引言：运算放大电路，可以用于观测较小的电压，通过将其放大，再用ADC读取信号即可，其分为内部运放（芯片内部的运算放大器）和外部运放（外部设备），本文将详细介绍这两种运放如何使用，运算放大器的种类，放大系数如何选择，及其它参数如何设计。

1.HAL库函数

序列	HAL库函数	作用
1	HAL_OPAMP_Start(&hopamp1);	启动内部运算放大器

2.运算放大器的种类及原理

2.1运算放大系数的计算

首先需要理解什么是虚短、虚断

（1）虚短：差模输入电压约为0，即u+ = u_（要求工作在线性区）
（2）虚断：输入电流约等于0，即i+ = i_ = 0
注：只在FOC常用的差分运放讲解如何使用

2.2反相比例

2.3同相比例

2.4反相加法运算

2.5同相加法运算

2.6差分运算电流

先上结论

原因：由虚断，相对于放大器的两个输入电流为0可知

                 

由虚短，两个输入电压相等，再经解方程可知，放大系数如上。

是不是很简单，都用虚短虚短都能解出。

3.内/外运放设计

        对于芯片来说，内部运算放大器，就是放大器集成到了芯片内部，使用起来只算芯片的功耗，不占MCU计算资源；外部运算放大器，就是在板子上添加外设，对电流起放大作用

3.1外部运算放大器设计

（1） 运算放大系数计算

        这个1.65V可以是3.3V过俩等值的电阻接GND得到，我用的型号是TLC2274AIDR,一个芯片带4个运放，我只用了其中的3个。

       两图对照，ui1 = 0，ui2 = U_CURRENT, R1 = 1K, R2 = 10K , R3 = 4.7K , RF = 100K, u0 = ADC_U  ，则 u0 = 32.29 * ui2 , 即ADC_U = 32.29 * U_CURRENT

（2）怎么反应到三相电流上

        ADC分辨率为12位，芯片的参考电源VDDA为3.3V，则ADC的数值1代表3.3/2^12

         ADC_U = ADC读到的值* 3.3/2^12 = 32.29 * U_CURRENT

        流过R29的电流 = (U_CURRENT - 0)/(0.7*10^-3) = (ADC读到的值 * 3.3 / 2^12 / 32.29) /(0.7 * 10^13) = 0.03564412 * ADC读到的值

（3）运算放大系数怎么选

        准则：ADC能读取的信号是0~3.3V，所以保证放大后的信号在3.3V内就行（即放大器的线性工作区间）

        计算过程就是上个问题的逆向推算，先估计一下你电机的相电流是多少，比如我电机的线电流（正常电机都标功率和线电压） = 30A ，而电机一般是星型连接（三角连接一般是三相异步电机），则有效相电流 = 30 / 根号2 = 21.21A，峰值相电流 = 30 * 根号2 = 42.43A，用这个峰值相电流逆推运算放大系数

3.2内部运算放大器使用

注：来源于欧拉电子工作室的电路板设计

        计算方式同上，但是三相全桥这个电容一定要慎重添加，因为会延误ADC读取三相电流，如果要加也要加一个小电容，pf级别的

4.内部运放在STM32cubemx上的配置

建议就是正常模式吧，因为可以字节焊电阻随意设置放大系数，也可以用户定义放大系数。

5.代码说明

HAL_OPAMP_Start(&hopamp1);

很简单，开启一下内部运放就OK，不占用mcu计算资源。

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代码会最后挂在gitup上供大家使用

感谢指正，谢谢关注