
01 測量電流程序中的噪聲
1.無線充電電流測量
??在前幾天的博文 瘋狂跳動的測量結果 中,看到同學提問,就他在自己的設計的 LCC補償網路對于無線電能接收 電路測驗程序中,出現了測量電流波動比較大的情況,并感到在大電流下,很多現象與小電流不同,

▲ 測驗資料中的噪聲
??如果對比一下上述同學發送過來的測量電路信號的噪聲,與在 經過標定后的ESP32對于節能信標組充電程序測量 中,使用HALL電流鉗來轉換充電電流,并使用 ESP32 MicroPython 實驗小板 的AD口測量所得到的電流曲線相比,他們的噪聲幾乎是相同的,
??當然,上述兩個測量程序所使用的負載不同,前面學生的實驗的負載為 FZ35 恒流電子負載 ,而在下圖所顯示的電流波形對應的負載為12F的法拉儲能電容,

▲ 充電電流與電容埠電壓曲線
??在 無線節能信標 的 輸出功率恒定限制中 ,對于輸出級的作業電流采用的是電源電流采樣電阻(0.03Ω),在經過 電流檢測放大器AD8217 差模放大之后,送給單片機進行采集,
??在單片機采集到的電流波形,如果不經過濾波,它的波動也非常巨大,如下圖所示,

▲ 經過采樣電阻,在作業電流大約1A時獲得電流資料
??但如果對于采集到的帶有噪聲的電流波形進行平滑濾波,則可以有效抑制采集程序中的電流波動噪聲,比如下面就是經過256個資料平均之后的電流波形,電流資料波動明顯減弱了,

▲ 經過256個資料平均之后的電流波形
??這說明無論是HALL,還是采樣電阻,在電流測量中都會有很大的電流波動成分,
2.對于充電模塊影響
??由于存在著電流測量噪聲,無論對于無線發送中的恒功率控制,還是對于接收程序中的電流控制都會產生很大的影響,
??比如在博文 有的人撐死,有的人餓死,有的人嚇死 就描述了杭州電子科技大學在購買到有龍邱提供的節能信標等,在使用程序中發現所獲得的功率遠遠超過了50W的限制,對于這個問題,后面的龍邱也做了相應的補充實驗,發現如果使用LCC補充網路進行充電的話,就沒有這個問題,但如果使用直接重電的程序,則會在電子負載所設定的恒壓程序時,產生相應的問題,不過對于這個問題現在仍然我發確定是由于干擾,還是由于負載對于控制模塊功率限制的功能產生了影響,
??在 ACS712模塊 ACS712ELCTR-05A電流傳感器模塊 給出了一款基于HALL院里的傳感器模塊,并對于它的電流測量性能進行的檢測,雖然它標稱為±5A測量范圍,但實際上可以延伸到±10A的測量范圍,
??下面通過實驗測驗一下,該模塊在無線發送線圈中,是否會產生比較大的影響,

▲ ASC712-05A 電流模塊
02 測試ACS712電流模塊
??在這里測驗ACS712的輸出信號是否會受到無線發送線圈強高頻磁場的干擾,
1.測驗方法
??將ACS712模塊放置在節能信標組無線充電發送線圈的邊緣,這個位置磁場強度最大,然后使用示波器測量ACS712的輸出電壓信號,在沒有電流流過的時候,ACS712的輸出電壓應該等于作業電壓的一半,現在的ACS712的作業電壓為+5V,因此ACS712平時的輸出電壓就位2.5V,

▲ 將ACS712放置在無線充電線圈的里面
2.測量結果
??在開啟無線發送模塊時,無線發送線圈開始作業,此時測量ACS712的輸出信號入下圖所示:

▲ ACS712輸出波形中的干擾信號
??其中出現了幅值較大的振蕩頻率信號,
??如果使用數字萬用表(FLUKE45)測量ACS712的輸出直流分量,直流電壓并沒有因為無線發送線圈作業而改變,
??因此,外部的強磁場會在ACS712的輸出信號上疊加一個高頻信號,但不會改變輸出信號的直流分量,

▲ ACS712 輸出信號,在無線發送線圈作業時
※ 測試結論
??根據前面測驗的結果可以看出,無線充電線圈的高頻強磁場對于基于HALL原理的電流傳感器ACS712會產生一定的高頻噪聲,但只要在其信號鏈路中增加以訂單の低通濾波器,便可以消除高頻電磁場的 影響,從而獲得穩定的電流測量值,
■ 相關文獻鏈接:
- 瘋狂跳動的測量結果
- 經過標定后的ESP32對于節能信標組充電程序測量
- ESP32開發板 V1.0.0 Rev1 wifi 藍牙4MB FLASH MicroPython
- FZ35恒流電子負載檢測測驗
- 無線節能信標除錯說明-2021-3-3
- 無線信標功能除錯-2021-3-9-輸出功率恒定限制
- 電流檢測放大器AD8217
- 有的人撐死,有的人餓死,有的人嚇死
- ACS712模塊 ACS712ELCTR-05A電流傳感器模塊
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