【IC】先积发布新品高性能、低成本、外围简洁三线制VI转换芯片LTS110，可通过Rset及外围调节输出范围

时间： 2024-10-11 来源：先积集成公众号

技术问答

先积新产品发布——LTS110

LTS110是一款性价比极高的V/I转换器，可以将模拟电压线性的转换成0-20mA/4-20mA；用户可以通过外部的Rset进行设置想要的输出范围；外部可通过三极管进行功率转移；LDO为内部基准输出，默认输出2.5V；简化V/I转换设计。

一、为什么工业现场会使用4-20mA？

首先在工业现场，要完成信号的调理并进行长线传输，会产生以下问题：

1、如果传输的信号是电压信号，传输线会受到来自现场的各种噪声的干扰；

2、由于采样端并非绝对高阻，以及传输线的存在线阻，会导致传输压降产生。

采用电流信号的原因是不容易受干扰，因为工业现场的噪声电压的幅度可能达到数V，但是噪声的功率很弱，所以噪声电流通常小于nA级别，因此给4-20mA传输带来的误差非常小;电流源内阻趋于无穷大，导线电阻串联在回路中不影响精度，因此在普通双绞线上可以传输数百米；由于电流源的大内阻和恒流输出，在接收端我们只需放置一个250欧姆到地的电阻就可以获得0-5V的电压，低输入阻抗的接收器的好处是nA级的输入电流噪声只产生非常微弱的电压噪声。

4-20mA的电流环便是用4mA表示零信号，用20mA表示信号的满刻度，而低于4mA高于20mA的信号用于各种故障的报警。

二、为什么选择4-20mA而不是0-20mA呢？

很简单，如果0是最小，那么开路故障就检测不到了！

对于两线制仪表来说，只有两根线，一根是电源线，一根信号线，环路工作电流一般为3.5mA，即环路内的器件总电流不大于3.5mA，最大电流小于24mA。

对于三线制仪表来说，分为电源、信号线、GND，常见传输方式为信号线和GND，即常见的共地型三线制。

本次主要介绍三线制工业模拟接口介绍：

1、该电路为常见的HOWLAND结构，输出精度高，带载能力好。

2、该电路为常见的反馈型结构，使用仪放结构，可以有效提升反馈部分的共模抑制比。

3、该电路使用的人还是比较多的。

4、这个是集成芯片XTR111的电路。先积集成也有兼容XTR111的芯片--LTS111。

三、先积推出的高性能、低成本、外围简洁三线制LTS110

LTS110：分为LTS110CMH（温漂50ppm）和LTS110BMH（温漂10ppm）两个版本，为上海先积首创，主要针对电路复杂的运放方案进行替代，可以在提高电路性能的同时减少客户bom元器件的数量。如下是LTS110电路及相关参数：

注意：

1、该电路为电压输入，0-20mA输出。

2、SET电阻Rset建议选用高精度低温漂的电阻。

3、NPN选型需求，SOT223封装以上，VCE耐压大于60V，例如BCP56。

4、输出的15ohm电阻，如果4KV浪涌，最小封装要求0805；如果6KV浪涌，最小封装要求1206。

5、该电路为通用电路，需要根据现场情况增加保护器件，例如输出增加TVS/ESD二极管/放电管等，TVS选择大于电源电压型号。

6、OD如果不使用，建议直接接地处理，或通过一个电阻接地。

7、HART信号通过HART引脚耦合进去，如果不用可以在外部加一个10nF/22nF电容。

8、EF为输出开路报警，为开漏输出，需要外接上拉电阻，不用可悬空。

9、VSP需要做浪涌、反接等处理，才能接入芯片。

10、VREF输出口需要加一个10μF电容，对外使用也可以用运放buffer一下。

11、输出电阻后面的10nF电容不可以省略。

参数

●外围精简、LTS110封装为MSOP10

●工作电压：8-36V

●预留HART接口（XTR111不支持HART功能）

●外扩三极管散热

●线性度两点校正4-20mA小于0.02%

●电压系数＜0.01%

●负载（0-1000Ω@24V）系数＜0.01%

●内置基准（buffer后使用，温度系数小于20ppm）该基准可以用于传感器的ADC量化使用，DAC的基准（PWM积分的level-shift参照电平）

●工作温度：-45℃-125℃

产品应用

●仪器仪表变送器

●工业模拟信号隔离

●工业控制器

●PLC输出驱动

产品优势

●完美替代运放/XTR111产生的4-20mA电路

●外围精简、LTS110封装为MSOP10

●可对外提供一路VREF，具有低温漂、低噪声、高精度的2.5V基准

●定义新颖

●三线制高性能、低成本、外围简洁

LTS110-10颗芯片线性度测试

产品信息

下图为常见的PWM积分电路供参考：

该电路为PWM电平转换及RC一阶滤波及二阶Sallen-Key滤波电路。

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