PIC电压测量


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我正在运行电池供电的设备,并且希望我的微控制器(PIC)报告电源电压。

这样,我可以确定电源中使用了多少个电池,以及电池组的充电状态。

电源电压范围从4xD(1.2V标称NiMH或1.5V碱性电池约6V)到12xAA(1.2V NiMH对应14.4V或1.5V碱性对应18V)。

我的PIC用5V稳压电源供电。

我计划使用一个ADC端口来测量电压,因此我认为我应该将18V fsd映射到0-5V的范围内,因此大约需要将输入电压除以3。

我听说过使用电阻分压器,但是知道这可能会浪费能源。

想知道是否有更好的方法来实现这种分压而又不会造成过多的能量损耗/损耗?

谢谢。

Answers:


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你想要一个分压器。如果您关心功耗,则可以执行以下几项操作:

  • 请使用阻抗较高的分压器,并在输出端子上配备一个电容器,然后使用低功耗运算放大器对其进行缓冲。确保在运算放大器和ADC之间使用一个RC滤波器,该RC滤波器的值通常约为50-200欧姆(1000pf)。当ADC在通道之间切换并且电荷在ADC的内部电容器和外部引脚之间转移时,这可以保持电压稳定。仅运放无法做到这一点。如果不缓冲高阻抗分压器,则会因ADC泄漏电流和电荷转移而产生错误。

  • 切换分压器,例如将其连接/断开至电源电压,因此仅在需要时才可以这样做。PFET可以工作,但要小心驱动它。


这听起来不错,我想补充一下,您需要加载电池(从中拉电流)以实际测量剩余的电池寿命。最好使用带关断开关的更高电流分配器。
Kortuk

我刚刚发布了类似的回复,并投票删除了它。显然我缓存了旧版本的页面。我投票赞成,这是要走的路。
Lou

+1用于切换分压器。一个非常有用的技巧。
克林特·劳伦斯

@Kortuk:您有一个很好的观点,但是我将分压器与电池负载分离了。直接从微控制器驱动N沟道FET真的很容易(嗯...在微输出+ FET栅极之间应该有一个小电阻,我通常使用10-100欧姆),并且从FET漏极到电源都有一个电阻。比试图结合这两个功能和设置可切换分压器要容易得多。此外,很多时候您想在空载或接近空载时测量电池电压。实际上,如果我不得不选择其中一个,我会在空载时进行测量。
杰森S

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Jason S为您如何在需要时降低功耗提供了很好的建议。但是在让生活变得更加复杂之前,有可能确定您真正负担得起的力量。

对于任何低功耗设计,应考虑整体功耗预算。对于电池供电的设备,这通常取决于电池的期望使用寿命。如果电路其余部分的总功率远大于电阻分压器,那么您不必担心它,或者电路中的其他耗电部分也可以担心。


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+1指出透视的重要性。我要补充一点,如果它仅占您功率预算的1%,那么就不必担心(除非您有一堆分压器!)-如果它占您功率预算的5-10%,则可能值得担心;如果是20%或更高。(只是我的2c)
Jason S

听起来对我来说是一个很好的经验法则。另一个重要的一点是,我们可以测量和计算这些东西。这样做比猜测更有用:)
克林特·劳伦斯

好点杰森。有关应用程序的更多信息:这是一种照明系统,可以长时间不使用,然后在通电时通过恒流电路从电源汲取约3A的电流。因此,在操作中,用于电压监控的功率消耗在总功率消耗中并不重要。但是,在待机模式下,我希望尽量避免不必要地消耗电池电量,或者,我希望在待机模式下将不可避免的寄生耗用最小化。

@Kheng:除了微控制器之外,是否可以将其他所有东西都放在单独的电源上?它们在uC的控制下一次通过继电器或FET一次接通所有外围设备。这样就很容易控制uC的待机电流,而您不必担心最小化单个电路中的功率。
克林特·劳伦斯

@Kheng:“我希望不要不必要地耗尽电池电量”对于工程师来说过于尖刻。平均消耗电流是多少?要计算,您需要知道平均占空比和空闲电流。然后应用Jason给出的经验法则,看看是否有必要做比电阻分压器更复杂的事情。工程部门并没有“尽最大可能”,而是“满足了最低成本的要求”。
Wouter van Ooijen 2011年
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