测量浮动直流电压新方法
2019-04-14 21:13发布
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测量电压的波动
通过微型控制器的ADC测量一个直流的电压波动情况。直流电压的范围为正负2.5V-30V,同时高达120V的逻辑地,这将是一个挑战。
直接将DC的低电压端连接到微型控制器参考电压回路将带来风险。使用电阻分压减少电压偏执的方式降低了电压的利用率,使得它难以精确的被读取。模拟集成块隔离方式是一种昂贵的解决方案
为了解决这些问题,可以使用直流隔离变压器(如图一)。使用微型控制器的一个GPIO口产生交流方波信号来控制光耦合器(Q1)从而使待测直流电压导通或者截止。
连接一个反相偏执二极管(D1)用于抵消当光电耦合器在截止时变压器初级线圈产生的反相电动势。使用二极管(D2)将变压器的次级信号转化为脉动的直流电压输出。通过使用R2和C1形成的一个低通滤波器来产与原(original)交流信号成正比的直流电压。
电路中使用了两个额外的电阻R3和R4有两个作用。第一点、因为ADC是高输入阻抗器件,需要通过这两个电阻给电容C1放电。第二点、对输出电压进行分压以达到ADC的输入电压范围。稳压二极管(Z1)为ADC提供过压保护。
在选择变压器和电路回路上的建议:为了保证微型控制器的正常工作,隔离变压器的初级线圈的绕组要尽量的大一些来限制输入电流保持在一个安全的水平。在布局上,尽可能的使变压器和光耦合器之间有充分的距离。
测试的结果如图二所示。通过微处理器的一个简单的线性方程可以使测量标准允许有2%的误差。
图一:
图二:
原文链接:
http://electronicdesign.com/article/power/measure_your_floating_dc_voltages.aspx
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