一种车载高精度的电压检测电路及其方法与流程

本发明涉及电压检测领域，更具体的说，本发明涉及一种车载高精度的电压检测电路及其方法。

背景技术：

1、在车辆电气系统中，电压检测是保证车辆正常运行和安全性的重要环节之一。电压是决定电力系统以及各种电器设备是否能够正常工作的关键因素。电压检测可以实时监控车载电力系统的运行状态，以便于检测和预防可能出现的故障。电压检测可以帮助监测电力系统的稳定性，及时发现异常的电压波动或过高的电压，避免对电气设备造成损坏。过高的电压可能导致电子元件烧坏，而过低的电压可能导致设备无法正常工作。当汽车出现问题时，电压检测可以作为故障诊断的一种手段。如果电压异常，可能是电池、交流发电机、电子控制单元(ecu)、传感器或者其他电子设备出现故障。许多汽车的安全功能，如abs(防抱死刹车系统)、esp(电子稳定程序)等都依赖于电力系统的稳定运行。实时的电压监测可以保证这些系统可靠的运行，从而保障驾驶人的行车安全。通过车载电压检测，可以避免电池过度放电或过度充电，以保护电池并延长其使用寿命。综上，电压检测在车辆电力系统中具有重要的作用，能够保护电气设备、确保供电稳定性、节能减排以及进行故障诊断和预防。通过及时监测电压，可以确保车辆电力系统的正常运行和安全性。

2、近年来，随着微控制器(microcontroller unit，简称mcu)技术的不断进步和发展，它可以将原本需要多种硬件设备才能完成的任务，集成到一颗小型的芯片上。这种集成度不仅大大减少了硬件成本，还极大地提高了系统的运行效率和准确性。这些优点使得mcu在各种设备和系统中都发挥着重要的作用，包括汽车的电压检测系统。mcu采集技术用于从外部传感器或设备中读取数据，并将其转换为数字信号，以便用于嵌入式系统中的计算、控制和通信等应用。传统的电压检测方法通常采用电压表等仪器进行测量，然而，这些方法存在准确性不高、测量范围有限、无法实时监测等问题。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，一种车载高精度的电压检测电路及其方法，通过提高分压电阻和稳压源的精度，引入温度补偿，成功提高了车载电压的检测精度，实现了准确的电压检测。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种车载高精度的电压检测电路，其改进之处在于，包括电阻分压电路、温度补偿采集电路、mcu主控芯片模块以及参考电压电路；

3、所述电阻分压电路的输入端连接着待采集电压，所述电阻分压电路输出端与温度补偿采集电路电性连接在mcu主控芯片模块的输入端，mcu主控芯片模块的输出端连接着参考电压电路；待采集电压通过电阻分压电路进行分压，将采集的电压信号输入给mcu主控芯片模块，将采集到的数字量转换为相应的数字量。

4、在上述结构中，所述mcu主控芯片模块包括有mcu主控芯片，所述mcu主控芯片包括有vcc引脚、pow-adc引脚、temp引脚、vref+引脚、vref-引脚以及gnd引脚；所示vcc引脚与电阻分压电路和温度补偿采集电路输入端连接，为他们供电；pow-adc引脚与电阻分压电路输出端连接，所述temp引脚与温度补偿采集电路的输出端连接，所述vref+引脚、vref-引脚分别与参考电压电路的输出端与输入端连接，所述gnd引脚接地。

5、在上述结构中，该mcu主控芯片的型号为n32g455vel7。

6、在上述结构中，所述电阻分压电路包括电阻r1、电阻r2、滤波电容c29以及二极管d4，所述电阻r1与滤波电容c29并联后且分别与电阻r2与二极管d4串联，且二极管d4正极与mcu主控芯片的pow-adc引脚相连，二极管d4负极与mcu主控芯片的vcc引脚相连。

7、在上述结构中，所述温度补偿采集电路包括热敏电阻r3、电阻r4以及滤波电容c33；所述热敏电阻r3与滤波电容c33并联后与电阻r4串联，所述热敏电阻r3与电阻r4的公共端与mcu主控芯片的temp引脚连接。

8、在上述结构中，所述参考电压电路包括稳压二极管zd1、电容c1以及电容c2；所述稳压二极管zd1正极与mcu主控芯片的vref-引脚电性连接，所述稳压二极管zd1负极与mcu主控芯片的vref+引脚电性连接，所述电容c1和电容c2分别与稳压二极管zd1并联。

