[发明专利]一种变送器负载供电的方法

说明书

本发明公开了一种变送器负载供电的方法，该方法给两线制4‑20mA变送器的负载供电前端增加限流储能电路，限流储能电路在允许的电流水平下从电流环路获取并储存电能，当需要时为变送器电路或负载提供瞬间大电流。本发明有效避免了变送器电路(或负载)直接从4‑20mA环路取电引起环路电流输出毛刺。

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，涉及一种变送器电路，尤其是一种变送器负载供电的方法及两线制4-20mA变送器电路。

背景技术

现有技术中，广泛采用4~20mA电流来传输模拟量，两线制变送器的原理是利用了4~20mA信号为自身提供电能。如果变送器自身耗电大于4mA，那么将不可能输出下限4mA值，因此一般要求两线制变送器自身耗电（包括传感器在内的全部电路）不大于3.5mA，这是两线制变送器的设计根本原则之一，因此电路的低功耗成为主要的设计难点。

然而，两线制4-20mA变送器电路的低功耗要求给设计带来了诸多限制，尤其当变送器采用数字接口传感器或功能模块，这些传感器或功能模块周期性工作时，导致变送器瞬间耗电超过输出下限值4mA，在变送器输出环路上形成电流毛刺，直接导致输出结果错误。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种变送器负载供电的方法及两线制4-20mA变送器电路。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明首先提出一种为变送器负载供电的方法：给两线制4-20mA变送器的负载供电前端增加限流储能电路，限流储能电路在允许的电流水平下从电流环路获取并储存电能，当需要时为变送器电路或负载提供瞬间大电流。

本发明还提出一种实现上述方法的具备限流储能功能的两线制4-20mA变送器电路：该电路包括限流储能电路、处理及调理电路和两线制V/I变换电路；所述限流储能电路的输入端接到两线制V/I变换电路的4-20mA环路正极；所述限流储能电路的输出端连接至处理及调理电路，所述处理及调理电路的供电端，限流储能电路的储能电容参考端接地。

上述限流储能电路包括限流控制电路以及连接至限流控制电路与V/I变换电路之间的储能元件；所述限流控制电路由电压基准、三极管和电阻构成；所述储能元件为电容器C1，储能元件的电容器C1接在限流控制电路的输出端。

上述限流控制电路包括依次连接形成闭环的两端型电压基准源U1、二极管D1、第一电阻R1、NPN型三极管Q1和第二电阻R2；其中所述NPN型三极管Q1的射极与第二电阻一端连接，NPN型三极管Q1的集级与第一电阻的一端连接，NPN型三极管Q1的基极连接至二极管D1的正极端和第一电阻R1之间；所述二极管D1的负极端连接至两端型电压基准源U1；两端型电压基准源U1与第二电阻R2连接并引出连接至VCC端和电容器C1的正极端；电容器C1的负极端接地和V/I变换电路。

上述处理及调理电路连接有传感器和显示及按键。

本发明具有以下有益效果：

本发明的变送器负载供电的方法及两线制4-20mA变送器电路是给两线制4-20mA变送器的负载供电前端增加限流储能电路，限流储能电路在允许的电流水平下从电流环路获取并储存电能，当需要时为变送器电路（或负载）提供瞬间大电流，有效避免了变送器电路（或负载）直接从4-20mA环路取电引起环路电流输出毛刺。

附图说明

图1为本发明的应用场景示意图；

图2为应用本发明后电流分析示意图；

图3为本发明限流控制电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：