Измерение напряжения и тока батареи Несимметричный или дифференциальный?

... насколько я читал о них (также их технические данные), если АЦП имеет как одиночные, так и дифференциальные входы, мы можем использовать его как АЦП с несимметричным входом ИЛИ мы можем использовать его как АЦП с дифференциальным входом. . Это означает, что мы не можем использовать его как одиночный, так и дифференциальный вход одновременно.

Это не всегда правда. Например, недавно я использовал ADS1015 в нескольких проектах. На этом чипе всякий раз, когда вы переключаете считываемый канал, у вас также есть возможность переключаться между несимметричным и дифференциальным измерением. (Это не одобрение этого чипа для вашего проекта. Просто пример чипа, у которого нет ограничения, которое вы считали универсальным)

Кроме того, даже если у вас есть устройство, которое нужно настроить как несимметричное или дифференциальное для всех каналов одновременно, ничто не мешает вам использовать землю в качестве одного из входов дифференциального канала. Таким образом, вы можете просто настроить его как дифференциальный и продолжить свой дизайн. Единственное, что вы потеряете, это возможность использовать 4-й входной контакт для какой-то другой цели.

Другой вариант, если вы планируете использовать внешнее преобразование сигнала, вы можете выполнить преобразование дифференциального сигнала в несимметричный в цепи преобразования сигнала, и ваш АЦП никогда не узнает, что сигналы не являются несимметричными. По сути, это делает усилители, показанные на ваших схемах, внешними устройствами, а не внутренними по отношению к микросхеме АЦП (и добавляет некоторую фильтрацию в их цепи обратной связи для уменьшения шума).

Я думаю, что все предложенные вами решения являются возможными хорошими решениями.

При правильной реализации, я думаю, не имеет большого значения, выберете ли вы полное дифференциальное или частично несимметричное решение. Но в целом дифференциальные схемы менее чувствительны к внешним возмущениям.

Убедитесь, что (дифференциальные) усилители имеют правильный коэффициент усиления по напряжению, чтобы вы могли использовать весь диапазон АЦП.

Еще одна потенциальная проблема, поскольку вы будете использовать импульсный преобразователь, при измерении тока и напряжения будет коммутационный шум. Использование фильтра нижних частот между шунтирующим резистором/батареей и входом усилителя может быть достаточным для достаточного подавления этого шума. Некоторое усреднение измеренных значений от АЦП также может помочь и повысить точность.

И спасибо за выполнение домашней работы, и вы уже знаете намного больше, чем многие искатели ответов на этом форуме! :-)

Какое значение вы используете для чувствительного резистора? Многие зарядные устройства/мониторы для литий-ионных аккумуляторов 4,3 В используют сопротивление 10 мОм; при 40 А вы будете генерировать 400 мВ и сжигать 10 мОм * (40 А) ^ 2 = 16 Вт. Кажется довольно расточительным, не говоря уже о том, что платить за прецизионный резистор с таким номиналом будет дорого.

Возьмите резистор достаточно мал, чтобы напряжением на нем можно было пренебречь; тогда вы можете измерить как напряжение батареи, так и ток, несимметричный.

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

Вы также можете откалибровать падение на чувствительном резисторе с помощью VBAT' = VBAT - IBAT * RSNS.