使用4-20mA兩線傳輸系統(tǒng)進(jìn)行電路供電

當(dāng)使用4-20mA兩線傳輸系統(tǒng)時(shí)，直接從傳輸線竊取遠(yuǎn)程設(shè)備的電源很有用。不可能從這些線路中汲取大電流，但是當(dāng)遠(yuǎn)程設(shè)備在短時(shí)間內(nèi)需要大量電流時(shí)，大電容器或“超級(jí)電容器”可以存儲(chǔ)能量以滿足短時(shí)間負(fù)載。本應(yīng)用筆記描述了實(shí)現(xiàn)此目的的電路。

來自4-20mA線路的電流流經(jīng)四個(gè)串聯(lián)二極管，產(chǎn)生偽地和+2.8V電源軌。二極管 （D1 - D4） 產(chǎn)生的壓降為低壓比較器 （U2） 和開關(guān) （U3） 供電。比較器監(jiān)視超級(jí)電容器電壓，直到達(dá)到三二極管壓降門限。超過閾值會(huì)迫使比較器輸出擺低，從而使能升壓轉(zhuǎn)換器（U1）并閉合開關(guān)（U3）。當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，將超級(jí)電容電壓與比較器的+1.235V內(nèi)部基準(zhǔn)進(jìn)行比較。

圖1.2F 電容器組 （C3 - C7） 存儲(chǔ)能量以供以后使用。升壓轉(zhuǎn)換器（U1）產(chǎn)生+3.3V電源，能夠提供250mA電流，電流持續(xù)長(zhǎng)達(dá)2.8秒。

將JFET Q1的柵極和源極連接在一起可產(chǎn)生限流二極管。為了保持足夠的靜態(tài)電流（1mA）為比較器和開關(guān)供電，請(qǐng)確保飽和電流（IDSS）的JFET小于或等于3mA。

升壓轉(zhuǎn)換器在為負(fù)載提供250mA電流時(shí)消耗400mA至600mA電流。升壓轉(zhuǎn)換器的輸入電流需求需要一個(gè)ESR深度為毫Ω區(qū)域的超級(jí)電容器。典型的超級(jí)電容器不符合此ESR要求，因?yàn)樗鼈兊腅SR通常在20Ω至50Ω之間。多個(gè)并聯(lián)的 BestCap? 電容器提供足夠的低 ESR 和高存儲(chǔ)容量，以滿足升壓轉(zhuǎn)換器的功率要求。

圖2.當(dāng)超級(jí)電容器充滿電時(shí)，升壓轉(zhuǎn)換器導(dǎo)通，提供250mA電流約2.8秒。（CH1：超級(jí)電容器電壓，CH2：輸出電壓，CH3：輸出電流）。

MAX1797升壓轉(zhuǎn)換器（U1）集成了真關(guān)斷功能，在關(guān)斷?期間將負(fù)載與電源電氣斷開。此功能可防止超級(jí)電容器在充電階段意外放電。使用沒有真關(guān)斷功能的升壓轉(zhuǎn)換器時(shí)，可以通過配置一對(duì)MOSFET來防止這種放電，如圖3所示。

圖3.N 溝道 MOSFET 控制 P 溝道 MOSFET 的柵極，以斷開升壓轉(zhuǎn)換器的輸出與負(fù)載的連接。

審核編輯：郭婷