分享：如何设计合适的电压采集电路！-道合顺大数据infinigo

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电压的采集是我们进行电路设计常常用到的，具体的采集类型上又分为直流采集和交流采集，将源电压通过一系列的电路设计，最终通过AD（数模转换芯片或单片机内部AD）读入mcu，并执行相应的决策，是我们大多设计的要求。下文将通过具体的实例介绍如何设计合适的电压采集电路。

直流电压采集

要求：采集一个输出范围为20V-28V的Uo电压信号到0-3.3V的AD。

设计思路：将20v到28v中的8v压差全部映射到0-3.3v的范围内，才能更好的利用AD模块，所以首先将Uo与20V做差分，将电压抬低到0-8v（注：有时碍于仪放信号输入电压的范围较小会先分压再抬低见形式二），然后通过电阻分压将8v映射到3.3v的范围内。

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形式一：

1、利用现有的电压产生20v的基准电压

9 X; R3 }/ O3 u0 V2 U: m" S+ u
3 D+ B" \9 |: Z- \4 Q( s/ i8 u$ _

2、通过仪放将Uo与20v差分（注：826的REF引脚为输出基准）

3、分压及输出阻抗匹配（电压跟随器）

$ l+ o5 U! \$ D6 m/ D2 D. a9 Y

4、输出钳位保护

6 E8 D8 b0 u: |% Y+ |: Q

形式二：

1、将Uo分压7倍，即将0-28v映射到0-4v，同理将20v也分压7倍即要产生2.857v的电压基准

" s; b: h5 `% D' ^$ h( Z( L  I

2、差分并放大2.887倍及钳位电路（计算方法：3.3/（4-2.857），差放直接输入给AD不需要阻抗匹配）

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3 w' d/ f6 M3 S; g

交流电压采集

要求：采集单相正弦交流电的有效值范围为（0-24v）

设计思路：通过电压互感器将电压读取到，并放缩到合适的范围内，输入给有效值检测芯片，再将有效值检测芯片的输出给AD。

7 p. B# C% s. l$ {4 Z

1、电压互感器读取

; q7 y, u8 m2 b. u' D9 U* _& a

2、有效值检测芯片及保护电路

4 i% y, O, M! D' L% c

总结：不论电路设计的多么精确，误差总会是有的，所以在电路的设计基础上，再通过MATLAB将数据进行拟合，才能将误差进一步的消除。

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opipo

现有技术中的电压采集电路，存在破坏内部电路的机率、增加成本和安装不便的问题。