一种电空调压缩机控制器冗余电流的采样电路的制作方法

本实用新型涉及一种电空调压缩机控制器冗余电流的采样电路，属于电空调压缩机监控技术领域。

背景技术：

相对于传统的空调压缩机，新兴的电空调压缩机，是通过电空调压缩机控制器来控制压缩机来实现对新能源汽车车用空调的控制，电动汽车空调作为电动汽车上一个不可或缺的重要零部件，如今在我国乘用车上的应用率几乎已达到百分之百。随着电动汽车的普遍生产制造，消费者已逐步将电动汽车室内空气的舒适度、电动车的安全性和可靠性作为购车时的一项重要选择依据。拥有一套高效节能且性能良好的电动空调配置，无疑会为电动汽车开拓销售市场给予很大的帮助。但是到目前为止还没有一种装置可实现对电空调压缩机的实时输出工况的监控及保护。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电空调压缩机控制器冗余电流的采样电路。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种电空调压缩机控制器冗余电流的采样电路，包括采样电路、放大电路、分压电路和保护电路；所述采样电路内置有MCU并通过MCU控制采样电路输出，所述采样电路的输入端连接被测系统，所述采样电路的输出端连接放大电路的输入端，所述放大电路的输出端连接分压电路的输入端，所述分压电路的输出端分别连接MCU和保护电路的输入端，所述保护电路接受分压电路的输出和MCU输出的控制信号控制闭环输出。

采样电路包括三组电路，三组电路的输入端分别连接U相线、V相线和W 相线，三组电路的结构一致，包括MCU、第一IGBT、第二IGBT、第一采样电阻、第二采样电阻、第一滤波电容和第二滤波电容；MCU分别与相线、第一IGBT 的发射极以及第二IGBT的集电极连接，第一IGBT的门极和第二IGBT的门极均与MCU的输出端连接，第一IGBT的集电极外接电源，第二IGBT的发射极通过第一采样电阻接地，第一采样电阻的两端作为电路的输出端，第二采样电阻与第一采样电阻并接，第一滤波电容和第二滤波电容分别并接在第一采样电阻和第二采样电阻的两端。

放大电路包括三组电路，三组电路的结构一致，包括差分放大器，第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，第一电阻和第二电阻的一端均作为电路的输入端，第一电阻的另一端分别连接差分放大器的负输入端和第三电阻的一端，第三电阻的另一端与差分放大器的输出端，差分放大器的输出端作为电路的输出端，第二电阻的另一端分别连接差分放大器的正输入端和第四电阻的一端，第四电阻的另一端接电源。

分压电路包括三组电路，三组电路的结构一致，包括第一分压电阻和第二分压电阻，第一分压电阻的一端作为电路的输入端，第一分压电阻的另一端作为电路的输出端，同时通过第二分压电阻接地。

保护电路包括第一保护电路、第二保护电路和第三保护电路；

第一保护电路包括三组电路，三组电路的结构一致，包括跟随器；跟随器的正输入端作为电路的输入端，跟随器的输出端与自身的负输入端连接，并且作为电路的输出端；

第二保护电路包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一比较器、第二比较器、第三比较器、第四比较器、第五比较器、第六比较器，第一比较器、第三比较器和第五比较器的正输入端分别与第一保护电路的三组电路输出端连接，第一比较器的正输入端还与第二比较器的负输入端连接，第一比较器的负输入端分别与第五电阻的一端、第六电阻的一端、第三比较器的负输入端以及第五比较器的负输入端连接，第五电阻的另一端接电源，第六电阻的另一端接地，第一比较器的输出端作为电路的输出端，第二比较器的正输入端分别与第四比较器的正输入端、第六比较器的正输入端、第七电阻的一端和第八电阻的一端连接，第七电阻的另一端接电源，第八电阻的另一端接地，第一比较器、第二比较器、第三比较器、第四比较器、第五比较器和第六比较器的输出端接入第三保护电路输入端；

第三保护电路包括依次连接的第七比较器、第一与门芯片、锁存器和第二与门芯片，第一与门芯片的输入端作为电路的输入端，第二与门芯片的输出端作为电路的输出端。

第一与门芯片为三输入与门芯片，第二与门芯片为二输入与门芯片。

本实用新型所达到的有益效果：本实用新型利用普通的差分放大器、跟随器、比较器、等常用的电子元件，实现了对电空调压缩机输出的实时监控和保护，一旦输出数据异常，便会高效、有序、安全的停止闭环输出，将系统可能造成的不可预测工况造成的损失控制在最低，将由电空调压缩机控制器有可能造成的损失控制在源端。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为采样电路的电路图；

图3为放大电路、分压电路和保护电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，一种电空调压缩机控制器冗余电流的采样电路，包括采样电路、放大电路、分压电路和保护电路。采样电路内置有MCU并通过MCU控制采样电路输出，采样电路的输入端连接被测系统，采样电路的输出端连接放大电路的输入端，放大电路的输出端连接分压电路的输入端，分压电路的输出端分别连接MCU和保护电路的输入端，保护电路接受分压电路的输出和MCU输出的控制信号控制闭环输出。

