关于电压采集电路的困惑-综合电源技术-世纪电源网社区

森森7805A

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2019-5-28 16:01:37

10问答币

您好，之前在一篇论文《中小型电动汽车智能充电机设计》中看到一个电路（下第一张图），是一个电压采集电路，并且可以通过PWM控制输出电压。放大器u2的同相端采集电压信号，反相端接单片机p2口，p2输入pwm信号。p3接入单片机的AD口，读取电压值。该电路主要通过运放将采集到的模拟量信号输入单片机，单片机处理后输出PWM 信号，控制u2最后的输出。
我对这个电路进行的仿真（第二张图）。假设p2的pwm频率为3khz，电压3.3v，占空比为40%，u2同相输入端电压为0.7v，r1，r4电阻为10KR,r2为1KR，r3为390KR，c1为470nf。最后输出的平均电压为3.8v。
我在这里有几个问题想请教一下：
1、电路图中，c1，r2构成的电路是否只是对p2的pwm起滤波作用，将占空比信号转换为不同的电压信号；
2、r4的作用是什么，因为反相输入端的电压和同相相等，不明白为什么要接地；
3、这个电路仿真的结果是3.8v，我用放大电路计算公式无法得出这个结果（假设占空比转换为对应的电压值，3.3*0.4=1.32v），想请问这个结果是怎么计算出来的。
还请不吝赐教！
这个是用UC3846做的充电器，可以实现电压和电流的控制，我这里只放了电压控制图。p1接的是输出正电压，二极管后接的是UC3846的6引脚。

中小型电动汽车智能充电机设计_郑安平.pdf (1.19 MB, 下载次数: 21)

最佳答案

greendot

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只讨论仿真结果的DC值3.8xV。3.3KHz信号的DC成分是3.3V x 0.4 = 1.32V，而R3,C1可以忽略不理，流进R2的电流=(1.32-0.7)/10K = 62uA，R4的电流=0.7/10K = 70uA，那么流经R1的电流一定是8uA=(Vo-0.7)/390K，所以Vo的DC值是3.82V。

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		2 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 离线 LV7 版主积分：109908 \| 主题：142 \| 帖子：45931 访问空间发消息积分:109908 版主 2019-5-28 16:38:20
		U2输出干嘛去了。回复 \| 举报 \|

			3 森森7805A 森森7805A 离线 LV8 副总工程师积分：4099 \| 主题：13 \| 帖子：63 访问空间发消息积分:4099 LV8 副总工程师 2019-5-28 16:43:52
			U2的输出通过二极管D1A接入UC3846的6引脚，误差放大器反相输入端。回复 \| 举报 \|

		4 xaorry xaorry 离线 LV6 高级工程师积分：564 \| 主题：1 \| 帖子：32 访问空间发消息积分:564 LV6 高级工程师 2019-5-28 16:54:13
		晕，下载附件还要财富，不地道了啊。。回复 \| 举报 \|

			5 森森7805A 森森7805A 离线 LV8 副总工程师积分：4099 \| 主题：13 \| 帖子：63 访问空间发消息积分:4099 LV8 副总工程师 2019-5-28 16:57:17
			怎么才能不要财富？回复 \| 举报 \|

			6 森森7805A 森森7805A 离线 LV8 副总工程师积分：4099 \| 主题：13 \| 帖子：63 访问空间发消息积分:4099 LV8 副总工程师 2019-5-28 17:05:01
			找了半天，不知道怎么设置免费下载。。。回复 \| 举报 \|

				7 闪烁闪烁离线 LV7 版主积分：51936 \| 主题：49 \| 帖子：1240 访问空间发消息积分:51936 版主 2019-5-28 17:18:47
				在论坛下载东西都是要财富的回复 \| 举报 \|

					12 森森7805A 森森7805A 离线 LV8 副总工程师积分：4099 \| 主题：13 \| 帖子：63 访问空间发消息积分:4099 LV8 副总工程师 2019-5-28 19:31:07
					好吧 = =、回复 \| 举报 \|

