ADI實(shí)驗(yàn)室電路:完整的HART兼容型4mA至20mA解決方案（二）

AD5422 內(nèi)置ESD保護(hù)二極管，可防止正常操作造成的損害。但是，工業(yè)控制環(huán)境會(huì)使I/O電路遭受高得多的瞬變。為了防止過(guò)高瞬態(tài)電壓影響AD5422，可能需要外部功率二極管和浪涌電流限制電阻，如圖1所示。對(duì)電阻值的約束條件（圖1中顯示為18Ω）是，在正常工作期間，IOUT的輸出電平必須保持在其順從電壓限值（AVDD ? 2.5 V）以內(nèi)，并且這兩個(gè)保護(hù)二極管和電阻必須具有適當(dāng)?shù)念~定功率。在18Ω的條件下，對(duì)于4 mA至20 mA輸出，引腳處的順從限值降低V = IMAX × R = 0.36 V。 OP184 緩沖器的正輸入端還連接了一個(gè)10 kΩ電阻，用以限制瞬態(tài)期間的電流來(lái)保護(hù)放大器。通過(guò)瞬態(tài)電壓抑制器（TVS）或瞬態(tài)吸收器可實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的保護(hù)。這些元件包括單向和雙向抑制器，可提供各種各樣的隔離和擊穿電壓額定值。TVS應(yīng)盡量采用最低擊穿電壓定標(biāo)，同時(shí)在電流輸出的功能范圍內(nèi)不導(dǎo)通。建議保護(hù)所有遠(yuǎn)程連接節(jié)點(diǎn)。

在許多過(guò)程控制應(yīng)用中，需要在控制器與受控單元之間提供一個(gè)隔離柵，以保護(hù)和隔離控制電路，防止危險(xiǎn)的共模電壓破壞電路。

ADI公司的iCoupler系列產(chǎn)品可隔離高于2.5 kV的電壓。為了減少所需隔離器的數(shù)量，CLEAR等非關(guān)鍵信號(hào)可以連到GND；FAULT和SDO可以不連接，從而只需要隔離三個(gè)信號(hào)。不過(guò)請(qǐng)注意，F(xiàn)AULT或SDO引腳是訪問(wèn)AD5422的故障檢測(cè)功能所必需的。

常見(jiàn)變化

圖1所示電路的一個(gè)常見(jiàn)變化是使用 AD5422AD5420，它類(lèi)似于AD5422，但只有一個(gè)電流輸出。因此，其輸出端沒(méi)有OP184緩沖器配置。這種AD5420和AD5700 HART調(diào)制解調(diào)器電路詳見(jiàn)CN-0270。電路筆記CN-0065提供有關(guān)IEC61000兼容解決方案的額外信息，該解決方案適合使用AD5422和ADuM1401數(shù)字隔離器的全隔離式輸出模塊。電路筆記CN-0233包含有關(guān)提供電源和數(shù)據(jù)隔離的信息，所使用的是ADuM3471 PWM控制器和具有四通道隔離器的變壓器驅(qū)動(dòng)器。

如果需要多個(gè)通道，可使用AD5755-1四通道電壓和電流輸出DAC。該產(chǎn)品具有創(chuàng)新型片內(nèi)動(dòng)態(tài)電源控制功能，在電流模式下，可以最大限度地降低封裝功耗。各通道均有一個(gè)相應(yīng)的CHARTx引腳， 因此HART信號(hào)可以耦合至AD5755-1的電流輸出端。

電路評(píng)估與測(cè)試

要構(gòu)建此電路， 需要使用 AD5422評(píng)估板 （ EVAL-AD5422EBZLFCSP P版本）和 AD5700-1評(píng)估板 （EVAL-AD5700-1EBZ）1EBZ），參見(jiàn)圖11。除了這兩個(gè)評(píng)估板之外，該電路還需要三個(gè)外部電容（C1、CH和CL）、一個(gè)電阻（RH）、一個(gè)負(fù)載電阻（RL）、一個(gè)緩沖放大器以及一個(gè)UART接口。

設(shè)備要求 需要以下設(shè)備：

AD5422 評(píng)估板（ EVAL-AD5422EBZ LFCSP版本）

AD5700 評(píng)估板（ EVAL-AD5700-1EBZ）

運(yùn)行Windows? XP的PC，帶USB端口

主機(jī)控制器和UART接口（標(biāo)準(zhǔn)微控制器， 例如 ADuC7060）

10.8 V至60 V的電源

數(shù)字測(cè)試濾波器（HCF_TOOL-31，可從HART通信基金會(huì)獲得）

500Ω負(fù)載電阻

OP184 放大器（位于單獨(dú)的試驗(yàn)板上且?guī)в羞B接線）