十二月 1, 2023 0 14 0

您是否尝试过使用微控制器测量电流?这有点像试图在水流湍急的河流中钓鱼——充满挑战且容易出错。与与模数转换器 (ADC) 顺利配合的电压不同,电流测量增加了一层复杂性,可能导致不准确。对当前测量细微差别的探索将揭示这些误差的根源,并引入超级英雄解决方案:片上模拟核心独立外设 (CIP)。


错误根源

想象一下这样的场景:您正在使用电力电子设备、安全系统或气体监测仪,而手头的任务是测量电流。问题是——高电流更容易出错。但这是一个转折点;即使是小信号测量也会因接地和信号管理不良而出现问题。如果总误差超过 ADC 最低有效位 (LSB) 的一半,则麻烦即将出现。让我们深入研究一下这些错误的根源。

错误隐藏的地方.jpg


揭露错误

设想一个简单的低侧电流测量电路 - 电流正在流动,检测电阻正在执行其工作,您就可以进行测量了。然而,输入寄生元素!接地回路电阻逐渐增加,增加了混合的复杂性。看似很小的 10 毫欧可以将 1 欧姆电阻器转变为挑剔的 1 欧姆、-0%、+2% 电阻器。伙计们,斗争是真实的。

揭露罪魁祸首.jpg

解决错误

1、增加分流电阻

当然,您可以增大分流电阻,但在电源应用中,这是一个微妙的平衡。更多的阻力意味着更多的功率耗散,从而降低效率——并不总是身披闪亮盔甲的英雄。

2.降低寄生电阻

另一方面,最大限度地减少寄生损耗是明智之举。缩短电流返回路径,降低阻抗——在线计算器可以为您提供指导。效率的欢呼声在后台响起。

3.差异测量

一些 MCU 有一个绝招——差分 ADC。它们测量电压差,而不是相对于 MCU 接地的电压差。抵消?征服了。电路保持不变,高侧感应也加入其中。

差分测量.jpg

4.伪差分测量

没有差分ADC?没问题。引入伪差分测量。这是一个三步的舞蹈,纠正样本之间的变化。优雅,不是吗?

伪差分测量.jpg

5.校准误差

切换到系统校准。应用已知条件、测量、计算误差、存储校正——一些前期工作,但却是终生的准确测量。


新高度

电流检测电阻器两端的电压并不总是一个重要信号。它更独立。为了突出它,请考虑:

1.使用可编程增益放大器 (PGA)

一些 MCU 带有内置 PGA——小信号的救星。放大并征服,尤其是当信号只是耳语时。

2.更通用的方法

没有职业高尔夫球协会吗?不用担心。最大限度地减少寄生电阻,采用片上运算放大器 (OPAMP) CIP。放大输出,如果需要,可以添加外部电阻以更严格地控​​制增益。

更通用的方法.jpg

结论

在 MCU 领域,测量电流并不是一件轻松的事。深入了解这些复杂性,您就可以做好更好的准备。如需深入了解PIC18F56Q71系列或ATTINY1627系列,请访问我们的网站。

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