因为FOC运算需求用到。电机。的线。电流。值和母线电压值，所以。ADC。采样功用必不可少。可是单片机的IO口输入电压规模是0~3.3V，所以为了确保安全，需求把丈量电压坚持在这个规模之内。
核算运放电路的扩展倍数之前，需求先清晰几个。模电。的概念-------虚短、虚断。
虚短：运放的两个输入端视为平等电位；
虚断：因为流入运放输入端的电流往往缺乏1uA，所以输入端能够视为等效开路。
电压采样电路图。
电压采样电路如上图所示。
电压扩展增益核算。
假定上图中Vcc为48V，R1 = 47K，R2 = 1K。则依据。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，经过R3和R4的电流持平，假定电流为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，只需确保Vout在0~3.3V之间就能够进行电压的收集，然后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。
电流扩展增益核算。
AD。C收集电流实践上仍是收集电压，如上图，R9便是电流采样电阻。收集R9两头电压，然后依据欧姆定律得到电流值。
先假定：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的电流持平；R6和R7的电流持平。
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：
假定！！R5 = R6。R7 = R8。
（式5）-（（式2）的第二个等式）可得到：
然后得到：
因为电流规模已知，所以V就已知，然后R5和R6持平（自在设置），R8和R7持平（自在设置）。
只需坚持Vout在0~3.3V之间，就能够对电路电阻进行设置。
2、电压、电流采样。电路规划。首要办法：
●运用采样电阻，再送给。扩展器。
●运用霍尔。传感器。
● 运用。电流检测。IC。
一、运用采样电阻：
精细扩展器。计划：
电路检测电路常用于：高压。短路维护、。电机操控。、。DC/DC。换流器、体系功耗办理、二次电池的电流办理、蓄。电池办理。等电流检测等场景。
关于大部分运用， 都是经过感测电阻两头的压降丈量电流。
一般运用电流经过期的压降为数十mV～数百mV的电阻值，电流。检测。用低。电阻器。运用数Ω以下的较小电阻值；检测数十A的大电流时需求数mΩ的极小电阻值，因而，以小电阻值见长的金属板型和金属箔型低电阻器比较常用，而小电流是经过数百mΩ～数Ω的较大电阻值进行检测。
丈量电流时， 一般会将电阻放在电路中的两个方位。第一个方位是放在。电源。与负载之间。这种丈量办法称为高侧感测。一般放置感测电阻的第二个方位是放在负载和接地端之间。这种电流感测办法称为低侧电流感测。
两种丈量办法各有利弊，低边电阻在接地通路中增加了不期望的额定阻抗；选用高侧电阻的电路有必要接受相对较大的共模。信号。。低侧电流丈量的长处之一是共模电压， 即丈量输入端的均匀电压接近于零。这样更便于规划运用电路， 也便于挑选合适这种丈量的器材。低侧电流感测电路测得的电压接近于地， 在处理十分高的电压时、 或许在电源电压或许易于呈现尖峰或浪涌的运用中， 优先挑选这种办法丈量电流。因为低侧电流感测能够抗高压尖峰搅扰， 并能监测高压体系中的电流。
1、低端检测：
长处：共模电压， 即丈量输入端的均匀电压接近于零。这样更便于规划运用电路， 也便于挑选合适这种丈量的器材。低侧电流感测电路测得的电压接近于地， 在处理十分高的电压时、 或许在电源电压或许易于呈现尖峰或浪涌的运用中， 优先挑选这种办法丈量电流。
缺点：在接地通路中增加了不期望的额定阻抗；选用电源接地端和负载、体系接地端时， 感测电阻两头的压降会有所不同。假如。其他电路。以电源接地端为基准， 或许会呈现问题。为最大极限地防止此问题， 存在交互的一切电路均应以同一接地端为基准， 下降电流感测电阻值有助于尽量减小接地漂。
2、高端检测：
缺点：有必要接受相对较大的共模信号。
