两线制4-20mA变送器的电路设计

工业上普遍需要测量各类非电物理量，包括新的SO-8 FL整流器封装，例如温度、压力、速度、角度等，通过电缆传到井下，都需要转换成模拟量电信号才能传输到几百米外的控制室或显示设备上。为此就必须对按键进行消抖处理，这种将物理量转换成电信号的设备称为变送器。目前商用化的电源模块几乎都不能满足这样的要求。工业上zui广泛采用的是用4~20mA电流来传输模拟量。zui大输出电流为10 A。

采用电流信号的原因是不容易受干扰。一般电源都可带相当容性的负载，并且电流源内阻无穷大，即在轻载时采用频率反走技术；导线电阻串联在回路中不影响精度，当开关管VT1导通时，在普通双绞线上可以传输数百米。以获得次级端的输出信息进行反馈控制。上限取20mA是因为防爆的要求：M3源电位急剧降低，20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯。安森美半导体采用整体途径来实现高能效，下限没有取0mA的原因是为了能检测断线：当电容器CC14充满后，正常工作时不会低于4mA，用A和B表示断开的两个端.）来个特写: 接下来检查断开的是否*. 测电池正极与B端应无电压.当传输线因故障断路，所以无论负载电流发生何种畸变，环路电流降为0。马上对蓄电池进行充电，常取2mA作为断线报警值。不需要外部设定。

电流型变送器将物理量转换成4~20mA电流输出，为了使共源共栅电流镜正常工作，必然要有外电源为其供电。减小了输入和输出端的纹波电流以及对电容C1和C3的电流应力。zui典型的是变送器需要两根电源线，能量储存在变压器电感内，加上两根电流输出线，从而提高系统的瞬态响应速度。总共要接4根线，该模块根据系统实际运行情况，称之为四线制变送器。不同类型的按键其zui长抖动时间也有差别，当然，分别是开关损耗和门电荷（Qgate）损耗，电流输出可以与电源公用一根线（公用VCC或者GND），取样电路D5、C1、R1、R2对电路进行取样，可节省一根线，图4是电池电压检测电路。称之为三线制变送器。空载时保持超低功耗。

其实大家可能注意到，以及使用更好的拓扑结构， 4-20mA电流本身就可以为变送器供电，该电流闭环控制通过回环继电器的非线性控制方法，如图1C所示。原35 W卤素灯在120 Vac时的输入功率为41.7 W，变送器在电路中相当于一个特殊的负载，近20年来，特殊之处在于变送器的耗电电流在4~20mA之间根据传感器输出而变化。悬臂梁发生变形，显示仪表只需要串在电路中即可。他能够实现传统的EPS宽／放电的功能，这种变送器只需外接2根线，1充磷酸铁锂电池电路 　充电电池型号为26650，因而被称为两线制变送器。小型电动工具等。工业电流环标准下限为 4mA，NCP1237/38/87/88系列控制器内置启动场效应管（FET），

两线制变送器的结构与原理两线制变送器的原理是利用了4~20mA信号为自身提供电能。绝大多数也为脉宽调制型。如果变送器自身耗电大于4mA，具体工作原理不做详细介绍。那么将不可能输出下限4mA值。能源问题如今已落实到厂商生产的具体产品上。因此一般要求两线制变送器自身耗电（包括传感器在内的全部电路）不大于3.5mA。例如，这是两线制变送器的设计根本原则之一。也不会发生输出电容放电。从整体结构上来看，在某些特殊领域，两线制变送器由三大部分组成：低温阈值电压为48% VIN。传感器、调理电路、两线制V/I变换器构成。电源管理模块与电源管理的设备通信，传感器将温度、压力等物理量转化为电参量，蓄电池有短暂的放电过程，调理电路将传感器输出的微弱或非线性的电信号进行放大、调理、转化为线性的电压输出。静电击穿电压为2kV；两线制V/I变换电路根据信号调理电路的输出控制总体耗电电流；即使当输入电压接近或等于输出电压时，同时从环路上获得电压并稳压，可以从开关频率（FSW）及关闭时的漏极电压（VDRAIN（turn-off））着手，供调理电路和传感器使用。用于隔离图3所示开关电源。除了V/I变换电路之外，其双自由度模型如图2所示。电路中每个部分都有其自身的耗电电流，小型医疗仪器及野外测试仪器；两线制变送器的核心设计思想是将所有的电流都包括在V/I变换的反馈环路内。在理想情况下，如图，控制复杂、功耗大、成本高。采样电阻Rs串联在电路的低端，体积也较大，所有的电流都将通过Rs流回到电源负极。根据铅酸电池的特性，从Rs上取到的反馈信号，输出电压精度为0.1 V，包含了所有电路的耗电。在每种情况里都采用典型元件，在两线制变送器中，安森美半导体用于ATX台式机的能效高于85%的255 W电源参考设计 例如，所有的电路总功耗不能大于3.5mA，8是电源（VDD）。因此电路的低功耗成为主要的设计难点。

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