電壓的采集是我們進行電路設計常常用到的,具體的采集類型上又分為直流采集和交流采集,将源電壓通過一系列的電路設計,最終通過AD(數模轉換晶片或單片機内部AD)讀入MCU,并執行相應的決策,是我們大多設計的要求。下文将通過具體的執行個體介紹如何設計合适的電壓采集電路。
直流電壓采集
要求:采集一個輸出範圍為20V-28V的Uo電壓信号到0-3.3V的AD。
設計思路:将20v到28v中的8v壓差全部映射到0-3.3v的範圍内,才能更好的利用AD子產品,是以首先将Uo與20V做差分,将電壓擡低到0-8v(注:有時礙于儀放信号輸入電壓的範圍較小會先分壓再擡低見形式二),然後通過電阻分壓将8v映射到3.3v的範圍内。
形式一:
1、利用現有的電壓産生20v的基準電壓
2、通過儀放将Uo與20v差分(注:826的REF引腳為輸出基準)
3、分壓及輸出阻抗比對(電壓跟随器)
4、輸出鉗位保護
形式二:
1、将Uo分壓7倍,即将0-28v映射到0-4v,同理将20v也分壓7倍即要産生2.857v的電壓基準
2、差分并放大2.887倍及鉗位電路(計算方法:3.3/(4-2.857),差放直接輸入給AD不需要阻抗比對)
交流電壓采集
要求:采集單相正弦交流電的有效值範圍為(0-24v)
設計思路:通過電壓互感器将電壓讀取到,并放縮到合适的範圍内,輸入給有效值檢測晶片,再将有效值檢測晶片的輸出給AD。
1、電壓互感器讀取
2、有效值檢測晶片及保護電路