LM2904运算放大器的应用:测电池电压

在电子设备的广泛应用中,电池作为便携设备的能量来源,其电压监测显得尤为关键。LM2904作为一款低功耗、高增益带宽积和高共模抑制比的双运算放大器,非常适用于电池电压的测量与监测。本文详细介绍了LM2904在电池电压测量方面的应用,从电路设计、电路换算及结果验证到都进行了阐述。

一、LM2904简介

LM2904是一款包含两个独立双路运算放大器的集成电路,每个放大器都具有高增益和内部频率补偿,适用于宽电源电压范围和双电源工作模式下的单电源应用。其低功耗特性和高稳定性使得LM2904在电池管理系统、信号放大、滤波、比较和测量等领域有着广泛的应用。

二、电压测量电路设计

电池电压测量电路的设计目标是准确、稳定地测量电池两端的电压(参考DC 8V~32V),并将其转换为可供后续电路处理的信号。

1.芯片说明书的参考电路如下

放大倍数Av=1+R2/R1=1M/10K=101,R1和R2决定电路的放大倍数。假如输入端是1mv,那么放大后,eo=101mv。

2.电路组成

运算放大器LM2904

电阻分压网络

精密参考电压源(可选)

ADC(模数转换器,用于将模拟信号转换为数字信号,以便微控制器处理,可选)

3.电路设计

4.电路换算及结果验证

为了将电池电压降低到LM2904的输入范围内,通常使用电阻分压网络。选择适当的电阻值,使得在测试电池电压范围内(参考DC 8V~32V),LM2904的输入电压保持在安全且有效的范围内。

V1=VIN*R60/(R58+R60)=0.14V

V2=V1*R61/(R56+R61)=0.07V

通过计算电阻分压比和LM2904的增益,可以准确计算出电池的电压。

V3=V4=V2*(1+R49/R52)=0.07V*2=0.14V。

如果输入电压VIN是14V时,对应的电压数据如下:

VIN14V
R5810000Ω
R60100Ω
I0.0014 A
V10.14 V
R5610000Ω
R6110000Ω
V20.07 V
V30.14 V
V40.14 V

如果输入电压VIN是32V时,对应的电压数据如下:

VIN32V
R5810000Ω
R60100Ω
I0.0032 A
V10.32 V
R5610000Ω
R6110000Ω
V20.16 V
V30.32  V
V40.32 V

输入单片机ADC口的电压是0.32V内,完全满足单片机ADC口3.3V内的要求。

三、结论

LM2904作为一款功能强大的双运算放大器,在电池电压测量方面展现出了优异的性能。通过合理的电路设计和元件选择,可以构建出准确、稳定且低功耗的电池电压测量电路。希望本文的介绍能够为读者在电池管理系统的设计过程中提供一定的参考和帮助。仅供参考。

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