用于电机控制器高低压信号的隔离系统的制作方法

1.本发明涉及的是一种电机控制领域的技术，具体是一种用于电机控制器高低压信号的隔离系统。


背景技术：

2.现有新能源汽车电机的低压供电由低压蓄电池提供、高压供电由动力电池提供。电机控制器采用两路供电，为了保证正常运行、防止器件损坏，在控制器内部需要对高低压进行隔离。但由于电机控制器的成本与空间限制，上述现有技术不能在控制器内部采用大量的隔离芯片，所以只能在高压区与低压区之间存在的大量的信息交互中，选择对于系统运行最为关键的信号进行传递而无法对控制器的运行状态进行全面地监控与精确地控制。


技术实现要素：

3.本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种用于电机控制器高低压信号的隔离系统，在低压输入接口处设置了隔离电路，对输入的低压电源、can信号、唤醒信号进行隔离处理，在无需额外增加器件的情况下，通过改变信号进行隔离的位置，直接实现了高压区与低压区的通信，能够更加方便地对电机控制器地运行状态进行更加全面的监控，达到使电机控制器内部信号交互无需进行隔离的效果。
4.本发明是通过以下技术方案实现的：
5.本发明涉及一种用于电机控制器高低压信号的隔离系统，包括：低压插接件、隔离电源、低压差线性稳压器、两个隔离电路、第一总线电路和第二总线电路，其中：隔离电源接收来自低压接插件的低压电源信号并将其分别转化为供电机控制器功能电路使用的电源以及供隔离电路使用的电源；低压差线性稳压器接收来自低压接插件的低压电源信号并分别向第一总线电路以及两个隔离电路输出电源；具备唤醒功能且始终处于工作状态的第一总线电路根据来自can总线的唤醒请求输出can唤醒信号并与来自低压插接件的钥匙点火信号共同输入或门后生成始终处于工作状态的第一隔离电路的控制信号，以唤醒电机控制器功能电路；电机控制器功能电路输出第二隔离电路以及第二总线电路的电源，当第二隔离电路处于工作状态时进一步传递第一总线电路和第二总线电路的通讯信号和标定信号，通过第一总线电路实现电机控制器与整车的通讯功能，通过第二总线电路实现标定、调试功能。技术效果
6.本发明整体解决了现有技术中因隔离导致的高低压信息交互受限的问题，与现有技术相比，本发明将隔离电路置于电机控制器低压输入处，从而使电机控制器的其他器件均处于高压区，使内部数据交互、控制无需再经过隔离电路。将隔离电路置于低压输入处，所需的通道数量也显著低于常规方案，有利于成本与空间控制。
附图说明
7.图1为本发明隔离系统示意图；
8.图2为本发明具有隔离系统的电机控制器示意图。
具体实施方式
9.如图1所示，为本实施例涉及一种对电机控制器高低压信号进行隔离系统，包括：低压插接件、隔离电源、低压差线性稳压器ldo、两个隔离电路1、2、第一总线电路can0和第二总线电路can1，其中：隔离电源接收来自低压接插件的低压电源信号kl30_lv并将其分别转化为供电机控制器功能电路使用的电源kl30_hv电源、供隔离电路1使用的5v_hv电源；低压差线性稳压器ldo接收来自低压接插件的低压电源信号kl30_lv电源并分别向第一总线电路can0以及两个隔离电路1、2输出5v_lv电源；具备唤醒功能且始终处于工作状态的第一总线电路can0根据来自can总线的唤醒请求输出can唤醒信号并与来自低压插接件的钥匙点火信号kl15共同输入或门后生成始终处于工作状态的第一隔离电路1的控制信号，以唤醒电机控制器功能电路；电机控制器功能电路输出第二隔离电路2以及第二总线电路can1的5v电源，当第二隔离电路2处于工作状态时进一步传递第一总线电路can0和第二总线电路can1的通讯信号txd0_lv、txd0_hv、标定信号can1h_lv以及can1l_lv信号，通过第一总线电路can0实现电机控制器与整车的通讯功能，通过第二总线电路can1实现标定、调试功能。
10.所述的kl30_lv电源为蓄电池提供的12v低压供电。
11.所述的隔离电源输出的供电机控制器功能电路使用的电源kl30_hv电源，将电机控制器内部所有的功能电路全部置于高压区，使逻辑控制部分与驱动部分之间可以进行直接的数据交互。
12.所述的kl30_lv电源为蓄电池提供的12v低压供电。
13.如图2所示，为本实施例涉及的一种具有上述隔离系统的电机控制器，包括：上述隔离系统、无隔离功能的驱动芯片、驱动放大电路、igbt、微控制器芯片、cpld、驱动部分电压采样电路、电源管理模块、旋变电路及外围电路，其中：在低压区：微控制器芯片通过旋变电路获取电机转速与位置信息、通过电流采样电路获取相电流信息、通过can总线接收指令后发出pwm波形至cpld，cpld根据故障信号与pwm波控制igbt开通与关断；在高压区：驱动放大电路与硬件asc逻辑电路对igbt进行控制，采样电路获取高压区状态信息传递至隔离芯片；隔离系统接收来自低压接插件的电源、钥匙点火信号kl15以及来自can总线的唤醒请求并输出唤醒信号至电源管理模块使电机控制器工作，当电机控制器工作后，微控制器芯片通过txd0_hv、rxd0_lv、txd1以及rxd1与外部进行通讯，获取来自can总线的控制指令。随后通过控制使能、rst、pwm、asc请求、spi1、spi2信号，监控flt、pwm反馈、电流采样值状态信息，使电机按照控制指令运行。
14.本实施例中的微控制器芯片采用但不限于infineonaurixtc277实现。
15.所述的驱动部分电压采样电路直接连接至微控制器芯片进行采样，节约了ad转换芯片与隔离芯片。
16.本发明通过将隔离模块置于电机控制器的输入接口处，即通过将隔离模块前移，节约了所需的隔离通道数量，降低了成本，增加了电机控制器内部信号数量，能够对电机控制器的运行进行更精确的控制。
17.上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。


