4-20mA電流環隔離接口芯片IDC3516的應用分析

　　在工業自動化控制系統，及儀器儀表、傳感器應用中，廣泛采用4-20mA電流來傳輸控制、檢測信號。由于4-20mA電流環路抗干擾能力強，線路簡單，可用來傳輸幾十甚至幾百米長距離的模擬信號，一般經驗是，傳輸距離超過10米，就需要對此電流信號進行隔離。

　　IDC3516 4-20mA電流環隔離接口芯片

　　IDC3516系列4-20mA電流環隔離接口芯片是單片兩線制隔離接口芯片，該芯片內部包含有一個電流信號調制電路，磁電耦合隔離變換電路及解調電路，通過磁路耦合，使能量從輸入線傳遞到輸出側，同時不需要直接電的連接。IDC3516非線性度典型值為0.2%,溫漂系數為100ppm,適合于絕大多數工業控制、測量場合。該芯片輸入信號為4-20mA,經過隔離后輸出4-20mA信號。該芯片的輸入等效電阻小，線性度高，并且具有很寬的輸入輸出爬電距離，其可以承受2500VAC絕緣耐壓。圖1是IDC3516的內部原理圖。其中引腳24為輸入電流信號流入端，引腳23為輸入電流信號流出端，引腳22、21分別為零點及滿度調節電位器接入端，引腳11、10為輸出電流流出、流入端。

　　圖1 IDC3516內部原理圖

　　IDC3516 應用電路

　　由于將全部功能集成在芯片內部，IDC3516使用非常方便，在實際應用中，只需外加幾支保護和調節用元件。圖2所示的是IDC3516系列芯片的典型接線原理圖，引腳22、23之間連接的電位器RADJ1,用于調節輸入電流Ii與輸出電流Io的比例，引腳21、22之間連接的可變電阻RADJ2為輸出電流Io的偏置調節電阻。D1、D2為限幅穩壓管，用于線路浪涌電壓，雷擊強干擾的保護，F1、F2為自恢復保險，用于線路中過電流的保護。C1、C2是濾波電容，一般可選用1u瓷片電容，可濾除高頻差模干擾，減小輸入、輸出信號脈動成分。

　　圖2 IDC3516芯片接線原理圖

　　由于在信號傳輸中，芯片內部需要消耗一部分能量，因此該芯片的輸出信號功率總是要小于輸入功率，其具體體現在輸入端電壓降上。圖3是該芯片輸入特性曲線，其輸出側所帶負載為250Ω，可見在這種情況下，信號源需要有足夠的驅動能力（>14V）。

　　圖3 IDC3516芯片輸入特性曲線

　　結語

　　4-20mA電流環隔離接口芯片IDC3516接線電路簡單，使用方便，可以廣泛用于自動控制、儀器儀表、傳感器等4-20mA長線傳輸的工業現場。