先积集成推出两线制4-20mA V/I转换芯片-LTS115/116/117
LTS115/116/117是一个两线制V/I转换器,主要用来匹配运放方案实现的V/I电路,SOIC-8的封装体积,以及小体积版本的MSOP-8封装,较运放方案具有极大的成本及面积优势。
什么是两线制4-20mA电流环?
两线4-20mA电流环主要指的是环路供电型4-20mA,电流本身就可以为变送器供电。变送器在电路中相当于一个特殊的负载,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。显示仪表只需要串在电路中即可。 这种变送器只需外接2根线,因而被称为两线制变送器。
为什么要使用4-20mA电流环?
在制药化工、石化、电厂的复杂且需要远距离传输的工业现场,需要把百米以外的传感器信号采集回来,通常有以下几个问题需要被考虑到:
1、常见的数字信号,例如RS485、RJ45等信号,在混合布线(24V、220V、380V)及大型变频器等场景下,信号受到的干扰是非常大的,经常无法将数据传输出去。如果使用0-10V等模拟电压信号,经过长线传输后,信号会耦合进大量的噪声,接收端是否可以还原传感器当前的信号值。
2、由于传感器和采集端距离较远,通道并非单根导线直接连通,中间会存在多处连接,压降这块也是不得不考虑的点,采集端并非绝对高阻,所以这个压降会影响采集精度。
为了解决以上两个问题,通常选用4-20mA来作为信号传输,两线制4-20mA这种环路供电型的方式,受到了很多低电流消耗传感器的青睐,例如温度变送器、压力变送器、流量计、非接触红外测温变送器。
下面是使用两线制4-20mA在工业现场使用的优点:
1.如果传输电流信号,接收端的阻抗可以很小,所以噪声干扰不容易耦合进来;
2.电流信号在整个环路上任何一个地方测量都是一样的,只要在负载设计范围内再长的线也不会有精度损失;
3.使用电流传输,远端可以通过传输线上的电流取电,不用额外提供电源。
目前温度变送器等市场多在使用运放方案搭出来的两线制电路,优点是价格低,缺点主要是精度和一致性问题。
常见运放方案:
该方案使用了零漂轨至轨放大器,以及多颗高精度电阻来保证输出的精度及温度系数。系统需要一个LDO来输出一个电压给到MCU及其他电路工作;还需要额外的基准来输出一个基准电压供给给电平转换电路,以及传感器的供电。
下面是上海先积集成的两线制匹配XTR115/116/117------LTS115/116/117:
以下是相关参数:
- 两线制V/I转换芯片
- 主要用于匹配运放方案的V/I转换电路及XTR115/XTR116/XTR117
- LTS115的Vref输出电压为2.5V,LTS116的Vref输出电压为4.096V,LTS117-1的Vref输出电压为2.5V,LTS117-2的Vref输出电压为4.096V
- Vref输出电压精度0.1%,温度系数10ppm tpy
- 外围结构简单,由于芯片封装较小,需要增加散热保护三极管
- 模拟信号输入范围:0-5V
- 输出电流由输入电流设置, IOUT = 100×IIN
- 两线制电流输出:4-20mA
- 输出误差:±0.2%满量程FSR(总未调节误差TUE)
- 输出电流线性度误差 :0.02% tpy
- IOUT电压系数:0.015% of SPAN ( 8-36V@20mA)
- IOUT负载系数:0.005% of SPAN( 0-600R@20mA@24V)
- 电源电压:8V - 36V
- 封装:SOIC-8 MSOP8
- 功耗:<300uA
- 启动时间:<1ms
- 工作温度:-40°C to 85°C