[實用新型]基于HART協議的變送器供電電路

有效

• 申請號: 201520715897.6
• 申請日: 2015-09-16
• 公開（公告）號: CN205014992U
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 李強;彭恩文;張建清
• 申請（專利權）人: 成都眾山科技有限公司
• 主分類號: G01D5/00
• 分類號: G01D5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及集成電路供電技術領域，特別涉及一種基于HART協議的變送器供電電路。

背景技術

變送器是工業過程控制中最重要的現場儀表，可用于壓力、差壓、溫度、液位、流量等多種參數的測量。它通過傳感器對過程變量進行檢測，經過轉換后成為4~20mA標準電流信號，或直接通過數字通訊方式與控制室交換信息。隨著工業過程控制系統自動化水平的不斷提高，工藝流程的大型化、復雜化及計算機控制的應用，對變進器的性能、功能、智能化程度、通訊規程、測量精度、量程比、長期穩定性、各種影響量指標等都提出了新的更高要求。變送器的優劣，直接關系到整個控制系統的穩定性與安全性。作為從4~20mA向全數字現場總線過渡時期的標準，可尋址遠程傳感器高速通道（HART，HighwayAddressableRemoteTransducer）協議最大的優點是在兼容傳統電流環通信的同時還可以利用同一電纜進行雙向數字通信，實現諸如修改量程、維護、診斷等功能，幫助改善生產質量，提高系統運行效率。

與普通的4~20mA變送器相比，基于HART總線的智能變送器節省了大量電纜，提高了測量精度和可靠性，但同時也增加了儀表內部功耗，儀表的電源設計變得十分關鍵。現有技術中采用單穩壓電源設計模式，即采用開關穩壓電源或者線性穩壓電源為智能變送器供電。然而，開關穩壓電源的供電效率高、輸出功率大但輸出電壓中所含紋波較大，線性穩壓電源不易受電磁干擾、紋波小但電源效率低，單穩壓電源設計模式不能同時滿足高效率和低紋波電壓要求。

實用新型內容

本實用新型所要解決的問題是提供一種基于HART協議的變送器供電電路，將開關穩壓電源和線性穩壓電源配合使用，為智能變送器提供高效率、低紋波的電源電壓。

為解決上述問題，本實用新型提供一種基于HART協議的變送器供電電路，包括電壓比較器、振蕩器、放大器、開關管、電感、穩壓二極管、TL431集成電路、第一儲能電容、第二儲能電容、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻以及第五電阻；

所述電壓比較器的第一輸入端適于接收參考電壓，所述電壓比較器的第二輸入端連接所述第一電阻的一端和所述第二電阻的一端，所述電壓比較器的輸出端連接所述振蕩器的輸入端，所述振蕩器的輸出端連接所述放大器的輸入端，所述放大器的輸出端連接所述開關管的控制端，所述開關管的第一端適于接收電池電壓，所述開關管的第二端連接所述電感的一端和所述穩壓二極管的陰極，所述電感的另一端連接所述第二電阻的另一端、所述第三電阻的一端和所述第一儲能電容的一端并適于輸出第一電源電壓，所述第三電阻的另一端連接所述第四電阻的一端、所述TL431集成電路的陰極以及所述第二儲能電容的一端并適于輸出第二電源電壓，所述第四電阻的另一端連接所述第五電阻的一端和所述TL431集成電路的基準極，所述第一電阻的另一端、所述第二儲能電容的另一端、所述TL431集成電路的陽極、所述第五電阻的另一端、所述第一儲能電容的另一端以及所述穩壓二極管的陽極接地。

可選的，所述基于HART協議的變送器供電電路還包括適于產生所述參考電壓的參考電壓產生電路，所述參考電壓產生電路包括第六電阻和第七電阻；所述第六電阻的一端適于接收所述電池電壓，所述第六電阻的另一端連接所述第七電阻的一端并適于輸出所述參考電壓，所述第七電阻的另一端接地。

可選的，所述開關管為NMOS晶體管；所述開關管的控制端為NMOS晶體管的柵極，所述開關管的第一端為NMOS晶體管的漏極，所述開關管的第二端為NMOS晶體管的源極。

可選的，所述開關管為NPN晶體管；所述開關管的控制端為NPN晶體管的基極，所述開關管的第一端為NPN晶體管的集電極，所述開關管的第二端為NPN晶體管的發射極。

可選的，所述基于HART協議的變送器供電電路還包括第一濾波電容、第二濾波電容以及第三濾波電容；所述第一濾波電容的一端連接所述開關管的第一端，所述第二濾波電容的一端連接所述電感的另一端，所述第三濾波電容的一端連接所述第二儲能電容的一端，所述第一濾波電容的另一端、所述第二濾波電容的另一端以及所述第三濾波電容的另一端接地。

與現有技術相比，本實用新型具有以下優點：

本實用新型提供的基于HART協議的變送器供電電路，將低壓差線性穩壓電源和開關式穩壓電源配合使用，不僅效率比單獨的低壓差線性穩壓電源高許多，而且和開關式穩壓電源相比，它的輸出電壓紋波很小，精度也很高，適合要求低功耗、多功能、負載適應性強的HART總線智能變送器。

附圖說明