一种车辆第一电源电机控制器隔离保护电路、车用电机控制器隔离保护模块和系统的制作方法

本实用新型涉及一种车用电机控制器隔离保护电路、电机控制器以及电机控制系统。更具体地，涉及48v微混电动汽车电机控制器的48v侧电压与12v侧电压安全隔离保护机制。

背景技术：

48v微混系统是一种汽车能源系统的解决方案，其在不改变传统车的架构基础上，只需增加电池、电机和dc/dc转换器三个部件就能起到很好的节油效果，并且可以提高驾驶性能，是一种很高性价比的开发策略。但48v电机和电机控制器的48v系统和低压的12v系统存在电压差，在某些特殊工况下，可能因电压不匹配导致部件损毁。如车辆发生碰撞、震动导致48v输入端的负极断开，有可能引起48v能量流入到12v系统从而损坏车载12v系统中的部件。因此，设计一种隔离保护电路对车辆12v系统进行保护是十分必要的。

技术实现要素：

本实用新型提出一种隔离技术方案，将电机控制器与整车的12v电源和通讯信号进行隔离设计，采用隔离电路实现车载12v系统和48v系统隔离，从而保证了车载12v系统的安全。

根据本实用新型的一方面，提供一种车辆第一电源电机控制器隔离保护电路，包括：变压器，其用于接入车辆第二电源；第一隔离器件，与所述变压器的输出端连接，其用于将所述变压器接入的所述车辆第二电源与所述车辆第一电源相隔离，所述车辆第二电源不同于所述车辆第一电源。

优选地，所述电路还包括第二隔离器件，其用于接入所述车辆第二电源并且用于对所述车辆第二电源的电压进行检测并处理；主控芯片，与所述第二隔离器件的输出端连接，并且用于接收经过处理的所述车辆第二电源的电压。

优选地，所述主控芯片还用于接收车辆的can信号，所述电路还包括：can收发器，其用于收发所述车辆的can信号；第三隔离器件，与所述can收发器的输出端连接并且与所述主控芯片的输入端连接，其用于将所述车辆的can信号与所述车辆第一电源相隔离。

优选地，所述主控芯片还用于接收车辆的acc信号以及run信号，并且所述第三隔离器件还用于接收所述车辆的acc信号和run信号以及将所述车辆的acc信号和run信号与所述车辆第一电源相隔离，所述电路还包括：逻辑缓冲器，与所述第三隔离器件的输出端连接并且与所述主控芯片的输入端连接，其用于缓存所述车辆的acc信号和run信号的数据。

优选地，所述第一隔离器件为隔离变压器，所述反激式变压器的输入端连接到12v电源的正极，所述反激式变压器的输出端连接到所述隔离变压器。

优选地，所述第二隔离器件为隔离放大器，所述隔离放大器的输入端分别连接到12v电源的正极、负极。

优选地，所述第三隔离器件为数字隔离芯片，所述数字隔离芯片的输入端分别用于接收acc发送信号、acc接收信号、acc信号以及run信号；并用于输出acc发送信号、acc接收信号、acc信号以及run信号。

根据本实用新型的另一方面，提供一种车用电机控制器隔离保护模块，其包括如上文所述的车辆第一电源电机控制器隔离保护电路。

根据本实用新型的另一方面，提供一种车用电机控制器隔离保护系统，其包括如上文所述的车辆第一电源电机控制器隔离保护电路。

附图说明

从结合附图的以下详细说明中，将会使本实用新型的上述和其他目的及优点更加完整清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。

图1是按照本实用新型一实施例的48v系统电机控制隔离保护电路示意图。

图2是按照本实用新型一实施例的12v电源隔离电路示意图。

图3是按照本实用新型一实施例的12v电源监测隔离电路示意图。

图4是按照本实用新型一实施例的信号隔离电路示意图。

具体实施方式

现在将参照附图更加完整地描述本实用新型，附图中示出了本实用新型的示例性实施例。但是，本实用新型可按照很多不同的形式实现，并且不应该被理解为限制于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开变得彻底和完整，并将本实用新型的构思完全传递给本领域技术人员。附图中，相同的标号指代相同的元件或部件，因此，将省略对它们的描述。

参见图1，其示出了48v系统电机控制隔离保护电路示意图。电路包括：变压器（102），其用于接入车辆第二电源；第一隔离器件（104），与变压器的输出端连接，其用于将变压器（102）接入的车辆第二电源与车辆第一电源相隔离，车辆第二电源不同于车辆第一电源。

可见，如果需要对12v电源的电源部分作隔离，车用电机控制器隔离保护电路可以包括第一隔离器件（104），第一隔离器件（104）的输入端可以经由反激式变压器（flybackconverter，102）连接到12v电源正极（kl30），进而用于隔离12v电源。反激式变压器电路简单，其转换效率高、损失小，在电压波动较大时仍能获得稳定的输出。

