Buscando usar un Op-Amp para escalar un sistema de alto voltaje a un sistema de bajo voltaje

Entonces, quieres una escala lineal con salida de 9V cuando la entrada de 30V y salida de 14V cuando la entrada de 120V, ¿correcto? Vout = (Vin * 5/90) + (22/3). Mi primer pensamiento fue: ¿puede usar una configuración de no inversión con la referencia de entrada de inversión a 7.3 V?

Sin embargo, no puede obtener menos que la ganancia de unidad con la configuración no inversora. Así que tome una configuración de inversión de amplificador operacional para obtener la ganancia de 5/90, luego use una segunda etapa para invertir de nuevo y agregar la compensación. El offset es un voltaje negativo porque la segunda etapa es un sumador inversor.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Puede hacer clic en el enlace que dice "simular este circuito" y probarlo usted mismo.

Algunas advertencias:

120V es un voltaje peligroso, use las precauciones adecuadas.

120VAC tiene voltajes pico que son más altos que el promedio RMS de 120Vrms, los picos reales son casi + 150V / -150V. Para esta simulación supongo que te refieres a 120V DC no AC. Sin embargo, sigue siendo peligroso, así que usa precauciones sensatas.

El alto voltaje estará en R1 porque el nodo V1 se dirige a tierra virtual.

Supongo que el amplificador operacional se alimenta antes de que esté presente la señal 30VDC..120VDC. Los requisitos de la pregunta son un poco vagos. Si el 120 VCC podría estar presente antes de que las fuentes de alimentación del amplificador operacional sean estables, entonces sería más robusto usar primero un divisor resistivo (¡ya que menos de ganancia de unidad!) Y luego el amplificador de suma.

Todo esto se vuelve mucho más fácil si hubiera una manera de evitar el voltaje de compensación, tal vez solo use un ADC con una entrada de divisor de resistencia adecuada. Es difícil decir cuál es el mejor enfoque dada la información limitada. Pero definitivamente hay maneras de lograr lo que estás tratando de hacer.

¿Es una tensión de CA? (Podría usar un transformador para reducirlo).

Si tiene que bajar a CC, puede colocar un divisor de resistencia en el extremo delantero para bajar el voltaje a más rangos opamp "normales". (Conectar un opamp directamente a 120 V es solo pedir que la magia salga del opamp ... hay algunos opamps de alto voltaje. LTC6090 para uno).

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Aplicando la ley de Ohm:

• VO '= VO = (R3 * R2 * VI + R3 * R1 * VP) / (R1 * R2 + R3 * R2 + R3 * R1)

Hay tres valores desconocidos (R1, R2, R3), con dos referencias VI1, VO1 y VI2, VO2 se pueden deducir dos valores de resistencia:

• R2 * (VI1 * VO2 - VO1 * VI2) = R1 * VP * (VO1 - VO2)

• R3 * (VP * VI1 - VO2 * VI1 - VP * VO1 - VP * VI2 + VO1 * VI2 + VP * VO2) = R2 * (VO2 * VI1 - VO1 * VI2)

Si tenemos:

• VI1 = 30V, VO1 = 9V
• VI2 = 130V, VO2 = 14V
• VP = 15V (voltaje de polarización)

Obtenemos:

• R2 = R1 * 75/660
• R3 = R1 * 75/615

El amplificador operacional aquí es solo un seguidor de ganancia unitaria, puede ser alimentado por el voltaje de polarización de 15V.

La precisión depende de los valores de resistencia (que no son estándar) y VP. Puede ser necesaria alguna calibración.

Esperando voltajes de corriente continua

Advertencia: voltaje peligroso, yadda, yadda ...