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电压的采集是我们进行电路设计常常用到的，具体的采集类型上又分为直流采集和交流采集，将源电压通过一系列的电路设计，最终通过AD（数模转换芯片或单片机内部AD）读入mcu，并执行相应的决策，是我们大多设计的要求。下文将通过具体的实例介绍如何设计合适的电压采集电路。 直流电压采集 要求：采集一个输出范围为20V-28V的Uo电压信号到0-3.3V的AD。 设计思路：将20v到28v中的8v压差全部映射到0-3.3v的范围内，才能更好的利用AD模块，所以首先将Uo与20V做差分，将电压抬低到0-8v（注：有时碍于仪放信号输入电压的范围较小会先分压再抬低见形式二），然后通过电阻分压将8v映射到3.3v的范围内。
7 t6 f! N4 s; Z5 x0 a0 n; Q形式一： 1、利用现有的电压产生20v的基准电压 ![]() ! W( P }- \, |5 h+ @6 x
! P2 k& P1 A. b, u
2、通过仪放将Uo与20v差分（注：826的REF引脚为输出基准） ![]() 1 V/ [6 L3 Q9 U- \* O6 q
: P4 \( M% Z9 I- L
3、分压及输出阻抗匹配（电压跟随器） ![]()
" a+ I" j) B8 `* L5 @* F6 [0 O/ ?$ H! `5 R- R% Z
4、输出钳位保护 ![]()
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形式二： 1、将Uo分压7倍，即将0-28v映射到0-4v，同理将20v也分压7倍即要产生2.857v的电压基准 ![]()
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- ?; x5 h6 S9 ?" s. |3 L* h2、差分并放大2.887倍及钳位电路（计算方法：3.3/（4-2.857），差放直接输入给AD不需要阻抗匹配） ![]() 5 |% n) V# \; D
( E2 `4 E8 {* y; [3 k
交流电压采集 要求：采集单相正弦交流电的有效值范围为（0-24v） 设计思路：通过电压互感器将电压读取到，并放缩到合适的范围内，输入给有效值检测芯片，再将有效值检测芯片的输出给AD。 1 r# n6 R. D2 h" A7 M
1、电压互感器读取 ![]()
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$ V! H; S0 j- Z$ b, m8 H5 H! \1 j! R2、有效值检测芯片及保护电路 ![]() + Q7 _ X0 `* Y5 b, D; M1 {' N8 y
# B* b# l) ]8 ?2 e+ w5 q, S总结：不论电路设计的多么精确，误差总会是有的，所以在电路的设计基础上，再通过MATLAB将数据进行拟合，才能将误差进一步的消除。 电子元器件采购，找国产替代芯片，上道合顺大数据 ' O* J: W8 O$ D/ V4 k6 |. q& p7 @2 B2 m
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发表于 2022-10-31 16:47
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