交流电流信号采集方案

电子小趴菜

  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

maychang

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）。

maychang

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。

maychang

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。

maychang

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。

电子小趴菜

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

maychang

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。

电子小趴菜

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

maychang

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？

电子小趴菜

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

 

maychang

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 ...

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）。

 

电子小趴菜

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

maychang

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。