全國產化兩線制/三線制電流環(huán)發(fā)送器系列產品應用指南

當前在各種數(shù)據采集與監(jiān)控系統(tǒng)中通常采用儀表放大器來完成信號的調理，實際信號應用現(xiàn)場進行長線傳輸時，其中電壓信號傳輸容易受到噪聲的干擾，且受到傳輸線的分布電阻的影響，通常采用對噪聲信號不敏感、抗干擾能力強的電流信號進行信號長線傳輸。因此信號在長線傳輸?shù)念I域，精密的電流環(huán)變送器的應用是必須的。

結合前期市場需求以及自身在模電領域的多年應用經驗的積累，現(xiàn)推出系列的電流環(huán)發(fā)送器，其依據GJB2438B標準要求研發(fā)設計和厚膜工藝生產，該系列產品具有采集精度高、輸出電流可調節(jié)、耐高溫等特點。

概述

兩線制/三線制電流環(huán)發(fā)送器系列產品有HJU122A、HJU122B、HJU122C、HJU105A、HJU105B、HJU126B、HJU0420。

HJU122A/B/C

HJU122A為雙電源供電能夠完成將輸入電壓信號轉換為輸出電流信號的功能，并且調節(jié)輸入信號的端口選擇就可以對輸出電流的方向進行調節(jié)，HJU122B與HJU122C為單電源供電能夠完成可調節(jié)恒流輸出電流或吸收電流的功能，且內部集成有一個1.25V的電壓基準。HJU122A/B/C均可以通過調節(jié)外部電阻Rset對其輸出電流大小進行調節(jié)。客戶通過設置合適的電阻Rset，就能夠得到需求的恒流電流信號輸出。

HJU0420/HJU126B

HJU0420是一款可以工作于最高溫度可達﹢175℃的三線制高溫精密4-20mA電流環(huán)發(fā)送器，具有輸出電流可選，動態(tài)輸出能力強和頻率范圍寬等優(yōu)點，電源與輸出端內部集成了接反保護，信號輸出端添加了浪涌保護，極大地提高了器件應用的可靠性與穩(wěn)定性。器件HJU0420可以單電源進行供電且供電范圍寬，完全涵蓋航空28V的供電范圍要求，可以廣泛應用于信號傳輸系統(tǒng)中。

同為三線制電流環(huán)的設計，相比較于HJU0420,HJU126B為雙電源平衡供電，內置了一個電壓基準以供用戶進行選擇4-20mA輸出應用或者0-20mA的電流輸出應用。且HJU126B具有更低的靜態(tài)功耗與溫飄特性，更適合應用于低功耗、高精度、高穩(wěn)定性的電流環(huán)需求領域。

應用案例與注意事項

HJU122A應用

如典型應用圖所示，應用器件時可以通過調節(jié)選擇器件的輸入端，可以完成對于輸出電流方向的選擇。輸出電流的計算公式為ISET=0.25VIN/RSET，即只要設置好電阻Rset后，輸出電流與輸入電壓成線性比例關系。注意在應用時合理選擇負載RL，使得ISET*RL≤VCC-4V，以避免在高端電流輸出時因RL過大導致輸出電壓過大接近于電源電壓，進而使得輸出輸出電流的線性度變差，影響器件功能的正常使用。

HJU122B與HJU122C應用

如典型應用圖所示，相比于HJU122A，HJU122B與HJU122C是可以直接單電源供電工作的。雖然HJU122B與HJU122C分別只具有了輸出電流或吸收電流的能力，不及HJU122A的通過改變輸入端口就可以自由選擇輸出電流或吸收電流的能力，但是HJU122B與HJU122C是可以應用于超低電流例如μA級電流設置的輸出應用的。輸出電流的計算公式為IOUT=Vref/RSET，其中Vref為器件內部設置的基準電壓，即只需要設置好Rset電阻的阻值，就可以得到需要的電流輸出信號。

與HJU122A相同，HJU122B與HJU122C應用時也應該注意RL電阻的大小選擇，以避免因設置輸出電壓過高而導致器件工作異常，輸出電流異常。在進行μA級電流輸出應用時，要注意盡量不要采用超過4MΩ級的較大的采樣電阻RL，采樣電阻RL越大，越容易對輸出電流檢測系統(tǒng)造成影響，使得最終的測量系統(tǒng)的測量結果與實際的設置輸出電流結果不同。

HJU105應用

HJU105的4#引腳定義的GND（VDD的參考地）為整個系統(tǒng)的浮地而不是電源電壓VCC的地，電流輸出IOUT應對電源電壓VCC的地接采樣電阻Rt.應用圖電阻R1、R2、Rset與傳感器的輸出VOUT共同決定了HJU105的輸出電流大小，其輸出電流IOUT的計算公式滿足：

當電阻R1、R2、Rset的值確定后，從公式可以得到輸出電流與傳感器輸出電壓VOUT是呈線性變化的，即設定好VOUT（低）對應的4mA輸出時，只需要將VOUT(高）設置為VOUT（低）的5倍大小，即可獲得20mA的輸出電流。為了減小傳感器輸出VOUT與電阻R1、R2、Rset回路的電流以避免當傳感器在高端輸出應用時回路電流較大而導致傳感器輸出功耗較大的情況發(fā)生，推薦應用時R1與R2的阻值設定都大于100K。

HJU0420應用

HJU0420的電流輸出由輸入電壓幅度與設置電阻Rset共同決定而與輸出采樣電阻的大小無關，其輸出電流計算公式為:

IOUT=(1.23+(Vin*2））/RSET。

HJU126B應用

通過設置電阻RS與輸入信號IN幅度，就可以得到相應的電流輸出而電流輸出的設置

與輸出采樣電阻的大小是無關的。

要注意采樣電阻RS應選用高穩(wěn)定性精密電阻，以保證輸出電流的精密性，而且電源電壓VCC的變化會影響輸出電流穩(wěn)定性，所以應選用高穩(wěn)定性的電源。

注意事項

所有的電流環(huán)在高端電流應用例如20mA電流輸出時，整個器件的熱功耗將會變得較高，即可以通過參考上原理圖在在遠端外接正電源與器件正電源引腳之間加一電阻RP以使得器件上的壓差降低以減小器件的實際供電電壓以減小功耗。但在應用時要注意電阻阻值不能太大，電阻太大可能會使得器件輸出管上C、E級上的壓降接近飽和壓降Vces，使得輸出管接近飽和態(tài)，導致輸出電流會隨著電源電壓的變化而變化，不能再保持穩(wěn)定。

輸出管C、E即級電壓差計算公式為VCE=VCC-IOUT*（RP+RSET+Rt），為了保證得到穩(wěn)定的電流輸出，計算設置的VCE應大于器件輸出管的飽和壓降Vces，而且電流環(huán)的IOUT一般為與輸入電壓或內部基準電壓與RSET的比值，要想將功耗分布于外置電阻Rp上，則需要盡量選擇較小的終端采樣電阻Rt。

電流信號在經過長線傳輸后對輸出電流進行采集處理時，推薦客戶參考典型應用圖在終端電阻Rt上并聯(lián)一個電容Ct，這個電容能夠有效地減小工頻信號干擾以平滑電流信號的輸出。要注意電容的選值越大輸出電流信號噪聲會越小但是Rt、Ct構成的網絡其τ值也將增大使得輸出信號的建立時間也將越長。器件實際應用時用戶應根據自身的信號噪聲要求和建立時間需求合理的進行電容選擇。