[求助] 交流电流信号采集方案

电子小趴菜   2024-11-14 17:34 楼主
悬赏 10 分 芯积分已解决

image.png   这边需要通过一个电流互感器把大电流信号传到单片机里面去,当然这是是一个大概框图,我刚接触所以还有很多问题可能遗漏。目前我找到的两种方案如上图A,B。有大佬能推荐一下用哪种方案吗?理由是啥呢

回复评论 (12)

两种均不推荐。

你的电流互感器匝数比为1:100,那么一次10A电流到了二次是0.1A,在20欧电阻上产生的电压是2V(有效值)。2V电压用桥式整流的话,两个二极管压降就是1V多。你看看误差是多大?

倒不是说R4上电压不足2V(有效值),而是电流互感器二次两端电压高于2V(有效值)且非正弦。这样会造成电流互感器的误差(磁通密度过大产生的误差)。

点赞  2024-11-14 18:03

第一种不推荐的理由,是你的信号频率为20kHz,而LM358单位增益频率还不到1MHz。精密整流出来的波形肯定不是规规矩矩的“馒头波”,而是很难看的波形。

点赞  2024-11-14 18:06

还是使用跨阻放大器,然后整流滤波为宜,而且要使用增益带宽积较大的运放。当然,电路比较复杂,成本也较高。

点赞  2024-11-14 18:08

不知道你选定了电流互感器没有。20kHz还要10A,一般一次绕组是穿心导线,二次考虑用个高导磁率的磁环穿绕。

如果能够接受稍大的误差,那么建议二次绕组匝数加多,例如500匝,R4考虑改100欧,四个二极管考虑改用1N4148。1N5819虽然正向压降小,但漏电流较大,而且频率特性不如1N4148。

点赞  2024-11-14 18:13
引用: maychang 发表于 2024-11-14 18:08 还是使用跨阻放大器,然后整流滤波为宜,而且要使用增益带宽积较大的运放。当然,电路比较复杂,成本也较高 ...

那使用跨阻放大后的整流直接使用4个1n4148整流吗还是上精密整流,毕竟跨阻放大后在整流二极管整流肯定会损失一部分能量的

点赞  2024-11-15 09:46
引用: 电子小趴菜 发表于 2024-11-15 09:46 那使用跨阻放大后的整流直接使用4个1n4148整流吗还是上精密整流,毕竟跨阻放大后在整流二极管整流肯定会 ...

【使用跨阻放大后的整流直接使用4个1n4148整流吗还是上精密整流】

跨阻放大需要使用一个增益带宽积够大的精密运放。既然已经用了一个比较贵的运放,那就不妨再用一个比较贵的运放来构成精密整流。作为精密整流的这个运放,增益带宽积的要求比那个跨阻放大的运放更高。

如果使用了跨阻放大器还使用四个二极管整流,等于穿上了华贵的袍子,却穿了条破烂的裤子。

点赞  2024-11-15 10:12
引用: maychang 发表于 2024-11-15 10:12 【使用跨阻放大后的整流直接使用4个1n4148整流吗还是上精密整流】 跨阻放大需要使用一个增益带宽积够 ...

我看资料 GB=(10-100)*G*f  SR>2*3.14*f*Vout 按照目前方案  次级电流源为100ma 频率20k 跨阻反馈电阻20 跨阻运放需要双电源供电 增益带宽积选取应该在4MHZ-40MHZ SR >0.2512 按这个选取运放合适吗

点赞  2024-11-15 11:17
引用: 电子小趴菜 发表于 2024-11-15 11:17 我看资料 GB=(10-100)*G*f  SR>2*3.14*f*Vout 按照目前方案  次级电流源为100ma 频率20k 跨 ...

初级电流10A,匝数比1:100,所以二次电流100mA。这个数值就不合理。

你看看跨阻放大器电路,之所以做到输入电阻为零,是因为运放输出端经反馈电阻将输入电流“引走”。由此,跨阻放大器中运放必须能够输出(正或者负)与输入电流相同大小的电流。

你看看哪种运放既能工作到数MHz,又能输出100mA电流的?

点赞  2024-11-15 11:28
引用: maychang 发表于 2024-11-15 11:28 初级电流10A,匝数比1:100,所以二次电流100mA。这个数值就不合理。 你看看跨阻放大器电路,之所以做 ...

我刚想问这个呢,我说运放输入输出电流 lm358也就几十个ma 这么大的次级电流肯定会出问题。我们现场次级电流最高达到150ma 那用跨阻估计不太适合,还是用精密整流好点,起码能通过电阻控制运放电流,把器件换成高精度 高性能的应该就可以了

 

点赞  2024-11-15 11:43
引用: 电子小趴菜 发表于 2024-11-15 11:17 我看资料 GB=(10-100)*G*f  SR>2*3.14*f*Vout 按照目前方案  次级电流源为100ma 频率20k 跨 ...
跨阻放大器.png
从图中可以看出:反馈电阻R中电流与输入电流相等,而R中电流是运放提供的。你的输入电流100mA,运放也需要能够提供100mA电流(双向电流)。

 

点赞  2024-11-15 11:46
引用: maychang 发表于 2024-11-15 11:46 从图中可以看出:反馈电阻R中电流与输入电流相等,而R中电流是运放提供的。你的输入电流100mA,运放 ...

好的,刚入门 还有很多要学习 很多东西都容易被忽略。感谢大佬

点赞  2024-11-15 11:49
引用: 电子小趴菜 发表于 2024-11-15 11:43 我刚想问这个呢,我说运放输入输出电流 lm358也就几十个ma 这么大的次级电流肯定会出问题。我们现场次级 ...

【运放输入输出电流 lm358也就几十个ma】

LM358可以输出的电流也就10mA。

点赞  2024-11-15 11:51
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