【应用】基于传感器信号调节器ZSC31050设计的两线制4～20mA电流环输出的传感器应用

时间： 2019-05-15 来源：IDT（Renesas收购）

技术问答

在工业应用中，传感器信号传输经常采用两线制4～20mA电流环，其传输距离远，抗干扰能力强，两线制既能实现信号的传输，也能对传感器本身供电。两线制电流环使用简单，运行可靠。IDT（RENESAS收购）推出的传感器信号调节器 ZSC31050，只需要几个外围器件就可以实现两线制4～20mA电流环输出的传感器应用。如图1所示为采用ZSC31050设计的带I2C通信接口两线制4～20mA电流环输出传感器应用电路图。

图1：采用ZSC31050设计的带I2C通信接口两线制4～20mA电流环输出传感器应用电路图

图中电路，TR1由VGATE引脚控制实现5V稳压供电，OUT引脚控制TR2实现4～20mA电流输出控制，50Ω电阻将4～20mA输出反馈至FBP引脚，I2C接口可以与外部模块通信。图2为4～20mA电流环模块与IDT ZSC31050套件通信模块CB的连接图。计算机上安装评估软件，通过CB模块可以对4～20mA电流环模块进行参数配置和补偿运算等。

图2： 4～20mA电流环模块与IDT ZSC31050套件通信模块CB的连接图

图3： 4～20mA电流环模块校准斜线

图3为4～20mA电流环模块校准斜线，图中蓝色斜线为理想斜线，绿色为实际斜线，通过配置可以将VDAC与4～20mA校准到实际绿色斜线上。两线制4～20mA电流环模块再增加几个器件便可以实现 ZACwire数字通信，如图4所示两线制4～20mA电流环输出带ZACwire通信电路图。图5为采用USB通信板与ZSC31050两线制4～20mA电流环实现ZACwire通信连接图。

图4： ZSC31050实现两线制4～20mA电流环输出带ZACwire通信

图5： USB通信板与ZSC31050两线制4～20mA电流环实现ZACwire通信连接图

如图5所示，USB通信板输出数字‘1’，OWI引脚高电平，TR2截止，光耦CNY17-2断开，OUT引脚通过4.3Ω上拉电阻为高电平，ZSC31050输入数字‘1’；USB通信板输出数字‘0’，OWI引脚低电平，TR2导通，光耦CNY17-2开通，OUT引脚通过50Ω下拉电阻为低电平，ZSC31050输入数字‘0’；ZSC31050 输出数字‘1’，OUT引脚输出5V，电流环电流大于15mA，56Ω电阻上的压降使得TR1导通，USB通信板OWI引脚呈现高电平，USB通信板输入数字‘1’；ZSC31050 输出数字‘0’，OUT引脚输出0V，电流环电流小于5mA，56Ω电阻上的压降不足于使TR1导通，USB通信板OWI引脚通过820Ω电阻下拉到低电平，USB通信板输入数字‘0’。

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