用于电机控制器中IGBT温度信号的隔离采样电路的制作方法

本实用新型涉及一种用于电机控制器中IGBT温度信号的隔离采样电路。

背景技术：

随着现代电动汽车技术的快速发展，电动汽车的输出功率需求逐渐提高，其中，电机控制器功率元件IGBT的工作电流不断增大，导致功率元件IGBT温度不断提高，因此电机控制器需要实时采样IGBT温度，当采样温度超过设定的保护阈值，电机控制器关闭IGBT驱动以防止过热损坏。所以对IGBT温度信号采样电路的安全性和采样精度提出为了更高的要求。传统的IGBT温度信号采样电路采用的是非隔离方式，其不带信号隔离功能，容易导致电机控制器电路受高压击穿损坏，而且采样电路抗干扰能力差，采样精度低，影响IGBT的可靠运行，存在一定的安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于电机控制器中IGBT温度信号的隔离采样电路，本采样电路克服传统IGBT温度信号采样缺陷，带有信号隔离功能，提高电路抗干扰能力及采样精度，确保IGBT的可靠运行，杜绝安全隐患。

为解决上述技术问题，本实用新型用于电机控制器中IGBT温度信号的隔离采样电路包括输入分压单元、输入滤波单元、隔离放大单元、电压调理单元和输出滤波单元，所述输入分压单元将IGBT内部热敏电阻电压分压后传输至所述输入滤波单元，所述输入滤波单元输出信号依次经所述隔离放大单元、电压调理单元和输出滤波单元处理后，由所述输出滤波单元得到IGBT温度采样信号。

进一步，所述输入分压单元包括串联的IGBT内部热敏电阻和第二电阻，所述热敏电阻一端连接电源，所述第二电阻一端接地；所述输入滤波单元包括第一电容、第二电容和第三电阻；所述隔离放大单元包括隔离放大器、第三电容和第四电容；所述电压调理单元包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第五电容、第六电容、第七电容和运算放大器；所述输出滤波单元包括串联的第八电阻和第八电容；所述第一电容和第二电容一端接地、另一端分别连接所述第三电阻两端，所述第三电阻一端连接所述热敏电阻与第二电阻之间、另一端连接所述隔离放大器信号输入端，所述隔离放大器第一电源输入端连接电源并经所述第三电容接地、第二电源输入端连接电源并经所述第四电容接地，所述隔离放大器输出的差分信号连接所述运算放大器的差分输入端，并且正差分输入端经并联的第六电阻和第五电容接地、负差分输入端经并联的第七电阻和第七电容连接运算放大器输出端，所述运算放大器电源端连接电源并经所述第六电容接地，所述运算放大器输出端连接所述第八电阻一端，所述第八电容一端接地，所述第八电阻与第八电容之间输出温度采样信号。

由于本实用新型用于电机控制器中IGBT温度信号的隔离采样电路采用了上述技术方案，即本采样电路包括输入分压单元、输入滤波单元、隔离放大单元、电压调理单元和输出滤波单元，所述输入分压单元将IGBT内部热敏电阻电压分压后传输至所述输入滤波单元，所述输入滤波单元输出信号依次经所述隔离放大单元、电压调理单元和输出滤波单元处理后，由所述输出滤波单元得到IGBT温度采样信号。本采样电路克服传统IGBT温度信号采样缺陷，带有信号隔离功能，提高电路抗干扰能力及采样精度，确保IGBT的可靠运行，杜绝安全隐患。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明：

图1为本隔离采样电路的原理框图；

图2为本隔离采样电路示意图。

具体实施方式

实施例如图1所示，本实用新型用于电机控制器中IGBT温度信号的隔离采样电路包括输入分压单元1、输入滤波单元2、隔离放大单元3、电压调理单元4和输出滤波单元5，所述输入分压单元1将IGBT内部热敏电阻NTC电压分压后传输至所述输入滤波单元2，所述输入滤波单元2输出信号依次经所述隔离放大单元3、电压调理单元4和输出滤波单元5处理后，由所述输出滤波单元5得到IGBT温度采样信号。

优选的，所述输入分压单元1包括串联的IGBT内部热敏电阻NTC和第二电阻R2，所述热敏电阻NTC一端连接电源，所述第二电阻R2一端接地；所述输入滤波单元2包括第一电容C1、第二电容C2和第三电阻R3；所述隔离放大单元3包括隔离放大器U1、第三电容C3和第四电容C4；所述电压调理单元4包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7和运算放大器U2；所述输出滤波单元5包括串联的第八电阻R8和第八电容C8；所述第一电容C1和第二电容C2一端接地、另一端分别连接所述第三电阻R3两端，所述第三电阻R3一端连接所述热敏电阻NTC与第二电阻R2之间、另一端连接所述隔离放大器U1信号输入端，所述隔离放大器U1第一电源输入端连接电源并经所述第三电容C3接地、第二电源输入端连接电源并经所述第四电容C4接地，所述隔离放大器U1输出的差分信号连接所述运算放大器U2的差分输入端，并且正差分输入端经并联的第六电阻R6和第五电容C5接地、负差分输入端经并联的第七电阻R7和第七电容C7连接运算放大器U2输出端，所述运算放大器U2电源端连接电源并经所述第六电容C6接地，所述运算放大器U2输出端连接所述第八电阻R8一端，所述第八电容C8一端接地，所述第八电阻R8与第八电容C8之间输出温度采样信号。

由于隔离放大器U1标称输入电压范围是0V～0.25V，IGBT内部的热敏电阻NTC需要通过第二电阻R2分压，将输入电压控制在隔离放大器U1标称输入电压范围内。输入电压经过由第一电容C1、第二电容C2、第三电阻R3组成的π型滤波器，滤出外部干扰信号，再通过隔离放大器U1进行隔离放大8.2倍，输出0V～2.05V的差分电压信号；因为隔离后的输出电压信号是差分信号，需要经过电压调理转换成单端电压信号送至电机控制器的采样引脚，其中第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、运算放大器U2组成放大电路，只需调整第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7的参数，就可以得到需要的输出电压信号，再通过第八电阻和第八电容构成的输出滤波单元将温度采样值送至电机控制器的IGBT温度采样引脚，电机控制器实时准确的读出IGBT温度，当采样温度超过设定的阈值，电机控制器自动关闭IGBT驱动信号。第八电阻R8、第八电容C8组成RC滤波器，滤除采样信号中的干扰信号，第三电容C3、第四电容C4对隔离放大器U1的供电电源进行滤波，第六电容C6对运算放大器U2的供电电源进行滤波。其中隔离放大器U1采用AMC1301DWVRQ1芯片。

本采样电路增加了隔离芯片，绝缘性能好，隔离电压高达到5000V，满足汽车级AEC-Q100标准，并且AMC1301DWVRQ1芯片是全差分信号输出，电路有输入输出滤波功能，抗干扰能力强，采样精度高达0.03%，提高了IGBT温度的实时采样精度，且采样电路安全可靠，提高了电动汽车的安全等级；并且隔离芯片体积小，减少了PCB线路板面积。