Begrenzung, Skalierung und Vorspannung des Analogeingangs (ADC) des Mikrocontrollers

Ich habe Stromwandlerspulen , um einen gasbetriebenen Wechselstromgeneratorausgang (A & B) und 4 Lastkreise zu überwachen.

Die Leistung der T1-Spule bei einer Last von 1500 Watt beträgt etwa 30 Vss.

Wird diese Schaltung den Eingang zum AD-Wandler richtig skalieren?
Sind das gute Werte für die Widerstände? (überarbeitet am 24.12.12 zur Verwendung von 1k+100) Wie kann ich den AD-Eingang vor Überschreitung von 5 V schützen?

AD-GND      A         1k
-----,--@--------\/\/\/---------------------Ax-+
     |  T1                            100      |
     +------------------------------\/\/\/--Ay-+------- AD-input1
     |
     |       B        1k
     +--@---------\/\/\/--------------------Bx-+
     |  T2                            100      |
     +------------------------------\/\/\/--By-+------- AD-input2
     |
     ...
     | 
     +--@-----  as above
        T4
Es sieht so aus, als würden Sie versuchen, einen 10: 1-Spannungsteiler zu bauen. Ich würde mich fragen: Ist es für ADC in Ordnung, den Boden mit diesen großen Leistungsspulen zu teilen? Die Verwendung eines differenziellen ADC-Eingangs über einem Strommesswiderstand in Reihe mit der Spulenschaltung würde die Masse des Mikrocontrollers isolieren.
Planen Sie, Effektivstrom, Spitzenstrom oder nur eine allgemeine Angabe des Stroms durch Ihre Last zu berechnen? Zusätzlich zu Ihrer Skalierungsschaltung (Spannungsteiler) und Ihrer Schutzschaltung (versuchen Sie es mit einem Zener) möchten Sie wahrscheinlich einen Vollbrückengleichrichter vor jeder Spule, um die Kompatibilität mit Ihrem unipolaren ADC-Eingang zu verbessern.
@HikeOnPast - Das Korrigieren von Wechselstrom für die Messung ist viel schwieriger als das. Die Dioden verursachen eine Nichtlinearität und falsche Messwerte bei niedrigen Spannungen. Suchen Sie nach True-RMS-Konvertern, um den AC-RMS-Wert richtig zu erhalten.
@FakeName, toller Punkt. Das habe ich vermisst.

Antworten (1)

Bei richtiger Verwendung erzeugt ein Stromwandler einen Ausgangsstrom, der in einem festen Verhältnis proportional zu seinem Eingangsstrom ist. Sie wandeln diesen Strom in eine Messspannung um, indem Sie ihn durch einen Lastwiderstand fließen lassen, und der Spannungs-/Strom-Skalierungsfaktor wird direkt durch den Wert des verwendeten Lastwiderstands gesteuert.

Beispielsweise haben einige der von Ihnen verknüpften Transformatoren Verhältnisse von 1000:1 oder 2000:1. Nehmen wir einen 1000:1-Transformator: Wenn Sie 10 A RMS an seinen Eingang anlegen, erzeugt er an seinem Ausgang einen Strom von 10 mA RMS . Wenn Sie möchten, dass dies so skaliert wird, dass es in einen ADC-Bereich von beispielsweise 0-5 V passt, würden Sie einen Lastwiderstand von 100 Ω verwenden, um dies in eine Spannungswellenform von 1,00 V rms (2,828 V p -p ) umzuwandeln.

Sie müssten ein Ende der Kombination aus Spule und Lastwiderstand auf +2,5 V vorspannen, um das andere Ende, das von 1,086 V auf 3,914 V schwingt, innerhalb des Bereichs des ADC zu halten. Siehe das Beispiel auf Circuitlab :

schematische Darstellung

Ihre vorgeschlagene Schaltung belastet den Stromwandler mit insgesamt 11K, was viel zu hoch ist. In dieser Betriebsart ist die Ausgangsleistung des Transformators nicht mehr direkt proportional zum Laststrom.

Dave, Nochmals vielen Dank für Ihre Informationen. Können Sie Ratschläge zur Bereitstellung eines Grenzschutzes für den ADC-Port geben?
Nun, da Sie das "normale" Signal weit entfernt von den Versorgungsschienen haben, wäre der direkteste Ansatz, ein Paar Schottky-Dioden vom Eingang zu jeder Versorgungsschiene zu verwenden. Die Impedanz der 2,5-V-Vorspannungsquelle kann dazu dienen, den Fehlerstrom durch diese Dioden zu begrenzen.
Könnten Sie bitte einige Einzelheiten bezüglich des Standorts und der Ausrichtung der Schottkys angeben?
Ich habe der Antwort ein Diagramm hinzugefügt.
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