Mediciones de ADC de alto voltaje usando un PIC y OpAmp

Es posible que desee colocar un diodo de protección en la entrada del amplificador operacional, el alto voltaje podría quemar fácilmente el amplificador operacional si de alguna manera cruzara la barrera de la resistencia. Tenga cuidado al enrutar, a veces las piezas de orificio pasante pueden ser ventajosas para evitar la formación de arcos y proporcionar separación, ya que la fuga y el espacio libre para 100 V son 0,71 mm.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

El AD8067 es en gran medida inadecuado para esta aplicación. Cuando se ejecuta desde un solo suministro de 5 voltios, el rango de voltaje de modo común de entrada es de 0 a 2 voltios y esto significa que necesitaría repensar radicalmente los valores de su resistencia si le venden ese chip en particular.

El Ad8067 también consume bastante energía. El consumo de corriente es de 6,4 mA por amplificador operacional, por lo que todo suma. Esto se debe a que es un dispositivo bastante rápido y esto se desperdicia en su aplicación.

Probablemente sería perezoso y evitaría construir (y, potencialmente, calibrar) búferes ADC seguidores de 20 voltajes.

TI vende un MUX + PGA IC de 10 canales que está pensado para este tipo de aplicación. PGA116 o PGA117. Se necesitan como máximo 5 nA de corriente de entrada, incluso para la entrada activa que está multiplexada al amplificador programable. Entonces, digamos que tiene 0.5 MΩ de resistencia en serie, eso sería una caída de voltaje de$5 \cdot 10^5\,\Omega \,\cdot\, 5 \cdot 10^{-9}\,\text A= 25\cdot 10^{-4}V = 2.5\, \text{mV}$.

En un rango de digamos 2 V, eso es un error de$\frac{2.5\cdot10^{-3}}{2}=0.125\%$; su PIC tiene un ADC de 10 bits, por lo que su cuantificación de ADC permite una resolución ligeramente mejor, de todos modos. Si eso es demasiado, disminuir la impedancia del divisor de voltaje a 300 kΩ ya pondría el error por debajo de la resolución.

Entonces, estaría reemplazando 20 Opamps + 2 PIC por 2 PGA116 / 117 + 1 PIC. ¡Puede controlar su cambio usando SPI desde ese PIC fácilmente!

Para reducir la posibilidad de oscilaciones de alta velocidad/cosas de RFI, Nick recomendó correctamente condensadores cerámicos pequeños (1 a 4,7 nF o algo así) en paralelo al lado inferior de sus divisores de voltaje. ¡Barato! Use cada canal lo menos posible, eso mantiene estos capacitores cargados y reduce aún más el impacto de la corriente de polarización.

Utilice matrices de diodos TVS. Se pueden obtener de forma económica (y con pocos efectos parásitos), por ejemplo, como diodos de protección USB de alta velocidad/supervelocidad.