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, ya que la alta tensión podría quemar fácilmente el amplificador operacional si de alguna manera cruzara la barrera de la resistencia. Tenga cuidado al enrutar, a veces a través de las partes del orificio puede ser ventajoso para evitar la formación de arcos y para proporcionar separación, ya que la fuga y la separación de 100 V es de 0,71 mm.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

El AD8067 no es adecuado para esta aplicación. Cuando se ejecuta desde una sola fuente de alimentación de 5 voltios, el rango de voltaje de entrada en modo común es de 0 a 2 voltios y esto significa que tendrá que repensar radicalmente sus valores de resistencia si se vende en ese chip en particular.

El Ad8067 también tiene bastante hambre en cuanto a potencia. El consumo actual es de 6.4 mA por amplificador operacional, por lo que todo se suma. Esto se debe a que es un dispositivo bastante rápido y se desperdicia en su aplicación.

Probablemente sería perezoso y evitaría la creación (y, potencialmente, la calibración) de 20 buffers ADC seguidores de voltaje.

TI vende un MUX + PGA IC de 10 canales que está pensado para este tipo de aplicación. PGA116 o PGA117. Toma como máximo 5 nA de corriente de entrada incluso para la entrada activa que se transmite al amplificador programable. Entonces, digamos que tienes 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, 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 solo permite una resolución ligeramente mejor. Si eso es demasiado, disminuir la impedancia del divisor de voltaje a 300 kΩ ya pondría el error por debajo de la resolución.

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

Para reducir la posibilidad de oscilaciones de alta velocidad / RFI, Nick recomendó correctamente pequeños capacitores de cerámica (1 a 4.7 nF o algo así) en paralelo al lado inferior de los divisores de voltaje. ¡Barato! Utilice cada canal lo menos posible, ya que mantiene cargados estos condensadores y reduce aún más el impacto de la corriente de polarización.

Utilice matrices de diodos TVS. Se pueden obtener a bajo costo (y con bajos efectos parásitos), p. como diodos de protección USB de alta velocidad / súper velocidad.