电池经过电容C58(474/50V)连接基准电压芯片U16(REF3025)和电容C59(103/50V)，并与模数转换芯片U14(AD7988)电连接；

所述+5V电压的蓄电池经过电容C60(474/50V)连接基准电压芯片U17(REF3040),再经过电容C61(103/50V)与四通道隔离芯片U13(ADUM141E1)电连接；

(3)电池电压检测电路及信号输出部分；

所述动力电池的电压信号通过差分电路，经IN+和IN-连接到数模转换器芯片U14(AD7988),

数模转换器芯片U14(AD7988)的2号脚VDD与芯片单电源电连接，供电电压为+2-3V,并经过1号脚为芯片电连接，电压为+4.0V，再经过所述芯片的与四通道隔离芯片U13(ADUM141E1)和电容C54电连接；

所述四通道隔离芯片U13(ADUM141E1)通过1号引脚VDD1和16号引脚VDD2双电源供电，电压均为+5V，数模转换器芯片U14(AD7988)与芯片U13(ADUM141E1)的输入引脚相连，经过电连接输出到控制器的SCK、SDO、CNV引脚。

2.根据权利要求1所述的无人驾驶工程车高压动力电池电压检测电路，其特征在于所述的直流电压高压动力电池的正负两极为EXT_HV_BAT+(500-1000V)和EXT_HV_BAT-(0V)；所述蓄电池的正负两极为M_HV_BAT+(20-28V)和M_HV_BAT-(0V)。

3.一种无人驾驶工程车高压动力电池电压检测电路的使用方法，采用权利要求1或2描述的所述的无人驾驶工程车高压动力电池电压检测电路，其特征在于包括：

(1)无人驾驶工程车高压动力电池电压输入部分的使用：

①输入电压EXT_HV_BAT+(500-1000V)和EXT_HV_BAT-(0V)为无人驾驶工程车高压动力电池的正负两极，为直流电压，为电路提供待检测的高压，

②M_HV_BAT+(20-28V)和M_HV_BAT-(0V)为蓄电池的正负两极，当无人驾驶工程车启动后，蓄电池为三极管Q1(8050)和Q2(8050)供电，所述电容C45和C63的为极间电容,容值范围均为101/50V，作用是滤波，

+5V电压VCC通过光耦继电器U12(AQV258H)和U18(AQV258H),经过Q1(8050)和Q2(8050)形成通路，进而使得光耦继电器U12(AQV258H)和U18(AQV258H)工作，使得高压动力电池经过U12、U18、R70(180-220K)、R71(180-220K)、R72(180-220K)、R79(8-12K)、R80(8-12K)、R81(180-220K)、R82(180-220K)、R83(180-220K)形成通路，通过电阻R79两端的电压差，形成差分模拟输入电路，同时通过电阻R73(8-12K)、R74(8-12K)和电容C52(104/50V)、C53(104/50V)的滤波作用，

(2)检测电路供电电路的使用：

①+5V(+3.3-+7.0V)电压VCC通过电感L5(4-10uH)、电容C57(104/50V)和电容C55(104/50V)组成的π形滤波器，获得稳定的+5V电压，并通过隔离非稳压单路输出芯片U15(CF0505XT),将隔离后的稳定电压为电压基准芯片U16(REF3025)、U17(REF3040)和模数转换芯片U14(AD7988)、四通道隔离芯片U13(ADUM141E1)供电，电容C62(181/3KV)和C56(106/15V)作用为滤波，电阻R84(100-300R)作用为限制过大电流；

②+5V电压经过电容C58(474/50V)滤波后到达基准电压芯片U16,经过稳压后变为+2.5V(+2-+3V)电压，经过电容C59(103/50V)滤波后更加稳定，然后将+2.5V电压为模数转换芯片U14供电；

③+5V电压经过电容C60(474/50V)滤波后到达基准电压芯片U17,经过稳压后变为+4V(3.3-4.3V)电压，经过电容C61(103/50V)滤波后更加稳定，然后将+2.5V电压为四通道隔离芯片U13供电；

(3)电池电压检测电路和信号输出部分的使用：

①动力电池电压信号通过差分电路，经IN+和IN-输入到数模转换器芯片U14中,U14的2号脚VDD为芯片单电源供电电压为+2.5V(+2-+3V),进过1号脚为芯片提供基准输入电压，电压为+4.0V，经过此芯片的模数转换，会将接收到的动力电池电压信号转换为串行数据时钟信号、串行数据信号，并将信号传递到四通道隔离芯片U13中，电容C54(103/50V)起到滤波和稳压的作用；

②四通道隔离芯片U13通过1号VDD1和16号引脚VDD2双电源供电，电压均为+5V，数模转换器芯片U14中输出的串行数据时钟信号、串行数据信号经过芯片U13的输入引脚进入芯片U13中，经过信号隔离后输出到控制器的SCK、SDO、CNV引脚，并且可以得出稳定而准确的动力电池电压信号，进而检测出动力电池的电压。