[参考译文] XTR117：从 xtr117#39；s VREG 引脚生成负电源

尊敬的 Amareuli：

1) 1) IRET 是否相对于环路 GND 浮动？  XTR117是一款两线制变送 器、不得将 IRET 连接到4mA-20mA 环路接地。  请确认 IRET ( 原理图上的本地 XTR117 IRET 节点)是否  允许相对于外部环路电源 GND 悬空。  所有 驱动器电路 都需要 以 IRET 为基准( 如原理图所示)、但您需要确保 IRET 能够相对于外部环路电源 GND 浮动。  下面的博客讨论 了 IRET 与环路电源 GND 短接的问题...

https://e2e.ti.com/blogs_/archives/b/precisionhub/archive/2014/12/09/part-2-two-wire-4-20-ma-transmitters-background-and-common-issues 

2) 2) XTR117 是一 款双线制4-20mA 发送   器、整个两线制发送器电路(XTR117+所有其他电路)的总电流消耗必须小于4mA。  上述博文提到没有其他负载、但您计划使用  +2.5V 和-2.5V 电源为哪个电路上电？ 您的原理图未显示 将  由-2.5V 供电的电路。

有关更详细的说明、请参阅以下博客。

3) 3)环路电源的电压是多少？

谢谢、此致、

Luis

您好、Luis、

感谢您的回答。

1) 1)我确认 IRET 悬空并与电流环路侧隔离。 信号调节侧的所有电路均以本地 GND 为基准。

2) 2)信号调节电路由 INA333 (仪表放大器)和 OPA333组成、后者为 INA333提供 VREF 信号。 我想放大来自电桥的信号并补偿一些正或负偏移、以便在输入信号偏移时在 INA333输出引脚处获得零伏电压。 这样我就可以使用两 个独立的微调电阻器来设置信号的增益和偏移、也就是说、我可以校准偏移微调电阻器、而无需重新校准增益微调电阻器、反之亦然。 这就是我选择使用双电源(正负)为电路供电的原因。 我可以确认功耗小于3.7mA。

3) 3)为了进行调试、我将使用大约15V 的电压作为回路电压。

现在、我添加了完整的电路原理图。

如果您对电路有任何想法、建议或考虑、我们将不胜感激。

再次感谢 您、致以诚挚的问候、

Amuri

一

您好、Amuri、

您可能会尝试调试的一个建议是在+2.5V 和-2.5V 电源(称为 IRET)上添加几个~ 2.7V TVS 或齐纳二极管、如下所示。  

在此电路上、正+2.5V 电源将在电荷泵-2.5V 负电源之前打开、负电源可能是高阻抗或在启动时浮动。  因此 、电路电流在启动时可能会在不可预知的寄生电流路径上流动；在启动时可能会导致放大器未正确偏置的问题。

当使用 TVS /齐纳二极管时、ZS2将在上电时正向偏置、  从而防止负电源悬空、确保负电源保持在接近 IRET 电位的位置、 并保持比+2.5V 电源更负的电压、从而为 OPA333/INA333静态电流流动提供一条路径、直到负电荷泵电源打开。

请参见下面的。

电桥传感器似乎在 VREF=+1.25V 和 IRET 之间偏置、其中电桥将产生共模高于 IRET ~0.625的信号。  您是否仍然需要负-2.5V 电源？ 预期传感器的满量程电压是多少？

谢谢、此致、

Luis

您好、Luis、

感谢您对齐纳/TVS 的建议。 没错。 我将在新设计中考虑它。

但是、我要调试的原型仅组装了您在我发布的第一个原理图中看到的组件。 在这种情况下、我还没有解决电源问题。 这就是我之前说过的电源上没有其他负载的原因。 我这样做是为了减少寻找麻烦的区域。

我不知道原因、但该电路在启动时似乎偏置不正确。 TPS60400无法启动、因此对于 XTR117的 VREG 引脚而言、它看起来是一个重负载、将该引脚上的电压降低到1.27V 左右 、并且再次低于 TPS60400启动所需的最小电压。

我做了一个实验：我从+2.5V 电源上断开了 TPS60400 (IN)的引脚2。 我为原型通电、使 VREG 和+2.5V 正常工作。 在原型仍然上电的情况 下、我将 TPS60400的引脚2连接回+2.5V 电源、并且它开始正常工作、生成-2.5V 电压。 我需要帮助来理解这个问题。

我需要双电源、因为电桥可能具有很小的失调电压(正负)、我必须消除这些失调电压才能在 INA333输出上获得零伏电压。 这样、接近零伏的偏移不会被放大、从而使增益设置与偏移设置无关。 这是针对此项目的特定请求。 为此、我需要能够在 INA333的 VREF 引脚上生成正或负电压。 这就是我需要正负电源的原因。

否则、仅使用正电源、我不知道如何获得相同的解决方案。

在任何情况下、我也想重点谈谈与上述双电源相关的问题。

我希望这次在描述我的问题时能够清楚地说明。

再次感谢大家。

此致、

Amuri

您好、Amuri、

在过去、在设计不同的系统解决方案时、在输入电源电流非常有限的应用中使用直流/直流转换器、但由于直流/直流转换器在启动时需要浪涌电流、我在启动时遇到了问题。  启动时该直流/直流转换器所需的浪涌电流高于器件上电后的预期电流消耗。  在这种特殊情况下、我能够通过分阶段为电源供电以及控制直流/直流转换器的斜升速率来解决该问题。  在该特定设计中、我使用了具有分压器和 RC 滤波器的 LDO 稳压器的使能引脚来产生延迟。

由于在实验中、一旦 XTR117稳压器上电、TPS60400电源就能正常工作、一种可能的解决方案是在+2.5V/-2.5V 电源上添加延迟。  

一种可能的方法是使用包含使能引脚的+2.5V LDO 以及如下所示的类似电路来修改设计。  这将使 XTR117稳压器电压能够首先完全上升、此时 XTR117稳压器上的旁路电容器将首先充满电至5V、从而收集足够的能量为其余电源供电、 在 ~10s -100s 的毫秒延迟后、LDO 使能引脚上的 RC 滤波器将充电至所需阈值、并为+2.5V LDO 和-2.5V 电荷泵加电。  必须将使能引脚上的分压器值和电容值设计为确保使能引脚在 所需的延迟后始终达到使能引脚所需的最小阈值。  下面是讨论此主题的应用手册的链接。  此外、下面还有一个在使能端具有分压器和电容器的稳压器示例、用于产生延迟。  或者、您也可以考虑使用看门狗计时器器器件对 LDO 使能引脚上的延迟进行编程。  还请确保在+/-2.5V 电源上使用 TVS 二极管(或齐纳二极管)、如前所述。  

http://www.ti.com/lit/an/slyt730/slyt730.pdf

电源管理应用工程师可能会为您的 XTR117设计中使用的 LDO 或电源提供很好的建议。 请考虑在下面的论坛上提交查询。

https://e2e.ti.com/support/power-management/

谢谢、此致、

Luis  

Amuri、

真是个好消息。 感谢您告知我们。

此致、

Luis