电压电流采集回路的设计

电压电流采集回路的设计

本充电模块利用80C196KC本身的A/D转换器，实现对电压、电流等重要参数的采集。由于80C196KC单片机的A/D转换器对外加控制电压有一定要求，它只允许对0～+5V的标准电压进行转换，而实际的输入不仅有幅值的差异而且有极性的不同，因此需要将输入电压用精密电阻进行衰减，隔离成0－＋5V的信号供单片机采集；而将输入电流隔离、放大成0－＋5V的信号供单片机采集。但是对输入的信号既要进行隔离，又要将它等比例地送给单片机，一般都采用线性光耦，如HCNR200，但其价格较高，因此我们采用另一种方法，利用普通光耦合和运放实现线性光耦的功能。电压采样回路电路如图1－2所示，电流采样回路电路如图1－3所示。

3．1 电压采集回路的设计

电压采样电路如图1－2所示，其工作原理如下所述：

从分压电阻取来的充电电压信号经滤波后，被单片机周期采样。将采样信号转化为0～5V的模拟电压量送给单片机的A/D采样通道ACH0，使单片机能采集到当时的电压，以便进行稳压、稳流或限压、限流调节，为控制算法的分析、处理，实现控制、保护、显示等功能提供依据。

图1－2 电压采样电路

由于521－4的四个光耦制造工艺相同，可以近似地认为它们的电流放电倍数是相同的。即

即把输入电压从0～300V衰减到0～5V。

3．2 电流采集回路的设计

图1－3 电流采样电路

电流采集的原理图如图1－3所示。其工作原理与电压采集的原理基本相同，区别主要在电流的输入信号为分流器输出的信号，信号范围为0－75mV，显然信号太弱，对于分辨率不高的A/D精度显然不够。在这里，我们通过LM324将其放大。根据放大器的工作原理，放大的倍数为β＝R63B/R61B=400K/10K=40。从而使得VI点的电压范围为0－3V，而VI点相对于AGNDW的电压与AC1点相对于AGND的电压的关系跟图1－2中，Vi点电压与AC0点电压的关系类似。在此处我们通过调节RW6，将0－75mV的电压信号（分流器上的电压）放大到0－5V，供单片机采样。