[发明专利]一种高压采样系统和方法

说明书

本发明公开了一种高压采样系统和方法，该系统包括第一电压采样电路，用于对待测电压的电压信号进行隔离降压，然后对降压后的电压信号进行信号调理，并输出第一采样信号；第二电压采样电路，用于对所述待测电压的电压信号进行分压和信号调理，并输出第二采样信号，或者用于直接对所述待测电压的电压信号进行隔离采样，并输出第二采样信号；MCU，用于根据第一采样信号和第二采样信号确定待测电压的输出电压。本发明通过两种不同物理原理的采样方式对待测电压的电压进行采样，在保证了采样实时性的同时，避免了共因失效，因此本发明具有较强的可靠性，满足了ISO26262功能安全的冗余安全要求。本发明可以广泛应用于电压检测技术领域。

技术领域

本发明涉及电压检测技术领域，尤其是一种高压采样系统和方法。

背景技术

在新能源汽车电机控制器或者电池管理系统等，均需要对动力电池电压进行采样以作为软件控制的参数输入。一般在中低速电动车(指电池电压不大于72V的电动车)采用的是非隔离采样，也就是直接通过一个分压电路把电池电压降低到MCU的A/D转换单元可以承受的电压范围，然后MCU通过软件算法计算出电池的电压。但是在新能源电动汽车的动力电池系统里，普遍电压都较高(一般不小于144V)，在这种情况下，出于安全的考虑，会把电池电压采样电路设计成隔离采样电路。

目前，行业内普遍在不同的电池电压等级下分别采用上述两种高压采样方式，虽然能够满足系统控制的需求，但是由于仅仅采用了一种电压采用电路策略，无法应对道路车辆功能安全规范的要求，也就是系统无法做到保证这唯一的采样电路安全可靠，比如说该采样电路失效，该采样电路的采样结果不准等。此外，也有部分企业采用相同电路进行备份冗余以求降低失效率，或者通过外部电池或整车控制器经CAN总线传来的电池数据进行内部采样结果的校对。首先第一种采用相同电路进行备份冗余的方案，在某些时候的确起到了降低电路失效率的效果，但是无法解决因为相同的问题引起的电路失效，也就是所谓的共因失效。而第二种方案是经过外部信号将高压电池电压信号传送到系统的，存在被动性、通讯迟滞或通讯异常等的不确定因素，无法满足系统控制的实时性，同时，第二种方案也无法避免共因失效的问题。

综上所述，现有技术存在可靠性差的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种可靠性强的高压采样系统和方法。

本发明所采取的第一种技术方案是：

一种高压采样系统，包括：

第一电压采样电路，用于对待测电压的电压信号进行隔离降压，然后对降压后的电压信号进行信号调理，并输出第一采样信号；

第二电压采样电路，用于对所述待测电压的电压信号进行分压和信号调理，并输出第二采样信号，或者用于直接对所述待测电压的电压信号进行隔离采样，并输出第二采样信号；

MCU，用于根据第一采样信号和第二采样信号确定所述待测电压的输出电压；

进一步，所述第一电压采样电路，包括斩波电路、高频变压器和第一信号调理电路，所述斩波电路对待测电压的电压信号进行斩波，输出一个PWM波到高频变压器的原边绕组，所述PWM波从高频变压器的原边绕组耦合到高频变压器的第一副边绕组，产生第一输出信号，所述第一信号调理电路对所述第一输出信号进行信号调理，并输出第一采样信号。

进一步，所述高频变压器还包括第二副边绕组，所述高频变压器的第二副边绕组连接有电源输出电路。

进一步，所述第二电压采样电路，包括分压电路和第二信号调理电路，所述分压电路连接在待测电压的两端对待测电压的电压信号进行分压，并产生第二输出信号，所述第二调理电路对所述第二输出信号进行信号调理，并输出第二采样信号。