高精度4-20mA电流环发送器，广泛用在工业应用中的模拟通信接口

时间： 2023-10-24 来源：TOPPOWER 官网

技术问答

对于工业过程控制仪表，4-20mA电流环路广泛用于维持适当的电流，直至系统的电压能力。电流环路的主要特征包括尽管互连线路中存在压降，仍能够保持信号的准确性，以及为设备提供工作电源的能力。

该参考设计展示了如何开发适用于工业过程控制和智能传感器的高性能、高电压2线或3线 4-20mA电流环路发射器。提供了错误分析和过热特性数据以及硬件设计和软件。

4-20mA电流环已广泛用作工业应用中的模拟通信接口。它有助于通过双绞线电缆将数据从远程传感器传输到控制中心的可编程逻辑控制器 (PLC)。简单、可靠的长距离数据传输、良好的抗噪性和低实施成本使该接口非常适合长期工业过程控制和远程对象的自动监控。

毫不奇怪，就像当今所有电子应用一样，工业正在不断发展。它有更严格的要求。对更高的精度、更低的功耗、在扩展的 -40°C 至 +105°C 工业温度范围内可靠运行、增加的安全性和系统保护以及数字高速可寻址远程传感器 (HART?) 协议的实施提出了新的要求。总的来说，这些要求使得当今 4-20mA电流环路的设计非常具有挑战性。

*工作原理和关键设计参数*

我们首先关注新的参考设计。图 1 中的框图显示了高性能、低功耗、4-20mA 电流环路发送器，该发送器减少了组件数量，并在性价比方面获得了结果。

该参考设计采用低功耗、高性能组件，在 25°C 时提供低于 0.01% 的电流，在整个温度范围内提供低于 0.05% 的电流，适用于业界要求严格的4-20mA电流环路。该设计采用低功耗16位DAC (U1) MAX5216；MAX9620，零漂移轨至轨输入/输出(RRIO)、高精度运算放大器(U2)；MAX6133，电压基准(U3)；以及MAX15007，40V低静态电流 LDO (U4)。

U3 电压基准为 U1 提供低噪声、5ppm/°C（值）的低温漂移和的 2.500V。智能传感器微控制器通过3线SPI总线命令 U1。U1 输出由Q1功率 MOSFET、10Ω (±0.1%) 检测电阻 (RSENSE) 和U2分压并转换为环路电流。U1、U2 和 U3 设备由U4供电，U4 直接从环路供电。有一个由 Q2、BJT 晶体管和检测电阻 (R6) 组成的限流电路。该电路将环路电流限制在大约 30mA，从而防止失控情况以及对 PLC 侧 ADC 的任何损坏。肖特基二极管 (D1) 可保护发送器免受反向电流的影响。

误差分析和性能优化

如果智能传感器消耗的电流超过 3.4mA，则它不能用作回路供电的2线制变送器的一部分。例如，当微控制器或 ADC消耗超过3mA的电流或传感元件需要更高的电源电流以增加其动态范围和/或分辨率时，就会发生这种情况。在这种情况下，额外的电流必须流经额外的第三根电线。这种配置称为3线发射器，可以进行修改，如图2所示。这种设计使其成为通用的 2 线或 3 线智能传感器发射器。

图2中的U5运算放大器和Q3缓冲器正在感测虚拟地，持续保持智能传感器的公共点并将其保持在 U4 输出的恒定电压。U5 运算放大器必须能够接受 12V 的电源电压，且 PLC RLOAD/检测电阻值高达250Ω。C8 和 R8 负反馈网络稳定环路电流并确保所有正常预期负载条件的稳定性。

