两线无源I / V转换隔离变送器 IC

    概述

    SunYuan ISO 4-20mA-O是顺源新开发的业界最小体积（12脚单列直插IC封装SIP12 Pin）低成本无源型两线制4-20mA转电压信号隔离转换器IC，它可以将输入有源4-20mA的电流信号隔离转换成电压信号输出。该IC采用两线制输入回路供电方式，独有高效信号回路窃电发明专利技术，无须外接工作电源则大大简化了用户的设计工艺，降低现场布线成本。该模块内部包含有电流信号调制解调电路、信号耦合隔离变换电路、电源逆变电路、减法电路，缓冲处理输出电路等。很小的输入等效电阻，使该IC能够从传感器信号输出回路中采集电流信号，并能达到输入20mA信号时电压降 ≤10V。以满足用户无需外接辅助电源而实现信号远距离、无失真传输变换的需要。

    ISO 4-20mA-O常被用于4-20mA电流转电压信号的隔离，省去了外接电源使接线更为简捷，且功耗低、自身热量低（基本无温升）、可靠性高。产品最大特点是不需要外接辅助电源，内部包含减法电路及放大器缓冲输出电路，这些电路带来了简捷可靠优点的同时也带来了使用上局限性。产品对于传感器、PLC输出的4-20mA信号进行隔离变送，从另一个定义上讲是电功率的传送，所以内部肯定有功率损耗。这个损耗表现在输入电流值和自身输入压降乘积上。在这种情况下要求4-20mA信号源必须具有驱动500Ω负载的能力，才能使两线制无源型4-20mA转电压信号隔离转换器ISO 4-20mA-O正常工作。目前，从工业现场实际应用经验来看，大部分现场仪器仪表和传感器、PLC\DCS等可以满足4-20mA信号输出有驱动500Ω负载的能力。

    在工业现场实际应用中，有些虽然仅仅使用一只I/V转换取样电阻，就可以把输入电流信号转换成为电压信号。这种电路虽然简单，但是却不实用。首先，其实际意义是零点信号的时候，会有一个零点电流流过取样电阻，如果按照4~20mA输入电流转换到最大5V电压来分析，零点的时候恰好就是1V，这个1V在单片机资源足够的时候，可以由单片机软件去减掉它。可是这样一来，其有用电压就会剩下5-1=4VDC，而不是5VDC了。由于单片机的A/D最大输入电压就是单片机的供电电压，这个电压通常就是5VDC。因此处理这种简单的输入转换电路时比较麻烦，为了达到A/D转换的位数，就会导致芯片成本增加。解决上面问题的简单方法是在单片机输入之前配置一个由运算放大器组成的减法及缓冲处理电路，增加这级电路可以起到对零点的处理变得更加方便，无需耗用单片机的内部资源，尤其单片机是采用A/D接口来接受这种零点信号而实际不为零电压值的输入时，可以保证A/D转换位数的资源能够全部应用于有用信号上。

    顺源科技按客户需求研制的：ISO 4-20mA-O ，正是为解决工业现场上述问题而设计。IC不但能实现各路信号与电源之间防窜扰的隔离，而且用户无需考虑模块供电及发热问题，并满足A/D接口采集处理信号的精度要求。可降低单片机选用成本和内部资源的损耗，方便用户的开发设计使用。产品有PCB板上安装的IC封装、DIN35标准导轨安装和PIM面板嵌入式安装方式。DIN导轨式安装方式可实现信号一进一出、二进二出，三进三出等多路隔离传输I/V转换功能。PIM 面板嵌入式智能化变送表可实现4-20mA信号隔离转换、显示报警控制及远距离无失真传输等多种功能。广泛应用在冶金采矿、石油化工、电力设备、医疗仪器、工业自动化、新能源设施及军工科研等领域，用户可根据现场需要选择合适产品。

    产品特点

    典型应用

    ● 独有高效信号回路窃电技术，无须外接工作电源

    ● 两线制4-20mA标准模拟量输入，隔离放大转换成：

     0-2.5V/0-3.3V/0-5V/1-5V等模拟电压信号

    ● 极低的输入阻抗，满足输入20mA信号时电压降 ≤10V

    ● 精度等级：0.1、0.2、0.5级

    ● 全量程内极高线性度，非线性度误差 <0.2%

    ● 信号输入与输出之间：3000VDC 两隔离

    ● 工业级温度范围: -40 ~ +85 ℃

    ● 小体积标准SIP 12Pin符合UL94V-0阻燃封装

    ● 传感器4-20mA信号的采集、隔离、转换

    ● 工业现场信号隔离及长线传输

    ● 模拟信号地线干扰抑制及数据采集隔离

    ● 仪器仪表与传感器信号收发

    ● PLC、DCS现场模拟信号隔离采集

    ● 变频器信号远程抗干扰无失真传输

    ● 电力监控、医疗设备隔离安全栅