[实用新型]一种基于直流高压隔离分段电压采样处理电路

说明书

本实用新型公开了电压采样领域的一种基于直流高压隔离分段电压采样处理电路，包括隔离芯片，隔离芯片一路输入高压直流电并通过分压电路采集取样电压，另一路连接差分放大电路并输出隔离线性变换后的取样信号；差分放大电路设有至少两级差分放大器，每一级差分放大器的输出端均一路连接MCU微处理器AD采样口，并输出至少一级差分放大后的取样信号，另一路连接下一级差分放大器的同相输入端，下一级差分放大器的反相输入端设置电压参考点。本实用新型采样范围广，隔离电压高，适应性强，并且具有极强的扩展性，可根据具体需求进行多级处理，每级负责一段信号的采集，以满足取样精度的要求，适宜于时代新需求的发展。

技术领域

本实用新型涉及电压采样领域，具体是一种基于直流高压隔离分段电压采样处理电路。

背景技术

电力电子系统中，直流高压是一种常见的电气网络，在特型整车上就有直流高压电压体系。在整车上，功率电源与车载设备控制电源隶属同一个电压体系，之间无需进行隔离。其电压体系传统为12V、24V、56V，电压的采样范围很窄，大约0～100V已经满足采样的需求，因此对采样的AD芯片或者单片机AD口的位数要求不高。

但随着新能源汽车和直流高压技术的发展，新型直流高压的电压体系逐步兴起，传统应用中的窄范围电压采样范围已经很难适应新技术体系的使用要求，但在原有平台上扩展采样范围，无疑降低了采样精度，扩大采样误差。

对于控制电源、功率电源这种不同电压体系来说，要进行无隔离的采样方案，必须将各体系连通起来，而电压体系之间必然相互影响，这对系统的兼容性要求极为苛刻，同时单片机之类弱电控制系统及模块的安全性无法保证，例如浪涌的危害等。而进行有隔离的采样方案虽然解决了不同电压网络间的互扰问题，但宽范围带来的低精度问题依然存在。

因此在设备平台固化，又不便于进行大动作改进升级的情况下，要适应新的高需求，存在一定的困难。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种安全、可靠、便捷、移植性强的基于直流高压隔离分段电压采样处理电路，以解决控制电源(DC24V)与功率电(如直流高压电)之间的隔离转换问题，并满足高精度的宽电压范围采样需求及设备安全需求。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于直流高压隔离分段电压采样处理电路，包括隔离芯片，所述隔离芯片一路输入高压直流电并通过分压电路采集取样电压，另一路连接差分放大电路并输出隔离线性变换后的取样信号；所述差分放大电路设有至少两级差分放大器，每一级差分放大器的输出端均一路连接MCU微处理器AD采样口，并输出至少一级差分放大后的取样信号，另一路连接下一级差分放大器的同相输入端，下一级差分放大器的反相输入端设置电压参考点。

作为本实用新型的改进方案，所述差分放大电路设有两级差分放大器，一级差分放大器的同相输入端一路通过电阻R9接地，另一路通过电阻R7连接隔离芯片的正极输出端，其反相输入端一路通过电阻R10连接输出端，另一路通过电阻R8连接隔离芯片的负极输出端；一级差分放大器的输出端通过电阻R11、电容C7、C8构成的RC电路后连接到MCU微处理器AD采样口。

作为本实用新型的改进方案，二级差分放大器的的同相输入端一路通过电阻R16接地，另一路通过电阻R14连接一级差分放大电路的输出端，其反相输入端一路通过电阻R17连接输出端，另一路通过依次串联的电阻R15、R12连接控制电源，所述电阻R12与电阻R15的公共端作为电压参考点，并与地之间连接有电阻R13；二级差分放大器的输出端通过电阻R18、电容C12、C13构成的RC电路后连接到MCU微处理器AD采样口。

作为本实用新型的改进方案，所述电阻R9、R10、R16、R17上分别并联滤波电容C5、C6、C9、C11。