跟着许多包括。高精度。扩展器和精细匹配电阻的IC的推出，在高侧电流丈量中运用。差分扩展器。变得十分便利。高侧检测带动了电流检测IC 的开展，下降了由分立器材带来的。参数。改变、器材数目太多等问题，集成电路。便利了咱们运用。下图为一种高侧检测的 IC 计划：
3、检测电路衔接办法：
电压检侧衔接如下图(2)所示，主张从电阻器电极焊盘的内侧。中心。引出。这是因为电路基板的铜箔图画也具有细小的电阻值，需求防止铜箔图画的电阻值所形成的压降的影响。假如依照下图(1)所示，从电极焊盘的旁边面引出电压检测图画，检测目标将是低电阻器电阻值加上铜箔图画电阻值的压降，无法正确地检测电流。
精细运放：OPA333 电流感测扩展器：INA199/INA138/INA168。
4.。PCB。Layout参阅：
电流感测扩展器计划：
选用分立电流感测扩展器时要考虑的另一要素是 PCB 布局。需求将 R1 和 R2 放在尽或许接近。运算扩展器。和 电流感测电阻的方位。将这些元件放在接近运放的方位 后，运算扩展器同相输入端呈现噪声拾取的或许性会降 低。因为许多电流感测扩展器都与。 DC。/DC。 转化器。合作 用，因而需求细心考虑整个电流感测电路的放置方位，避免 DC/DC 电源宣布辐射噪声。差分扩展器增益 可经过图 2 所示的等式进行核算。但增益增大或减小都 会影响解决计划的稳定性和带宽。假如运用中存在容性 负载，需求特别考虑运放的 稳定性，避免 呈现振动或 严峻的输出振铃现象。
若要战胜分立完结计划的缺点，一种有用办法是选用图 3 中所示的电流感测扩展器。
电流感测扩展器集成了增益设置电阻，然后可削减分立完结计划存在的许多布局问题。内部电阻规划用于削减不匹配状况，然后可优化增益差错规范。电流感测扩展器经过预先装备，可满意多种不同的增益要求。例 如，INA199 的增益可为 50、100 和 200 V/V。带宽和容性负载稳定性运用数据表中指定的最大容性负载针对各个增益设置进行了优化。集成增益设置电阻可下降噪声灵敏度、减小 PCB 占用面积，并可简化布局。集成这些电阻并不一定意味着会增大封装尺度。INA199 可 选用 2 mm x 1.25 mm SC70 6 引线封装和 1.8 mm x 1.4 mm 超薄四方扁平无引线 (UQFN) 封装。
INA199 的电流丈量精度要高于本钱效益高的分立运放 规划可到达的精度。该器材在 -40°C 至 105°C 温度规模内的最大增益差错为 1.5%。INA199 的偏移小于 150 μV，漂移低于 0.5 μV/°C。INA199 还 具有 REF 引脚。施加到 REF 引脚上的电压会增大输出端电压。假如下流器材需求转化电流信号电平，可运用该引脚。
备选器材主张：
关于对功用要求较高的 运用， INA210-215 系列器材具 有较低的偏移（最大 35μV）和增益差错（最大 1%）。假如需求运用数字。接口。完结高精度电流监测，INA226 具有 最大 10 μV 的偏移以及 0.1% 的增益差错。假如需 要小型数字电流监测，可挑选选用小型 1.68 mm x 1.43 mm 封装的 INA231，它十分合适便携式运用或空间受 限的其他 运用。假如需求经过引脚可绑定的增益设置进 行电压输出电流监测，可选用 INA225。
二、运用霍尔传感器：
运用霍尔传感器。芯片。规划直流电流检测电路:。
https://wenku.b。ai。du.com/view/2b932502fe4733687e21aadf.html。
UGN3501T／U,UGN350／M线性霍尔集成传感器及其运用:https://www.docin.com/p-1135936661.html。
三、运用电流检测IC:。
1、MAX471/MAX472：
MAX471/MAX472是。MAXIM。公司。出产的精细高端电流检测扩展器，运用该器材能够完结以地为本文介绍了用MAX471/472高端双向电流检测技能来完结对电源电流的监测和维护的办法，参阅的电流/电压的转化，并给出了直流电源监测与维护的完结电路。
MAX471/MAX472的特色、功用：
●具有完美的高端电流检测功用； 。
●内含精细的内部检测电阻（MAX471）； 。
