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隨著微控制器MCU(或單片機(jī))技術(shù)的成熟，原來的模擬變送器逐漸被以微控制器為數(shù)據(jù)處理和控制核心的智能變送器所代替。智能變送器擴(kuò)展了模擬變送器的功能，不僅提高了測量精度和工作可靠性，還可以很容易地實(shí)現(xiàn)線性化處理、溫度補(bǔ)償、自動(dòng)零點(diǎn)和量程調(diào)整及數(shù)字通信等功能。在開發(fā)低功耗的智能兩線制變送器時(shí)，儀器內(nèi)部的微功率電源設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵。首先，具有微處理器的智能變送器要滿足微控制器、A/D、D/A以及通信電路的供電，需要比原來模擬變送器更大的功率，需要內(nèi)部電源具有更高的供電效率。另外，對于電容傳感器和熱電偶，還要考慮接地或者傳感器可能碰殼(接地)的情況，所設(shè)計(jì)的變送器電路必須是輸入與輸出相隔離的，這樣才能夠保證后續(xù)控制系統(tǒng)的正常工作和抗共模干擾能力。
整體設(shè)計(jì)
LT1934系列芯片是一種由基準(zhǔn)電壓源、振蕩電路和誤差放大器等構(gòu)成的、PWM控制的CMOS降壓型DC/DC控制器。主要指標(biāo)：輸入電壓為3.3?34V，輸出電壓為1.5?6.0V，可以0.1V為進(jìn)階單位來進(jìn)行設(shè)定;低靜態(tài)電流12μA最大值，最大輸出電流300mA。圖4為LT1934的基本電路。
在設(shè)計(jì)電路時(shí)，器件選擇和S-8251基本一樣，在PCB版圖設(shè)計(jì)時(shí)要注意電容C2和芯片LT1934距離不能太遠(yuǎn)，盡量使用粗線，最好使用地平面，否則會(huì)引起自激振蕩。電感L1對DC/DC的轉(zhuǎn)換效率起決定作用。如果L1偏小，電路的轉(zhuǎn)換效率將降低，啟動(dòng)電流增大，甚至無法啟動(dòng)。如果L1偏大，則會(huì)造成輸出能力下降，同時(shí)DC/DC電路將可能產(chǎn)生振蕩。
隔離電源繞組
射頻導(dǎo)納物位變送器還需要一組隔離電源給傳感器電路使用。保證變送器的安全工作和高的抗共模干擾能力。我設(shè)計(jì)的電源電路在降壓變換器的電感上提供了一個(gè)隔離的次級(jí)繞組，它采用了在DC/DC輸出儲(chǔ)能電感L1A上“竊”電的方法。圖5為帶隔離電源的電路設(shè)計(jì)。 
圖4 LT-1934的基本電路
L1B就是這個(gè)隔離電源的供電線圈。由于這組隔離電源是在DC/DC的儲(chǔ)能線圈上加載的副線圈，結(jié)構(gòu)為開環(huán)形式，因此它的輸出穩(wěn)定性相對比較差。原邊負(fù)載的變化直接影響副邊的穩(wěn)定性，因此電路在實(shí)際使用時(shí)，要求原邊的電路系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)需要盡可能保證功耗的穩(wěn)定性。 
圖5 帶隔離電源的電路設(shè)計(jì)
結(jié)論
兩線制變送器隔離式電源具有使用溫度范圍寬、輸入電壓范圍寬、輸出效率高、集成度高、隔離性能好、體積小、成本低等特點(diǎn)，是一種穩(wěn)定可靠的兩線制變送器電源，能夠滿足各種具有復(fù)雜要求的兩線制變送器的使用�？紤]到尺寸大小和安裝等因素，我們在射頻導(dǎo)納物位變送器上采用第二種方案。目前該電源已經(jīng)在射頻導(dǎo)納物位變送器上獲得應(yīng)用，經(jīng)過長時(shí)間的現(xiàn)場應(yīng)用考驗(yàn)，性能優(yōu)良，完全達(dá)到了隔離型兩線制變送器的使用要求。
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