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PC817X,CS54133,CS54134,CS9603EA,CD4069,CS7124,CS9303,PT4123CB,CS7126,CS7128,CS5764M,CS9603EF,CW78DXX,CS0765LZ,HK814X,PT4515BEH,PT4211,PT4515BEK,CS5752A,HK212-A8L,PT4515BED,CS57D03,CS2109(G2),PT4515BEF,CS88M303,CS54123,HK816X,PT4519CD,PT4519CB,PT4126HD,CS6018,PT4126HC,HK211-A4L,CS7138,PT4209,PT6605S-BA,CS32ME102C4,CMP500A,HK218-D6L,CS42273,PT4519CT,PT4561,CS77P21,PT4568,PT4205,PT4567,CS7196C,PT4566,CS2109(G3),PT4565,CS810J,CS77P22,CS810L,HK817X,CS77P23,CS810M,CS77P25,CS810R,CS810S,CS810T,CS4563D,CS6126,CS6125,PT4119,PT6305-AB,PT6605S-AA,PT6305-AC,PT6605S-AB,HKP3532,CS6061S-001,HKP3531,CS5762M,HKP3530,PT6305-AA,HK211-S8L,PT4115,CS6051-001,CS8002,HKA5816XX,CS36J52,CS2171ALO,CS1629D,CS1629C,HKA5833,PT4556NH,CS1629B,PT4556NK,CS1629A,PT4556NJ,CS62083,HKP3556,PT4556NL,CD8227,CS6112S-009,CMPO2MA,CS6588,PT6303-AA,CD7266,CD7388,PT6303-AC,PT6303-AB,PT6303-AE,PT6303-AD,PT6303-AF,CS6080VA-003C,CF393,HK212-A4L,CS16620B,CS7138M-D51,PT4556MJ,CS32F602C4,PT6303-BA,CD7377,CD7378,CD7379,CS6080-002B,CD6283,PT4556NG,PT4556NF,CD6282,PT4125,CF258,CD1619,CS77P67,CS77P68,CS88M310,CS88M312,CD2822,CS4268,CS4269,CS4267,CS4265,CS93F550,CS6562,CS102MD60C4,HK211-S4L,PT6303-CA,CS88F310(G2),PT4271,CS53P89B,HK212-S8L,CS7197,CS1618A,CS77P25Y,CS5227,HK211-D8L,CMP700G,PT4558TG,PT6304-AD,PT6304-AC,CS2077,CS98E373,PT4121E,CS98E370,CD1517,DPM10C60DG,CF358,CS1659,CS2105-S10,HK214-A8L,CS1658,PT4556JS,CS2105-S12,CS3835,CD1875,CS3830,CS1650,CS2116H,CS2116B,PT6010-AB,CS2116A,PT6010-AA,CS77P66B,PT6605-AA,CS6088Y,PT6605-AB,CS2170ALO,CS3708,CS4916,CS3825,PT6010-BA,PT4515BH-BT,CS1640,CS3820,CS1642,PT6302-AA,CS6068-003B,PT6302-AB,CS45M93C,PT4606,DPMO3T60CM,PT4123C,PT4123E,PT4115B,CS2112(G2),CS3818,PT4556LS,CS1637,CS3817,CF339,CS3815,CS1638,PT4562X,CS57103,CS3810,CS1635,PT6303SADS-B,CS57106,CMPO10G,PT6302-BA,PT4514,PT4519,HKA5825-02,HK212-D8L,HKA5825-01,CS6083,PT4211B,CS3809,CS3808,CS3805,CS53P88,CS53P89,CS6102-002,CS1628,PT4556KS,PT6010-DB,PT6010-DA,HK211-D4L,CS88MB11EN,HK212-S4L,CS1620,CMP040,PT6605DW-AA,CMP150A,CS53P90,DPM10T60CG,HK214-A4L,CF4558,CS1618,H1LLX,PT6605M-AD,PT6605M-AB,PT6605M-AC,PT6605M-AA,HKA5813-02,CS5755S,HKA5813-03,HKA5813-04,CW1117,CS2107-M22,CS9502,HKA5813-01,PT4538,PT4515BEH-BT,PT4556FS,CS53P82,PT4558ENS,CF324,CS5755A,PT4126DF,CS5754S,CS2240GO,PT4115EB,CS32ME104C4,CS5755M,CS5755N,CW72M05,PT4115M,CS6052,HK063X,PT4115E,PT4555D,PT4119E,PT4119B,CS9880,CS5753S,DPM30C60DG,CS32ME104C6,CS7106,CS7107,CS7108,CS5754M,PT4554N,CS37AD2,HK212-D4L,PT4554D,PT4554C,CS2918,CS54147