具有 HART 的完全隔离单通道电压/4~20mA 输出电路

2017-08-18 79 0

电路功能与优势:该电路提供一款完整的、完全隔离的模拟输出通道,适合需要标准 4~20mA HART®1 兼容型电流输出和单极性/双极性输出电压范围的可编程逻辑控制器(PLC)和分布式控制系统(DCS)模块。它为通道间隔离 PLC/DCS 输出模块或其他所有需要完全隔离式模拟输出的工业应用提供了灵活的构建块;电路在模拟输出端还提供了外部保护功能。

AD5422 16 位数模转换器(DAC)可通过软件配置,提供全部必需的电流和电压输出。

AD5700-1 是功耗低、尺寸小的 HART 兼容型 IC 调制解调器,与 AD5422 配合使用,可组成完整的 HART 兼容型 4~20mA 解决方案。AD5700-1 集成内部精密振荡器,可额外节省空间,尤其在通道间隔离应用中。

PLC/DCS 解决方案必须与本地系统控制器隔离,使之免受接地环路影响,同时确保不受外部事件影响。传统解决方案利用分立 IC 提供电源和数字隔离;当需要多通道隔离时,分立电源解决方案的成本和空间会变成显著缺点;基于光隔离器的解决方案通常具有合理的输出调节,但需要额外的外部元件,因而会使电路板面积增大;电源模块常常体积庞大,而且输出调节可能不佳。图 1 中的电路使用 ADuM347x 系列隔离器和电源调节电路,以及相应的反馈隔离,并使用外部变压器将功率传输到隔离栅的另一端。

ADuM3482 为 AD5700-1 提供 UART 信号隔离。

ADP2441 是 36V 降压 DC-DC 稳压器,采用工业标准 24V 电源,具有宽输入电压容差;它可将电压降为 5V,为所有控制器侧电路供电。该电路还在 24V 电源端集成了标准外部保护,同时还可提供 +36V 至 -28V 的直流过压保护。

具有 HART 的完全隔离单通道电压/4~20mA 输出电路

图 1 功能框图(原理示意图:未显示所有连接和去耦)

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