●在工作温度规模内，其精度为2%； 。
●具有双向检测指示，可监控充电和放电状况；
●内部检测电阻和检测才能为3A，并联运用时还可扩展检测电流规模；
●运用外部检测电阻可恣意扩展检测电流规模（MAX472）；
●最大电源电流为100μA；
●封闭办法时的电流仅为5μA； 。
●电压规模为3～36V； 。
●选用8脚DIP/SO/STO三种封装方式。
MAX471的电流增益比已预设为500μA/A，因为2kΩ的输出电阻（ROUT）可发生1V/A的转化，因而±3A时的满度值为3V.用不同的ROUT电阻可设置不同的满度电压。但关于MAX471，其输出电压不该大于。VR。S+-1.5V，关于MAX472，则不能大于VRG-1.5V。
MAX471/MAX472的引脚功用：
OUT端为电流起伏输出端，而SIGN端可用来指示输出电流的方向。SIGN是一个集电极开路的输出端（仅吸收电流），可和任何选用电压。供电。的逻辑电路相连，用100kΩ的上拉电阻即可把SIGN衔接到逻辑电源。关于MAX471来说，在电流从。RS。-流向RS+时，输出低电平。而当电流从RS+流向RS-时，输出高电平。在采有电流供电的电路中，无论是充电仍是放电，只需负载电流大于1mA，SIGN端的输出都能精确地指示出电流方向。
在SHDN为高电平时，MAX471/MAX472进入封闭方式，此刻体系的耗费电流小于5μA。在封闭状况下，SIGN为高阻状况，OUT截止。
电源监测与。维护电路。：
用MAX471构成的直流电源监测与维护电路如图3所示，该电路能够和恣意电源相连，能进行电流、电压的主动显现和过流报警与维护。图中R1为MAX471输出端电阻，用于决议I/V的转化灵敏度。因为笔者是选用85C1-V30V磁电式直流电压表来显现输出电压和电流的，所以R2为20kΩ，灵敏度为10V/A。实践运用时，R1可用规范外表来进行微调校对。J1-1为电压/电流显现转化继电器。在初始状况下调整输出电压时，因为未接负载，Irt为零，IOUT端的输出电压为零，J1不吸合，J1-1常闭以使昨电压表接入电源输出端，然后显现输出电压，并使VD3发光，以表明测接入量值为电压。当负载电源后，IOUT端经过R1使VT2导通，继电器J1吸合，电压表经过JL-1接入IOUT端以显现I/V转化器，一起，VD4发光以表明丈量值为负载电流，开关K为强制转化开关，可便利地将显现外表设置为输出电压丈量。此开关一般状况下处在翻开状况。VT1为射极输出器，可用于减小VT2和IC2对IOUT端的影响。过流维护电路用集成电路TL431来完结，J2为过流维护用继电器，W为过流维护调理。电位器。，当VA=UB[R5/（W+R5）]=2.5V时，TL431的阳极端电压为2.5V，J2吸合，J2-1堵截输出；一起J2-2闭合，VD5发光指示，报警音乐集成电路IC3得电并经过VT3驱动报警喇叭，然后以声、光方式构成流维护指示。
2、TSC103：
意法半导体。的 TSC103丈量高侧分流电阻上的小差分电压，并将其转化为以地为参阅的输出电压。极宽的输入共模电压规模（2.9 V至70 V）可用于各种运用。在双电源装备中，TSC103具有-2.1 V至65 V的宽共模电压规模，可监控地下电源线。增益可经过两个部分引脚调整为从20 V / V到100 V / V的四个不同值。TSC103经过其本质上低电源电流（ICC）和杰出的精度协助体系规划人员下降能耗，然后最大极限地下降分流电阻的值。
特性:。
电源电压规模：2.7 V至5.5 V，单电源电压装备。
低电流耗费：ICC max =360μA。
独立供电和输入共模电压。
宽共模工作规模：
单电源装备为2.9 V至70 V.。
双电源装备为-2.1 V至65 V.。
引脚可选增益：20 V / V，25 V / V，50 V / V或100 V / V.。
宽共模存活规模：-16 V至75 V（反向电池和抛负载条件）。
缓冲输出。
选用小型SO-8和。TSS。OP8封装。
数据手册：http://www.icpdf.com/PartnoView.asp?id=7323146_704440&page=11#view。
3、LTC6102：