一种采样电路及电子设备的制作方法

1.本实用新型涉及电力电子技术领域，特别涉及一种采样电路及电子设备。


背景技术：

2.在现有电力电子产品中普遍会使用到功率模块，为了监测功率模块的工作温度，最为常用的方式是在功率模块中集成ntc电阻，并通过采样电路采集ntc电阻的电压，根据ntc电阻的电压变化，换算得到功率模块对应的工作温度。
3.由于实际应用中ntc电阻和igbt等功率器件是共同封装到功率模块中的，ntc电阻和功率器件传输的强电之间只能满足功能绝缘，无法满足基本绝缘。图1所示采样电路给出一种现有技术中解决这一问题的实现方式，如图所示，采样电路中设置隔离型运算放大器，通过隔离型运算放大器的隔离作用，确保采样电路可以实现基本绝缘。
4.但是，现有技术中采样电路使用的隔离型运算放大器成本较高，为了保证隔离型运算放大器的正常运行，还要设置两路独立的供电电源，不仅采样电路结构复杂，还会导致采样电路的成本居高不下。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种采样电路及电子设备，简化采样电路的结构，降低采样电路的成本。
6.为实现上述目的，本技术提供的技术方案如下：
7.第一方面，本实用新型提供一种采样电路，包括：前级电路和后级电路，其中，
8.所述前级电路串联于电源与热敏电阻之间；
9.所述后级电路串联于所述热敏电阻与接地点之间；
10.所述前级电路或所述后级电路设置用于输出采样电压的采样输出端，且所述采样输出端与所述热敏电阻之间满足安规要求。
11.可选的，所述前级电路包括输出电路和隔离电路，其中，
12.所述输出电路串联于所述电源与所述隔离电路的一端之间；
13.所述隔离电路的另一端与所述热敏电阻相连；
14.所述输出电路设置所述采样输出端。
15.可选的，所述后级电路包括输出电路和隔离电路，其中，
16.所述隔离电路串联于所述热敏电阻与所述输出电路的一端之间；
17.所述输出电路的另一端与所述接地点相连；
18.所述输出电路设置所述采样输出端。
19.可选的，所述隔离电路包括至少一个阻性元件。
20.可选的，在所述隔离电路包括多个所述阻性元件的情况下，各所述阻性元件串联或并联连接。
21.可选的，所述输出电路包括至少一个采样电阻。
22.可选的，在所述输出电路包括多个所述采样电阻的情况下，各所述采样电阻串联或并联连接。
23.可选的，所述输出电路中的一个所述采样电阻的两端作为所述采样输出端；
24.或者，
25.所述输出电路中多个所述采样电阻组成的串联支路或并联支路的两端作为所述采样输出端。
26.可选的，本实用新型第一方面提供的采样电路还包括：与所述采样输出端相连的调理电路。
27.第二方面，本实用新型提供一种电子设备，包括：功率模块、控制器和本实用新型第一方面任一项所述的采样电路，其中，
28.所述采样电路分别与所述控制器和所述功率模块中的热敏电阻相连。
29.本实用新型提供的采样电路，包括前级电路和后级电路，前级电路串联于电源与热敏电阻之间，通过前级电路可实现热敏电阻与电源之间的安规要求；后级电路串联于热敏电阻与接地点之间，即通过后级电路可实现热敏电阻与接地点之间的安规要求，在此基础上，前级电路或后级电路设置采样输出端，且采样输出端与热敏电阻之间满足安规要求，通过采样输出端即可输出采样电压。与现有技术相比，本实用新型提供的采样电路不再使用隔离型运算放大器，也不需要设置两路独立的供电电源，电路结构得到简化，采样电路的成本更低。
附图说明
30.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术内的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述内的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1是现有技术提供的采样电路的电路拓扑图；
32.图2是本实用新型实施例提供的一种采样电路的结构框图；
33.图3是本实用新型实施例提供的另一种采样电路的结构框图；
34.图4是本实用新型实施例提供的再一种采样电路的结构框图；
35.图5是本实用新型实施例提供的一种采样电路的电路拓扑图；
36.图6是本实用新型实施例提供的另一种采样电路的电路拓扑图；
