具有HART的完全隔离、单通道电压、4 mA至20 mA输出的电路

i Coupler® 芯片级变压器技术用于隔离逻辑信号;集成的变压器驱动器带隔离副边控制功能，可以提高隔离式 DC/DC 转换器的效率。内部振荡器频率可以在 200 kHz 至 1 MHz 范围内调整，由 R OC 的值决定。当 R OC = 100 kΩ时，开关频率为 500 kHz 。

ADuM3471调节来自 15 V 正电源。调节反馈来自分压器网络 (R1 和 R2) 。电阻根据以下要求选择：当输出电压为 15 V 时，反馈电压为 1.25 V 。反馈电压与 ADuM3471内部反馈设定点电压 1.25 V 相比较。调节通过改变驱动外部变压器的 PWM 信号的占空比来实现。

负电源的调节不太严格，且空载时可能低至 −26.4 V 。因此，在负电源处放置一个 25 V 齐纳二极管。轻载时，二极管从电源获取小电流，但可确保其箝位在 25 V 左右。

另一种方法是使用匝数比为 4:1 的隔离式变压器;当其空载时，负供电轨不会过低。在要求较高顺从电压或极低功耗的应用中，应当考虑其它电源设计。

　　输入功率

图 1 中的电路采用 24 V 电源供电。 ADP2441用于将 24 V 降压为 5 V ，为所有控制器侧电路供电。

ADP2441可接受最高 36 V 的电压，并且可更加轻松地达到可靠的电源输入瞬变保护。

ADP2441还具有其他各种安全性 / 可靠性功能，如欠压闭锁 (UVLO) 、精确使能特性、电源良好引脚和过流限值保护。对于 24 V 输入和 5 V 输出，它能达到最高 90% 效率。

　　隔离

ADuM3471电源隔离电路包括四个完全隔离的电压通道，隔离额定值为 2.5 kV 。这四个通道用于隔离的四条数据线路 (SCLK 、 LATCH 、 SDIN 和 SDO) 。 SDO 线路隔离对于电路运行而言并非必要，但允许访问诊断和故障特性，以及寄存器回读。

ADuM3482是一款 3.75 kV 四通道数字隔离器，采用小型 20 引脚 SSOP 封装 (7.2 mm × 7.8 mm) 。 ADuM3482内核工作电压范围为 3.0 V 至 5.5 V ，而 I/O 电源范围为 1.8 V 至 5.5 V 。这些器件可用于直接与 1.8 V 逻辑器件接口。该隔离器用于隔离 AD5700-1 HART 调制解调器的 UART 信号。

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直流过压保护图 1 中的电路允许对持续的直流电压 +36 V 和 −28 V 进行过压 保护。这意味着，在直流电源线路意外连接输出时，电路 受到保护。 在过压条件中，电源通过外部保护二极管拉高或拉低。这 些二极管和输出端之间的电阻限制了峰值电流。 输出端的最大 / 最小电压受限于任意连接输出或电源电路的 击穿电压。 AD5422的电流和电压输出可耐受 +48 V 至最低 − 28 V 。 AV SS 输入可耐受 −28 V ， AV DD 可耐受 +48 V 。 ADR02基准电压源输入可耐受 36 V 。 AD5700-1的 ADC_IP 引脚受 150 kΩ电阻保护，该电阻限制所有电流，后接一个 300 pF 隔直电容。在直流过压条件下，勿将其他 IC 暴露在较高的 电压下。 瞬变电压保护 AD5422内置 ESD 保护二极管，可防止正常操作造成的损 害。但是，工业控制环境会使 I/O 电路遭受高得多的瞬 变。为了防止过高瞬态电压影响 AD5422，可能需要外部功 率二极管和浪涌电流限制电阻，如图 1 所示。 对电流输出路径上电阻值的制约条件 ( 图 1 中的 18 Ω) 是：正 常工作时， I OUT 输出电平必须保持在其顺从电压限值内， 即 AV DD − 2.5 V ，并且两个保护二极管和电阻必须具有适当 的额定功率。在 18 Ω 下，对于 4 mA 至 20 mA 输出，引脚上 的电压限值会降低 V = IMAX × R = 0.36 V. 对电压输出路径上电阻值的制约条件 ( 图 1 中的 100 Ω) 是： 整个输出电压范围内必须具有 0.8 V 裕量。电阻效应可通过 +V SENSE输入降至最低。如图 1 所示， +V SENSE 输入受 22 Ω 电阻 保护。相应地， −V SENSE 路径上还有一个 22 Ω 电阻。这两个 22 Ω 电阻会导致绝对增益误差，该误差可能需要在室温下 加以校准;产生该误差的原因是 AD5422的内部反馈电路阻 抗仅为70kΩ。在 AD5422的输出端 ( 而非 V OUT 引脚 ) 检测电压 的优势是， V OUT 引脚的保护电阻两端具有可变电压，具体 取决于所获取的负载电流。在输出端检测可避开此误差源。 还可以通过瞬态电压抑制器 (TVS) 或瞬态吸收器实现进一 步的保护。这些元件包括单向和双向抑制器，可提供各种 各样的隔离和击穿电压额定值。 TVS 应尽量采用最低击穿 电压定标，同时在电流正常输出的范围内不导通。如前所述，建议保护所有远程连接节点。

　　常见变化

经验证，采用图中所示的元件值，该电路能够稳定地工作，并具有良好的精度。如果应用只需要 4 mA