如图2所示，采样电路包括三组电路，三组电路的输入端分别连接U相线、 V相线和W相线(即被测系统冗余电流三相线)，三组电路的结构一致，包括 MCU、第一IGBTS1、第二IGBTS2、第一采样电阻R1、第二采样电阻R2、第一滤波电容C1和第二滤波电容C2；MCU分别与相线、第一IGBTS1的发射极以及第二IGBTS2的集电极连接，第一IGBTS1的门极和第二IGBTS2的门极均与MCU的输出端连接，第一IGBTS1的集电极外接电源，第二IGBTS2的发射极通过第一采样电阻R1接地，第一采样电阻R1的两端作为电路的输出端，第二采样电阻R2与第一采样电阻R1并接，第一滤波电容C1和第二滤波电容C2 分别并接在第一采样电阻R1和第二采样电阻R2的两端。

如图3所示，放大电路包括三组电路，三组电路的结构一致，包括差分放大器U01，第一电阻R01、第二电阻R02、第三电阻R03和第四电阻R04，第一电阻R01和第二电阻R02的一端均作为电路的输入端，第一电阻R01的另一端分别连接差分放大器U01的负输入端和第三电阻R03的一端，第三电阻R03的另一端与差分放大器U01的输出端，差分放大器U01的输出端作为电路的输出端，第二电阻R02的另一端分别连接差分放大器U01的正输入端和第四电阻R04 的一端，第四电阻R04的另一端接电源。

分压电路包括三组电路，三组电路的结构一致，包括第一分压电阻R001和第二分压电阻R002，第一分压电阻R001的一端作为电路的输入端，第一分压电阻R001的另一端作为电路的输出端，同时通过第二分压电阻R002接地。

保护电路包括第一保护电路、第二保护电路和第三保护电路.

第一保护电路包括三组电路，三组电路的结构一致，包括跟随器U02；跟随器U02的正输入端作为电路的输入端，跟随器U02的输出端与自身的负输入端连接，并且作为电路的输出端；

第二保护电路包括第五电阻R05、第六电阻R06、第七电阻R07、第八电阻R08、第一比较器U03a、第二比较器U03b、第三比较器U03c、第四比较器U03d、第五比较器U03e、第六比较器U03f，第一比较器U03a、第三比较器U03c和第五比较器U03e的正输入端分别与第一保护电路的三组电路输出端连接，第一比较器U03a的正输入端还与第二比较器U03b的负输入端连接，第一比较器U03a 的负输入端分别与第五电阻R05的一端、第六电阻R06的一端、第三比较器U03c 的负输入端以及第五比较器U03e的负输入端连接，第五电阻R05的另一端接电源，第六电阻R06的另一端接地，第一比较器U03a的输出端作为电路的输出端，第二比较器U03b的正输入端分别与第四比较器U03d的正输入端、第六比较器U03f的正输入端、第七电阻R07的一端和第八电阻R08的一端连接，第七电阻 R07的另一端接电源，第八电阻R08的另一端接地，第一比较器、第二比较器 U03b、第三比较器U03c、第四比较器U03d、第五比较器U03e和第六比较器 U03f的输出端接入第三保护电路输入端。

第三保护电路包括依次连接的第七比较器U04、第一与门芯片U05、锁存器U06和第二与门芯片U07，第一与门芯片U05为三输入与门芯片，第一与门芯片U05的输入端作为电路的输入端，第二与门芯片U07为二输入与门芯片，第二与门芯片U07的输出端作为电路的输出端。

上述电路的工作过程为：采样电路每组电路中的第一IGBTS1和第二 IGBTS2的开启与闭合均由相应的MCU控制，通过采样电阻，将电流信号转换成电压信号，经过差分放大器U01放大后输入分压电路，分压电路能将差分放大器U01输出的电压控制在MCU接受的安全电压范围内，MCU可以解析出实际输出电流的参数；

以U相为例，差分放大器U01输出的U相电压V_out1为，

其中，V_CC为电源电压，I为U相电流；

分压电路输出的U相电压V_out2为，

MCU解析的实际输出电流的参数I′为，

分压电路的另一路输出通过跟随器U02将输出电压转换成后续电路可接受的电压，通过比较器将采集到的电压与比较器的上下阀值做对比，若采到的电压超出设置的阀值范围，比较器则输出一个异常状态，以U相为例阀值区间为比较器的输出直接输入给后面的第一与门芯片U05，第一与门芯片U05的另外两路输入分别是5V的监控(第七比较器U04用于监控5V)和3.3V的监控，三组数据任意一组有异常，则第一与门芯片U05输出一个异常状态给后续的锁存器U06，锁存器U06将异常状态锁存，关闭硬件的闭环控制使能。如无异常，则锁存器U06的输出与软件控制输出通过第二与门芯片U07共同控制闭环输出，软件和硬件中任何一使能信号关闭，则闭环控制不输出，从而达到硬件和软件共同保护整个系统的效果。

综上所述，上述电路利用普通的差分放大器、跟随器、比较器、等常用的电子元件，实现了对电空调压缩机输出的实时监控和保护，一旦输出数据异常，便会高效、有序、安全的停止闭环输出，将系统可能造成的不可预测工况造成的损失控制在最低，将由电空调压缩机控制器有可能造成的损失控制在源端。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。