37.图7是本实用新型实施例提供的再一种采样电路的电路拓扑图；
38.图8是本实用新型实施例提供的又一种采样电路的电路拓扑图；
39.图9是本实用新型实施例提供的另一种采样电路的电路拓扑图；
40.图10是本实用新型实施例提供的另一种采样电路的电路拓扑图；
41.图11是本实用新型实施例提供的另一种采样电路的电路拓扑图。
具体实施方式
42.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
43.参见图2，图2是本实用新型实施例提供的一种采样电路的结构框图，本实施例提供的采样电路包括：前级电路10和后级电路20。
44.前级电路10串联于电源vcc与热敏电阻之间，通过前级电路10实现电源vcc与热敏电阻之间安规要求，在实际应用中，热敏电阻可以是ntc电阻、ptc电阻等。
45.后级电路20串联于热敏电阻与接地点gnd之间，通过后级电路20实现热敏电阻与接地点gnd之间的安规要求。
46.以电源vcc与热敏电阻为例，前级电路10串联于电源vcc与热敏电阻之间，通过前级电路10将电源vcc与热敏电阻之间的直接连接，变换为间接连接，热敏电阻与前级电路10的连接点仍然只需满足功能绝缘要求，通过前级电路10的隔离作用，前级电路10和电源vcc之间，就可以根据安规要求，按照基本绝缘要求设置具体的连接方式，比如安全距离、元件布局等，从而使得电源vcc与热敏电阻之间满足基本绝缘要求。通过后级电路20实现热敏电阻与接地点gnd之间的安规要求的原理与此类似，此处不再展开。
47.在此基础上，前级电路10或后级电路20设置有采样输出端，且采样输出端与热敏电阻之间满足安规要求，采样输出端输出的采样电压，与热敏电阻两端的电阻电压具有明确的比例关系，当热敏电阻因功率器件工作温度变化而发生阻值变化时，采样输出端输出的采样电压同样会发生变化，通过获取采样输出端输出的采样电压，即可换算得到热敏电阻两端的电阻电压，进而确定该电阻电压对应的工作温度。
48.当然，基于采样电压换算热敏电阻的电阻电压的过程可以基于现有技术实现，本实用新型对此不做限定。
49.需要说明的是，在本实施例以及后续实施例中述及的安规要求，主要指热敏电阻与外界元器件之间的基本绝缘要求。
50.综上所述，本实用新型提供的采样电路，通过前级电路可实现热敏电阻与电源之间的安规要求；通过后级电路可实现热敏电阻与接地点之间的安规要求，在此基础上，前级电路或后级电路设置采样输出端，且采样输出端与热敏电阻之间满足安规要求，通过采样输出端即可输出采样电压。与现有技术相比，本实用新型提供的采样电路在实现既定功能的基础上，不再使用隔离型运算放大器，也不需要设置两路独立的供电电源，电路结构得到简化，采样电路的成本更低。
51.可选的，参见图3，图3是本实用新型实施例提供的另一种采样电路的结构框图，在图2所示实施例的基础上，本实施例提供的采样电路中前级电路具体包括输出电路101和隔离电路102。
52.具体的，如图3所示，输出电路101串联于电源vcc与隔离电路102的一端之间，即输出电路101的一端与电源vcc相连，另一端与隔离电路102的一端相连，且输出电路101设置有采样输出端。
53.隔离电路102则串联于输出电路101与热敏电阻之间，即隔离电路102的一端与输出电路101相连，另一端与热敏电阻相连。
54.在本实施例中，隔离电路102可以实现电源vcc与热敏电阻之间的基本绝缘，同时，由于采样输出端由输出电路101引出，采样输出端同样与热敏电阻之间满足安规要求。
55.可以想到的是，图3所示实施例中，采样输出端设置于前级电路，为了满足安规要求，前级电路具体划分为输出电路和隔离电路，并由输出电路引出采样输出端；相对应的，在采样输出端由后级电路引出的情况下，后级电路同样可以包括输出电路和隔离电路。可选的，参见图4，图4是本实用新型实施例提供的另一种采样电路的结构框图，在图2所示实施例的基础上，本实施例中采样电路的后级电路20包括输出电路201和隔离电路202。
56.具体的，如图4所示，隔离电路202串联于热敏电阻与输出电路201的一端之间，输出电路201的另一端与接地点gnd相连，并且，采样输出端由输出电路201引出。
57.在本实施例中，隔离电路202可以实现接地点gnd与热敏电阻之间的安规要求，同时，采样输出端由输出电路201引出，同样可以保证采样输出端与热敏电阻之间的安规要求。