9、本发明还公开了一种车载高精度电压检测的方法，应用于车载高精度的电压检测电路电路，其改进之处在于，该方法包括以下步骤：

10、s10：通过车载电压和mcu采集电压的电压比，确定分压电阻比；

11、s20：确定mcu主控芯片，电阻分压电路将电压信号输出到mcu主控芯片pow-adc引脚；

12、s30：mcu主控芯片对电压信号进行采集和转换，得到相应的数字量；

13、s40：引入温度补偿采集电路，对温度变化引起的参数漂移进行校正；

14、s50：合理选用元件，提高测量精度。

15、进一步的，所述步骤s10具体步骤为：

16、s101：确定车载电压范围和mcu采集电压范围；

17、s102：通过车载电压和mcu采集电压的电压比，推出电阻分压比；

18、s103：选用高精度电阻以适配mcu驱动能力。

19、进一步的，所述步骤s50具体步骤为：

20、s501：选用具有高精度的稳压源供给mcu主控芯片作为参考电压；

21、s502:根据mcu主控芯片的采集分辨率和采集范围，原则合适的采集算法；

22、s503:合理设计pcb板的布局和布线，减小信号干扰和噪声，提高电路的抗干扰能力。

23、进一步的，所述步骤s503中，尽量将adc采集线和其他干扰源相隔离，并避免过孔等可能引入的干扰。

24、本发明的有益效果是：通过提高分压电阻和稳压源的精度，引入温度补偿，成功提高了车载电压的检测精度，实现了准确的电压检测。

技术特征：

1.一种车载高精度的电压检测电路，其特征在于，包括电阻分压电路、温度补偿采集电路、mcu主控芯片模块以及参考电压电路；

2.根据权利要求1所述的一种车载高精度的电压检测电路，其特征在于，所述mcu主控芯片模块包括有mcu主控芯片，所述mcu主控芯片包括有vcc引脚、pow-adc引脚、temp引脚、vref+引脚、vref-引脚以及gnd引脚；所示vcc引脚与电阻分压电路和温度补偿采集电路输入端连接，为他们供电；pow-adc引脚与电阻分压电路输出端连接，所述temp引脚与温度补偿采集电路的输出端连接，所述vref+引脚、vref-引脚分别与参考电压电路的输出端与输入端连接，所述gnd引脚接地。

3.根据权利要求2所述的一种车载高精度的电压检测电路，其特征在于，该mcu主控芯片的型号为n32g455vel7。

4.根据权利要求2所述的一种车载高精度的电压检测电路，其特征在于，所述电阻分压电路包括电阻r1、电阻r2、滤波电容c29以及二极管d4，所述电阻r1与滤波电容c29并联后且分别与电阻r2与二极管d4串联，且二极管d4正极与mcu主控芯片的pow-adc引脚相连，二极管d4负极与mcu主控芯片的vcc引脚相连。

5.根据权利要求2所述的一种车载高精度的电压检测电路，其特征在于，所述温度补偿采集电路包括热敏电阻r3、电阻r4以及滤波电容c33；所述热敏电阻r3与滤波电容c33并联后与电阻r4串联，所述热敏电阻r3与电阻r4的公共端与mcu主控芯片的temp引脚连接。

6.根据权利要求1所述的一种车载高精度的电压检测电路，其特征在于，所述参考电压电路包括稳压二极管zd1、电容c1以及电容c2；所述稳压二极管zd1正极与mcu主控芯片的vref-引脚电性连接，所述稳压二极管zd1负极与mcu主控芯片的vref+引脚电性连接，所述电容c1和电容c2分别与稳压二极管zd1并联。

7.一种车载高精度电压检测的方法，应用于车载高精度的电压检测电路电路，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种车载高精度电压检测的方法，其特征在于，所述步骤s10具体步骤为：

9.根据权利要求7所述的一种车载高精度电压检测的方法，其特征在于，所述步骤s50具体步骤为：

10.根据权利要求9所述的一种车载高精度的电压检测电路，其特征在于，所述步骤s503中，尽量将adc采集线和其他干扰源相隔离，并避免过孔等可能引入的干扰。

技术总结
本发明公开了一种车载高精度的电压检测电路及其方法，电压检测技术领域，该方法包括以下步骤：S10：通过车载电压和MCU采集电压的电压比，确定分压电阻比；S20：确定MCU主控芯片，电阻分压电路将电压信号输出到MCU主控芯片POW‑ADC引脚；S30：MCU主控芯片对电压信号进行采集和转换，得到相应的数字量；S40：引入温度补偿采集电路，对温度变化引起的参数漂移进行校正；S50：合理选用元件，提高测量精度。本发明的有益效果是：通过提高分压电阻和稳压源的精度，引入温度补偿，成功提高了车载电压的检测精度，实现了准确的电压检测。

技术研发人员：苏孟良,旷卫平,卢舒维
受保护的技术使用者：深圳市伊爱高新技术开发有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15