AD检测参考电压不稳定

只看该作者 · 2010-11-4 23:12

要求：实时检测太阳能电池板电压、电流等参数

我的思路是：在太阳能的电池输出端和负载之间接入一个0.01Ω检流电阻（2512封装），利用单片机的AD检测功能实时测得检流电阻两侧的电压值，同时算出压差，除以检流电阻值即为目前电流值。电流*电压=功率。
以180W太阳能电池板为例，输出电压40V电压以下，输出电流7A以下，我通过LM2576-3.3V稳压芯片对太阳能输出进行稳压，并以此提供系统用电，同时在检流电阻的两侧通过电阻分压的方式保证接入到单片机AD检测引脚的电压在3.3V以内。我目前用的是带10AD的单片机，在3.3V电压下工作，参考电压即选择电压源3.3V。

目前问题是：
1. 10位AD（3.3V）的分辨率为（1/1024）*3.3V=0.003V，通过 0.01Ω电阻后电流的分辨率仅为0.003V/0.01Ω=0.3A。这里的电压分辨率完全可以接收，但是0.3A的分辨率着实太低，如果按太阳能电池白天电压17V来算，则为17V*0.3A=5.1A，这样的差值是无法接收的。目前正考虑通过单片机控制12AD来实现更高的分辨率。

2. 因为系统初始时是以LM2576-3.3V稳压后的电源为AD的参考电压，当然此电源还在给一个很小的无线系统供电，在测试此10位AD的时候出现的问题是转换的前8位AD很稳定，最后的2位则上下浮动的厉害，如：检测为1.236V电压，经常会从1.229V~1.242V之间跳动。且，电阻两端所测的电压跳动也经常不一致，按道理来讲靠近电源侧的电压应大于检测电阻后侧的电压，结果显示却时不时的出现相反情况，直接导致测试的电流值为负值。

我认为是参考电压的不稳定所导致，但是之后焊接了个单独的LM2576-3.3V的稳压电路专供此系统作为AD的参考电压，并不带任何负载，结果也没有明显的好转。

是不是我在PCB布线的时候需要注意些什么？或者是有什么其他的方法能够得到稳定的AD检测值？或者即使AD检测值可以不太稳定，但是检流电阻两侧的电压值跳动能够一致性，以保证检流电阻两侧测得对应的压差，从而计算出电流？

只看该作者 · 2010-11-5 08:33

:victory:

2万 · 2010-11-5 08:44

1、LM2576是DCDC，你需要考虑纹波对电压基准造成的影响。
2、太阳能电池板本身的输出电流也不会是非常稳定的，你还需要考虑信号源波动带来的测量闪烁。
3、AD的使用也需要符合设计需要，AD的采样转换速度和DCDC的频率也需要考虑一下。
4、建议：LM2576输出后再接一个3V输出的LDO，用LDO的输出给MCU供电，LM2576输出后再接一个2V输出的LDO做AD的电压基准，考虑的电压基准的精度要求，建议使用静态输出误差1%以内的LDO，限制0.01欧姆电阻两端的电压不超过2V即可，你可以大致算算对电流的采集精度是否满足你的要求？如果精确计算和设计，也许是不需要外加12BIT的AD芯片。