电流、电压采样以及放大倍数计算

电压采样电路图电压放大增益计算电流采样电路图电流放大增益计算

因为FOC运算需要用到电机的线电流值和母线电压值，所以ADC采样功能必不可少。但是单片机的IO口输入电压范围是0~3.3V，所以为了保证安全，需要把测量电压保持在这个范围之内。

计算运放电路的放大倍数之前，需要先明确几个模电的概念-------虚短、虚断。

虚短：运放的两个输入端视为同等电位；

虚断：因为流入运放输入端的电流往往不足1uA，所以输入端可以视为等效开路。

电压采样电路图

电压采样电路如上图所示。

电压放大增益计算

假设上图中Vcc为48V，R1 = 47K，R2 = 1K。则根据电阻分压，Vi = 48 * （1/48）=1V。

因为虚短：V+ = V-。 （式1）

因为虚断：反向输入端无电流输入输出，通过R3和R4的电流相等，假设电流为I，则由欧姆定律得：

I = Vout / (R3 + R4)。

由图和（式1）知：Vi = V+ = V- = R4上的分压。

即：Vi = I * R4

即：

Vi已知，只要保证Vout在0~3.3V之间就可以进行电压的采集，进而对电路中电阻阻值进行设置。

电流采样电路图

电流采样电路图如上图所示。

电流放大增益计算

ADC采集电流实际上还是采集电压，如上图，R9就是电流采样电阻。采集R9两端电压，然后根据欧姆定律得到电流值。

先假设：V = i * R9。 （式1）

由虚断知：运放输入端没有电流流过，则流过R5和R8的电流相等；R6和R7的电流相等。

则有如下公式：

由虚短知：Vx = Vy （式3）

联合（式1）和图可知：V1 = V2 + V。 （式4）

将（式4）和（式3）带入（式2）的第一个等式得：

假设！！R5 = R6。R7 = R8。

（式5）-（（式2）的第二个等式）可得到：

进而得到：

因为电流范围已知，所以V就已知，然后R5和R6相等（自由设置），R8和R7相等（自由设置）。

只要保持Vout在0~3.3V之间，就可以对电路电阻进行设置。

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