关于正负双向电流表

吴下阿蒙

关于正负双向电流表 [复制链接]

全新蓄电池在充电之前需要预放电，也就是加酸之后就有了一定的电压，需要先放电再充电。
现在我的电流表，要做到同时适应正负电流，这方面还没有经验，有劳各位朋友指点迷津，先谢谢了。

jishuaihu

用双极性的采样电路，也就是把采样电路的0点抬到AD的中间幅值，比如满幅值3V的AD，把0的时候用加法器抬高到1.5V，这样就可以了。更简单点儿的是用双极性AD，比如AD7705，国产的也有替代产品，才2块多点儿一片，可以采两路，精度也比较高，就是看你的板子能不能放下了，我觉得用这个芯片的方案是最好的，成本比用运放也高不到哪儿去。就看你的板子能不能放下了

吴下阿蒙

谢谢版主，我查了一下7705的资料，这个方案很好，但成本方面有点高。
充电车间每一层有32路检测，每一个充电架有4层，车间里有120个充电架，整个项目数量规模比较大，总的检测点是32*4*120=15360，成本方面不得不考虑。
由于这个项目对精度要求不是特别高，我更希望用运放加stc内部AD来完成，这样成本可以得到有效的控制。

ahshmj

一般常见的多采用类似桥式整流的方式（精准度要求不是很高时），输入是采样信号，输出负载是指示表。当然由于桥式整流电路存在二极管结电压，所以同样需要考虑参考基准电压的调整问题。

吴下阿蒙

谢谢楼上朋友，目前工作电流是300-1200mA，不同规格的蓄电池使用的电流都不一样，我准备采用0.1R的取样电阻，这样从电阻上可以得到30-120mV的取样电压，如果采用桥式整流，这点电压还不够PN结塞牙缝。
如果取样电阻加大，可以得到更高的电压，但发热量也跟着增加，这样又得考虑温漂的影响了，同时还要考虑电路板的散热问题。

吴下阿蒙

这是我初步构想的取样电路

吴下阿蒙

前级采用差分放大器，放大倍数是22，后级是反相器，这样不管电流的方向怎么样，总有一个运放输出正电压，为了保护AD输入端不被反向电压破坏，在104的小电容上再并一个反接的二极管。
这个电路不知道是否可行？

吴下阿蒙

根据jishuaihu 版主提到的办法，把后级的反相器改成加法器是不是更加合适。

这样可以节省一个AD口，电路也更直观。

littleshrimp

max471 可以参考一下它的内部电路

littleshrimp

LTC1999

jishuaihu

吴下阿蒙 发表于 2014-11-3 19:40
根据jishuaihu 版主提到的办法，把后级的反相器改成加法器是不是更加合适。

这样可以节省一个AD口，电路 ...

这个方案比较好，差分放大一下加一个加法器，如果负电流不是很大的话可以不加到AD的中间，这样可以更有效的利用AD的范围。这样每一路需要用一个运放芯片，稍好一点儿的运放也得1块钱吧，你用加法器还得用基准，最起码也得用个431吧，TM7705市场上拿大概2块多一点儿，可以采集两路，成本上我觉得差不多。
当然我跟他们没关系啊，只是单纯的从方案上考虑的。如果你的实际应用上有别的需要，你的想法也行会更好一些，毕竟我了解的的不全面。

吴下阿蒙

先试一下双差分电路，毕竟这样成本最低，如果精度不行，再试几位朋友提供的方案。
我准备一个检测模块分四路，刚好一个 51 芯片 8   个 AD 口，再用最便宜的 LM324来做。如果不行，再一级级升高成本。

吴下阿蒙

这是三种方案的成本比较，运放的方案还有升级的空间，采用更好的运放芯片。TL1999实在太贵了暂时不考虑。

吴下阿蒙

三种方案都买了芯片，一起做，看效果再做选择，谢谢楼上几位朋友指点，谢谢了！

吴下阿蒙

谢谢各位朋友指点，这块板子使用lm358双差分放大方案，当没有电流输入时有噪声出现，以至5mA以内的电流无法检测，50mA-2000mA范围内精度还可以接受，因为是10位AD，理论误差是1/1024，加上线性失真后实测误差不超过5mA，还可以接受。其它几种方案暂时就不做验证了，周六去车间试用，如果通过，就准备量产。

吴下阿蒙

说明：充电车间每个充电架有四层，每层最多充电32路，目前做的这块板子是四路检测的，每层需要8个这样的板子，各路实时显示电流值，下面还有状态指示灯，每块板子有集电极开路的报警模块接口，所有的板子可以把报警接口并在一起，只要任何一路发生异常，都可以触发异常警报，以便值班师傅及时处理。

吴下阿蒙

设计了四个开关，目前只用了一只，用于AD校准，方法是用精密电源调到1A，然后按一下开关，就把AD取样参考值保存到EEProm，逐路进行校准，单独保存，这样可以做到每一路的测试精度跟运放增益的差异无关，对电路元件的精度要求不要太高，降低了成本。

dcexpert

LM358的失调和温漂较大，需要注意。放大器最好选择一个轨到轨的，也贵不了多少。

huo_hu

0.5电阻怎么这么贵,千分一的就两毛.
美信专门的芯片做双向检测,4块多一点,都校好了用这个省事.

吴下阿蒙

谢谢版主指点，原来lm358是不可能输出0电压的，我功课做得不足呀。
目前只要能够保持98%以内的精度，客户都可以接受，因为客户关注的不是电流大一点点或小一点点，重要的是大幅度偏流和开路，从实际需求的角度来说，通过验收的可能性还是比较大的。
至于更好的方案可以保留下一步升级用。