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ZHCUB46 june 2023 ADS131M08 , MSPM0G1507

2.2.3.1 电压测量模拟前端

市电的标称电压为 100V 至 240V，因此需要按比例缩小电压，才能被 ADC 检测。图 2-3 显示了用于这一电压调节的模拟前端。J1 是 A 相的电压施加位置，B 相和 C 相各自使用类似的电路。

图 2-3 电压输入的模拟前端

在电压的模拟前端中，包括尖峰保护压敏电阻 (R6)、电磁干扰滤波器磁珠封装（电阻器封装 R1 和 R9）、分压器网络（R2、R3、R4 和 R7），以及 RC 低通滤波器（R5、R8、C1、C3 和 C2）。

在较低电流下，如果不执行功率偏移校准，则电压-电流串扰对有功电能精度的影响要远大于对电压精度的影响。为了尽可能提高这些较低电流下的精度，在本设计中，仅对电压通道使用了 ADC 满量程的一小部分。ADS131M08 器件是高精度 ADC，因此即使此设计中的电压通道使用更小的 ADC 范围，仍可为测量电压提供足够的精度。方程式 1 显示了在给定的市电电压和选定的分压器电阻值下，如何计算馈入 ADC 电压通道的差分电压范围。

方程式 1.

V_{A D C_S W i n g ： V o l t a g e} = {\pm V}_{R M S} \times \sqrt{2} (\frac{R_{7}}{R_{2} + R_{3} + R_{4} + R_{7}})

根据此公式和图 2-3 中选定的电阻值，对于 120V 市电电压（在相线及中线间测得），ADC 电压通道输入信号的电压摆幅为 ±128mV (91mV_RMS)。对于 230V 市电电压（在相线及中线间测得），前端电路的 230V 输入会产生 ±245.33mV (173.48mV_RMS) 的电压摆幅。±128mV 和 ±245.33mV 电压范围完全在 ±1.2V 输入电压范围内，对于用于电压通道的选定 PGA 增益值 1，ADS131M08 器件可以检测到它们。