高压电压采样之差分放大电路

article/2025/9/28 18:38:13

  在高压电压采样方案研究一文中提到,可以使用差分放大电路进行高压电压采样。如下图:
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  该方案有缺陷,如下。整车车身与12V电池负极连接到一起,同属于低压电路,我们可以称之为大地。没有绝对的绝缘体,电池包的外壳绝缘材料,线速,Y电容等等,可以等效成一个电阻,只不过这个电阻很大。并且这个电阻会随着车身环境状况改变,比如电池包进水可能就会出现绝缘电阻变小。
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  单纯看差分采样电路是没问题的,如果放到整车环境中,该电路变成了如下图模型。当绝缘电阻Rip与Rin不相等时,电路的放大倍数不再是R2/R1 。
  S1是模拟主动放电的开关,放电电阻为100Ω,DCLink电容初始电压为400V。仿真开始1ms后,主动放电开关闭合,给DCLink电容放电。为了便于做比较,将电压v(p,n),也就是电容两端电压缩小了100倍。可以看到电容电压开始下降,但采样输出v(out)并没有随输入下降而立即下降。也就是说此时母线电压采样是不准的。
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  另外整车有绝缘检测电路,一种典型的方法就是不平衡电桥,也就是在高压正负极与地并联电阻,如下示意图。当开关S1或S2闭合时,就改变了整车的绝缘,上述采样电路就可能出现采样不准的问题。
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