请教：电阻分压后的电压如果进行多选一操作

BS_good200xy · 发表于 2021-9-8 09:57:45

本帖最后由 BS_good200xy 于 2021-9-8 10:59 编辑

  一个测量正负250V的电路中，先用电阻将待测电压分段分压，再用软件判断哪个分压是在正负2.5V范围内，然后作电平移位及ADC转换。
  现在发现，分压后的这3个电压没有好的方式进行多选一操作。
  请教大家，有什么好的建议，多谢！

peteryzm · 发表于 2021-9-8 10:14:57

4051.4052不行吗？

BS_good200xy · 发表于 2021-9-8 10:35:57

本帖最后由 BS_good200xy 于 2021-9-8 10:37 编辑

peteryzm 发表于 2021-9-8 10:14
4051.4052不行吗？

4051 4052是不行的，因为他们的IO口都接有保护二极管。
假设Vx=80V,则1：10处分压后就是8V,则此处会通过4051内接diode放电(假设4051为正负5V供电)，从而使分压不准。这时在1：100处就得不到正确的电压。

鲜衣怒马 · 发表于 2021-9-8 10:39:30

感觉只能用继电器切换了，因为高电压时整个器件都要承受高压，很少见这么高电压的模拟开关

PowerAnts · 发表于 2021-9-8 10:44:22

又是自动档 VS 手动档

BS_good200xy · 发表于 2021-9-8 10:47:59

本帖最后由 BS_good200xy 于 2021-9-8 10:50 编辑

鲜衣怒马发表于 2021-9-8 10:39
感觉只能用继电器切换了，因为高电压时整个器件都要承受高压，很少见这么高电压的模拟开关 ...

高电压我感觉不太担心，因为输入电阻比较高，可以用二极管来钳位保护。
正负电压多选一，感觉用JFET进行，但没用过，不知道有谁有这方面的经验？
继电器在这个项目中体积太大，并且有干扰，使用寿命等问题。

csg0203 · 发表于 2021-9-8 11:02:51

精度要求高吗？我记得之前野火哥有个电路，就是4个电阻十字架型，输入正负10V，出来0-3V，改变一下电阻分压就可以

实现正负250V到0-3V，不需要负电源。

刚刚找了半天没有找到图。

zx_85 · 发表于 2021-9-8 11:14:31

csg0203 发表于 2021-9-8 11:02
精度要求高吗？我记得之前野火哥有个电路，就是4个电阻十字架型，输入正负10V，出来0-3V，改变一下电阻分压 ...

野火是运放搭的电路，做的是y=aX+b,(X是-250V~+250V)，

想办法把
a*（-250）+b凑成0，
a*（+250V）+b凑到不大于运放输出（目标3V，运放选型注意）

csg0203 · 发表于 2021-9-8 11:16:23

野火哥的电路找到了，不是运放搭的。

BS_good200xy · 发表于 2021-9-8 11:27:24

csg0203 发表于 2021-9-8 11:16
野火哥的电路找到了，不是运放搭的。

多谢提供了一个好思路！

zhongguoren · 发表于 2021-9-8 11:31:45

可以在ADC之前进行电压比较再给ADC吗？OP硬件比较出哪个要用的电压，都不用ADC了

peteryzm · 发表于 2021-9-8 11:45:07

那就继电器呗，默认是最大分压比

leeseel · 发表于 2021-9-8 16:50:07

本帖最后由 leeseel 于 2021-9-8 16:52 编辑

继电器效果最好，再看看ADI的模拟开关吧，有漏电流很小的

BS_good200xy · 发表于 2021-9-8 17:50:28

leeseel 发表于 2021-9-8 16:50
继电器效果最好，再看看ADI的模拟开关吧，有漏电流很小的

模拟开关若内接保护二极管就没法用。而且模拟开关一般只能开关正电压吧？

leeseel · 发表于 2021-9-8 18:36:29

BS_good200xy 发表于 2021-9-8 17:50
模拟开关若内接保护二极管就没法用。而且模拟开关一般只能开关正电压吧？ ...

正负电源供电的模拟开关有的，不过这类ic基本上都有钳位二极管，怕闩锁。8.6*4.4*4.3mm的干簧继电器寿命没有问题，就是价格贵。

BS_good200xy · 发表于 2021-9-9 09:10:57

leeseel 发表于 2021-9-8 18:36
正负电源供电的模拟开关有的，不过这类ic基本上都有钳位二极管，怕闩锁。8.6*4.4*4.3mm的干簧继电器寿命 ...

干簧继电器可以试试。
我刚看到一个东西：光电继电器，型号：KAQY214S 400V 25-35欧价格好象不贵。有空试试看

leeseel · 发表于 2021-9-9 09:16:56

BS_good200xy 发表于 2021-9-9 09:10
干簧继电器可以试试。
我刚看到一个东西：光电继电器，型号：KAQY214S 400V 25-35欧价格好象不贵。有 ...

光固态继电器漏电流uA级

locky_z · 发表于 2021-9-9 09:19:48

模拟开关里面的钳位二极管导通时，对其他电路的分流效果很难计算，
例如10：1这一档过压导通，他是并联在900K+100K上，这个并联部分分掉9M电阻上多少电流没法定量，并且可能和输入电压非正比关系。

mcu5i51 · 发表于 2021-9-9 09:25:23

电阻串联在输入，之后分压，这样电压可以安全的钳位在VCC/VEE之间，不对没有1：1了，要做对应的放大或低压的VREF

BS_good200xy · 发表于 2021-9-9 09:41:59

locky_z 发表于 2021-9-9 09:19
模拟开关里面的钳位二极管导通时，对其他电路的分流效果很难计算，
例如10：1这一档过压导通，他是并联在90 ...

