[发明专利]一种本安隔离型变送器

说明书

本发明公开了一种本安隔离型变送器，包括：输入及A/D模块、数字隔离模块、微控制器、LCD显示模块、通信接口、输出电路和电源电路，微控制器分别与数字隔离模块、LCD显示模块、通信接口和输出电路连接；数字隔离模块与输入及A/D模块连接，电源电路用于给微控制器和LCD显示模块供电，电源电路包括：供电单元、稳压单元和电压转换单元；供电单元的正极与稳压单元的输入端连接；稳压单元的输出端连接电压转换单元的输入端；电压转换单元的输出分别与微控制器和LCD显示模块连接；供电单元的负极、稳压单元和电压转换单元共地。该本安隔离型变送器，将电容元件用在低电压电路中；并减少了电感元件的使用；其具有更丰富的功能，芯片选型更方便。

技术领域

本发明涉及一种本安隔离型变送器。

背景技术

二线制变送器是将各种传感器信号(如温度、压力、液位等)转换成与工程单位成线性关系的4－20mADC信号，并具有现场LCD显示及通信接口等功能。其主要特点是输出4－20mADC信号与电源共用两根线，要求变送器电路总电流必须小于4mADC，为考虑一点余量，在设计时通常要求总电流小于3.5mA。

本安型变送器安装在有易燃易爆物质的场合，对变送器电路中的电感电容等储能元件有严格的要求。在IIC环境内中安装的变送器，当输入电压为28VDC时，允许的电容≤0.1uF，而变送器的抗干扰和纹波抑制都需要安装更大容量的电容。

因此，如何设计出一款本安隔离型变送器，使其尽量少用或不用电感元件，或将电容元件用在低电压电路中；显得尤为重要。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种本安隔离型变送器，其首先将高电压用稳压单元降低，然后再使用大容量电容；并在电压转换单元中采用电荷泵芯片进一步将电压降低，在电压转换单元仅仅使用电容，不使用电感，减少了电感元件的使用。

为实现上述目的，本发明提供了一种本安隔离型变送器，包括：输入及A/D模块、数字隔离模块、微控制器、LCD显示模块、通信接口、输出电路和电源电路，微控制器分别与数字隔离模块、LCD显示模块、通信接口和输出电路连接；数字隔离模块与输入及A/D模块连接，电源电路用于给微控制器和LCD显示模块供电，电源电路包括：供电单元、稳压单元和电压转换单元；供电单元的正极与稳压单元的输入端连接；稳压单元的输出端连接电压转换单元的输入端；电压转换单元的输出分别与微控制器和LCD显示模块连接；供电单元的负极、稳压单元和电压转换单元共地。

与现有技术相比，本发明公开的本安隔离型变送器，首先将高电压用稳压单元降低至7V，然后再使用大容量电容；并在电压转换单元中采用电荷泵芯片进一步将电压由7V降低至3.5V，其在电压转换单元仅仅使用电容，不使用电感，减少了电感元件的使用；且利用高效率的电压转换芯片将7V转换为3.5V之后，理论上将变送器电路允许的总电流提升了一倍。使变送器可以具有更丰富的功能，芯片选型更方便。

根据本发明另一具体实施方式，电源电路进一步包括单向导通元件，供电单元的正极经单向导通元件与稳压单元的输入端连接。

根据本发明另一具体实施方式，电源电路进一步包括滤波单元，滤波单元包括第一电容、第二电容、第一电感和第二电感；第一电容的一端与供电单元的正极连接，第一电容的另一端与供电单元的负极连接；第二电容的一端与稳压单元的输入端连接，诉第二电容的另一端接地；第一电感的一端连接供电单元的正极，第一电感的另一端与稳压单元的输入端连接；供电单元的负极经第二电感接地。

根据本发明另一具体实施方式，电源电路进一步包括隔离电源单元，隔离电源单元的输入端连接电压转换单元的输出端；隔离电源单元的输出端与输入及A/D模块连接。

根据本发明另一具体实施方式，电源电路进一步包括第一低压差稳压单元，第一低压差稳压单元的输入端连接电压转换单元的输出端，第一低压差稳压单元的输出端分别连接微控制器、LCD显示模块、输出电路和通信接口。