		8 greendot greendot 离线 LV12 专家积分：31625 \| 主题：0 \| 帖子：8701 访问空间发消息积分:31625 LV12 专家 2019-5-28 17:21:14
		只讨论仿真结果的DC值3.8xV。3.3KHz信号的DC成分是3.3V x 0.4 = 1.32V，而R3,C1可以忽略不理， Untitled.jpg (38.52 KB, 下载次数: 56) 下载附件 2019-5-28 17:17 上传流进R2的电流=(1.32-0.7)/10K = 62uA，R4的电流=0.7/10K = 70uA，那么流经R1的电流一定是8uA=(Vo-0.7)/390K，所以Vo的DC值是3.82V。回复 \| 举报 \|

			9 森森7805A 森森7805A 离线 LV8 副总工程师积分：4099 \| 主题：13 \| 帖子：63 访问空间发消息积分:4099 LV8 副总工程师 2019-5-28 17:55:25
			原来如此，感谢您的解答。您说：“3.3KHz信号的DC成分是3.3V x 0.4 = 1.32V，而R2,C1可以忽略不理”。请问R2,C1的功能是提取3.3KHz信号的DC成分么？如果不是，是什么功能呢？回复 \| 举报 \|

				10 greendot greendot 离线 LV12 专家积分：31625 \| 主题：0 \| 帖子：8701 访问空间发消息积分:31625 LV12 专家 2019-5-28 18:24:52
				因为直流不能通过C1，所以不用理会这通道。R3C1是交流通道 (R1比R3C1的阻抗要大的多，这时R1可以忽略)。如果认为C1在3.3KHz以上的频率可以视为短路，那么交流信号增益就 ≈ -R3/R2= -0.1 。根据前面仿真图，是 “R3,C1可以忽略不理” 。回复 \| 举报 \|

					11 森森7805A 森森7805A 离线 LV8 副总工程师积分：4099 \| 主题：13 \| 帖子：63 访问空间发消息积分:4099 LV8 副总工程师 2019-5-28 19:30:35
					那请问这个R3,C1到底有啥用啊0 0 回复 \| 举报 \|

						14 greendot greendot 离线 LV12 专家积分：31625 \| 主题：0 \| 帖子：8701 访问空间发消息积分:31625 LV12 专家 2019-5-29 12:54:06
						整个仿真电路可以看作一个滤波器，自己领会一下。回复 \| 举报 \|

		13 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 离线 LV7 版主积分：109908 \| 主题：142 \| 帖子：45931 访问空间发消息积分:109908 版主 2019-5-29 08:32:11
		电路根本不是你理解得样子。 1、第一个电路时采样，输出电压分压后，经过跟随器，一方面输入单片机，用作输出电压采样，一方面送入PI调节器，作为反馈。 2、单片机给定得PWM应该是转换为电平作为输出得基准，你确定实物得P2点是方波而不是PMW信号经过滤波后的直流电平？ 3、后面得RC是PI调整，而且这个R3应该是一个相当大得电阻。 4、PI调整的输出输入3846的COMP脚用来调整占空比回复 \| 举报 \|

			15 森森7805A 森森7805A 离线 LV8 副总工程师积分：4099 \| 主题：13 \| 帖子：63 访问空间发消息积分:4099 LV8 副总工程师 2019-5-29 22:28:58
			您的意思是放大器U2和R1R2C1构成误差放大器PI调节器。所以比例倍数应该是R2/R1，而不是R3/R1。那R3起到什么作用呢，是像电荷放大器一样防止C1饱和么？回复 \| 举报 \|

				16 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 离线 LV7 版主积分：109908 \| 主题：142 \| 帖子：45931 访问空间发消息积分:109908 版主 2019-5-30 08:47:16
				你看一下具体的参数，R3是不是特别大，我见过这样用的，但理论分析不是我强项。这个本来就是用作PI调整的。否则怎么会接到COMP端。回复 \| 举报 \|

					17 森森7805A 森森7805A 离线 LV8 副总工程师积分：4099 \| 主题：13 \| 帖子：63 访问空间发消息积分:4099 LV8 副总工程师 2019-5-30 10:02:39
					R3确实挺大的。R3是390KR，R2只有1kR。P2点是确实是方波，P2点直接接入单片机的输出引脚，论文里面是这么写的。并不是PMW信号经过滤波后的直流电平。回复 \| 举报 \|

