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技術(shù)文章

渦街流量計的微功率雙電源系統


發(fā)布日期:2024-04-28 點(diǎn)擊:219次
  渦街流量計的電源系統為整個(gè)系統提供能量,是整個(gè)系統工作的基礎,具有極其重要的地位.系統的功耗、可靠性、安全性及EMC都直接與其相關(guān).
  依據用戶(hù)需求,系統采用雙電源供電模式.標配為3.6V/5.4AH銼電池供電,也可以使用外部直流供電,電壓為常用的12V24V.當采用外部供電時(shí),內部電池供電會(huì )自動(dòng)切斷.當停止外部供電時(shí),自動(dòng)切換回內部電池供電,保正儀表不斷電.當內置電池為鏗電池3.6v/5.4AH時(shí)且僅為電池供電時(shí),應保證可靠工作三年.
  為保證系統的微功耗需求,電源變換芯片選用了微功率低壓降的LDO:HT7550-1RHSRL33AA-Tl.其中HT7550-1HoLTEK公司生產(chǎn)的高精度三端穩壓管,其輸入電壓可達24V,輸出恒定電壓5.0V,最大傳輸電流為loolllA,靜態(tài)電流小,可以滿(mǎn)足直流供電的前級需求.RHSRL33AA-T1是日本RICON生產(chǎn)的SOT-89封裝的電壓調整管,它的靜態(tài)耗散電流極低,僅為1.1A,輸出電壓有著(zhù)很高的精度并能在負載變化較大的情況下保持恒定的輸出電壓.輸入輸出壓差30mV,也就是說(shuō)要保證輸出電壓為3.30V,輸入電壓最小為3.33V,而它的最高輸入電壓為IOV,所以RHSRL33AA-T1既可以接受3.6V電池電壓輸入,也可以接受經(jīng)過(guò)HT7550-1調整出來(lái)的SV電壓輸入.它的高精度恒壓輸出特性,滿(mǎn)足了單片機系統對于電源穩定和干凈的要求,同時(shí)為ADC采集電路提供了可靠的恒定的參考電壓源.
  
  渦街流量計系統電源設計如圖4-1:接口J_V采用4-PIN接線(xiàn)端子,管腳4是外部直流電源輸入口,管腳3是電池的正輸入端,管腳2為公共地.外電壓輸入V+網(wǎng)絡(luò ),通過(guò)整流二極管D;作為U3的輸入,D:的作用是防止外電源正、負端反接而燒壞線(xiàn)路板.外供電電壓經(jīng)過(guò)U3調整輸出+5.0V,再經(jīng)過(guò)兩個(gè)開(kāi)關(guān)二極管D1D2到達VIN網(wǎng)絡(luò ),作為u4的輸入.D1D2采用IN4148,在導通電流為51llA的情況下,它的導通壓降為0.620.72V,本系統的峰值功耗不會(huì )超過(guò)lmA,所以IN4148在本系統的導通壓降約為0.62V.這樣,VIN的電壓就降到了3.76v,通過(guò)認調整輸出系統所需要的3.3v.接口JT采用直插件,作為電池的冗余輸入接口,電池正極與網(wǎng)絡(luò )BT十相連,BT+VIN之間通過(guò)肖特基二極管IN5819連接,默認情況下BT+作為U;的輸入源,當有外部直流電源接入時(shí),V.會(huì )有高于BT+的電壓,這樣D;會(huì )截止而自動(dòng)切斷電池供電;當外電源被撤銷(xiāo),由于VIN失電,D4會(huì )自動(dòng)導通,從而恢復電池供電.
  一個(gè)良好的電子系統設備應該在電路設計的最初階段就考慮瞬態(tài)保護要求.保護電路的基本原理是,使用電壓箱位電路阻止高壓進(jìn)入,同時(shí)提供大電流分流通道.電路在V+GND之間并聯(lián)接入TVS二極管Z1,以做到靜電、瞬變脈沖群和雷擊浪涌保護.TVS(瞬態(tài)電壓抑制器)二極管,是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種固態(tài)二極管,專(zhuān)門(mén)用于ESD保護.當瞬態(tài)電壓超過(guò)電路的正常工作電壓時(shí),二極管發(fā)生雪崩擊穿,為瞬態(tài)電流提供通路,使內部電路免遭超額電壓的擊穿或超額電流的過(guò)熱燒毀.由于TvS二極管的結面積較大,使得它具有泄放瞬態(tài)大電流的優(yōu)點(diǎn),具有理想的保護作用.
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