悬浮电池电压采集系统

MF35_

donglw 发表于 2024-8-17 15:56
谢谢！根据你的建议。进行了修改：

哎，你还是没懂

不管怎么改，共模电压怎么来？你自己计算一下共模电压，是确定的吗？共模电压无法确定的情况下，运放能工作吗？运放只能在合理的共模电压范围内处理信号，所以首先的解决共模电压的问题，才能解决信号的问题

bg1trk

locky_z 发表于 2024-8-17 21:12
这个电路，被测电池必然和运放的地有电气连接，否则BT1-》R1->VT1->R3->GND这个途径怎样实现形成回路？
...

揣摩贴主的意图，估计是想用差分放大实现平衡--非平衡转换。
电路还没琢磨清楚，匆匆画了个有残缺的图。

MF35_

bg1trk 发表于 2024-8-17 21:21
揣摩贴主的意图，估计是想用差分放大实现平衡--非平衡转换。
电路还没琢磨清楚，匆匆画了个有残缺的 ...

这就是很多人对差分的理解误区了

差分信号只是个逻辑概念，而处理差分信号的电路，是物理存在的，只要是物理存在的电路，就必然是基于共模的，任何电路必然是基于共模来处理信号的，当共模电压无法确定时，意味着电路状态是未知的，也就不能工作，所以悬浮测量是可以的，但需要测量电路能够自己产生确定的共模电压（非悬浮测量信号自带共模电压）

donglw

bg1trk 发表于 2024-8-17 20:55
弄了个仿真，您可以按自己的设计意图修改电阻阻值，看看能不能实现预期功能。

截图：

谢谢！悬浮电池电压采集系统中运算放大器绝大部分工作在线性状态，
详见http://www.crystalradio.cn/forum ... &fromuid=322949
本电路运算放大器工作在非线性状态，目前我没有发现有使用的。
电池通常使用串联电路来满足其工作电压，因电压值不同，运算放大器工作在线性状态要改变5个电阻的值：R~R5，非线性状态只需改变1个电阻：R3。

MT4S301

6楼电路只需要一处改动便可以用：运放同相输入端偏置到其输入共模范围内的任何一点。

考虑到运放输出脚要驱动PMOS栅，那么运放共模偏压应尽可能高，为Vgs留足空间。（|Vgs|小于等于运放Vcm）

MT4S301

俺眼中的6楼电路原理: R2两端电压为零，被测电池电压全部降落在R1产生电流i，i被PMOS共栅形成current buffer全部流经R3形成以地为参考的电压。电路电压增益R3/R1。这个电路除了缺偏置外挺巧妙，比楼主新发帖的电路巧妙。

说巧因为这个设计用电流作为变量。R1可视为跨导，输入电压输出电流。运放级+PMOS视为电流放大器，低阻输入高阻输出，电流放大器gain error由运放的input bias current + input offset viltage + open loop gain决定因而选购场管输入精密运放即可实现高精度测量。R3可视为跨阻，输入电流输出电压。

利用电流完成电平的搬移，不必受运放减法电路的共模限制影响。只要运放正输入端给到合理的偏置（输入电压不改变运放共模工作点）。
常见的运放+四电阻构成的减法器，正端输入电压会影响运放的共模电压。

限制此电路动态范围的几乎只有PMOS的Vgs，因此可以选用低Vgs(th)型号如罗姆RU1C001ZP。这颗小电流PMOS的低漏-源、漏-栅寄生电容特性亦允许用户在R3上并联大电容（如100nF）限制输出节点带宽以降低噪声。大电容也可缓解开关电容采样ADC（大多数现代低速ADC）前端的开关电荷噪声效应。

至于楼主说这颗运放工作在非线性，我不认同。运放输出驱动PMOS，PMOS再驱动运放反相输入端，形式与运放构成电压跟随器无异。一般负反馈环闭合的运放，我们认为它在线性状态。

donglw

MF35_ 发表于 2024-8-17 21:13
哎，你还是没懂

不管怎么改，共模电压怎么来？你自己计算一下共模电压，是确定的吗？共模电压无法 ...

电池组的地是模拟地，运算放大器和MCU的地是数字地，模拟地和数字地通过磁珠接在一起，运算放大器和MCU使用同一电源，但与电池组的正电源是电磁隔离的。

t3486784401

楼主加油吧，如果打板做实验，记得注意安全。

冒烟了炸管了人安全就好，测不测的准都是说不准的对吧

MF35_

donglw 发表于 2024-8-17 22:38
电池组的地是模拟地，运算放大器和MCU的地是数字地，模拟地和数字地通过磁珠接在一起，运算放大器和MCU使 ...

那你这就不是悬浮测量了，悬浮的意思是不共地，你既然电池的地和运放的地是通过磁珠接在一起的，那就不是浮地，所以共模电压来自被测电池，只要被测量点对地的电压不超过运放的共模电压范围，就可以工作

但问题是，你的标题是“悬浮电池电压采集系统”，而从你的描述看，它并不是悬浮的

donglw

MF35_ 发表于 2024-8-18 00:05
那你这就不是悬浮测量了，悬浮的意思是不共地，你既然电池的地和运放的地是通过磁珠接在一起的，那就不 ...

当电池电压高于运算放大器的共模电压时，如共模电压为20伏。通常取电池的电压为18V为第二组测量的悬浮接地点，电池的悬浮接地点属于模拟接地点，运算放大器和MCU的18V悬浮接地点属于数字接地点，模拟悬浮接地点和数字悬浮接地点通过磁珠相连。

donglw

这是一种用法：

还有另外一种方法。

radio2

个人觉得扫描各端电压，用各端点压差计算法最科学

radio2

超级夜猫子 发表于 2024-8-17 14:22
这个线路只是电池组和运放、MCU没有共地，猜想楼主是想多个运放测串联电池组中每个单节电池的电压，如果是 ...

若是多组独立电源，也许会好些吗？

radio2

场效应管源极输出，也许不能准确吧？

swp

说实话，我跟倾向于独立电源供电的独立监测单元，多个独立的监测板，输出用光耦隔离。