ZHCUD91 August 2025
市電的標稱電壓為 100V 至 240V，因此需要按比例縮小電壓，才能被 ADC 檢測。圖 2-1 顯示了用于這一電壓調節的模擬前端。J1 是 C 相的電壓施加位置，A 相和 C 相各自使用類似的電路。
電壓輸入的模擬前端有一個尖峰保護壓敏電阻 (R1)、分壓器網絡（R5、R10、R13、R18 和 R22）和一個 RC 低通濾波器（R27、R28、C6、C11 和 C9）。
在較低電流下，如果不執行功率偏移校準，則電壓-電流串擾對有功電能精度的影響要遠大于對電壓精度的影響。為了盡可能提高這些較低電流下的精度，在本設計中，僅對電壓通道使用了 ADC 滿量程的一小部分。ADS131M08 器件是高精度 ADC，因此即使此設計中的電壓通道使用更小的 ADC 范圍，仍可為測量電壓提供足夠的精度。方程式 1 顯示了在給定的市電電壓和選定的分壓器電阻值下，如何計算饋入 ADC 電壓通道的差分電壓范圍。
根據此公式和圖 2-1 中選定的電阻值，對于 120V 市電電壓（在線及中性線間測得），ADC 電壓通道輸入信號的電壓擺幅為 ±128mV (91mVRMS)。對于 230V 市電電壓（在線及中性線間測得），前端電路的 230V 輸入會產生 ±245.33mV (173.48mVRMS) 的電壓擺幅。±128mV 和 ±245.33mV 電壓范圍完全在 ±1.2V 輸入電壓范圍內，對于用于電壓通道的默認 PGA 增益值 1，ADS131M08 器件可以檢測到它們。