電壓采樣電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電壓采樣電路。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)交通工具上的供能系統(tǒng)是由數(shù)個(gè)鋰離子電池模塊組成的高壓系統(tǒng)，在放電或者充電時(shí)需要對其進(jìn)行參數(shù)采樣來確定電池的狀態(tài)，從而對電池的工作狀態(tài)進(jìn)行估算，防止電池發(fā)生過放、過充或者其他異常狀況。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，首先對供能系統(tǒng)中的鋰離子電池進(jìn)行電壓采樣，然后對采集到的模擬信號進(jìn)行數(shù)字信號轉(zhuǎn)換，使得CPU能夠?qū)?shù)字信號直接比對和估算，從而完成整個(gè)電池工作狀態(tài)的估算過程。由于鋰離子電池組帶高電壓，必須經(jīng)過一連串電阻組成的分壓電路之后，才能與模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器連接，而且為防止突發(fā)的大電壓/大電流對采樣結(jié)果發(fā)生影響，在模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器之間還要設(shè)置高線性光耦。
[0004]申請?zhí)枮镃N200820048932.3的專利，公開了一種電壓采樣電阻網(wǎng)絡(luò)。它包括采樣端、分壓端、接地端，所述分壓端與所述接地端之間接有兩組相互并聯(lián)連接的電阻，所述采樣端與所述分壓端之間也接有電阻，各所述電阻的電阻值均相等，通過各所述電阻的數(shù)量及連接關(guān)系控制所述采樣端的電壓與所述分壓端的電壓值之間的比例關(guān)系。對于采用分壓電阻的采樣電路，由于使用了過多的電阻，會(huì)干擾采樣電路，對采樣的精確度造成不利影響；并且整個(gè)電路的電阻網(wǎng)絡(luò)幾乎是固定的，只能適用處于固定電壓區(qū)間的電池系統(tǒng)，靈活性較差；每個(gè)采樣電路都必須采用高線性光耦進(jìn)行隔離，成本很高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種電壓采樣電路，包括采樣端、降壓支路和CPU，所述降壓支路的輸入端與采樣端連接，所述降壓支路的輸出端與CPU連接，所述CPU將降壓支路輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并采樣，所述采樣端的電壓與降壓支路的輸出端的電壓的比例選自50: 1至500: 1之間。
[0006]采樣端指的是電池組系統(tǒng)與電壓采樣電路的連接端。降壓支路與CPU連接，降壓支路對采樣端的高電壓進(jìn)行降壓，以符合CPU的額定工作電壓，避免高電壓對低壓器件造成損傷。
[0007]CPU將降壓支路輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并采樣，是指CPU將降壓支路輸出的連續(xù)變量的模擬信號轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號，以符合CPU的處理需要，便于進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集和比對。為方便低壓器件的工作和模擬/數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，采樣端的電壓與降壓支路的輸出端成比例關(guān)系，降低了電壓，已知降低后的電壓，根據(jù)采樣端的電壓與降壓支路的輸出端的電壓的比例關(guān)系計(jì)算出采樣端的電壓。
[0008]作為優(yōu)選，所述CPU與降壓支路之間設(shè)置隔離控制電路，所述CPU控制隔離控制電路。
[0009]隔離控制電路控制降壓支路，CPU通過控制隔離控制電路的通斷對降壓支路進(jìn)行控制，從而控制整個(gè)電路進(jìn)行采樣。
[0010]作為優(yōu)選，所述采樣端的電壓與降壓支路輸出端的電壓的比例選自50: 1至200: 1之間。
[0011]采樣端的電壓與降壓支路輸出端的電壓的比例選自50: 1至200: 1之間，即使采樣端的電壓較高，也能通過合理的比例降壓，便于數(shù)據(jù)的采集、CPU的模擬/數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)的比對。過小或過大的比例會(huì)加大數(shù)據(jù)的處理難度，并且會(huì)降低數(shù)據(jù)的采集精度，從而影響最終的估算結(jié)果。