,PT6307E-AA,CW1121,PT6307E-AD,CD2030A,HK826X,HKA5812-01,DPM20C60DG,HKA5812-02,CD2030D,CS4532D,PT4553T,HK214-S8L,PT2332CU,PT4553N,CD1691,CS5765N,CS5240GO-S,CS6031,PT4556GS,PT4557ENS,CS2107-A72,PT4565E,CS7194D,CS7194C,PT2342E,PT2342F,HKA5817-01,PT2342C,PT4516NH,PT2342J,CS2109,PT2342G,PT6001-AD,CS2106,CS2108,PT2342L,CS7138Y,CS4524,HKA5817-02,CW78LXX,HKA5817-03,CS3793,CS4762,HK301X,CS4760,CD9088,PT4556L,PT4558FN,PT4556K,PT4556J,CS88M312(G2),PT4556H,PT4556G,PT4556F,CS37A21,PT4515KH,CS32F608C6,CS32F608C4,CS4995,CS4871,CS4993,CS62783,CS4991,HK302X,PT2332EU,HK217X,PT4558EN,CS6035W,CS74HC595,CMP350A,CS6038C-101,PT4558ET,PT6303S-CA,HK214-D4L,CW78MXX,PT4523C,PT2332E,CS3830A,HK214-D8L,PT2332J,PT4515NH,CD7388L,PT4557FN,PT6302S-AA,PT2332L,PT6302S-AB,PT6007B-BA,HK303X,PT2342EU,CS7193R-01A,CS16F5051,CS16F5053,PT4558F,PT4558E,CS88F331,CS45P83,CS88F330,EWM78F128,HK216-A8L,CS4979,CS4977,HK214-S4L,PT6007B-AA,CS16312,CS16311,HK304X,PT6007B-AC,CS0372,PT4557EN,CS7106K,CS6038C-001,PT2332C,CR2511,CS6038C-002,PT4557ET,PT4523AB,PT6605-FA,CS4967,CS2105-M12,CD2003,CD2004,PT2332JU,PT6007B-DA,CS1694,PT4523AD,CS2105-M10,CS7721,CS16620,DPM15C60DG,PT2512,HK216-S8L,CS104MD60C6,HK305X,PT6605-EA,PT6605-EB,PT6605E-AA,HK216-A4L,CS104MD60C4,PT2626CE,PT2626CF,PT4536C,CS3629,PT2333L,PT4536B,PT4559CF,CS4956,CD2111,HKA5831-01,HKA5831-02,CS36S52,CS6079N,PT2501,PT2622,HK306X,CS36B11ET,PT4559CJ,CMP100G,PT2621,PT4119EN,HK851X,CS6112W-009,CS88F361,PT6303S-AC,CS32F302,CS6112W-004,CS88F003,CD2025,CS3855,CS6067C,CS32ME108C6,CS32ME108C4,CS3850,CS88F360,PT2332LU,CS98P154Y,CS9803,PT6001-CB,PT6001-CA,PT6001-CC,CD2031,PT2533,CMP200G,PT2531,PT6010P-AB,PT6010P-AA,PT2603AE,PT2603AD,PT2603AC,PT6605-GA,DPM04T60AM,CS7752,PT6010-HA,CD5888,CD5890,PT6010E-AA,CS12P22,HK308X,CS9816,CD4440,PT6605D-AA,PT1311,CS6038C-201,CS6069B-001,HK216-S4L,PM1122,CS5214,CD2050,CS5213,CS5211,PT6117,CS98P370,PT4601J,CS88P419,PT6111,CS3805B,CS3817C,HK216-D8L,CMP700,CS32F604C6,CS32F604C4,CS3817B,CF2903,PT2342JU,CW78XX,CS49P60,CD1191,CS31F550,CS98E154,HK354X,CS32F465,CW431,CW432,CS4228,CS4226,CS4227,CS45M93,CS4588,CS7193-T16C,CS4585,CS2160,CS7193-T16G,CS1192,CS7193-T16F,CS16164,CS7193-T16E,CS7193-T16D,HK216-D4L,PT4603L,PT4603K,HK101X,PT4603J,PT2626EE,6N137,CS98P168,PT2626EF,6N136,CS98P169,6N139,CS98P166,6N138,CW34063,6N135,CS6582ELO,PT4515EK,PT4515EH,PT4515EF,CS4216,PT4515ED,CS6017R,PT4121EB,CS4572,CR2365C,CS4573,CR2365B,CR2365A,HK218-A6L,CS42651,CS6080K-001,HK3120,CS4205,PT6610-AA,HK357X,PT6007V-AB,PT6007V-AA,CS98P171,CS809J,CS809L,CS809M,CS1620B,HKA5818-02,CS809R,C