58.需要说明的是，在上述任一实施例中提供的采样电路中，隔离电路的基本结构是类似的，均可以包括至少一个阻性元件，在实际应用中，阻性元件可以选用电阻实现，并且，在包括多个阻性元件的情况下，各阻性元件串联或并联连接；相应的，输出电路的基本结构也是类似的，均可以包括至少一个采样电阻，并在包括多个采样电阻的情况下，各采样电阻串联或并联连接。至于阻性元件之间的具体连接方式，以及采样电阻之间的具体连接方式，可以根据具体应用场景选择，综合考虑采样电压的取值范围，电源vcc的实际电压值等参数。
59.下面结合具体的电路拓扑图，对本实用新型给出的采样电路进行介绍：
60.参见图5、图6以及图7所提供的实施例，这三个实施例是在图3所示实施例的基础上实现的，即前级电路包括输出电路和隔离电路。
61.在图5所示实施例中，输出电路包括采样电阻r1，采样输出端由采样电阻r1的两端引出，隔离电路包括多个阻性元件(图5中仅示出r2)，各个阻性元件之间采用串联连接的方式，基于隔离电路可以实现vcc与热敏电阻之间的安规要求。
62.后级电路包括至少一个电阻(图中以rn示出)，通过电阻rn实现热敏电阻与接地点gnd之间的安规要求。
63.对于确定的采样电路而言，电路中采用的电阻的具体数量，各电阻的具体阻值，以及电阻之间的连接方式等都是可以明确获知的，相应的，采样输出端对应的采样电阻与整个采样电路之间的电压比例关系也是明确的，在得到采样输出端的采样电压后，根据这一电压比例关系即可换算得到热敏电阻对应的电压，进而得到相应的工作温度。在后续实施例中，各个实施例完成既定采样功能的原理都是这样的，在后续内容不再展开陈述，均可参见此处内容。
64.可选的，参见图6，图6所示实施例中输出电路101包括两个串联连接的采样电阻，即r1和r2。采样电阻r1和采样电阻r2串联连接，采样输出端由采样电路r2的两端引出。
65.进一步的，前级电路中隔离电路由包括阻性元件r3在内的至少一个阻性元件构成，此处不再展开。后级电路由包括电阻rn在内的至少一个电阻构成，亦不展开。
66.在图5和图6所示的实施例中，均选择一个采样电阻的两端作为采样输出端，当然，也可以选择输出电路中多个采样电阻组成的串联支路或并联支路的两端作为采样输出端。
67.具体的，参见图7，图7是本实用新型实施例提供的再一种采样电路的电路拓扑图。在本实施例中，输出电路由串联连接的采样电阻r1和采样电路r2构成。更为重要的是，采样
输出端由采样电阻r1和采样电路r2串联后构成的串联支路的两端引出。
68.可选的，参见图8、图9和图10所示实施例，这三个实施例是在图4所示实施例的基础上给出的采样电路的具体构成方式。
69.在图8所示实施例中，输出电路由采样电阻rn构成，且采样电阻rn的两端作为采样输出端；隔离电路由包括rn
‑
1在内的至少一个阻性元件构成；
70.在图9所示实施例中，输出电路由采样电阻rn和采样电阻rn
‑
1串联构成，且采样电阻rn
‑
1的两端引出采样输出端；隔离电路由包括阻性元件rn
‑
2在内的至少一个阻性元件构成；
71.在图10所示实施例中，输出电路由采样电阻rn和采样电阻rn
‑
1串联构成，且采样电阻rn
‑
1和采样电阻rn串联连接后的串联支路的两端引出采样输出端；隔离电路由包括阻性元件rn
‑
2在内的至少一个阻性元件构成。
72.可选的，参见图11，图11是本实用新型实施例提供的另一种采样电路的电路拓扑图，在上述任一实施例的基础上(本实施例以图9为例)，采样电路还可以包括调理电路30，调理电路30与采样输出端相连，对采样输出端输出的采样电压进行调理，从而得到满足与调理电路30的输出端相连的控制器(图中未示出)的处理要求的采样电压，并由控制器完成采样电压与工作温度之间的换算过程。
73.可选的，本实用新型实施例还提供一种电子设备，包括：功率模块、控制器和上述任一实施例提供的采样电路，其中，
74.采样电路分别与控制器和功率模块中的热敏电阻相连。
75.本实用新型中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
76.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。