你的分析跟我实际测试的结果完全一样。就是这样的。
模拟开关里面的钳位二极管的影响可以用外加两只二极管来消除，但是又可能有模拟开关耐压不足的问题存在。

kitten · 发表于 2021-9-9 09:45:27

拆个万用表看看怎么搞的

leeseel · 发表于 2021-9-9 10:15:55

kitten 发表于 2021-9-9 09:45
拆个万用表看看怎么搞的

手持万用表有手动V/mV两档，应该是直接用高位ADC测了。台式的给输入的时候啪啪啪地响，继电器无疑了。

rube · 发表于 2021-9-9 11:46:25

BS_good200xy 发表于 2021-9-8 10:35
4051 4052是不行的，因为他们的IO口都接有保护二极管。
假设Vx=80V,则1：10处分压后就是8V,则此处会通过4 ...

把4051供电电压改成正负12v不行吗？

DoDoTech · 发表于 2021-9-9 12:00:19

比较器+模拟开关（或物料开关），用比较器，从大到小，初步比较，碰到合适的就选定切换到对应的ADC通道就好了。测量仪器就是这么干

BS_good200xy · 发表于 2021-9-9 19:27:33

leeseel 发表于 2021-9-9 10:15
手持万用表有手动V/mV两档，应该是直接用高位ADC测了。台式的给输入的时候啪啪啪地响，继电器无疑了。 ...

多谢指教！也就是V档分压，而mⅤ档不分压是这样吗？

BS_good200xy · 发表于 2021-9-9 19:31:37

DoDoTech 发表于 2021-9-9 12:00
比较器+模拟开关（或物料开关），用比较器，从大到小，初步比较，碰到合适的就选定切换到对应的ADC通道就好 ...

你好，非常感谢你的回复！给了我很好的启发。你有相关的电路可以看看吗，谢谢！

BS_good200xy · 发表于 2021-9-10 09:36:06

还有，分压电阻阻值这么高，后面选用什么样的运放作为电压跟随器比较合适呢？

sunbest80 · 发表于 2021-9-10 10:33:53

单独一路把电压降到0-15V以内，再分3路区间[0,2.5],[2.5,25],[25,250]]比较，选通3路分压比电路检测

DoDoTech · 发表于 2021-9-10 13:49:47

BS_good200xy 发表于 2021-9-9 19:31
你好，非常感谢你的回复！给了我很好的启发。你有相关的电路可以看看吗，谢谢！ ...

有啊，私信我，你可以给我发邮件。

t3486784401 · 发表于 2021-9-10 13:54:11

何必痴迷于模拟开关走信号，拿 MOS 切换上下拉就很不错。

嫌麻烦每对 P+N 可以用三态 CMOS 门替代，还嫌麻烦直接用全双向 GPIO 也行。

BS_good200xy · 发表于 2021-9-11 09:29:08

t3486784401 发表于 2021-9-10 13:54
何必痴迷于模拟开关走信号，拿 MOS 切换上下拉就很不错。

嫌麻烦每对 P+N 可以用三态 CMOS 门替代，还嫌麻 ...

多谢回复！
但是还是有个问题：我要测的电压有正有负。而MOS管都有寄生二极管，在负电压时就会有问题。
NMOS背靠背驱动倒是可以处理正负电压,而且可以光电隔离(如图),但是MOS管的漏电流不知道会不会影响测试结果。

t3486784401 · 发表于 2021-9-11 09:58:44

BS_good200xy 发表于 2021-9-11 09:29
多谢回复！
但是还是有个问题：我要测的电压有正有负。而MOS管都有寄生二极管，在负电压时就会有问题。
N ...

就是要支持测负压，才设计了 P 管 Q4-Q6 的。如果只是测正压，只要 N 管就够了。
测正压时 N 管导通（下拉）切换量程，测负压时 P 管导通（上拉）切换量程。
Q3/Q4 组是最大量程，Q1/Q6 组是最小量程。

P.S. 正常工作时，分压结果位于 0-Vcc 之间，寄生二极管都是反偏

BS_good200xy · 发表于 2021-9-11 11:47:30

t3486784401 发表于 2021-9-11 09:58
就是要支持测负压，才设计了 P 管 Q4-Q6 的。如果只是测正压，只要 N 管就够了。
测正压时 N 管导通（下 ...

有负压输入时，还是会有电流从地经Q1Q2Q3的反接二极管及电阻到Ⅴ1的

t3486784401 · 发表于 2021-9-11 12:17:27

本帖最后由 t3486784401 于 2021-9-11 12:34 编辑

这个电路总共有六个单极性量程（三个正量程，三个负量程），估计 LZ 默认以为是双极性量程了。
测量负压要用 P 管，量程 -N*Vcc~+Vcc，例如用 Q4 测量（暂不考虑功耗），各点电位如下：

编辑原因：加入图片分析

dz20062008 · 发表于 2021-9-11 14:58:43

只有3档，那就用三个运放算了。

BS_good200xy · 发表于 2021-9-11 15:43:47

dz20062008 发表于 2021-9-11 14:58
只有3档，那就用三个运放算了。

用3个运放缓冲，3个电平移位，3个ADC 应该可以。但是成本，及硬件难度，软件校准都成倍增加了。

请教：电阻分压后的电压如果进行多选一操作

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