选型指南 - 华润微电子 - 2023/3/20 PDF 中文下载

GAP9 next generation processor for hearables and smart sensors Multidimensional computing for context-aware ANC, neural network based noise reduction, 3D sound, multisensor analysis and more

型号- GAP9

数据手册 - GREENWAVES - Version 1.14 - 2022/6/21 PDF 英文下载查看更多版本

TOPPOWER（顶源科技）电源模块/开关电源选型指南

描述- 广州顶源电子科技股份有限公司，专业从事电源产品的研发，生产、销售及综合解决方案的国家高新技术企业。公司通过了 IATF16949 汽车认证及 ISO9001:2015 质量管理体系认证。拥有专家级研发团队，已申请获得几十项国家专利，公司拥有全自动生产线，先进的检测设备，确保产品一致性和稳定性。

型号- TP50DC,TPK-SAR,TPC/PWF-150-XS,TPI-2W,TP15AT,TKA-W25,TPV-W25,TP15AS,TPR/DG-30-XS,TPR/SDR-240-XS,TP03AA,TP35DC,TP15ACS,TPC/PS-60-XS,TPR/DG-15-XS,TPET,TP30ACS,TP50DG,TPR/NDR-U75-XS,TP78XX-0.5,TP15AC,TP30AT,TP30AU,TPVT,TP15AL,TPK-3W,TP03AR,TP10AC,TPVT-2W,TP2L-3W,TP03AZ,TPC/GKF-320-XS,TPE2,TP10ACS,TPE1,TPV1,TPV-SAR,TP03AC,TPD-W25,TP03AD,TPC/PDF-1200-XS,TPR/NDR-U120-XS,TPV2,TP03AL,TPET-2W,TPC/PWF-100-XS,TPB,TPC/LPD-100-XS,TPD,TPG,TPR-W25,TPF,TPI,TPH,TPK,TP2L-2W,TPJ,TPAT-W2,TPL,TKE-W25,TPAT-W5,TP06DB,TPS,TP06DE,TP25DG,TPT,TPC/LR-150-XS,TP50AU,TPR/SDR-360-XS,TP05DB,TP05DA,TP20DC,TP78XX-2,TP20DB,TP2L-1W,TP20DD,TP78XX-1,TPR-W5,TPV2-W5,TPR/SDR-120-XS,TPH-3W,TPC/PDF-800-XS,TP78LXX-1,TPAT,TP20AC,TPAT-2W,TP10DB,TP10DA,TP10DC,TP20ACS,TP20ACL,TPG-3W,TPC/LR-200-XS,TP05ACS,TPET-W2,TP40DC,TPET-W5,TP01AZ,TPJ-2W,TKE-W5,TP05AS,TP05AR,TPA2,TP06DA,TP12AC,TPC/PDF-600-XS,TKA,TPA1,TP50AE,TP40DG,TPR/NDR-U240-XS,TKE,TP05AZ,TP05AD,TP05AF,TPC/LR-350-XS,TP05AC,TP20AT,TP05AL,TP20AU,TPD-W5,TPC/GKF-200-XS,TPVT-W5,TPL-3W,TPC/PD-25-XS,TPC/LR-50-XS,TP30DB,TPR/SDR-75-XS,TPLE-W5,TP2L-6W,TP15DC,TP30DG,TP15DB,TPLE-W1,TPC/NE-350-XS,TP30DC,TP50DH-300DH,TPLE,TPC/LR-35-XS,TPD-2W,TP08DA,TP10AG,TP10AF,TPV1-W5,TP10AS,TPR/SDR-480-XS,TP50DH-300,TP10AT,TP78LXX-1.5,TPVT-W2,TP02AZ,TP25AU,TP03DB,TP03DA,TPA-W25,TPV-W1,TPB-1W,TP06AC,TP15DD,TPD-3W,TPR-1W,TP30-60AH,TP40AU,TPC/PS-35-XS

