一种高压隔离区温度采集电路的制作方法

本发明涉及新能源汽车充配电，具体为一种高压隔离区温度采集电路。

背景技术：

1、新能源汽车充配电系统都需要对高压隔离区的发热点进行温度采集，并将采集到的温度信息通过隔离的方式传送到主控mcu，而后对发热点进行温度控制。一般对高压隔离区进行温度采集而后再传送到非隔离区的主控mcu有多种方式。如果高压隔离区原本就有被控mcu，这就给高压隔离区发热点的温度采集提供了极大的方便，被控mcu将采集到的温度信息通过隔离的数据通信通道传送给非隔离区的主控mcu。

2、但大多数情况下，高压隔离区无被控mcu，为了实现对高压隔离区的温度采集，要么在高压隔离区单独的设计温度采集电路，而后被控mcu通过隔离的数据通信总线将信息传送给主控mcu，或者要么设计单独的温度信号采集与处理电路，然后再通过专用的线性隔离芯片和运放再处理的方式，将温度信号传送到主控mcu，上述通过在隔离区设计单独的温度采集电路的方式，成本高，电路复杂，采用mcu时还需要软件支持，实施起来十分不便。

3、为了克服上述问题，本发明设计了仅采用一片4运放、一只光耦和一个供电ldo以及少量的外围元件，便可将高压隔离区发热点的温度信息，安全可靠地传送到非隔离区的主控mcu。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种高压隔离区温度采集电路以解决新能源车配电系统高压隔离区单独温度采集电路成本高电路复杂的技术问题。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、提供一种高压隔离区温度采集电路，所述高压隔离区温度采集电路包括：低压差线性稳压器、运算放大器、光电耦合器以及温度检测热敏电阻ntc1；

4、所述运算放大器为一片式四运算放大器u1，包括运算放大器u1a、运算放大器u1b、运算放大器u1c、运算放大器u1d，其中，所述运算放大器u1a、所述运算放大器u1b和所述运算放大器u1d作为三角波发生模块，所述运算放大器u1c和所述温度检测热敏电阻ntc1作为温度检测比较模块；

5、所述运算放大器u1c的第九引脚经电阻r1连接所述低压差线性稳压器的输出电压vcc，还连接电阻r9的第一端，所述电阻r9的第二端经电容c6连接数字输出驱动地ognd，所述电阻r9的第二端还经由串联的电阻r10和所述温度检测热敏电阻ntc1连接所述高压隔离区地ognd；

6、所述运算放大器u1c的第十引脚连接所述运算放大器u1b的第七引脚，所述运算放大器u1b的第七引脚作为所述三角波发生模块的输出，输出三角波；

7、所述运算放大器u1c的第八引脚作为输出，向所述光电耦合器输出温度脉宽调制信号。

8、更进一步地，所述运算放大器u1a的第二引脚连接所述运算放大器u1d的十三引脚和第四引脚，还连接所述运算放大器u1b的第5引脚，所述运算放大器u1a的第三引脚经电阻r3连接其自身的第一引脚，还经电阻r7连接所述运算放大器u1b的第7引脚，所述运算放大器u1a的第四引脚连接所述低压差稳压器的输出电压vcc，还经由并联的电容c1和c2连接所述数字输出驱动地ognd，所述运算放大器u1a的第十一针脚接入高压隔离区地ognd；

9、所述运算放大器u1b的第六引脚经电阻r2连接所述运算放大器u1a的第一引脚，还经电容c4连接其自身的第七引脚；

10、所述运算放大器u1d的十二引脚通过电阻r11连接所述数字输出驱动地ognd，还经由电阻r4连接所述低压差线性稳压器的输出电压vcc。

11、更进一步地，所述一片式四运算放大器u1的型号为lmv324，所述电阻r1的阻值为5.1kω，所述电阻r9的阻值为51ω，所述电阻r10的阻值为51ω，所述电容c6的容值为100nf。

12、更进一步地，所述电阻r2的阻值为13kω，所述电阻r3的阻值为36kω，所述电阻r4的阻值为51kω，所述电阻r7的阻值为33kω，所述电阻r11的阻值为51kω，所述电容c1的容值为100nf，所述电容c2的容值为4.7uf，所述电容c4的容值为100nf。

13、更进一步地，所述光电耦合器的第一引脚经电阻r5连接至所述运算放大器u1c的输出端，所述光电耦合器的第二引脚连接所述数字输出驱动地ognd，所述光电耦合器的第三引脚接地，所述光电耦合器的第四引脚经电阻r6连接3.3v的直流电压；

