一种隔离的直流高压采样电路的制作方法

本技术涉及电动汽车，具体涉及一种隔离的直流高压采样电路。

背景技术：

1、对电动汽车而言，内部直流电主要分为直流高压电以及直流低压电两部分。其中直流低压电常见为dc12v供电系统或者dc24v供电系统，dc12v或dc24v供电系统在新能源汽车上均主要被各用电设备用作内部控制电路供电。而直流高压电则常常高至540v甚至800v,并主要被各用电设备用作功率电路供电，其在用电设备内部进行功率变换之后再输出至相应负载端。故在电动汽车上，涉及到功率变换的用电设备内部基本都包含了用于控制电路供电的直流低压供电系统以及用于功率变换电路供电的直流高压供电系统。

2、为满足对汽车电子产品绝缘电阻、抗电强度的要求，以及考虑到产品内部各电子元器件抗电强度存在差异，凡涉及到直流高低压供电系统的设备，内部都需将高压供电系统与低压供电系统划分为相互独立的两部分。但设备内部控制电路若要实现对功率电路的控制功能，就无法避免对功率电路上一些关键电流、电压等数据进行采集，故通常采用隔离光耦、隔离电阻、隔离变压器等方式实现高低压供电系统间的互连。现阶段市面上的直流高压采样方案无法满足在对设备绝缘电阻、抗电强度要求的同时，对直流高压供电系统与直流低压供电系统进行隔离。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种隔离的直流高压采样电路。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种隔离的直流高压采样电路，包括：

3、隔离电阻电路，用于对直流高压电进行隔离、滤波后输出共模形式的直流高压采样信号；

4、隔离光耦电路，用于将共模形式的直流高压采样信号转换为差模采样信号并输出；以及

5、运算放大器处理电路，用于对差模采样信号进行放大并转换为共模信号后上传至控制芯片。

6、进一步地，所述隔离电阻电路包括电阻r106、r99、r17、r16、r15、r14、r56、r127和电容c17、c53，所述电阻r106、r99、r17、r16、r15、r14、r127依次串联后接入隔离光耦电路，所述电阻r56与电容c17、c53并联后一端接入r14与r127之间，另一端接入r127与光耦电路之间；电阻r106、r99、r17、r16、r15、r14、r56对接收到的直流高压电进行隔离，然后通过电容c53进行滤波处理后输出共模形式的直流高压采样信号至隔离光耦电路。

7、进一步地，所述隔离光耦电路包括分压电阻r94、r58、r61、稳压二极管d50、电容c83、c11、c84、c15和隔离光耦u1，所述电阻r94、r58、r61并联接入隔离光耦u1的输入端，所述电容c83的一端与r61的一端连接，稳压二极管d50与r61的另一端连接，所述电容c11、c84的一端接入r61与隔离光耦u1之间，且稳压二极管d50、电容c83、c11、c84并联，所述电容c15与隔离光耦u1的输出端连接；隔离光耦电路将共模形式的直流高压采样信号转换为光信号，将光信号转换为差模采样信号并输出。

8、进一步地，所述运算放大器处理电路包括运算放大器u3、电阻r95、r96、r34、r35、r36、r37、r82、电容c15、c28、c29、c31、c37，所述隔离光耦u1通过电阻r95、r96分别接入运算放大器u3的负输入端和正输入端，所述电阻r36和r37串联，电阻r36的一端接入r96与u3之间，所述电阻r37的一端接入隔离光耦u1，所述电容c29的一端接入r36与u3之间，电容c29的另一端接入r37与u1之间，所述电容c28的一端接入r95与u3之间，电容c28的另一端与运算放大器u3的输出端连接，所述电阻r34、r35串联后与且电容c28的两端连接，所述电阻r82的一端与运算放大器u3的输出端连接，且c37的一端与电阻r82的另一端连接。

9、进一步地，还包括用于获取共模信号进行滤除、去噪处理以及控制共模信号电压后输入控制芯片的处理电路，所述处理电路包括电阻r48、r99、电容c71、钳位三极管d10，所述电阻r48、r99依次串联，且电容c71与钳位三极管d10并联后接入电阻r48、r99之间，所述电阻r99的一端外接控制芯片。