选型指南 - TOPPOWER - 2023/8/4 PDF 中文下载

中高端电源模块厂商顶源科技（TOPPOWER）授权世强硬创代理

根据协议，DC-DC电源模块、AC-DC电源模块、AC-DC开关电源、DC/DC隔离定电压输入电源、DC/DC隔离宽电压输入电源、DC/DC非隔离电源等全线产品上线世强硬创平台，丰富了平台的产品及产品信息，满足不同科技企业需求。

签约新闻发布时间 : 2023-10-13

智能传感器技术发展及其应用场景

随着物联网、移动互联网等新兴产业的快速发展。智能传感器由传感元件、信号调理电路控制器组成，具有数据采集、转换、分析甚至决策功能。智能化可以提高传感器的精度，降低功耗和体积，实现更轻松的组网，从而扩大传感器的应用范围，使其发展更加快速有效。

技术探讨发布时间 : 2024-05-08

TOPPOWER（顶源科技）DC-DC电源模块选型表

TOPPOWER（顶源科技）DC-DC电源模块，输入电压范围3.3V~264V，输出电压范围为±3.3V~43V，功率范围为0.1W~50W，隔离电压范围为1.5KV~6KV

产品型号	品类	输入电压(V)	输出电压(V)	功率(W)	隔离电压(kv)	封装形式
TP06DA05D15	DC-DC电源模块	4.5V-9V	±15V	6W	1.5kv	DIP

选型表 - TOPPOWER 立即选型

广州顶源电子（TOPPOWER）科技股份有限公司专业从事电源产品的研发、生产、销售及综合解决方案的国家高新技术企业。公司通过了IATF16949汽车认证及ISO9001:2015质量管理体系认证。拥有专家级研发团队，已申请获得几十项国家专利，公司拥有全自动生产线。

DC/DC隔离定电压输入电源 DC/DC隔离宽电压输入电源 DC/DC非隔离电源 AC/DC板载模块 AC/DC机壳基板型开关电源 AC/DC导轨式开关电源

授权代理商 - 世强先进（深圳）科技股份有限公司线上商城技术资料

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【IC】奥松电子新一代MEMS电容式温湿度智能传感器获评广州市轨道交通自主创新产品

近日，广州市发改委公布了《2023年度广州市轨道交通自主创新产品评定清单》，奥松电子研发的新一代MEMS电容式温湿度智能传感器，成为首批通过评定的自主创新产品之一。

产品发布时间 : 2024-05-01

TOPPOWER（顶源科技）DC-DC非隔离电源模块选型表

TOPPOWER（顶源科技）DC-DC非隔离电源模块，输入电压范围4.75V~32V，输出电压范围为1.5V~15V，封装形式皆为SIP

产品型号	品类	输入电压(V)	输出电压(V)	封装形式
TP7812-2L	DC-DC非隔离模块	16V-30V	12V	SIP

选型表 - TOPPOWER 立即选型

世强硬创与高性能智能传感器专家智恒（厦门）构建平台战略合作

高度集成的CMOS集成光电传感器/专用集成电路（ASICs），使智恒（厦门）的光电传感器的性能能够对标/超越国际知名品牌。

签约新闻发布时间 : 2023-08-14

硬核双展乘势而来，创新商机共享未来：奥松电子携智能传感器定制化解决方案亮相展会

奥松电子是应用MEMS半导体工艺技术生产传感器特色芯片的国家级专精特新“小巨人”企业，也是MEMS领域集研发、设计、制造、封装测试、终端应用为一体的MEMS智能传感器全产业链企业，拥有先进的MEMS半导体智能传感器特色芯片生产线，产品性能达到国际先进水平，为国内发展智能制造、智能家电、新能源、汽车、医疗等新一代信息技术领域提供硬件技术支撑，实现国产替代进口。

原厂动态发布时间 : 2024-04-23