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深圳市顺源科技有限公司

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传感器回路馈电两线无源 4-20mA 电流环有源负载控制 IC 应用方案

发布时间： 2016/11/21 16:07:49 | 1646 次阅读

方案一、两线制无源型回路馈电 4-20mA 信号隔离配电器：ISOS 4-20mA-F 系列

产品特点		典型应用
●	超小体积（19.5X12.5X9.8mm），无需零点、满度调校	●	两线制无源型传感器供电及信号传输
●	独有高效信号回路窃电技术，无须外接工作电源	●	4-20mA 电流信号隔离馈电传输方式实现
●	两线制 4-2OmA 信号回路馈电传输方式	●	工业现场 4-20mA 信号隔离及长线传输
●	两线制 4-2OmA（0-20mA）配电回路有源输出方式	●	PLC、DCS 输入通道间信号采集隔离防窜扰
● 给传感器提供工作电源：16V ~ 21.5VDC		●	多路模拟量采集地线环流隔离及干扰抑制
●	全量程内极高和线性度，非线性度误差 <0.2%	●	仪器仪表信号与传感器间可靠收发监控
● 误差等级：0.1、0.2，信号损耗值低(压降 3V, type @20mA)		●	模拟信号数据采集隔离与长线无失真传输
● 工业级温度范围：-40 ~ +85 ℃		●	电力仪器仪表、医疗设备监控隔离安全栅
● SIP7 Pin 标准 PCB 板上安装，符合 UL94V-0 阻燃封装		●	电力、轨道交通直流高压监控隔离安全栅

SunYuan ISOS 4-20mA-F 是顺源新开发的业界体积（7脚单列直插SIP7 Pin）低成本两线制回路馈电型4-20mA信号隔离配电器IC。这款新产品可以通过后级馈电方式，给前级两线制无源型传感器或PLC、DCS设备供电，同时可接收来自两线制传感器及其它仪器仪表设备输出的4-20mA 电流信号，经隔离后输出一个同线性、同比例大小的4-20mA信号。7脚单列直插的超小体积（19.5X12.5X9.8mm）标准PCB板上安装设计，可嵌入安装在仪器仪表、传感器、PLC等操作控制板内部，有效简化用户系统设计方案选择，降低体积和布线成本。

ISOS 4-20mA-F 采用顺源科技独有的电磁隔离耦合、高效能的回路窃电发明技术，内部包含电流信号调制解调电路、信号耦合隔离变换电路，和一个高效率的DC-DC升压电路等。DC-DC升压电路为两线制无源型传感器或PLC、DCS设备配电16V~21.5VDC，方便了一些无源型传感器的信号测量、远传、隔离等功能，满足用户现场无需外接辅助电源而实现信号远距离、无失真传输的需要。该IC输出是针对24VDC和取样电阻（或称负载电阻）相串联的二线制供电回路（现场防爆功能）来设计的，同当前工业现场常用的模拟量输入接口板（上位机）、PLC、DCS或其他仪表含有有源负载的模拟量输入端口相匹配。内部的集成工艺及新技术隔离措施使器件能达到3KVDC绝缘电压及工业级宽温度、潮湿、震动的现场恶劣环境要求。

ISOS 4-20mA-F 产品使用非常方便，无需外接其它调节电路即可实现两线制 4-20mA 信号的隔离、传输和变送功能。产品独有的电磁隔离模式及高效能后级馈电技术，有效地解决了传感器、变送器电流信号隔离及传输上对供电电源的依赖问题，达到标准信号 4-20mA 精准隔离传送。产品有 PCB 板上安装的 IC 封装、DIN35 标准导轨安装和 PIM 面板嵌入式安装方式。 DIN 导轨式安装方式可实现信号一进一出、二进二出，三进三出等多路隔离传输功能，PIM 面板嵌入式智能化变送表可实现 4-20mA 信号隔离显示、报警控制及远距离无失真传输等多种功能。广泛应用在冶金采矿、石油化工、电力设备、医疗仪器、工业自动化、新能源设施及科研等领域，用户可根据现场需要选择合适产品。

技术参数

参	数	条件	值	典型值	值	单位

隔离电压	AC，60Hz	10S	2000	3000	4000	Vrms
绝缘阻抗		500VDC		100		MΩ
漏电流		240Vrms，60Hz		0.5		uA
温漂		-40~+85℃		±50	±100	PPm/℃
非线性度		全量程范围内		±0.1	±0.2	%FSK
输出线性范围			0	4	24	mA
输出电流 Io			1.2		40	mA
输出压降 Voh		Io=20mA		3		V
输出信号电压范围			10	24	32	V

输出带载能力		24VDC		500		Ω

频率响应（小信号带宽）		Io=20mA		100		Hz

Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd. Page 1 of 13

						ISO Series Analog Signal Converter IC
通用参数

	、线性度误差等级 ----------		0.1，0.2 级	负载调节率		---------- ＜0.05% meas.val./100Ω

	辅助电源----------	无		隔	离	---------- 信号输入/输出两隔离

	工作温度----------	-40 ~ +85℃		封	装	---------- SIP 7 Pin (单排 7 脚)

	工作湿度----------	10 ~ 90% (无凝露)		耐	压	--------- 3KV(60HZ / S)，漏电流＜1mA

	存储温度----------	-45~ +105℃		耐冲击电压		---------- 3KV， 1.2/50us(峰值)