[0012]作為更加優(yōu)選的實(shí)施方式，所述采樣端的電壓與降壓支路輸出端的電壓的比例是
100: Ιο
[0013]將采樣端的電壓與降壓支路的輸出端的電壓的比例設(shè)置為100: 1，若采樣端的電壓是300V，則通過降壓支路后的輸出端的電壓為3V，對于降壓支路來說是容易實(shí)現(xiàn)的，也不會(huì)影響CPU的正常工作，數(shù)據(jù)的采集、CPU的模擬/數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)的比對也更精確、更方便。
[0014]作為優(yōu)選，所述CPU利用PWM原理控制隔離控制電路工作。
[0015]通過以數(shù)字方式控制模擬電路，可以大幅度降低系統(tǒng)的成本和功耗。通過改變脈沖的周期可以調(diào)頻，改變脈沖的寬度或占空比可以調(diào)壓，可以使得電壓與頻率協(xié)調(diào)變化，增加系統(tǒng)的適應(yīng)性。而且現(xiàn)有的CPU上整合了 PWM控制器，能大幅降低成本。
[0016]作為優(yōu)選，所述降壓支路還包括濾波電路。
[0017]降壓支路上還設(shè)置濾波電路，避免采樣端的電壓的突發(fā)性變化對降壓支路造成不利影響，增加數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。
[0018]作為優(yōu)選，所述隔離控制電路包括隔離開關(guān)。
[0019]隔離控制電路包括隔離開關(guān)，隔離開關(guān)具備隔離特性，將高壓電路隔離，避免其對高壓電路造成損害，增加電子器件的使用壽命。
[0020]作為優(yōu)選，所述降壓支路包括變壓器。
[0021]降壓支路包括變壓器，它能夠按照一定比例將較高的輸入電壓轉(zhuǎn)換成較低的輸出電壓，并且還有隔離的特性，將高壓電路隔離，避免其對低壓電路造成損害，增加電子器件的使用壽命。
[0022]作為優(yōu)選，所述變壓器包括多路輸入線圈。
[0023]變壓器設(shè)置了多路輸入線圈，多路輸入線圈能夠同時(shí)與多個(gè)采樣端連接，可以根據(jù)需求對不同電路進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，擴(kuò)展性更好。
[0024]使用了本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案之后，數(shù)據(jù)采集的抗干擾能力強(qiáng)，不受復(fù)雜高壓電路的影響；拋棄傳統(tǒng)的電阻式固定范圍分壓電路，可以通過PWM的方式對變壓器進(jìn)行變壓或頻率的控制，適用性更強(qiáng)；變壓器的變壓比例可調(diào)，適用更大的電壓范圍，并且精確度較高；采用多輸入線圈的變壓器，按要求對不同的電路進(jìn)行采樣，擴(kuò)展性更好；由于不使用大量的高精度分壓電阻、隔離用的隔離開關(guān)和單獨(dú)的模擬/數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器件，極大地降低了成本，也簡化了電路的復(fù)雜程度。
【附圖說明】
[0025]圖1是本實(shí)用新型公開的一種電壓采樣電路的示意圖；
[0026]圖2是本實(shí)用新型公開的另一種電壓采樣電路的示意圖；
[0027]圖3是本實(shí)用新型公開的另一種電壓采樣電路的示意圖；
[0028]其中，1.采樣端，2.降壓支路，21.濾波電路，3.CPU，4.隔離控制電路，5.整流濾波電路。
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下的具體實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的描述，然而本實(shí)用新型并不限制于以下實(shí)施例。
[0030]實(shí)施例1
[0031]如圖1所示，本實(shí)用新型公開了一種電壓采樣電路，它包括采樣端1、降壓支路2和CPU3，降壓支路2的輸入端與采樣端1連接，降壓支路2的輸出端與單向二極管串聯(lián)之后再與CPU3連接，CPU3與降壓支路2之間設(shè)置隔離控制電路4。
[0032]CPU3能夠?qū)崿F(xiàn)模擬/數(shù)字信號轉(zhuǎn)換功能，CPU3將降壓支路2輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并采樣，CPU3利用PWM原理控制隔離控制電路4的連通與斷開，隔離控制電路4內(nèi)還設(shè)置隔離開關(guān)，采樣端1的電壓與降壓支路2的輸出端的電壓的比例是50: