两级稳压的智能变送器电源的制作方法
【专利说明】两级稳压的智能变送器电源
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及集成电路供电技术领域，特别涉及一种两级稳压的智能变送器电源。
【背景技术】
[0003]变送器是工业过程控制中最重要的现场仪表，可用于压力、差压、温度、液位、流量等多种参数的测量。它通过传感器对过程变量进行检测，经过转换后成为4~20mA标准电流信号，或直接通过数字通讯方式与控制室交换信息。随着工业过程控制系统自动化水平的不断提高，工艺流程的大型化、复杂化及计算机控制的应用，对变进器的性能、功能、智能化程度、通讯规程、测量精度、量程比、长期稳定性、各种影响量指标等都提出了新的更高要求。变送器的优劣，直接关系到整个控制系统的稳定性与安全性。作为从4~20mA向全数字现场总线过渡时期的标准，可寻址远程传感器高速通道(HART，Highway AddressableRemote Transducer)协议最大的优点是在兼容传统电流环通信的同时还可以利用同一电缆进行双向数字通信，实现诸如修改量程、维护、诊断等功能，帮助改善生产质量，提高系统运行效率。
[0004]与普通的4~20mA变送器相比，基于HART总线的智能变送器节省了大量电缆，提高了测量精度和可靠性，但同时也增加了仪表内部功耗，仪表的电源设计变得十分关键。现有技术中采用单稳压电源设计模式，即采用开关稳压电源或者线性稳压电源为智能变送器供电。然而，开关稳压电源的供电效率尚、输出功率大但输出电压中所含纹波较大，线性稳压电源不易受电磁干扰、纹波小但电源效率低，单稳压电源设计模式不能同时满足高效率和低纹波电压要求。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的问题是提供一种两级稳压的智能变送器电源，将开关稳压电源和线性稳压电源配合使用，为智能变送器提供高效率、低纹波的电源电压。
[0006]为解决上述问题，本发明提供一种两级稳压的智能变送器电源，包括电压比较器、振荡器、放大器、开关管、电感、稳压二极管、TL431集成电路、第一储能电容、第二储能电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻以及第五电阻；
所述电压比较器的第一输入端适于接收参考电压，所述电压比较器的第二输入端连接所述第一电阻的一端和所述第二电阻的一端，所述电压比较器的输出端连接所述振荡器的输入端，所述振荡器的输出端连接所述放大器的输入端，所述放大器的输出端连接所述开关管的控制端，所述开关管的第一端适于接收电池电压，所述开关管的第二端连接所述电感的一端和所述稳压二极管的阴极，所述电感的另一端连接所述第二电阻的另一端、所述第三电阻的一端和所述第一储能电容的一端并适于输出第一电源电压，所述第三电阻的另一端连接所述第四电阻的一端、所述TL431集成电路的阴极以及所述第二储能电容的一端并适于输出第二电源电压，所述第四电阻的另一端连接所述第五电阻的一端和所述TL431集成电路的基准极，所述第一电阻的另一端、所述第二储能电容的另一端、所述TL431集成电路的阳极、所述第五电阻的另一端、所述第一储能电容的另一端以及所述稳压二极管的阳极接地。
[0007]可选的，所述两级稳压的智能变送器电源还包括适于产生所述参考电压的参考电压产生电路，所述参考电压产生电路包括第六电阻和第七电阻；所述第六电阻的一端适于接收所述电池电压，所述第六电阻的另一端连接所述第七电阻的一端并适于输出所述参考电压，所述第七电阻的另一端接地。
[0008]可选的，所述开关管为NMOS晶体管；所述开关管的控制端为NMOS晶体管的栅极，所述开关管的第一端为NMOS晶体管的漏极，所述开关管的第二端为NMOS晶体管的源极。
[0009]可选的，所述开关管为NPN晶体管；所述开关管的控制端为NPN晶体管的基极，所述开关管的第一端为NPN晶体管的集电极，所述开关管的第二端为NPN晶体管的发射极。
[0010]可选的，所述两级稳压的智能变送器电源还包括第一滤波电容、第二滤波电容以及第三滤波电容；所述第一滤波电容的一端连接所述开关管的第一端，所述第二滤波电容的一端连接所述电感的另一端，所述第三滤波电容的一端连接所述第二储能电容的一端，所述第一滤波电容的另一端、所述第二滤波电容的另一端以及所述第三滤波电容的另一端接地。
[0011]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
本发明提供的两级稳压的智能变送器电源，将低压差线性稳压电源和开关式稳压电源配合使用，不仅效率比单独的低压差线性稳压电源高许多，而且和开关式稳压电源相比，它的输出电压纹波很小，精度也很高，适合要求低功耗、多功能、负载适应性强的HART总线智能变送器。
【附图说明】
[0012]图1是本发明实施例的两级稳压的智能变送器电源的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0014]图1是本发明实施例的两级稳压的智能变送器电源的结构示意图，所述两级稳压的智能变送器电源包括电压比较器B1、振荡器11、放大器Al、开关管Q1、电感L1、稳压二极管Dl、TL431集成电路Ul、第一储能电容Cl、第二储能电容C2、第一电阻Rl、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4以及第五电阻R5。
[0015]具体地，所述电压比较器BI的第一输入端适于接收参考电压Vr，所述电压比较器BI的第二输入端连接所述第一电阻Rl的一端和所述第二电阻R2的一端，所述电压比较器BI的输出端连接所述振荡器11的输入端。需要说明的是，所述参考电压Vr可以由外部激励提供。在本实施例中，所述两级稳压的智能变送器电源还包括适于产生所述参考电压的参考电压产生电路，所述参考电压产生电路包括第六电阻和第七电阻(图未示)。所述第六电阻的一端适于接收电池电压Vin，所述第六电阻的另一端连接所述第七电阻的一端并适于输出所述参考电压Vr，所述第七电阻的另一端接地。通常，变送器的电池电压为24V。
[0016]所述振荡器11的输出端连接所述放大器Al的输入端，所述放大器Al的输出端连接所述开关管Ql的控制端，所述开关管Ql的第一端适于接收电池电压