更具体地，第一隔离器件（104）可以为隔离变压器。参见图2，反激式变压器（102）的输入端（vin）连接到12v电源的正极（kl30），输出端（dr）连接到隔离变压器。反激式变压器的其他端口的连接可按照芯片的管脚连接要求进行，诸如，pgnd以及agnd可以连接地gnd_1。反激式变压器可以为市售的lm3481型。

如果需要对12v电源的电源部分作检测，进一步参见图1，电路还包括：第二隔离器件（106），其用于接入车辆第二电源并且用于对车辆第二电源的电压进行检测并处理；主控芯片（114），与第二隔离器件（106）的输出端连接，并且用于接收经过处理的车辆第二电源的电压。第二隔离器件（106）的输入端连接到12v电源的正极（kl30）、输出端连接到电机控制主控芯片（114），进而实现对12v电源的电压进行检测。电机控制主控芯片（114）可以为微控制单元mcu。

第二隔离器件（106）可以为隔离放大器（isolatedopamp），参见图3，隔离放大器的输入端（vin+、vin-）分别连接到12v电源的正极、负极（kl30、kl31），内部输出（vout+、vout-）分别连接放大器的+、-端，放大器的输出端连接到电机控制主控芯片（mcu）。隔离放大器的其他端口的连接可按照芯片的管脚连接要求进行。

如果需要要对can信号作隔离，进一步参见图1，主控芯片（114）还用于接收车辆的can信号，电路还包括：can收发器（110），其用于收发车辆的can信号；第三隔离器件（108），与can收发器（110）的输出端连接并且与主控芯片（114）的输入端连接，其用于将车辆的can信号与车辆第一电源相隔离。can信号的通信引脚（canl、canh）经由can收发器（110）连接到第三隔离器件（108），并将输出的信号发送到电机控制主控芯片（114），第三隔离器件（108）用于隔离can信号。

如果需要对acc信号以及run信号作隔离，主控芯片（114）还用于接收车辆的acc信号以及run信号，并且第三隔离器件（108）还用于接收车辆的acc信号和run信号以及将车辆的acc信号和run信号与车辆第一电源相隔离，电路还包括：逻辑缓冲器（112），与第三隔离器件（108）的输出端连接并且与主控芯片（114）的输入端连接，其用于缓存车辆的acc信号和run信号的数据。acc信号引脚（acc）以及run信号引脚（run）连接到第三隔离器件（108），并将输出的信号缓存到逻辑缓冲器（112）再发送到电机控制主控芯片（114）。

参见图4，第三隔离器件（108）可以为数字隔离芯片（digitalisolator），例如，可以为市售的si8055型。数字隔离芯片的输入端（b1、b2、b3、b4）分别用于接收acc发送信号（txd1）、acc接收信号（rxd1）、acc信号（acc1）以及run信号（run1）；并用于输出acc发送信号（txd）、acc接收信号（rxd）、acc信号（acc）以及run信号（run）。数字隔离芯片的其他端口的连接可按照芯片的管脚连接要求进行。

虽然同时对12v电源的电源部分作隔离、对12v电源的电源电压作检测、对can信号作隔离以及对acc信号和run信号作隔离是一种有效隔离12v系统与48v系统的方案，但是根据实际情况，也可以选择需要隔离或检测的一个或多个目标。

例如，在can、run、acc信号使用其他手段可以有效隔离的情况下，仅需要对12v电源的电源部分作隔离并且对12v电源的电源部分作检测，那么电路仅需要包括第一、第二隔离器件即可，可以省略第三隔离器件以及逻辑缓冲器。相应的，电路拓扑结构得以简化，这可以降低开发成本以及系统故障率。

再如，如果在12v电源可以使用其他手段可以有效隔离的情况下，由于各类信号电路对于高压更为敏感、易损，那么电路需要包括第三隔离器件以及逻辑缓冲器。

隔离器件的组合形式不限于以上两种，其他形式的组合也是允许的。本领域技术人员在本公开的教导下可以根据实际需要合理选取和/或组合各种隔离器件。

本实用新型的另一实施例可以为一种车用电机控制器隔离保护模块，其包括如上文所述的车用电机控制器隔离保护电路。车用电机控制器隔离保护模块可以是电机控制器或者构成电机控制器的一部分。同样的，车用电机控制器隔离保护模块可以包括第一、二、三隔离器件中的一者或多者。

本实用新型的另一实施例可以为一种车用电机控制器隔离保护系统，其包括如上文所述的车用电机控制器隔离保护电路。本文中所述的系统是指包括车用电机控制器隔离保护电路的各种类型、规模的系统，诸如汽车、汽车内模块等。

以上例子主要说明了本实用新型的车用电机控制器隔离保护电路、车用电机控制器隔离保护模块以及车用电机控制器隔离保护系统。尽管只对其中一些本实用新型的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本实用新型可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本实用新型精神及范围的情况下，本实用新型可能涵盖各种的修改与替换。