高压直流采样电路详解

设计BMS系统时不管是用来判断继电器状态还是采集电池组电压我们无法避免的一个问题就是采总压。然鹅动力电池系统是电压平台较高的直流电压，而且要求高压系统和低压信号控制系统隔离，那我们怎么做才可以既保证硬件电路系统安全可靠而且成本控制到位，当然做法有很多，今天熊猫给大家提供两种方案思路抛砖引玉以供参考。

方案一

 

电阻分压电路

根据你需要采样的电压范围选择合适的分压电阻（注意：电池的电压是一个范围值，阻值选取时需要计算最好让分压后的电压接近AD采样电压的1/2范围附近），电阻选型的参数（阻值、耐压范围、功率、精度、温度范围）需要重点关注，分压到后级电压采样电路合适范围后，做一个简单的RC滤波，再加一个稳压管用来保护后级电路；

 

通道切换电路

通道切换主要为了节省控制芯片的AD采样资源，比如我要采样8路高压信号，那我用一个8选1的通道切换芯片就可以实现8路采样信号切换选通轮询采样只需要占用一个AD通道，当然如果你的控制芯片AD资源很多，那完全可以省略这个步骤；

如图控制S0、S1、S2三个信号的高低状态总共可以产生8种状态用来选通A0~A7一共8个通道；

功能表如上图所示

由于我们要实现高低压模块隔离所以再用控制芯片I/O使能时也要通过光耦隔离驱动

 

模拟转数字信号电路

最后一步将采样回来的模拟信号转换成数字信号通过SPI总线的方式送进控制芯片，这样我们就实现了高压直流的采样；

方案二

利用线性光耦三极管端电流随二极管端电流线性变化的特性我们来设计一个简单高效的高压直流采样电路；

 

乍一看有点懵，没事我们慢慢来分析，有个技巧与大家分享：只要电路中有运放我们就从运放开始分析，只需要记住一条万能法则：虚短虚断；好了根据这条万能法则我们可以知道运放的同相输入端和反相输入端电压相等，得出两个光耦的E 点电压相等，得出两个光耦三极管侧电流相等，根据线性光耦光电传输比在一定范围内是常数，两端电流呈线性比列，反推得出光耦二极管电流相等，那HVB+和HVB2-母线电压除以分压电阻就等于控制芯片采样点HB_CHK_V+采样的电压除以对地电阻R88，从而算出母线电压。