具有高安全性的车用低成本高精度电机端电压检测电路的制作方法

本实用新型涉及汽车控制技术领域，尤其具有高安全性的车用低成本高精度电机端电压检测电路。

背景技术：

汽车电子是由传感器、微处理器、执行器、数十甚至数百个电子元器件及其零部件组成的电控系统，其最重要的作用是提高汽车安全性、舒适性、经济性和娱乐性。电机是汽车电子中最常用的执行器件，特别是汽车的一些安全件如电动助力转向系统(Electric Power Steering System，简称EPS)等都是采用电机作为执行器件，在电机控制技术中，需要准确采集电机的端电压，用以输入给电机模型程序计算出电机转速，然后根据电机转速来实现各种补偿功能，保证产品的稳定性，同时计算出的电机转速也会被做为产品失效的故障判断条件之一，用来做产品“失效-安全”功能，确保产品和整车的使用安全。

通常来讲，电子控制单元(Electronic Control Unit，简称ECU)会通过单元内的电机端电压检测电路对电机的端电压进行采样，将采集到的模拟量输入给单元内的微处理器进行电机转速的计算，如果电机端电压检测电路采集精度低或者采集的模拟量非线性或者电路本身保护能力不足容易导致微处理器对应的接口损坏，都会大大降低产品的稳定性、可靠性以及安全性。

现有的电机端电压采样电路有如下几种，都存在一定缺陷，电阻分压采样，电路结构如图1所示，此电路存在烧毁主芯片对应接口的缺陷，钳位二极管响应速度较慢，当电机器件正常工作中产生快速高压脉冲信号时，有直接烧毁主芯片对应接口缺陷。

电阻分压采样，并在MCU的接口处对地串联一个稳压二极管保护，电路结构如图2所示，此电路存在电机端电压检测采集精度低的缺陷，此电路使用规格为BZT52C3V3-7-F的齐纳二极管进行稳压保护主芯片对应接口，但是齐纳二极管是非线性元件，将齐纳二极管放置在主芯片AD采集引脚端，齐纳二极管会有漏电流流过，导致齐纳二极管工作，会导致电压采集精度大大的降低，采集值误差较大。

采用运算放大器进行有源滤波后再用电阻进行分压采样，电路结构如图3 所示，此电路存在通带范围受运算放大器器件带宽限制、抗干扰能力差和成本高的缺陷。

因此，对于上述问题有必要提出具有高安全性的车用低成本高精度电机端电压检测电路。

技术实现要素：

本实用新型目的是克服了现有技术中的不足，提供了具有高安全性的车用低成本高精度电机端电压检测电路。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现：

具有高安全性的车用低成本高精度电机端电压检测电路，包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一齐纳二极管和第二齐纳二极管，所述第一电阻的一端连接电机线A端，所述第一电阻的另一端连接第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端通过电机线A端采集信号输入主芯片，所述第二电阻的一端连接电机线B端，所述第二电阻的另一端连接第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端通过电机线B端采集信号输入主芯片。

优选地，所述第四电阻的一端分别通过第一电容和第一齐纳二极管接地，所述第四电阻的另一端分别通过第五电阻和第三电容接地。

优选地，所述第三电阻的一端分别通过第二电容和第二齐纳二极管接地，所述第三电阻的另一端分别通过第六电阻和第四电容接地。

优选地，所述第一齐纳二极管和第二齐纳二极管的临界反向击穿电压大于 10V。

优选地，所述第一齐纳二极管和第二齐纳二极管的型号均为 BZT52C15-7-F。

本实用新型有益效果：本实用新型将齐纳二极管并联放置在RC滤波电路中的电容上，有效的保护好主芯片，齐纳二极管此种放置位置很好的提高了主芯片的安全性，齐纳二极管放置在电机电压值采集输入端的第一个电阻后面，并联放置在电机电压值采集输入端的第一个RC滤波电路中的电容上，齐纳二极管此种放置位置在电机两端电压值采集电路中非常重要，齐纳二极管此种放置位置很好的提高了主芯片的安全性，合理的选择临界反向击穿电压大于10V的齐纳二极管，选择的规格为BZT52C15-7-F，有效的提高了电机输入端正常采集电压范围值内(0-12V)的采样精度性，有效的提高了电机输入端电压采集精度，具有很强的实用性。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1-图3是现有技术电阻分压采样示意图；