10、由上述技术方案可知，本实用新型具有如下有益效果：

11、该隔离的直流高压采样电路通过隔离电阻电路、隔离光耦电路、运算放大器处理电路和处理电路，在满足控制电路对功率电路关键信号进行采样这一需求的同时，实现了对设备内部高压直流供电系统与低压直流供电系统间的隔离，其核心关键点为采样信号在经过每一部分子电路处理后，信号的隔离程度都有所提高，通过组合使用隔离电阻电路、隔离光耦电路、运算放大器处理电路这三部分子电路将采样信号的隔离程度提升至最高值，以达成增大设备绝缘阻值与抗电强度的目的。

技术特征：

1.一种隔离的直流高压采样电路，其特征在于，包括

2.根据权利要求1所述的一种隔离的直流高压采样电路，其特征在于：所述隔离电阻电路包括电阻r106、r99、r17、r16、r15、r14、r56、r127和电容c17、c53，所述电阻r106、r99、r17、r16、r15、r14、r127依次串联后接入隔离光耦电路，所述电阻r56与电容电容c17、c53并联后一端接入r14与r127之间，另一端接入r127与光耦电路之间；电阻r106、r99、r17、r16、r15、r14、r56对接收到的直流高压电进行隔离，然后通过电容c53进行滤波处理后输出共模形式的直流高压采样信号至隔离光耦电路。

3.根据权利要求1所述的一种隔离的直流高压采样电路，其特征在于：所述隔离光耦电路包括分压电阻r94、r58、r61、稳压二极管d50、电容c83、c11、c84、c15和隔离光耦u1，所述电阻r94、r58、r61并联接入隔离光耦u1的输入端，所述电容c83的一端与r61的一端连接，稳压二极管d50与r61的另一端连接，所述电容c11、c84的一端接入r61与隔离光耦u1之间，且稳压二极管d50、电容c83、c11、c84并联，所述电容c15与隔离光耦u1的输出端连接；隔离光耦电路将共模形式的直流高压采样信号转换为光信号，将光信号转换为差模采样信号并输出。

4.根据权利要求1所述的一种隔离的直流高压采样电路，其特征在于：所述运算放大器处理电路包括运算放大器u3、电阻r95、r96、r34、r35、r36、r37、r82、电容c15、c28、c29、c31、c37，所述隔离光耦u1通过电阻r95、r96分别接入运算放大器u3的负输入端和正输入端，所述电阻r36和r37串联，电阻r36的一端接入r96与u3之间，所述电阻r37的一端接入隔离光耦u1，所述电容c29的一端接入r36与u3之间，电容c29的另一端接入r37与u1之间，所述电容c28的一端接入r95与u3之间，电容c28的另一端与运算放大器u3的输出端连接，所述电阻r34、r35串联后与且电容c28的两端连接，所述电阻r82的一端与运算放大器u3的输出端连接，且c37的一端与电阻r82的另一端连接。

5.根据权利要求1所述的一种隔离的直流高压采样电路，其特征在于：还包括用于获取共模信号进行滤除、去噪处理以及控制共模信号电压后输入控制芯片的处理电路，所述处理电路包括电阻r48、r99、电容c71、钳位三极管d10，所述电阻r48、r99依次串联，且电容c71与钳位三极管d10并联后接入电阻r48、r99之间，所述电阻r99的一端外接控制芯片。

技术总结
本技术公开了一种隔离的直流高压采样电路，包括隔离电阻电路，用于对直流高压电进行隔离、滤波后输出共模形式的直流高压采样信号；隔离光耦电路，用于将共模形式的直流高压采样信号转换为差模采样信号并输出；以及运算放大器处理电路，用于对差模采样信号进行放大并转换为共模信号后上传至控制芯片。本技术通过隔离电阻电路、隔离光耦电路、运算放大器处理电路和处理电路，在满足控制电路对功率电路关键信号进行采样这一需求的同时，实现了对设备内部高压直流供电系统与低压直流供电系统间的隔离，其核心关键点为采样信号在经过每一部分子电路处理后，信号的隔离程度都有所提高。

技术研发人员：张铭豪
受保护的技术使用者：深圳硅山技术有限公司
技术研发日：20230724
技术公布日：2024/2/1