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給工業應用中的智能傳感器變送器供電應用方案
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給工業應用中的智能傳感器變送器供電應用方案

時間:2016-08-08
 
        智能傳感器變送器在工廠自動化、生產過程用檢測儀表和控制設備中得到了廣泛的應用,用于測量溫度、壓力、流量、水平面和許多其他的過程變量。依靠4 ~20 mA 環路給智能傳感器供電
 
        雖然基本傳感器變送器電路的MCU 和數據轉換器通常專為低工作電流而優化,但是高性能智能傳感器應用中增加的功能導致了電流需求的升高。例如: 當該電路包含了諸如隔離、校準和診斷、液晶顯示器接口或無線連接選項( 如藍牙低能耗或無線HART) 等特性時,電流消耗將較大。
 
        此類智能傳感器系統也許不能滿足4 ~ 20 mA 環路的典型欠標度電流門限或4 mA 零標度電流水平。例如: 標定TI DAC161S997 的低誤差電流和高誤差電流的默認環路電流分別為3. 375 mA 和21. 75 mA。NAMUR NE43 規格具有相似的電流門限。幸運的是,一款高效率同步降壓型轉換器可提供高于低壓差穩壓器的輸出電流來給傳感器電子電路供電,同時從環路收集小于3. 375 mA 的電流。寬VIN、低IQ 同步降壓型轉換器
 
        對于給傳感器充電,由TI 提供的LM5165 同步降壓型解決方案擁有高效率和超低的靜態電流( IQ = 10. 5 μA) 。由于采用一個20 ∶ 1 寬輸入電壓( VIN) 范圍工作并能夠承受重復的65 V 浪涌,因此其輸出電壓對于輸入端上含噪聲的大電壓擺幅具備耐受力。這種抗瞬變性能在要求高可靠性的傳感器應用中是至關重要的。
 
        LM5165 中內置的面向智能傳感器應用的各種特性包括一種用于實現非常佳解決方案尺寸的簡單控制架構、用于提供低壓差的100%占空比能力、一個用于電源軌排序和故障報告的漏極開路電源良好指示電路、在內部固定或從外部可調的軟起動( SS) 以及具有可定制遲滯以提供可編程線路欠壓閉鎖( UVLO) 功能的高精度啟用。而且,一種可調的逐周期電流限制優化了電感器選擇和尺寸。
 
        為了充分發揮新式環路供電型傳感器變送器的潛能并保持簡單的兩線式架構,一款低IQ 同步降壓型轉換器可提供足夠的負載電流,同時滿足電流環路、解決方案尺寸、可靠性和EMC 要求。
 
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