我想使用微控制器读取高电压,例如~50V。我打算把它作为微控制器的 A/D 线的输入。但是,当然,您不应该在微控制器的输入端施加那么高的电压,否则它会烧毁。
我如何阅读高压?最主要的是我需要在阅读之前降低电压。降低此电压时我需要考虑什么?
提前致谢!
编辑:我在 PIC18 数据表中注意到它说“模拟源的最大推荐阻抗为 2.5 kOhms”。这如何影响我如何降低电压,是否使用电阻分压器等?
我想使用微控制器读取高电压,例如~50V。我打算把它作为微控制器的 A/D 线的输入。但是,当然,您不应该在微控制器的输入端施加那么高的电压,否则它会烧毁。
我如何阅读高压?最主要的是我需要在阅读之前降低电压。降低此电压时我需要考虑什么?
提前致谢!
编辑:我在 PIC18 数据表中注意到它说“模拟源的最大推荐阻抗为 2.5 kOhms”。这如何影响我如何降低电压,是否使用电阻分压器等?
一个简单的电阻分压器将实现您想要的。
计算输出电压的公式为:
因此,如果我们假设您的输入电压范围为 0-50V,我们需要将其除以 10 以达到 0-5V。如果我们还假设我们要加载 100kΩ 的输入电压,那么计算将类似于:
Vout / Vin = R2 / 100kΩ
0.1 = R2 / 100kΩ -> R2 = 10kΩ
R1 = 100kΩ - R2 = 90kΩ
所以 R1 = 90kΩ 和 R2 = 10kΩ
对于需要最大源阻抗的 ADC,您必须确保分压器阻抗低于此水平。分压器的阻抗可以计算为 R1||R2。
对于 <2.5kΩ,以上将不满足此要求,因为 10kΩ||90kΩ = 9kΩ
如果我们使用 9kΩ 和 1kΩ,我们得到 1 / (1/1000 + 1/9000) = 900Ω
请记住,电阻越低,您需要的额定功率越高。50V / 1k = 50mA -> 50mA * 45V = 2.25W 顶部电阻(底部 0.25W)
在这些情况下,最好在高电阻分压器和 ADC 之间使用运算放大器缓冲器。或者使用 2kΩ 和 18kΩ 分压器,它不像 1k/9k 版本那样耗电。
添加到奥利的答案:
肖特基二极管保护运算放大器的输入免受过压,以防输入电压超过指定的最大 50 V。这是比通常与 3 kΩ 电阻并联的 5 V 齐纳二极管更好的解决方案。5 V 齐纳电压需要几毫安,如果电流低得多,齐纳电压也会更低,二极管可能会将输入钳位到例如 4 V,甚至更低。
27 kΩ 电阻器将允许 2 mA,这对于齐纳二极管还不够吗?我可能会,但这不是齐纳二极管会得到的。大部分 2 mA 将通过 3 kΩ 电阻器,只为齐纳二极管留下几十到几百 µA,这太少了。
选择反向漏电流低的肖特基二极管,使 5 V 电源电压不会对分压器产生太大影响。
为了解决源阻抗问题,您可以先使用分压器,然后使用标准运算放大器。那应该对您来说具有足够低的输出阻抗。这是我昨天发布的关于使用运算放大器转换 ADC 电压电平的应用说明。