电压电流采样

电压电流采样

前言：在学习这个主题的时候，上网查了大量的资料，但大多都是基于电网里的交流大电压和大电流的采样，我个人觉得关于交流的采样以下链接有非常详尽的介绍，而我自己也只是对其进行了较为细致的阅读

/view/2d389e06a6c30c2259019e2f.html?from=search 因为我们队里用的直流电压最大为24V，所以接下来我就直流电压及电流的采样说一下自己的见解。

一、基本电路设计及原理学习

1、电压采集回路的设计

工作原理如下所述：从分压电阻取来的电压信号经滤波后，被单片机周期采样。将采样信号转化为0～5V的模拟电压量送给单片机的A/D采样通道，使单片机能采集到当时的电压，以便进行稳压、稳流或限压、限流调节，为控制算法的分析、处理，实现控制、保护、显示等功能提供依据。

（公式推导参见电气专业的模电书，不作详细介绍）

根据上述原理，设计电压采样电路如图下图所示

由于521－4的四个光耦制的电流放电倍数是相同的。即

即把输入电压从较大的直流电压衰减到0～5V。

2、电流采集回路的设计

电流采集的原理图如上图所示。其工作原理与电压采集的原理基本相同，区别主要在电流的输入信号为分流器输出的信号，信号范围为0－75mV，显然信号太弱，对于分辨率不高的A/D精度显然不够。通过LM324将其放大。根据放大器的工作原理，放大的倍数为β＝R63B/R61B=400K/10K=40。从而使得VI点的电压范围为0－3V，而VI点相对于AGNDW的电压与AC1点相对于AGND的电压的关系跟中，Vi点电压与AC0点电压的关系类似。在此处我们通过调节RW6，将0－75mV 的电压信号（分流器上的电压）放大到0－5V，供单片机采样。

二、自己设计（DIY）

经过一段时间的学习，我根据上述基本原理和所学知识设计了一款新的采样电路

分解图：

分析：

（1）因ISO124的工作电压为正负4.5V到正18V,所以此处供电以15V为例

（2）电压取样部分：M,M1为采样的两端，M电压大于M1，左边二极管相当于一个防反接，RT1,RT2分压，稳压管为10V，把大于10V的电压滤掉CS6滤波。OP07是一个运算放大器，和运放电路的用法基本相同，2为反向输入端，3为正向输入端，4接地，5空脚6为输出，7接电源，RS5，CS7RC低通，将高频滤掉，具体参数可自行设计。ISO124是一个隔离放大器，其作用相当于一个光耦和运放。其基本原理为其输入和输出中间是两个电容作电气隔离。输入电路将输入的模拟信号调制成与其大小成比例、极性一致的方波信号；隔离电容将方波信号传给输出电路；输出电路再将方波信号解调为模拟量。输入电路和输出电路本身是对称电路，保证了输出端得到与输入信号高度一致的输出信号。

（3）电流取样部分：和电压取样电路唯一不同的地方为没有了RT1,RT2分压电阻，因为此处为电流采样，故直接对采样点的电流进行后续电路的滤波放大处理。

（4）OP07功能详细介绍

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ISO124资料链接