	存储湿度	10 ~ 95% (无凝露)		温度漂移		---------- 0.0050%F.S./℃
	存储湿度	10 ~ 95% (无凝露)				(-40℃～ +85℃工作温度范围内)
						(-40℃～ +85℃工作温度范围内)

产品额定值（长期在额定值环境下工作影响产品使用寿命，超过值可能出现不可修复的损坏。）

Continuous Isolation Voltage （持续隔离电压）		3000Vrms

Vin （输入电压）		32VDC

Junction Temperature	（工作温度）	- 40 ~ +85 ℃

Storage Temperature	（存贮温度）	+150℃

Lead Temperature	（焊接温度）	+300℃

Output Short to Common （输出短路时间）		可持续

引脚定义及原理框图

IC 封装产品外形尺寸及典型应用

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		ISO Series Analog Signal Converter IC
方案二、两线制无源型 4-20mA 电流环路隔离调理器：ISOS 4-20mA-E 系列
● 独有高效信号回路窃电技术，无须外接工作电源	●	两线制有源负载信号匹配、调理及控制
● 两线制 4-20mA 模拟信号输入与输出 3000VDC 隔离	●	传感器 4-20mA 信号采集隔离调理及传输
● 有源 4-20mA 信号采集电压（5 ~ 32V）超宽范围输入	●	PLC、DCS 输入通道间信号采集隔离防窜扰
● 回路供电 4-20mA 电流环输出方式	●	多路模拟量采集地线环流隔离及干扰抑制

● 有源信号输入，无源输出控制电流环回路中的有源负载 ● 仪器仪表信号与传感器间可靠收发监控

●	全量程内极高和线性度，非线性度误差 <0.2%	●	模拟信号数据采集隔离与长线无失真传输
● SIP7 Pin 标准 PCB 板上安装，符合 UL94V-0 阻燃封装		●	电力仪器仪表、医疗设备监控隔离安全栅
● 超小体积（19.5X12.5X9.8mm），误差等级：0.1、0.2		●	4-20mA 电流信号隔离变送一进一出、
●	工业级温度范围: -40 ~ +85 ℃		二进二出、三进三出变送功能的实现

SunYuan ISOS 4-20mA-E 是顺源新开发的业界体积（7脚单列直插SIP7 Pin）低成本两线制4-20mA信号隔离调理控制IC，这款新产品可以将输入有源 4-20mA 电流信号转换成隔离的无源控制信号输出，控制二线制供电（防爆方式）4-20mA 电流环路。实现传感器信号采集与模拟量输入接口有源负载的匹配，有效解决现场采集的有源 4-20mA 电流与二线制电流环供电回路接收口电源的信号冲突干扰问题。

ISOS 4-20mA-E 采用高效能的回路窃电技术，使IC无需独立电源供电。而采用两线制回路供电输出方式，可省掉辅助电源和两根电源线，大大简化了用户的设计，降低用户布线成本。该IC内部包含有电流信号调制解调电路、信号耦合隔离变换电路等。很小的输入等效电阻，使该IC能够从传感器输出回路中采集到电流信号的电压值达到超宽范围（5~32VDC），以满足用户无需外接辅助电源而实现信号远距离、无失真传输的需要。

ISOS 4-20mA-E 输出是针对24VDC和取样电阻（二线制仪表）相串联的二线制供电回路来设计的，同当前工业现场常用的模拟量输入接口板（上位机）、PLC、DCS或其他仪表含有有源负载的模拟量输入端口相匹配。产品能满足工业级宽温度、潮湿、震动的现场恶劣环境要求，使用非常方便，只需外接一个2KΩ的多圈电位器进行ADJ校正，即可实现两线制 4-20mA信号的隔离、传输和采集控制。产品有小体积PCB板上安装的IC封装和DIN35标准导轨安装方式，DIN导轨式安装方式可轻松实现信号一进一出、二进二出，三进三出、16路等隔离功能，用户可根据现场需要选择产品。

技术参数

参	数	条	件	值	典型值	值	单位

隔离电压 AC，50Hz		10S		3000			VDC
绝缘阻抗		500VDC			100		MΩ
漏电流		240Vrms，50Hz			0.5		uA
温漂					±50	±100	PPm/℃
非线性度					±0.2	±0.5	%FSK
负载能力		24VDC			750		Ω

输入信号电压范围				5	24	32	VDC

输出信号电压范围		RL:250Ω		13	24	36	VDC

输出线性范围					4	24	mA
输出电流 Io				0.5		40	mA
输出信号纹波					10	20	mV

频率响应（小信号带宽）		Io=20mA			100		Hz

通用参数

、线性度误差等级 ---------- 0.1，0.2 级	负载调节率		---------- ＜0.05% meas.val./100Ω

辅助电源---------- 无	隔	离	---------- 信号输入/输出两隔离

Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd. Page 3 of 13

				ISO Series Analog Signal Converter IC

工作温度----------	-40 ~ +85℃	封	装	---------- SIP 7 Pin (单排 7 脚)

工作湿度----------	10 ~ 90% (无凝露)	耐	压	--------- 3KV(60HZ / S)，漏电流＜1mA

存储温度----------	-45~ +105℃	耐冲击电压		---------- 3KV， 1.2/50us(峰值)

存储湿度	10 ~ 95% (无凝露)	温度漂移		---------- 0.0050%F.S./℃
				(-40℃～ +85℃工作温度范围内)