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Lectura del ADC 96V DC

Tengo una línea de 96 voltios de corriente continua, y estoy tratando de bajarla a 3,3 voltios para ponerla en un opamp, y luego ponerla en un ADC para poder leer el voltaje de la línea. La línea de 96 voltios será propensa a los picos cuando se está encendiendo y apagando.

Estoy pensando en usar un divisor de voltaje para bajarlo a entre 0 y 5 voltios. La línea puede subir a 110 voltios durante un largo periodo de tiempo, por lo que he elegido que R1 sea de 11k y R2 de 415 ohmios. ¿Alguna idea de problemas con este diseño?

También tengo que averiguar cómo evitar los picos de tensión (hasta 220v) durante un corto período de tiempo. Estoy pensando en utilizar un condensador conectado a tierra que salga de la línea del divisor de tensión. Me preocupa que esto pueda disminuir la precisión de la medición de la tensión. ¿Sería esta la forma correcta de hacerlo, o hay una solución mejor?

Circuit for 96 In upto 5 out

Gracias.

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RelaXNow Puntos 1164

Lo que tienes funcionará para atenuar 110 V a 4,0 V. Sin embargo, habrá una considerable disipación de energía. R11 disipará alrededor de 1 W a 110 V en, por lo que definitivamente no se puede utilizar una resistencia ordinaria 0805. Si realmente necesitas la baja impedancia de salida de 400 Ω, entonces consigue una resistencia que pueda manejar la potencia.

Si puedes hacerlo con una impedancia de salida más alta, entonces podrías usar resistencias más grandes. Por ejemplo, 100 kΩ en la parte superior y 3,77 kΩ en la inferior disiparán menos de 120 mW en total con 110 V de entrada. La impedancia de salida en ese caso será de 3,63 kΩ, que sigue siendo lo suficientemente baja como para ir directamente a muchos microcontroladores.

El condensador, como muestra, filtrará los picos de corta duración. No, no perjudicará la precisión en absoluto. De hecho, puede mejorarla debido a la reducción del ruido de alta frecuencia. Haz que la frecuencia de rolloff del filtro de paso bajo sea lo más baja posible sin cortar la señal que realmente quieres. Por ejemplo, con resistencias de 100 kΩ y 3,77 kΩ, una tapa de 1 µF hará un LPF con un rolloff de unos 44 Hz. Si su señal válida es sólo hasta 20 Hz más o menos, eso funcionaría bien.

Añadido:

Clabacchio hace una buena observación en un comentario. Hasta los 220 V no sólo hay que pensar en la potencia nominal de la resistencia, sino también en su tensión nominal. Este es el valor que puede soportar con seguridad y mantenerse dentro de las especificaciones, sin que se produzca un arco o se desvanezca en una bocanada de humo negro y grasiento. Sin embargo, la resistencia en sí no es el único problema en cuanto a la tensión. También hay que tener en cuenta la distancia más cercana entre las almohadillas de la placa de circuito impreso. Hay varias normas y directrices para el espaciamiento y la distancia de creapage en función del uso previsto, la naturaleza de la alta tensión, etc.

Todo esto significa que una sola resistencia 0805 probablemente no sea suficiente en tu caso. Puede utilizar un paquete más grande o, en algunos casos, encadenar varios paquetes más pequeños. Algunas normativas exigen un espaciado mínimo que hay que cumplir en algún lugar, y no es válido acumularlo en trozos como con las resistencias múltiples. La separación de alta tensión es un lugar en el que las piezas con orificios pasantes todavía tienen sentido a veces, aunque eso es para mucho más que 220 V.

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Jeremy Ruten Puntos 59989

Un divisor de tensión parece una buena idea.

Un condensador evitará que los picos de tensión muy breves dañen el amplificador óptico. Para evitar que los picos de tensión más prolongados dañen el amplificador óptico, solemos utilizar algún tipo de circuito de palanca para sujetar la tensión a un nivel seguro. Por ejemplo, tal vez algo como:

+96 V -- polyfuse --+-- R3 --+-- R2 --+--+-- op-amp input
                    |        |        |  |
                  zener2   zener1    R1  C1
                    |        |        |  |
return -------------+--------+--------+--+-- GND

El circuito más sencillo tipo palanca es un solo diodo zener, pero hay muchos otros que pueden manejar niveles de tensión y corriente mucho más altos.

En funcionamiento normal, los circuitos de palanca no tienen prácticamente ningún efecto sobre la señal en el op-amp. (Normalmente no fluye corriente a través de los zeners mencionados; normalmente la caída de tensión a través del polifusible es insignificante comparada con la caída de tensión a través de R2 y R3).

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