14、所述光电耦合器的第四引脚作为输出，输出经隔离的温度脉宽调制信号，经电阻r8传输至车载充电器，所述电阻r8的第二端还经由电容c5接地。

15、更进一步地，所述光电耦合器的型号为ltv-817，所述电阻r5为2kω，所述电阻r6为10kω，所述电阻r8为1kω，所述电容c5为1nf。

16、更进一步地，所述低压差线性稳压器的第二引脚连接13.5v的直流电源，其第一引脚接地，其第三引脚输出电压vcc；

17、所述低压差线性稳压器的第一引脚和第二引脚之间还跨接有容值为4.7uf的电容c3。

18、更进一步地，所述温度检测热敏电阻ntc1的型号为ncp18xh103f03rb。

19、更进一步地，所述低压差线性稳压器的型号为bl8078cc3tr50。

20、本发明的有益效果是：

21、本发明提供了一种高效且成本效益较高的温度采集电路，其优良的构造和巧妙的设计带来了多重有益效果；本发明能够将采集的温度信号经过精确选择的温度检测热敏电阻，如ncp18xh103f03rb，便捷地转换成占空比变化的pwm信号，此种转换方式的优点在于pwm信号可有效通过成本较低而又可靠的光耦元件实现隔离，从而确保了信号在传送到主控mcu期间不受干扰和噪声的影响。

22、进一步，采用pwm信号对主控mcu来说，更有利于该mcu的信号读取和处理，由于pwm信号具有固定的频率，而占空比则随着采集到的温度变化而变化，mcu可以通过测量占空比的变化来准确计算出对应的温度值，pwm信号的这种特性，使得处理和读取该信号的过程简便且高效，同时也减少了数据传输中可能出现的误差。

23、进一步，本发明所采用的元件，例如型号bl8078cc3tr50的低压差线性稳压器，均为市场上极易获得的标准组件，这些元件不仅保证了温度采集电路的稳定性和可靠性，同时也大大降低了生产成本，本发明的温度采集电路既经济实惠，又能提供高质量的温度监测性能，具有较高的性价比和广泛的应用前景。

技术特征：

1.一种高压隔离区温度采集电路，其特征在于，所述高压隔离区温度采集电路包括：低压差线性稳压器、运算放大器、光电耦合器以及温度检测热敏电阻ntc1；

2.根据权利要求1所述的高压隔离区温度采集电路，其特征在于，所述运算放大器u1a的第二引脚连接所述运算放大器u1d的十三引脚和第四引脚，还连接所述运算放大器u1b的第5引脚，所述运算放大器u1a的第三引脚经电阻r3连接其自身的第一引脚，还经电阻r7连接所述运算放大器u1b的第7引脚，所述运算放大器u1a的第四引脚连接所述低压差线性稳压器的输出电压vcc，还经由并联的滤波电容c1和c2连接所述高压隔离区地ognd,所述运算放大器u1a的第十一针脚接入高压隔离区地ognd；

3.根据权利要求1所述的高压隔离区温度采集电路，其特征在于，所述一片式四运算放大器u1的型号为lmv324，所述电阻r1的阻值为5.1kω，所述电阻r9的阻值为51ω，所述电阻r10的阻值为51ω，所述电容c6的容值为100nf。

4.根据权利要求2所述的高压隔离区温度采集电路，其特征在于，所述电阻r2的阻值为13kω，所述电阻r3的阻值为36kω，所述电阻r4的阻值为51kω，所述电阻r7的阻值为33kω，所述电阻r11的阻值为51kω，所述电容c1的容值为100nf，所述电容c2的容值为4.7uf，所述电容c4的容值为100nf。

5.根据权利要求1所述的高压隔离区温度采集电路，其特征在于，所述光电耦合器的第一引脚经电阻r5连接至所述运算放大器u1c的输出端，所述光电耦合器的第二引脚连接所述数字输出驱动地ognd，所述光电耦合器的第三引脚接地，所述光电耦合器的第四引脚经电阻r6连接3.3v的直流电压；

6.根据权利要求5所述的高压隔离区温度采集电路，其特征在于，所述光电耦合器的型号为ltv-817，所述电阻r5为2kω，所述电阻r6为10kω，所述电阻r8为1kω，所述电容c5为1nf。

7.根据权利要求1所述的高压隔离区温度采集电路，其特征在于，所述低压差线性稳压器的第二引脚连接13.5v的直流电源，其第一引脚接地，其第三引脚输出电压vcc；

8.根据权利要求1所述的高压隔离区温度采集电路，其特征在于，所述温度检测热敏电阻ntc1的型号为ncp18xh103f03rb。

9.根据权利要求1所述的高压隔离区温度采集电路，其特征在于，所述低压差线性稳压器的型号为bl8078cc3tr50。

技术总结
本发明涉及新能源汽车充配电技术领域，具体为一种高压隔离区温度采集电路；所述高压隔离区温度采集电路包括：低压差线性稳压器、运算放大器、光电耦合器以及温度检测热敏电阻NTC1；本发明提供了一种高效且成本效益较高的温度采集电路，其优良的构造和巧妙的设计带来了多重有益效果；本发明能够将采集的温度信号通过精确选择的温度检测热敏电阻，如NCP18XH103F03RB，转换成占空比变化的PWM信号，此种转换方式的优点在于PWM信号可有效通过成本较低而又可靠的光耦元件实现隔离，从而确保了信号在传送到主控MCU期间不受干扰和噪声的影响。

技术研发人员：蒋兴,王波,邵麒
受保护的技术使用者：常州通宝光电股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25