[电路/定理] 请大家推荐一个电流互感器单电源的放大电路。

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1000|20
 楼主 | 2019-4-21 17:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
请大家推荐一个电流互感器单电源的放大电路。
供电:5.0V
互感器输出:40mV
希望交流输出:最大值约4V.
工作频率:50Hz

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| 2019-4-21 17:51 | 显示全部楼层
单电源5V供电,想要4V峰值双向输出,怎么可能?

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| 2019-4-21 17:54 | 显示全部楼层
本帖最后由 tianxj01 于 2019-4-21 18:04 编辑

这样明确就很简单了,来个1/2VCC分压,中点直接过互感器副边,接运放同相端。
输出经过100倍匹配值,比如100K接反相端,下电阻1K经过一个电解电容到地,或者取消电解电容到分压中点,后者带100倍失调电压偏差,如果可以接受,就可以取消。 阿里旺旺图片20190421180250.jpg

R29是你电流互感器的负载匹配电阻,必须按照说明书匹配。这里假定的你描述的40mV是峰峰值,而不是有效值哈,否则放大倍数就要大大降低了。

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| 2019-4-21 18:04 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2019-4-21 17:51
单电源5V供电,想要4V峰值双向输出,怎么可能?

差分输出才有可能,当然要用轨到轨运放,

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| 2019-4-21 18:40 | 显示全部楼层
互感器输出应该是电流吧。。。

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| 2019-4-21 18:43 | 显示全部楼层
tianxj01 发表于 2019-4-21 17:54
这样明确就很简单了,来个1/2VCC分压,中点直接过互感器副边,接运放同相端。
输出经过100倍匹配值,比如10 ...

你的R17 R31用的太大了,也许要用个运放做个跟随器才行。

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| 2019-4-21 20:11 | 显示全部楼层
戈卫东 发表于 2019-4-21 18:43
你的R17 R31用的太大了,也许要用个运放做个跟随器才行。

减小R17 R31,同时分压点对地接个合适的电容更好。

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| 2019-4-22 08:20 | 显示全部楼层
本帖最后由 tianxj01 于 2019-4-22 08:21 编辑
戈卫东 发表于 2019-4-21 18:40
互感器输出应该是电流吧。。。

电流互感器,并联匹配电阻后,输出的的典型的电压,如果没有匹配电阻,互感器将烧毁

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| 2019-4-22 08:40 | 显示全部楼层
戈卫东 发表于 2019-4-21 18:43
你的R17 R31用的太大了,也许要用个运放做个跟随器才行。

完全够了,互感器次级并联匹配电阻,典型的为1:1000 或者1:500  ,以1000为例,原边1A,副边1mA,匹配100Ω电阻后,10A=1V,如果匹配1欧姆电阻,则输出=10mV。
由于运放同相端输入阻抗极高,这样匹配好的互感器,串联在中点和同相端之间,理论上没有电流,10K分压电阻上面,不会有任何信号电流损失。
如果互感器距离板子远点,则可以考虑采用差摸输入,线路也就是稍微复杂一点而已。

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| 2019-4-22 08:43 | 显示全部楼层
双运放桥式输出,可以做到8Vpp以上的双极性输出,不过这个需要隔离的5V电源。

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| 2019-4-22 09:26 | 显示全部楼层
既然输出仅仅要求一个电压指标,那么直接用变压器升压不就省事了。

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| 2019-4-22 09:45 | 显示全部楼层
tianxj01 发表于 2019-4-22 08:40
完全够了,互感器次级并联匹配电阻,典型的为1:1000 或者1:500  ,以1000为例,原边1A,副边1mA,匹配100 ...

但是R32的电流也是他们提供的,会导致参考点电压摆动。

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| 2019-4-22 09:51 | 显示全部楼层
戈卫东 发表于 2019-4-22 09:45
但是R32的电流也是他们提供的,会导致参考点电压摆动。

根据运放原则,同相反相端电压相等,R32压降=0,没有电流,所以1K的R32,并不影响节点波动。

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| 2019-4-22 09:57 | 显示全部楼层
tianxj01 发表于 2019-4-22 09:51
根据运放原则,同相反相端电压相等,R32压降=0,没有电流,所以1K的R32,并不影响节点波动。 ...

。。。。

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| 2019-4-22 09:58 | 显示全部楼层
tianxj01 发表于 2019-4-22 09:51
根据运放原则,同相反相端电压相等,R32压降=0,没有电流,所以1K的R32,并不影响节点波动。 ...

那么R30电流也是0?

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| 2019-4-22 10:06 | 显示全部楼层

说实在的,一般来说,精度不是非常要求高的,电流部分就不用放大器得了,毕竟75mV定义限制对互感器的影响只是稍微的线性度而已,而且误差并不大,对于那种可以自由匹配负载电阻的电流互感器,配个稍微大点的负载电阻,直接得到比较合适的输入范围非常简单,放大干嘛呢?
满负载电流75mV标准输出电压的互感器,匹配成满负载0.75V,实际峰峰值达到2.121V,足够一般ADC处理了。而其精度影响0.5%都不到。

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| 2019-4-22 10:08 | 显示全部楼层
captzs 发表于 2019-4-22 09:26
既然输出仅仅要求一个电压指标,那么直接用变压器升压不就省事了。

互感器配一个大电阻就可以输出一个大电压,但会增加阻抗,也影响精度。
而且超过一定值还可能导致磁心饱和发热。

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| 2019-4-22 10:24 | 显示全部楼层
戈卫东 发表于 2019-4-22 09:58
那么R30电流也是0?

对啊,你看同相输入反相输入都是1/2VCC,然后输出=1/2VCC,所以直流态,R30电流=0。
实际上,该节点只会以一定的值并入到整个放大器的增益计算环节,而不会产生其他不利影响。

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| 2019-4-22 10:45 | 显示全部楼层
戈卫东 发表于 2019-4-22 10:08
互感器配一个大电阻就可以输出一个大电压,但会增加阻抗,也影响精度。
而且超过一定值还可能导致磁心饱 ...

该线路的增益计算是:
VR32=VR29
Vout=-VR32*R30/R32+电压波动。而该节点电压波动在最极端情况下,不超过原节点电压的1/20,且只是1:1叠加在输出电压上面,实质上也是负反馈的一部分,精确计算的话,增益大概下降1/20而已。

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| 2019-4-24 09:02 | 显示全部楼层
tianxj01 发表于 2019-4-22 08:40
完全够了,互感器次级并联匹配电阻,典型的为1:1000 或者1:500  ,以1000为例,原边1A,副边1mA,匹配100 ...

互感器j是距离板子有几十米,如何用差摸输入?
另外,这个电路,是可以放大互感器输出的信号吗?VCC/2偏置对放大有没有影响?

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