Разработка схемы защиты от ограничения тока для интерфейса 4-20 мА

В соответствии с топологией двухпроводной схемы, силовой ток модулируется датчиком, а затем возвращается в схему сбора сигнала. Если выходная часть схемы не подвергается обработке, то в случае короткого замыкания датчика или неправильной работы конечного пользователя, вызывающей короткое замыкание, существует высокая вероятность повреждения питания или повреждения схемы сбора сигнала. Чтобы избежать этой ситуации, необходимо добавить в схему, обеспечивающую питание датчика напряжением 24 В, схему ограничения тока для ограничения тока в безопасном диапазоне (например, ниже 30 мА), чтобы предотвратить катастрофические сбои.

Ниже представлена ​​схема защиты от ограничения тока, обеспечивающая подачу питания 24 В на датчик при проектировании схемы сбора данных через интерфейс 4-20 мА.

Когда ток становится меньше предельного тока Imax, падение напряжения на резисторе R1 становится меньше напряжения проводимости Vbe транзистора P1. Резисторы R3 и R4 делят напряжение, создавая достаточную разность напряжений между истоком и затвором полевого транзистора Q1. В этот момент транзистор P1 отключается, и транзистор Q1 начинает проводить ток. Схема находится в нормальном рабочем состоянии.

Когда ток превышает предельный ток Imax, падение напряжения на резисторе R1 становится больше напряжения проводимости Vbe транзистора P1. В этот момент транзистор P1 находится в проводящем состоянии. Входное напряжение подается непосредственно на затвор полевого транзистора Q1. В этот момент напряжения на истоке и затворе полевого транзистора Q1 приблизительно равны, что приводит к выключению полевого транзистора Q1 и отключению цепи, переводя схему в защитное состояние. Это предотвращает повреждение нагрузки чрезмерным током.

Поскольку напряжение проводимости Vbe микросхемы MMBT2907A составляет приблизительно 0,7 В, а из соотношения Vbe/R1 = 25 мА следует, что предельный ток составляет приблизительно 25 мА. Если необходимо отрегулировать предельный ток, достаточно просто изменить значение сопротивления резистора R1.

• Предыдущий пост

  Принципы, алгоритмы и реализация системы определения ориентации (AHRS)

• Следующий пост

  Модуль преобразования интерфейса AVI-F: высокоточное решение для преобразования тока/частоты с температурной компенсацией.