一种模拟信号检测端口防护电路的制作方法

本发明涉及新能源动力电池管理系统，尤其涉及一种模拟信号检测端口防护电路。

背景技术：

电动汽车电池管理系统（bms）是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带，其主要功能包括：电池物理参数实时监测；电池状态估计；在线诊断与预警；充、放电与预充控制；均衡管理和热管理等。典型电池管理系统结构主要分为主控模块和从控模块。具体来说，由中央处理单元（主控模块）、数据采集模块、数据检测模块、显示单元模块、控制部件（熔断装置、继电器）等构成。一般通过采用内部can总线技术实现模块之间的数据信息通讯。bms在工作时，中央处理单元获取数据采集模块上的模拟信号并对采集到的关键数据进行逻辑处理运算并通过总线传递到相关的控制部件以执行动作。如果数据采集模块采集到的数据不准确，会导致控制部件下发错误的策略指令，影响电池系统和车辆的正常运行，甚至影响人身安全，所以数据采集模块采集准确的信息至关重要。然而在实际运用过程中，数据采集模块的端口往往受外部复杂的电磁、静电、外部感应浪涌电压的影响而损伤，导致采集到的数据不准确，所以对数据采集模块的端口进行防护是非常重要的。

目前，通用端口防护方法是采用电容对端口进行esd防护和rc滤波缓冲处理；但是车辆工况往往比较复杂，常常受到外力冲击或伴随机械振动，电容很容易产生失效，而且在车载系统中组装和维护中存在热插拔的情况，而在一些辅助公共的车载采集模块又不具备热拔插防护能力，因此，简单的电容端口防护和rc滤波缓冲处理方法无法对模拟信号检测端口进行有效防护。

技术实现要素：

为了解决以上问题，本发明公开一种模拟信号检测端口防护电路，其特征在于，包括rcπ型滤波电路、钳位二极管、rc滤波电路。所述rcπ型滤波电路、所述钳位二极管、所述rc滤波电路通过串联连接。

进一步的，所述钳位二极管包括两个二极管反向并联后串联在所述rcπ型滤波电路和所述rc滤波电路之间；

进一步的，所述rcπ型滤波电路与大地相接；

进一步的，所述rcπ型滤波电路还与连接器连接；

进一步的，所述rc滤波电路还与模拟信号检测端口连接。

进一步的，所述rcπ型滤波电路用于滤除因外部静电、外部感性负载作用或热拔插所产生的浪涌电压，平滑浪涌电压；

更进一步的，所述钳位二极管用于将电压钳位到0.5~0.7v的范围；

更进一步的，所述rc滤波电路用于滤除由于车载电磁环境带来的共模与差模的干扰。

本发明提供的一种模拟信号检测端口防护电路，仅用电阻、电容、二极管就可以实现，具有成本低、操作简单、易于实现、安全可靠、故障率低的优点，还可以提高模拟信号检测端口的热拔插容忍度。

附图说明

图1为本实施例的模拟信号检测端口防护电路结构示意图

图中各标记示意如下：

1—连接器接口，2—防护端口，3—rcπ型滤波电路，4—钳位二极管，5—rc滤波电路，31—第一rcπ型滤波电路，32—第二rcπ型滤波电路，41—第一钳位二极管，42—第二钳位二极管，51—第一rc滤波电路，52—第二rc滤波电路。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合具体实施例，参照附图做进一步的说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明公开一种模拟信号检测端口防护电路，包括rcπ型滤波电路3、钳位二极管4、rc滤波电路5。

在本实施例中，所述rcπ型滤波电路3包括第一rcπ型滤波电路31和第二π型滤波电路32；所述钳位二极管包括第一钳位二极管41和第二钳位二极管42，所述rc滤波包括第一rc滤波51和所述第二rc滤波52；

进一步的，连接器1、第一rcπ型滤波电路31，第一钳位二极管41，第一rc滤波51、模拟信号检测端口2依次连接形成电路a，且第一rcπ型滤波电路31接入大地；

进一步的，连接器1、第二rcπ型滤波电路32，第二钳位二极管42，第二rc滤波52依次连接形成电路b，且第二rcπ型滤波电路32接入大地；

进一步的，电路a和电路b为相同的电路，所述第一rc滤波电路51和第二rc滤波电路52之间接入电容c13、c14。

在本方案中，第一rcπ型滤波电路31包括电容c1、电容c2、电容c5、电容c6，且c1和c2串联，c5和c6串联，均接入大地，电阻r1和电阻r2，且r1、r2并联，

第一钳位二极管41包括两个二极管方向并联，且一端与第一rcπ型滤波电路连接，另一端与第一rc滤波电路连接；

第一rc滤波电路包括电阻r5、电阻r6、电容c9、电容c10，且r5和r6并联，c9和c10串联；

在本实施例中，第二rcπ型滤波电路32、第二钳位二极管42、第二rc滤波电路52同第一rcπ型滤波电路31、第一钳位二极管41、第一rc滤波电路51电路结构相同；

在本实施例中，模拟信号检测端口防护电路的工作原理如下；

当传感器输入模拟信号通过连接器传导到防护电路时，电容c1、电容c2、电容c3、电容c4首选将由于外部静电、外部感性负载作用或热拔插所产生的浪涌电压进行滤除，使浪涌电压降低；

进一步的，电阻r1、电阻r2、电容c5、电容c6、电阻r3、电阻r4、电容c7、电容c8与大地连接，又形成共模滤波电路，进一步平滑浪涌电压；

进一步的，当信号流入钳位二极管3，则钳位二极管3进一步将浪涌电压钳位0.7v以下；

更进一步的，当信号流入rc滤波电路5，则rc滤波电路5再次进行滤波处理，进一步滤除由于车载电磁环境带来的共模与差模的干扰。

本实施例中，巧妙采用双电阻并联、双电容串联的设计思路，利用rcπ型滤波电路、rc滤波电路、钳位二极管的性能和特点，滤除外部产生的静电、外部感性负载作用或是热拔插所产生的浪涌电压以及车载电磁环境带来的差模与共模的干扰，将电压钳位到0.7v以下再次进行滤除，从而确保流入模拟信号检测端口的电压保持平滑且在合理范围，进而避免模拟信号检测端口受损。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构或者等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种模拟信号检测端口防护电路，包括RCπ型滤波电路、钳位二极管、RC滤波电路。连接器、所述RCπ型滤波电路、所述钳位二极管、所述RC滤波电路、模拟信号检测端口依次串联连接，形成模拟信号检测端口防护电路。本发明巧妙利用RCπ型滤波电路、RC滤波电路、钳位二极管的性能和特点，对外界干扰进行多次滤除和电压钳位，从而确保流入模拟信号检测端口的电压保持平滑且在合理范围，进而避免模拟信号检测端口受损，本发明公开的一种模拟信号检测端口防护电路，仅用电阻、电容、二极管就可以实现，具有成本低、操作简单、易于实现、安全可靠、故障率低的优点，还可以提高模拟信号检测端口的热拔插容忍度。

技术研发人员：王华文;文黎阳;雷晶晶;唐智
受保护的技术使用者：欣旺达电动汽车电池有限公司
技术研发日：2018.08.02
技术公布日：2019.01.01