如何读取微控制器上的高压？

我想使用微控制器读取高压，例如〜50V。我计划将此作为微控制器的A / D线的输入。但是，当然，您不应该在微控制器的输入端上施加如此高的电压，否则它将被炸掉。

我怎么读高压？最主要的是我需要在读取电压之前降低电压。降低该电压时需要考虑什么？

提前致谢！

编辑：我在PIC18数据表中注意到，它说“模拟源的最大建议阻抗为2.5 kOhms”。这对我如何降低电压（无论是采用电阻分压器等）如何产生影响？

一个简单的电阻分压器将实现您想要的。

计算输出电压的公式为：

因此，如果我们假设您的输入电压范围是0-50V，则需要将其除以10以获得0-5V。如果我们还假设要为100kΩ的输入电压加载，那么计算将如下所示：

Vout / Vin = R2 /100kΩ

0.1 = R2 /100kΩ-> R2 =10kΩ

R1 =100kΩ-R2 =90kΩ

因此R1 =90kΩ和R2 =10kΩ

对于要求最大源阻抗的ADC，必须确保分压器阻抗低于该电平。分压器处的阻抗可计算为R1 || R2。

对于<2.5kΩ，上述值不满足此要求，因为10kΩ||90kΩ=9kΩ
如果我们分别使用9kΩ和1kΩ，则得到1 /（1/1000 + 1/9000）=900Ω

请记住，电阻越低，所需的额定功率电阻就越高。50V / 1k = 50mA-> 50mA * 45V =顶部电阻两端为2.25W（底部电阻为0.25W）
在这种情况下，最好在高电阻分压器和ADC之间使用运算放大器缓冲器。或者使用2kΩ和18kΩ的分压器，它不像1k / 9k版本那样耗电。

添加到奥利的答案：

如果输入电压超过最大规定的50 V，则肖特基二极管可保护运算放大器的输入免受过压影响。这比通常与3kΩ电阻并联的5 V齐纳二极管更好。5 V齐纳电压需要几个mA，如果电流低得多，则齐纳电压也会更低，二极管可能会将输入钳位到例如4 V或更低。

27kΩ电阻器将允许2 mA电流，这对于齐纳二极管还不够吗？我可以，但是那不是齐纳管会得到的。2 mA的大部分将流经3kΩ电阻，而齐纳二极管仅留下几十到几百µA的电流，根本就太少了。

选择反向漏电流小的肖特基二极管，以使5 V电源电压不会对分压器产生太大影响。

对于隔离测量，可以使用电压传感器，例如LEM的LV-25或类似产品。

但是，如果不需要隔离，一种更简单的方法是只使用一个分压器：

要解决源阻抗问题，您可以先使用分压器，然后再使用标准运算放大器。那应该为您提供足够低的输出阻抗。这是我昨天发布的应用笔记，内容涉及使用运算放大器转换ADC的电压电平。

http://www.ti.com/lit/an/slyt173/slyt173.pdf

查找称为电阻分压器的东西。使用两个电阻，您可以将电压乘以0到1之间的一个常数。在这种情况下，您希望将50 V的电压降低到微控制器的水平。假设单片机的工作电压为5 V，因此您希望将输入缩放0.1。这可以通过两个电阻器来完成，第一个电阻器的电阻是第二个电阻器的9倍。信号进入第一个。另一端连接到第二电阻器和微型A / D输入，第二电阻器的另一端接地。使用9：1的比率，您将获得0.1的增益（衰减10）。

您可能希望两者中的较低者（1x电阻）约为10kΩ，这将使另一个90kΩ。我可能会使用100kΩ来提供余量和超量程检测。

我已经成功地使用了分压器和在输入引脚和地之间施加反向偏置的齐纳二极管来完成此操作（以防万一）。