主题中讨论的其他器件：LM4030、 TPS2491、 LMR16030、 SN65HVD1781、 TMUX1108
你(们)好
我正在设计用于机械的物联网工业数据收集器。
下面是我当前有关模拟部分的原理图：
e2e.ti.com/.../SCH_5F00_01.pdf
关于模拟输入、它具有7x 4-20mA 电流输入(10uA 分辨率)和7x 高达100V (25mV 分辨率)的电压输入。 对于电压输入、有7个分压器、分压器的中间位置进入16：1多路复用器的7个输入、对于电流输入、有7x 100R 采样电阻器将电流转换为电压、然后有10K 串联电阻器、再进入多路复用器输入。
电压基准旨在用作4096mV 的 LM4030、因此 ADC 电源电压基准和转换电压基准为4096mV、因为它是一个12位 ADC、在理论上具有4096个可能的结果、1 LSB = 1mV。
在电流输入端、第一个分量是 TVS 二极管 SMAJ36CA、根据 Bourns Inc 的数据表、对于8/20us 脉冲、最大钳位电压为75V、因此我将考虑这种情况可能在某个时刻发生、例如在感应瞬态中、 主要是在输入未使用时。 我将考虑可能出现的最坏情况。 如果发生这种情况、100R 电阻器上的电压将约为75*(100/(100+17.7))= 63.7V、这将是10K 电阻器左侧的电压、10K 电阻器右侧的电压将在4.5V 左右翻盖、 4096mV +~0.5V 多路复用器的内部 ESD 二极管、该二极管从输入端连接到 VCC 引脚。 ~、在10K 电阻器上有大约63.7-4.5 k Ω= 60V 的电压。 60V/10K = 6mA。 那么、如果我注意到这种情况会同时出现在所有7个电流输入上、最坏的情况是6x7 = 42mA、这个钳位电流将通过电压基准 LM4030、对吧？ 事实是、还有大约10mA 的恒定电流流经它、来自5V 电源和串联100R 电阻器(R52)。 总电流为52mA、可实现 LM4030数据表中所示的最大50mA 瞬态耐受电流。 其数据表显示："最大分流电流(<1s)= 50mA"
要解释更多、在电流输入上、应保护采样电阻器免受20V 至36V 直流源的恒定连接的影响、这就是为什么使用36V TVS、如果我们认为它不可拆分、它会在8/20us 脉冲下钳制在75V 最大电压、 连接到它的电路应该能够承受此类瞬态。
(1)问题是、在保护电流输入过流的 TBU 器件上、它们可以"最多1us "打开路径、 我担心1us 的可能过载、因此我要问的一个问题是 LM4030是否能够承受超过50mA 的瞬态电流几微秒。
(2)正如我说过的、对于 ADC、理论上每个1mV 为1LSB、但在其数据表中显示、在其模拟引脚上有一个+-1uA 泄漏(最小值/最大值)、未指定典型值。 1uA * 10K = 10mV = 10 LSB 误差只能由该串联电阻器产生、因此至少在此时我不打算增加10K 电阻器的值(如果保留此电路)以增强 LM4030的保护。 我看到这个10K 电阻器的值是一种折衷、如果我增大它、我会获得保护、但精度会降低。
(3)原理图 CD74HC4067SM96的多路复用器、当输入连接到 IO COM 引脚时、我在其数据表中找不到什么是泄漏电流。 是否可以知道为电流和电压输入插入的最大误差是多少？ 我是说电压和电流输入类型。
(4)如果 CD74HC4067SM96在输入和 IO COM 之间流动的电流具有相当大的泄漏电流、那么另一个具有更好规格的16：1多路复用器是什么？ (泄漏更小)
(5)我还考虑了与100R 电阻器、电流输入的采样电阻器、低泄漏电流的3.3V 或5V TVS 二极管并联。
(6)我还想使用四路运算放大器 IC 来缓冲一些信号。 例如、在电流输入的10K 电阻器后面放置一个运算放大器、这样我就能够毫无问题地增大其电阻。
(7)我想我能够稍微解释一下该器件的模拟应用、我想知道您是否可以使用 TI 器件建议另一种不同的硬件解决方案。
此致、
耶弗森。
