兩線無源I / V轉(zhuǎn)換隔離變送器 IC

兩線制無源型4-20mA轉(zhuǎn)電壓信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換器：ISO 4-20mA-O系列

    概述

    SunYuan ISO 4-20mA-O是順源新開發(fā)的業(yè)界最小體積（12腳單列直插IC封裝SIP12 Pin）低成本無源型兩線制4-20mA轉(zhuǎn)電壓信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換器IC，它可以將輸入有源4-20mA的電流信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出。該IC采用兩線制輸入回路供電方式，獨(dú)有高效信號(hào)回路竊電發(fā)明專利技術(shù)，無須外接工作電源則大大簡(jiǎn)化了用戶的設(shè)計(jì)工藝，降低現(xiàn)場(chǎng)布線成本。該模塊內(nèi)部包含有電流信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路、信號(hào)耦合隔離變換電路、電源逆變電路、減法電路，緩沖處理輸出電路等。很小的輸入等效電阻，使該IC能夠從傳感器信號(hào)輸出回路中采集電流信號(hào)，并能達(dá)到輸入20mA信號(hào)時(shí)電壓降 ≤10V。以滿足用戶無需外接輔助電源而實(shí)現(xiàn)信號(hào)遠(yuǎn)距離、無失真?zhèn)鬏斪儞Q的需要。

    ISO 4-20mA-O常被用于4-20mA電流轉(zhuǎn)電壓信號(hào)的隔離，省去了外接電源使接線更為簡(jiǎn)捷，且功耗低、自身熱量低（基本無溫升）、可靠性高。產(chǎn)品最大特點(diǎn)是不需要外接輔助電源，內(nèi)部包含減法電路及放大器緩沖輸出電路，這些電路帶來了簡(jiǎn)捷可靠?jī)?yōu)點(diǎn)的同時(shí)也帶來了使用上局限性。產(chǎn)品對(duì)于傳感器、PLC輸出的4-20mA信號(hào)進(jìn)行隔離變送，從另一個(gè)定義上講是電功率的傳送，所以內(nèi)部肯定有功率損耗。這個(gè)損耗表現(xiàn)在輸入電流值和自身輸入壓降乘積上。在這種情況下要求4-20mA信號(hào)源必須具有驅(qū)動(dòng)500Ω負(fù)載的能力，才能使兩線制無源型4-20mA轉(zhuǎn)電壓信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換器ISO 4-20mA-O正常工作。目前，從工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)來看，大部分現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表和傳感器、PLC\DCS等可以滿足4-20mA信號(hào)輸出有驅(qū)動(dòng)500Ω負(fù)載的能力。

    在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用中，有些雖然僅僅使用一只I/V轉(zhuǎn)換取樣電阻，就可以把輸入電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成為電壓信號(hào)。這種電路雖然簡(jiǎn)單，但是卻不實(shí)用。首先，其實(shí)際意義是零點(diǎn)信號(hào)的時(shí)候，會(huì)有一個(gè)零點(diǎn)電流流過取樣電阻，如果按照4~20mA輸入電流轉(zhuǎn)換到最大5V電壓來分析，零點(diǎn)的時(shí)候恰好就是1V，這個(gè)1V在單片機(jī)資源足夠的時(shí)候，可以由單片機(jī)軟件去減掉它。可是這樣一來，其有用電壓就會(huì)剩下5-1=4VDC，而不是5VDC了。由于單片機(jī)的A/D最大輸入電壓就是單片機(jī)的供電電壓，這個(gè)電壓通常就是5VDC。因此處理這種簡(jiǎn)單的輸入轉(zhuǎn)換電路時(shí)比較麻煩，為了達(dá)到A/D轉(zhuǎn)換的位數(shù)，就會(huì)導(dǎo)致芯片成本增加。解決上面問題的簡(jiǎn)單方法是在單片機(jī)輸入之前配置一個(gè)由運(yùn)算放大器組成的減法及緩沖處理電路，增加這級(jí)電路可以起到對(duì)零點(diǎn)的處理變得更加方便，無需耗用單片機(jī)的內(nèi)部資源，尤其單片機(jī)是采用A/D接口來接受這種零點(diǎn)信號(hào)而實(shí)際不為零電壓值的輸入時(shí)，可以保證A/D轉(zhuǎn)換位數(shù)的資源能夠全部應(yīng)用于有用信號(hào)上。

    順源科技按客戶需求研制的：ISO 4-20mA-O ，正是為解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)上述問題而設(shè)計(jì)。IC不但能實(shí)現(xiàn)各路信號(hào)與電源之間防竄擾的隔離，而且用戶無需考慮模塊供電及發(fā)熱問題，并滿足A/D接口采集處理信號(hào)的精度要求。可降低單片機(jī)選用成本和內(nèi)部資源的損耗，方便用戶的開發(fā)設(shè)計(jì)使用。產(chǎn)品有PCB板上安裝的IC封裝、DIN35標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝和PIM面板嵌入式安裝方式。DIN導(dǎo)軌式安裝方式可實(shí)現(xiàn)信號(hào)一進(jìn)一出、二進(jìn)二出，三進(jìn)三出等多路隔離傳輸I/V轉(zhuǎn)換功能。PIM 面板嵌入式智能化變送表可實(shí)現(xiàn)4-20mA信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換、顯示報(bào)警控制及遠(yuǎn)距離無失真?zhèn)鬏數(shù)榷喾N功能。廣泛應(yīng)用在冶金采礦、石油化工、電力設(shè)備、醫(yī)療儀器、工業(yè)自動(dòng)化、新能源設(shè)施及軍工科研等領(lǐng)域，用戶可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要選擇合適產(chǎn)品。

    產(chǎn)品特點(diǎn)

    典型應(yīng)用

    ● 獨(dú)有高效信號(hào)回路竊電技術(shù)，無須外接工作電源

    ● 兩線制4-20mA標(biāo)準(zhǔn)模擬量輸入，隔離放大轉(zhuǎn)換成：

     0-2.5V/0-3.3V/0-5V/1-5V等模擬電壓信號(hào)

    ● 極低的輸入阻抗，滿足輸入20mA信號(hào)時(shí)電壓降 ≤10V

    ● 精度等級(jí)：0.1、0.2、0.5級(jí)

    ● 全量程內(nèi)極高線性度，非線性度誤差 <0.2%

    ● 信號(hào)輸入與輸出之間：3000VDC 兩隔離

    ● 工業(yè)級(jí)溫度范圍: -40 ~ +85 ℃

    ● 小體積標(biāo)準(zhǔn)SIP 12Pin符合UL94V-0阻燃封裝

    ● 傳感器4-20mA信號(hào)的采集、隔離、轉(zhuǎn)換

    ● 工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)隔離及長(zhǎng)線傳輸

    ● 模擬信號(hào)地線干擾抑制及數(shù)據(jù)采集隔離

    ● 儀器儀表與傳感器信號(hào)收發(fā)

    ● PLC、DCS現(xiàn)場(chǎng)模擬信號(hào)隔離采集

    ● 變頻器信號(hào)遠(yuǎn)程抗干擾無失真?zhèn)鬏?

    ● 電力監(jiān)控、醫(yī)療設(shè)備隔離安全柵

    ● 4-20mA信號(hào)一進(jìn)一出、二進(jìn)二出、三進(jìn)三出隔離變送功能的實(shí)現(xiàn) <