2025年硬件知识--单片机高精度电流测量电路

硬件知识--单片机高精度电流测量电路在嵌入式 单片机 开发过程中 会有测量电流的需求 涉及到的有 uA 级别的 mA 级别的 A 级别的 以上的需求电路都可以有一个基本的电路 如下 同相放大电路 VDD R6 GND 代表待测电路 R6 为负载

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 在嵌入式(单片机)开发过程中,会有测量电流的需求。涉及到的有:

  • uA 级别的
  • mA 级别的
  • A 级别的

以上的需求电路都可以有一个基本的电路(如下):同相放大电路

  • VDD–R6–GND:代表待测电路,R6为负载,目的是为了让回路中形成一个我们想要的待测电流。
  • U1是这个同相放大电路的放大器
  • R4是测量电阻(1KΩ意味着它是用于检测小电流的uA级别的)
  • 放大倍数为10倍:(R3+R2)/R1

如果这是一个理想电路的话,待测电路中的电流为100uA(500KΩ)那在测量电阻上的电压就是100uA*1KΩ = 10mV,经过放大器10倍放大之后就是100mV。经过单片机的ADC采样就可以推算出电流值了。
在这里插入图片描述
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测量范围

进一步

 进一步来说,在这个电路的基础上通过更改R4的阻值就可以测量一个很大范围的电流值了,在实际应用过程中通过设置多路的测量电路,每一路设置不同的测量电阻,然后通过单片机控制各路的切换来达到精确的电流测量。比如可以设置:

测量电阻可选:

  • 1000Ω—用于测量最大电流为60uA的电流
  • 120Ω—用于测量最大电流为500uA的电流
  • 15Ω—用于测量最大电流为4mA的电流
  • 2.3Ω—用于测量最大电流为26mA的电流
  • 0.23Ω—用于测量最大电流为260mA的电流
  • 0.02Ω—用于测量最大电流为3A的电流

 通过使用比较器(单片机内部比较器或外部比较器)可以及时的转换相应的通道(比较输入检测电压与单片机内部ADC参考电压的高低,因为输入检测电压如果高于单片机内部参考电压时有可能会出现ADC数值不是最大值而是一个随机值的情况)。

小讯
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