图4是本实用新型的电路结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图4所示，具有高安全性的车用低成本高精度电机端电压检测电路，包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一齐纳二极管D1和第二齐纳二极管D2，所述第一电阻R1的一端连接电机线A端，所述第一电阻R2的另一端连接第三电阻R3的一端，所述第三电阻R3的另一端通过电机线A端采集信号输入主芯片，所述第二电阻R2的一端连接电机线B端，所述第二电阻R2的另一端连接第四电阻R4的一端，所述第四电阻R4的另一端通过电机线B端采集信号输入主芯片。

进一步的，所述第四电阻R4的一端分别通过第一电容C1和第一齐纳二极管D1接地，所述第四电阻R4的另一端分别通过第五电阻R5和第三电容C3接地，所述第三电阻R3的一端分别通过第二电容C2和第二齐纳二极管D2接地，所述第三电阻R3的另一端分别通过第六电阻R6和第四电容C4接地。

进一步的，所述第一齐纳二极管D1和第二齐纳二极管D2的临界反向击穿电压大于10V，所述第一齐纳二极管D1和第二齐纳二极管D2的型号均为 BZT52C15-7-F。

将电机电源线输入端先用一个RC滤波电路，同时RC电路中的电阻起到齐纳二极管的限流作用，本电路设计发明的最大创新特点就是将齐纳二极管并联在输入端电容上，此电路中齐纳二极管的放置位置尤为重要，将齐纳二极管并联在电机输入前端RC电路中的电容上，这样能迅速的吸收电机高压脉冲信号能量，本创新电路将齐纳二极管放置在电机线输入端的第一个电阻后面，这样能迅速吸收电机发出的高压脉冲信号能量，这样能有效的保护好主芯片，完全可以防止主芯片烧毁；

合理的将齐纳二极管并联放置在RC滤波电路中的电容上，有效的保护好主芯片，齐纳二极管此种放置位置很好的提高了主芯片的安全性。

选择临界反向击穿电压大于10V的齐纳二极管，选择的规格为 BZT52C15-7-F，选择临界反向击穿电压大于12V的齐纳二极管，这样能选择较大额定电流的齐纳二极管，从而保证电机端电压在只有大于12V的情况下，该创新电路中的齐纳二极管才会有电流流过，齐纳二极管才开始工作，这样很好的提高了此电路在电机输入端电压低于12V情况下此电路的线性工作情况，有效的提高了电机输入端电压低于12V以下情况的采样精度性。

合理的选择临界反向击穿电压大于10V的齐纳二极管，有效的提高了电机输入端正常电压输入范围内的采样精度性，合理的选择临界反向击穿电压的齐纳二极管，有效的提高了电机输入端电压采集精度。

EPS系统中的控制器上使用此创新电路后，有效的提高了主芯片的安全性和有效的提高了电机两端工作时电压采集的精度，主芯片对输入的电压信号进行逻辑处理，并根据逻辑处理结果调整控制器的输出电机电流。

本实用新型将齐纳二极管并联放置在RC滤波电路中的电容上，有效的保护好主芯片，齐纳二极管此种放置位置很好的提高了主芯片的安全性，齐纳二极管放置在电机电压值采集输入端的第一个电阻后面，并联放置在电机电压值采集输入端的第一个RC滤波电路中的电容上，齐纳二极管此种放置位置在电机两端电压值采集电路中非常重要，齐纳二极管此种放置位置很好的提高了主芯片的安全性。

合理的选择临界反向击穿电压大于10V的齐纳二极管，选择的规格为 BZT52C15-7-F，有效的提高了电机输入端正常采集电压范围值内(0-12V)的采样精度性，有效的提高了电机输入端电压采集精度，具有很强的实用性。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。