接电流互感器的运放怎么分析

只看该作者 · 2010-12-14 17:41

如图：
CT3是一个交流电流互感器，取值范围0~5A~~~~~~0~2.5MA变化的交流电，1,2端是感应电流， M2IC端是笔误，实际上那里没有电气连接，运放的正端接了1/2REFM，是一个1.25V的基准电源，目的是把运放负端的电压抬高1.25V，C41是一个滤波电容。然后运放出来直接进AD采样了。VCC是5V,GND为零V.运放普通的LMV324.

我们老大说电流互感器可以看成一个电流源，且两端电压为零，可是我就不明白，电流源两端的电压怎么会为零呢，可如果根据运放虚短虚断分析，它两端电压确实为零。不明白。
还有，R29两端的电压是怎么变化的，电流是从R29流向AD4吗，如果是，那么AD怎么能采样呢？如果不是，那又怎么分析？

2万 · 2010-12-14 18:58

这是个I - V（即电流转电压）的电路。你所说的虚短是由于运放的反馈所致。由于运放的开环增益很大，只要运放输入稍有压差，其输出就会通过反馈电阻R29将输入压差减小。最终，只要不超过适当的范围，运放的输入端将维持虚短状态。由于虚短，运放的输入阻抗很小，所以才能接入CT（CT的输出类似电流源）。其中的两个二极管是起输入保护作用的，因为电流源在意外开路时会出现高压。

只看该作者 · 2010-12-14 19:11

我说一下我的观点..感应出来的就是交流电流,只是通过运放将其变成电压信号,由虚断可知感应到电流I流过了R29,得出的输出电压为Vo=I*R29,因为1/2REFM将电压抬高了1.25V,所以输入电压Vo'=Vo+1.25,按最大电流算2.5mA*R29=675mV,就是说输运放的输出波动为正负675mV,如果叠加上1.25V的直流,输出范围就是1.25-0.675到1.25+0.675V,这里已经都是正电压了,单片机不管是3.3V或是5V供电都可以采集了

只看该作者 · 2010-12-14 20:15

楼上的两位的分析已经非常透切了！不过这里还有一种方法就是把两个二极管拿掉后用一个功率电阻代替，计算好你需要的电压然后除以最大电流就是你所需要的电阻阻止！这个方法就是直接采样电压了!我想原理就不需要我在分析了吧:victory:

3万 · 2010-12-14 22:40

4楼错了。
用一个电阻代替那两支二极管，电阻是互感器的负载，运放需要放大该电阻两端电压。这没有错。
但却不能使用图中的I - V（即电流转电压）电路，而必须使用同相放大器或反相放大器电路，即V - V电路。
其区别，仅在于再增加一个电阻，用于控制运放增益。

只看该作者 · 2010-12-15 08:34

十分感谢楼上4位！！！！！！！！！！！！

只看该作者 · 2010-12-15 14:42

弱弱的问一句，这个运放能单电源供电吗？

只看该作者 · 2010-12-22 17:57

疑问同楼上

只看该作者 · 2010-12-23 17:24

我认为可以啊，输出端不是有了偏置吗？

只看该作者 · 2010-12-23 17:28

看看了

只看该作者 · 2012-2-8 12:17

在实际调试中会因为电流互感器的原因导致有零点漂移，就是在输入为零时，输出AD4不为零，请问各位大虾有何良策？

只看该作者 · 2012-2-8 13:58

7# vimman
可以啊，电路已经加上偏置了啊

1万 · 2012-2-8 14:11

因为运放自身失调电压的存在，输入零，输出是要叠加上Vos x 增益的，并且Vos是随机数值，也就是个体与个体的差异在Max Vos与Min Vos之间。
选取高精度的运放，也就是Vos在uV级别的，输入零时输出可以很接近零。可以用SGM8551/8552/8554系列，Vos典型值4uV，最大24uV，或者SGM8581/8582/8584系列，Vos典型值20uV，最大110uV，都可以单电源供电使用。

只看该作者 · 2012-2-8 14:19

在实际调试中会因为电流互感器的原因导致有零点漂移，就是在输入为零时，输出AD4不为零，请问各位大虾有何良策？
hxh07 发表于 2012-2-8 12:17

说错了，应该是输入为零时，输出AD4不为偏置，这个有没有办法解决？

1万 · 2012-2-8 20:41

还是与运放的输入失调电压有关的，AD4的输出是叠加了输入失调电压的，当输入零，AD4输出就是偏置电压叠加上输入失调电压。选择低输入失调电压的运放是最简单的方案，因为Vos是一个范围值，类似于高斯分布，80%个体的Vos会接近典型值，会有一部分接近极限值，所以就是想做补偿都不容易处理。

只看该作者 · 2012-2-8 21:06

楼主的电路要加伺服电路啊，输入的直流或运放的失调电压很有可能使运放饱和呢

只看该作者 · 2012-2-9 09:20

14# yanwen217
你好，但是我现在发现同样的运放，用不同的电流互感器（同一牌子，不同个体）输出零位就不同？？？所以个人认为这里的零漂不是运放Vos导致的。不知道您怎么看？

只看该作者 · 2012-2-9 09:41

16# yanwen217

感谢你！我一直以为是互感器的问题，根据你的提示我换了运放，效果不错。

1万 · 2012-2-9 11:03

呵呵，不客气，解决问题就好。LM324运放本身的温漂就比较大，这个也会有不小的影响。
以后选运放可以看看圣邦微电子的，超低功耗的、高精度的、低噪声的、高速的、高压高精度的、高压高带宽的等等都有，性价比超好。

只看该作者 · 2012-4-18 16:52

我正没有思路。打算用这个电路。疑问是单片机采样后的数据怎么处理？

接电流互感器的运放怎么分析

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