					18 greendot greendot 离线 LV12 专家积分：31625 \| 主题：0 \| 帖子：8701 访问空间发消息积分:31625 LV12 专家 2019-5-30 15:47:23
					U2不是PI，PI在文章的图7，U2的输出应该是一个电平。回复 \| 举报 \|

						19 森森7805A 森森7805A 离线 LV8 副总工程师积分：4099 \| 主题：13 \| 帖子：63 访问空间发消息积分:4099 LV8 副总工程师 2019-5-30 16:32:48
						图7.png (91.65 KB, 下载次数: 63) 下载附件 2019-5-30 16:48 上传回复 \| 举报 \|

						20 森森7805A 森森7805A 离线 LV8 副总工程师积分：4099 \| 主题：13 \| 帖子：63 访问空间发消息积分:4099 LV8 副总工程师 2019-5-30 16:54:59
						图7是UC3846的接线图，我把几个关键的电阻电容用红笔标记出来了。您说“PI在文章的图7”。是不是指R21和C16构成的反馈回路。可是R21和C16不应该是一个PI控制电路，更想是一个一阶的低通滤波电路。是不是在这里得到PWM的直流分量？回复 \| 举报 \|

							21 greendot greendot 离线 LV12 专家积分：31625 \| 主题：0 \| 帖子：8701 访问空间发消息积分:31625 LV12 专家 2019-5-30 17:24:11
							看错了，图7 那个是个一阶低通，不是PI。回复 \| 举报 \|

								22 森森7805A 森森7805A 离线 LV8 副总工程师积分：4099 \| 主题：13 \| 帖子：63 访问空间发消息积分:4099 LV8 副总工程师 2019-5-31 10:10:26 倒数10
								就是说图4是PI调节的误差放大器，图7是一阶低通滤波器，用来得到PWM的直流成分。回复 \| 举报 \|

									23 greendot greendot 离线 LV12 专家积分：31625 \| 主题：0 \| 帖子：8701 访问空间发消息积分:31625 LV12 专家 2019-5-31 12:35:02 倒数9
									我觉得UC3846里的才是误差放大器，5脚的2.5V是参考电压，和A点的输入比较，导出误差信号，误差放大器根本就是个滤波器，可以是一阶低通，也可以是PI或其它。图4我认为不是控制理论意义上的误差放大器。当然我不一定对。回复 \| 举报 \|

										24 Ast200902 Ast200902 离线 LV8 副总工程师积分：2625 \| 主题：0 \| 帖子：516 访问空间发消息积分:2625 LV8 副总工程师 2019-5-31 18:25:13 倒数8
										在控制理论和制造商的应用信息中，很少见或找不到Fig. 4中的R3和Fig. 7中的R21作为误差放大器的一部分. 是不是需要R3和R21？回复 \| 举报 \|

											25 greendot greendot 离线 LV12 专家积分：31625 \| 主题：0 \| 帖子：8701 访问空间发消息积分:31625 LV12 专家 2019-6-1 10:46:26 倒数7
											是少见，一般SMPS应用，希望DC Gain无限大（现实受 Opamp 所限），使输出误差最小，现在R3和R21决定了DC Gain，是否需要，看设计者的想法。回复 \| 举报 \|

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2019-6-1 19:11:20
倒数4

请问在开关电源里为何DC gain要无穷大，如果无穷大，拿我就无法计算输出采样电阻的阻值了啊。
“R3和R21决定了DC Gain”，增益倍数是否为R3/R1（图4）和R21/R20（图7）。

											26 YTDFWANGWEI YTDFWANGWEI 离线 LV7 版主积分：109908 \| 主题：142 \| 帖子：45931 访问空间发消息积分:109908 版主 2019-6-1 14:58:16 倒数6
											是很少见，我也好像见过一次，好像是朗讯的一款电源模块，这个电阻相当大，快到M级别了。回复 \| 举报 \|

											29 森森7805A 森森7805A 离线 LV8 副总工程师积分：4099 \| 主题：13 \| 帖子：63 访问空间发消息积分:4099 LV8 副总工程师 2019-6-1 22:45:43 倒数3
											Fig. 4中的R3去掉之后放大器可以看出一个PI电路;Fig.7中的R21去掉之后只是一个积分电路，那这个积分电路起什么作用呢？回复 \| 举报 \|

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