交流電圧・電流の検出値を扱う際に、演算IC(RC4200[フェアチャイルド])を用いてRMS-DC変換していましたが、上記演算ICの生産中止に伴いLTC1966[リニアテクノロジー]を購入し評価を実施したので紹介します。

当社HP記載(生産中止品を用いたRMS-DC変換回路紹介)

RMS-DC変換回路 

交流電圧・電流を扱う際は、実効値変換をよく用います。
安価で正確な実効値-直流変換回路を紹介します。
C_ltc_1

(1)±10Vpeak の交流電圧を、全波整流回路を通して脈流にします。
(2)演算IC(NJM4200[JRC]又はRC4200[フェアチャイルド])を用いて、RMS-DC変換をします。
(3)扱う周波数によりオペアンプを選択してください。
   20Hz~10kHzにて、±0.2%の確度で動作可能です。

1.LTC1966の特徴
 (1)最大1Vpeakの差動入力範囲。
 (2)最大±5.5Vの両電源が必要。(用途によって2.7V ~5.5Vの単一電源でも可)
 (3)RC4200と異なり、全波整流してから入力する必要がない。
 (4)真のRMSでAC+DC測定も可能。
 (5)50Hz~1kHzで0.25%の確度。
 (6)レール・トゥ・レール同相電圧範囲
 (7)演算IC周りの部品点数が少ない。(出力コンデンサのみ)
 (8)0V付近(0~50mV)は直線性が悪いので、細かい計測分解能を求められる時(0V付近)は、
    ゲイン調整、オフセットが必要。

2.評価結果
  出力コンデンサによるリップル電圧と応答時間の確認

   ①入力周波数はリプル電圧に影響が出てくる。
    (低周波だとリプル電圧が大きい)立ち上がり時間に
    影響はない。
   ②コンデンサ容量を下げることにより、立ち上がり
    時間は速く、リプル電圧が大きくなる傾向がある。
   ③応答性を優先したい場合はコンデンサ容量を下げ
    フィルタ回路を設けてリプル除去する必要がある。
C_ltc_2

立ち上がり時間 リプル電圧

C_ltc_3

上部波形 : Vin
下部波形 : Vout

C_ltc_4

 

 C_ltc_5

                    演算IC部        バッファ                     反転フィルタ

LTC入力/出力
C_ltc_6

上部波形 : ①
下部波形 : ②

反転フィルタ後

C_ltc_7

上部波形 : ③
下部波形 : ②

応答確認
C_ltc_8

上部波形 : ③
下部波形 : ①

①LTC入力波形:AC10Vrms-60Hz
②LTC出力波形:0.31Vdc(リプル:120mVp-p)
③反転フィルタ後出力波形:4.2Vdc