0-2.5V、3.3V、5V、10V、15V、24V电压转4-20mA电流变送器的电路设计

时间： 2024-08-31 来源：SLKOR官网

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在工业控制等传感器的应用电路中，输出模拟信号一般以电压形式存在。在以电压方式长距离传输模拟信号时，信号源电阻或传输线路的直流电阻等会引起电压衰减。为了避免信号在传输过程中的衰减，可增大信号接收端的输入电阻，但信号接收端输入电阻的增大，使传输线路易受外界电磁干扰，因此在长距离传输模拟信号时，不能以电压输出方式，而需把电压输出转换成电流输出。

电压电流转换器是将输入电压信号转换成电流信号的电路，是由电压控制的电流源。是将输入的电压信号转换成满足一定关系的电流信号，转换后的电流相当一个输出可调的恒流源，其输出电流应能够保持稳定而不会随负载的变化而变化。

下面我们解析一款0-2.5V、3.3V、5V、10V、15V、24转4-20mA电流变送器的电路设计原理。

①压控恒流电路

这是由运放与三极管组成的压控恒流源，其原理是通过负反馈控制运放输出电压控制NPN型三极管基极到发射极的电流大小，进而控制三极管输出电流的大小，三极管工作与放大状态，运放及外围电阻组成了同相放大器，放大倍数为1+（R11/R8）=2，VCC作为三极管及运放的供电电源。

电路中的运放同相输入端的电压并非由外部输入的Ui单独控制，而是又通过了电阻R6将UB电压引入，即采样电阻R6低压侧的电压，根据电阻分压，运放的同相输入端即10端电压为（Ui-UB）/2 +UB，则UA=2*（（Ui-UB）/2 +UB））=Ui+UB，那么R1两端的电压差为UA-UB=Ui，即通过R1的电流为Ui/R1，由此控制Ui的大小，即可控制输出电流的大小。

需要注意的是后级输出负载不能过大，当负载所产生的的压降大于三极管供电电源VCC时则说明负载过大，此时三极管是无法提供足够电流的。

②电压信号放大

根据输出电流范围4-20mA，反推出Ui的对应范围为0.4-2V，则在Ui前加一级放大电路如下图：

③调零功能：

由于模块电路对应输出的电流范围是4-20mA，那么必须保证在输入电压为0v时Ui为0.4V，即需要在同相放大器U1A同相输入端加调压电路，调压电路电压必须精准稳定，不受电源电压波动的影响，故由TL431组成以2.5V为基准电压源，经由电位器RP2分压出可调电压经过跟随器输出经由R5输入到U1A同相输入端。

如此则可通过调节电位器RP2即可调节对应输出电流大小，则在使用模块前，通过调节RP2将输出电流调节为4mA即可。

④量程调节

电压输入部分先通过运放构成的跟随器（输入阻抗高，输出阻抗小）输出，再经由电位器来作将输入电压衰减。经过调零操作后，可先将输入电压调节至[敏感词]值，再通过调节电位器RP1使输出电流达到20mA为止即可。

⑤模块使用步骤

例如想要实现0-10V对应输出4-20mA电流功能，则[敏感词]步先调零操作，使输入电压先为0V，通过调节电位器RP2使输出电流达到4mA，再将输入电压调节至10V，通过调节电位器RP1，直至使输出电流达到20mA，即调节完毕，对于其他量程的调节和上述步骤一致。

注意：后级输出负载不能过大，当负载所产生的的压降大于三极管供电电源VCC时则说明负载过大，此时三极管是无法提供足够电流的。

⑥模块整体原理图

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型号- 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2021/12/7 - 科山芯创 - 快速参考指南代理服务技术支持采购服务

带阻三极管的多场景应用：时科DTC114系列的实践价值探讨

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2024-12-18 - 产品代理服务技术支持采购服务

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比较全面的展示了圣邦微在光模块中应用的相关产品，总的来说目前是有20--30个光模块相关产品。主要涵盖了TEC＼APD＼EML驱动这样的专用器件，高性能运放、电源相关LDO＼DCDC、负压，负载开关以及温度传感器等产品。

2023-11-17 - 新产品代理服务技术支持采购服务

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SLKOR（萨科微）功率器件/二极管/三极管/电源管理芯片/霍尔传感器/光耦选型指南

目录- 公司简介场效应管/IGBT单管单向/双向可控硅稳压二极管三极管运算放大器/达林顿晶体管阵列/整流桥霍尔传感器光耦石英晶体谐振器

型号- BZT52C43S,SS110,MCR00-8,SMCJ440CA,SL11N65CF,MC34063S,ZMM200,PC817,SL2310,SL3400,SL1629SH,SL252030MXXX,RS1A,RS1M,DB107S,GBU4005,1N4148WS,SMF5.0CA,DSK32,SL40T120FL,SL1625SH,MMBT4401,LM317,SL36N120A,SL75T65FL,SL50328MXXX,MMSZ5259B,SL22N120A,SL2301,BT151,GBP210,SL2302,BT169D,SL49SM8M20P-20,1SMB5921B,SL1613SH,S2MF,SL49SM12M20P-20,2N7002,SL201624MXXX,BTA26-800,SL322540MXXX,S3AB,SL4949,GBU610,BFG520,SL252016MXXX,BZT52B2V4,BZT52B43,SL1605SH,ZM4727,1SMA4777A,SL1609SH,BTA41-800,GBU6005,SL21N65CF,SL25T120FL,BTA24-800,SD05C,SL4275,ULN2003,SL1613TH,ES2A,SS525,6N137,6N136,SL15N65CF,WE05DF-BS,ULN2803,BT138-800,2SC3357,SL78LXX,LM2575,6N135,ZMM2V0,LM2576,BZT52C2V4S,US1A,SMF5.0A,SMAJ170A,SL10N120A,S5MB,RS2A,RS2M,MMBT5551,US1M,SL80N120A,S8550,S2AF,SMBJ5.0C,M1,SS22,BSS123,M7,SS310,ABS210,MMBT3904,MMBT3906,SMF58CA,BT137-800,MM1Z39B,ABS201,SMCJ440A,SMAJ5.0CA,BTA12-600,BAV99,SS32,SMBJ5.0,SL1623SH,SMBJ170CA,SL201612MXXX,BSS138,SL322512MXXX,1SMB5956B,ES2J,FR101,SS12,SL3N170AP,1SS181,FR107,SMF58A,78MXX,SL50T65FL,SM15C,SL1619SH,LL4148,MM1Z2V2B,SMAJ5.0A,MMBTA05,SL14N120A,BC817,SS8050,DB201S,SL1615SH,S1A,LM321,S5AB,SMCJ5.0CA,DSK310,GBU410,SS210,BCP51,SL40T65FL,BCP53,S8050,S1M,B772,SMBJ170A,SL28N65A,MMBT2222A,SLM601,BTA16-800,AMS1117-XX,ZM4761,TL431,SS52,NUP2105LT1G,DB101S,SL322524MXXX,SL1603SH,IRF640,SD12C,S9013,GBP2005,SL3407,BZT52C39,SL7N65CD,SMCJ5.0A,BZT52C2V4,SL50N120A,S3MB,MMSZ5221B,SS8550,SL3415,SMAJ170CA,GBLC05CI,BAV21W,DB207S,LM358S,SL80N65CT,1SMA4728A

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