本发明属于新能源汽车领域，特别涉及一种基于ccm工作模式电路的电机母线电压采样电路
背景技术：
随着汽车电子的快速发展，新能源汽车在最近几年有着快速的发展；这就对汽车的安全和可靠性有更高的要求。电机先进的控制策略更加是汽车安全性和可靠性的基础。由于汽车电子控制器先进控制策略的要求，需要对驱动器的薄膜电容的电压进行采样；这样能够有效地及时地监控薄膜电容的电压，保证对电机的有效的控制操纵性能，同时能够随时保证母线电脑的安全。本专利结合汽车的基本需求和功能安全需求出发，设计了一个间接采样的电机控制器母线电压检测电路；依靠紧急电源的dc/dc电路来间接地采样母线电压。
现有技术中，母线电压采样电路主要是电压传感器或者分压电阻采样两种方式。一般传感器的方式会有传感器的高成本、需要传感器供电电路、滤波调理电路的劣势；采用电阻分压的方式直接检测母线电压，具体参考公开的专利文献1和2。
专利文献1(公开号：)公开了一种直流母线电压的检测和保护电路，该电路包括在待测直流母线正负极之间串联接入至少两个电阻，其中与直流母线负极端连接的电阻为采样电阻，其余电阻为分压电阻，且采样电阻的两端输出测量电压vdcm；测量电压连接滤波电路，滤波电路连接一个模拟隔离芯片，模拟隔离芯片连接差分放大及转换电路；其中模拟隔离芯片输出倍数增益或者单位增益的模拟信号；所述差分放大及转换电路输出信号直接连接控制器的adc模块端口或模数转换芯片。
专利文献2(公开号：)公开了一种工业机器人控制母线电压检测电路,该电路包括高阻隔离分压电路、输入电压钳位电路、差分放大电路、电压跟随电路、输出电压钳位电路；本发明打破传统采用霍尔元件进行电压检测的方法，节约了传感器以及相关的供电和处理电路。
采用电阻分压的方式直接检测母线电压，也具有几个方面的缺陷：1、需要使用高压高精度电阻；2、直接采样电路易引入母线的干扰；3、需要设计滤波、调理电路。
技术实现要素：
本发明目的是：提供一种基于ccm工作模式电路的电机母线电压采样电路，通过mcu的io端口采样dc/dc电路的输出占空比d，避免直接采样母线电压，不但能够避免母线电压的干扰，同时能够减少滤波、调理电路，可以直接采样芯片输出的信号得到占空比d大小，保证了母线电压采样的精度和准确性。
本发明的技术方案是：
一种基于ccm工作模式电路的电机母线电压采样电路，包括单元和采样单元；所述单元包括dc/dc主芯片、功率变换回路和恒定的电阻负载，所述功率变换回路的功率变换变压器的原边连接电机母线，副边连接电阻负载，dc/dc主芯片向功率变换变压器输入驱动的pwm信号；所述采样单元包括mcu控制器和信号采样电路，所述mcu控制器通过信号采样电路采集功率变换变压器输出电压，和dc/dc主芯片输入pwm信号占空比d参数，进而计算电机母线电压。
优选的，所述单元工作在电流连续模式,即ccm模式下。
优选的，所述单元的原边输入为电机母线的薄膜电容两端电压，即母线电压。
具体的，所述单元中输入电压和输出电压关系为：
其中：uo为单元输出电压；ui为单元输入电压；np为单元变压器原边匝数；ns为单元变压器副边匝数。
具体的，根据单元中输入电压和输出电压关系，得到单元输入电压：
由于单元被动放电电路在正常状态下输出负载恒定，且输出电压恒定，通过检测pwm信号占空比d，根据推导公式(2)得到输入的电压值。
另一种方案，所述信号采样电路还可以采集单元的输出电流，来实现母线电压的间接检测。
另一种方案，一种基于buck-boost电路的电机母线电压采样电路，包括buck-单元和采样单元，采样单元采集buck-单元的占空比信号和输出电流信号来间接检测母线电压。
另一种方案，一种基于buck电路的电机母线电压采样电路，包括buck单元和采样单元，采样单元采集buck单元的占空比信号和输出电流信号来间接检测母线电压。
本发明的优点是：
本发明电机母线电压采样电路的方案，充分利用了电机控制器的紧急电源的放电电路，以及充分利用低压信号的采样，间接测试出母线电压；由于电路的快速响应，能够保证d及时地跟随输入的变化，保证了采样电路的响应快速性。同时，不直接在高压端进行采样既能够不引人高压信号的干扰，又能够节省高压器件的成本；根据占空比d、原副边的匝比
输出电压uo的函数关系得到输入的电压大小，具有电路结构简单，信号干扰小，精度高、成本低的优点。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为基于ccm工作模式电路的电机母线电压采样电路的原理图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的基于ccm工作模式电路的电机母线电压采样电路，包括框1的单元和框2的采样单元。
框1为典型的基于连续电流模式(ccm)下的电路，所述单元包括dc/dc主芯片、功率变换回路和恒定的电阻负载，所述功率变换回路的功率变换变压器的原边连接电机母线，副边连接电阻负载，dc/dc主芯片向功率变换变压器输入驱动的pwm信号；该单元为电机控制器的母线电压被动放电单元。
框2为采样单元包括电机控制器的mcu控制器和信号采样电路，所述mcu控制器通过信号采样电路采集功率变换变压器输出电压，和dc/dc主芯片提供的控制pwm信号占空比d参数，进而计算电机母线电压。信号采样电路采用一阶的rc滤波电路。
本发明是基于电机控制器紧急电源被动放电电路，充分利用控制器mcu的采样模块，通过检测输出电压uo、主芯片的输入占空比d信号的参数大小，来计算母线电机控制器的母线电压。在紧急电源电路中，电路的输入为薄膜电容两端的电压，即为母线电压。基于该电路工作在电流连续模式(ccm)下，反激电路中输入电压和输出电压关系为：
其中：uo为单元输出电压；ui为单元输入电压；np为单元变压器原边匝数；ns为单元变压器副边匝数。
根据单元中输入电压和输出电压关系，得到单元输入电压：
由于单元被动放电电路在正常状态下输出负载恒定，且输出电压恒定，通过检测pwm信号占空比d，根据推导公式(2)得到输入的电压值。
本方案省略了大量的高压侧采样电路的高压器件，直接采样低压侧的输出电压和dc/dc主芯片的驱动pwm信号；充分利用低压mcu的adc(模拟-数字转换器)模块，在不增加额外成本的情况下实现高压侧母线电压的间接检测，避免了母线电压的干扰。电路的闭环调节控制方式使得电路调节具有实时性，d能及时地跟随输入电压的变化。
作为替换方案，还可以采用信号采样电路采集单元的输出电流，来实现母线电压的间接检测。
作为替换方案，还可以设计基于buck-boost或buck电路的电机母线电压采样电路，包括buck-boost/buck单元和采样单元，采样单元采集buck-boost/buck单元的占空比信号和输出电流信号来间接检测母线电压。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。