技术特征：
1.一种用于电机控制器高低压信号的隔离系统，其特征在于，包括：低压插接件、隔离电源、低压差线性稳压器、两个隔离电路、第一总线电路和第二总线电路，其中：隔离电源接收来自低压接插件的低压电源信号并将其分别转化为供电机控制器功能电路使用的电源以及供隔离电路使用的电源；低压差线性稳压器接收来自低压接插件的低压电源信号并分别向第一总线电路以及两个隔离电路输出电源；具备唤醒功能且始终处于工作状态的第一总线电路根据来自can总线的唤醒请求输出can唤醒信号并与来自低压插接件的钥匙点火信号共同输入或门后生成始终处于工作状态的第一隔离电路的控制信号，以唤醒电机控制器功能电路；电机控制器功能电路输出第二隔离电路以及第二总线电路的电源，当第二隔离电路处于工作状态时进一步传递第一总线电路和第二总线电路的通讯信号和标定信号，通过第一总线电路实现电机控制器与整车的通讯功能，通过第二总线电路实现标定、调试功能。2.一种具有如权利要求1所述隔离系统的电机控制器，其特征在于，包括：所述隔离系统、无隔离功能的驱动芯片、驱动放大电路、igbt、微控制器芯片、cpld、驱动部分电压采样电路、电源管理模块、旋变电路及外围电路，在低压区：微控制器芯片通过旋变电路获取电机转速与位置信息、通过电流采样电路获取相电流信息、通过can总线接收指令并发出pwm波形至cpld，cpld根据故障信号与pwm波控制igbt开通与关断；在高压区：驱动放大电路与硬件asc逻辑电路对igbt进行控制，采样电路获取高压区状态信息传递至隔离芯片；隔离系统接收来自低压接插件的电源、钥匙点火信号以及来自can总线的唤醒请求并输出唤醒信号至电源管理模块使电机控制器工作，当电机控制器工作后，微控制器芯片与外部进行通讯，获取来自can总线的控制指令，使电机按照控制指令运行。

技术总结
一种用于电机控制器高低压信号的隔离系统，该隔离系统包括：包括：低压插接件、隔离电源、低压差线性稳压器、两个隔离电路、第一总线电路和第二总线电路，本发明在低压输入接口处设置了隔离电路，对输入的低压电源、CAN信号、唤醒信号进行隔离处理，在无需额外增加器件的情况下，通过改变信号进行隔离的位置，直接实现了高压区与低压区的通信，能够更加方便地对电机控制器地运行状态进行更加全面的监控，达到使电机控制器内部信号交互无需进行隔离的效果。效果。效果。


技术研发人员：卢尚钰 黄鹏辉 潘毅宏 丁祥根 李育
受保护的技术使用者：上海汽车变速器有限公司
技术研发日：2020.11.25
技术公布日：2022/5/31