航晶公司两线制/三线制电流环发送器系列优势分析

当前在各种数据采集与监控系统中通常采用仪表放大器来完成信号的调理，实际信号应用现场进行长线传输时，其中电压信号传输容易受到噪声的干扰，且受到传输线的分布电阻的影响，通常采用对噪声信号不敏感、抗干扰能力强的电流信号进行信号长线传输。因此信号在长线传输的领域，精密的电流环变送器的应用是必须的。

航晶公司结合前期市场需求以及自身在模电领域的多年应用经验的积累，现推出系列的电流环发送器，其依据GJB2438B标准要求研发设计和厚膜工艺生产，该系列产品具有采集精度高、输出电流可调节、耐高温等特点。

    概述   

两线制/三线制电流环发送器系列产品有HJU122A、HJU122B、HJU122C、HJU105A、HJU105B、HJU126B、HJU0420。

HJU122A/B/C

HJU122A为双电源供电能够完成将输入电压信号转换为输出电流信号的功能，并且调节输入信号的端口选择就可以对输出电流的方向进行调节，HJU122B与HJU122C为单电源供电能够完成可调节恒流输出电流或吸收电流的功能，且内部集成有一个1.25V的电压基准。HJU122A/B/C均可以通过调节外部电阻Rset对其输出电流大小进行调节。客户通过设置合适的电阻Rset，就能够得到需求的恒流电流信号输出。

HJU105A/B

HJU105A/B是一款两线制设计类型的电流环变送器，可以配套应用于航晶公司自主研发设计的电压输出可编程传感器调节器HJ309A以能够将硅压阻桥或溅射薄膜式压力传感器进行信号采集，并将HJ309A的电压输出信号转换为4-20mA的电流输出信号，进一步优化HJ309A使用方法并具有可以进行长线传输，抗干扰噪声能力强的特点，且能够承受极端的环境应力和恶劣的电磁环境。HJU105A/B的内部集成有一个5V的电压基准，可以应用直接对数字采集系统进行近端供电而节省了一个电源设计，有利于整个系统的集成度。并且能够对进口型号产品XTR115进行完全国产化替代。

HJU0420/HJU126B

HJU0420是一款可以工作于最高温度可达﹢175℃的三线制高温精密4-20mA电流环发送器，具有输出电流可选，动态输出能力强和频率范围宽等优点，电源与输出端内部集成了接反保护，信号输出端添加了浪涌保护，极大地提高了器件应用的可靠性与稳定性。器件HJU0420可以单电源进行供电且供电范围宽，完全涵盖航空28V的供电范围要求，可以广泛应用于信号传输系统中。

同为三线制电流环的设计，相比较于HJU0420,HJU126B为双电源平衡供电，内置了一个电压基准以供用户进行选择4-20mA输出应用或者0-20mA的电流输出应用。且HJU126B具有更低的静态功耗与温飘特性，更适合应用于低功耗、高精度、高稳定性的电流环需求领域。

应用案例与注意事项   HJU122A应用

如典型应用图所示，应用器件时可以通过调节选择器件的输入端，可以完成对于输出电流方向的选择。输出电流的计算公式为ISET=0.25VIN/RSET，即只要设置好电阻Rset后，输出电流与输入电压成线性比例关系。注意在应用时合理选择负载RL，使得ISET*RL≤VCC-4V，以避免在高端电流输出时因RL过大导致输出电压过大接近于电源电压，进而使得输出输出电流的线性度变差，影响器件功能的正常使用。

HJU122B与HJU122C应用

如典型应用图所示，相比于HJU122A，HJU122B与HJU122C是可以直接单电源供电工作的。虽然HJU122B与HJU122C分别只具有了输出电流或吸收电流的能力，不及HJU122A的通过改变输入端口就可以自由选择输出电流或吸收电流的能力，但是HJU122B与HJU122C是可以应用于超低电流例如μA级电流设置的输出应用的。输出电流的计算公式为IOUT=Vref/RSET，其中Vref为器件内部设置的基准电压，即只需要设置好Rset电阻的阻值，就可以得到需要的电流输出信号。

与HJU122A相同，HJU122B与HJU122C应用时也应该注意RL电阻的大小选择，以避免因设置输出电压过高而导致器件工作异常，输出电流异常。在进行μA级电流输出应用时，要注意尽量不要采用超过4MΩ级的较大的采样电阻RL，采样电阻RL越大，越容易对输出电流检测系统造成影响，使得最终的测量系统的测量结果与实际的设置输出电流结果不同。

HJU105应用

HJU105的4#引脚定义的GND（VDD的参考地）为整个系统的浮地而不是电源电压VCC的地，电流输出IOUT 应对电源电压VCC的地接采样电阻Rt.应用图电阻R1、R2、Rset与传感器的输出VOUT共同决定了HJU105的输出电流大小，其输出电流IOUT的计算公式满足：

当电阻R1、R2、Rset的值确定后，从公式可以得到输出电流与传感器输出电压VOUT是呈线性变化的，即设定好VOUT（低）对应的4mA输出时，只需要将VOUT(高）设置为VOUT（低）的5倍大小，即可获得20mA的输出电流。为了减小传感器输出VOUT与电阻R1、R2、Rset回路的电流以避免当传感器在高端输出应用时回路电流较大而导致传感器输出功耗较大的情况发生，推荐应用时R1与R2的阻值设定都大于100K。

HJU0420应用

HJU0420的电流输出由输入电压幅度与设置电阻Rset共同决定而与输出采样电阻的大小无关，其输出电流计算公式为

IOUT=(1.23+(Vin*2））/RSET。

 HJU126B应用

通过设置电阻RS与输入信号IN幅度，就可以得到相应的电流输出而电流输出的设置

与输出采样电阻的大小是无关的。

要注意采样电阻RS应选用高稳定性精密电阻，以保证输出电流的精密性，而且电源电压VCC 的变化会影响输出电流稳定性，所以应选用高稳定性的电源。

  注意事项  

所有的电流环在高端电流应用例如20mA电流输出时，整个器件的热功耗将会变得较高，即可以通过参考上原理图在在远端外接正电源与器件正电源引脚之间加一电阻RP以使得器件上的压差降低以减小器件的实际供电电压以减小功耗。但在应用时要注意电阻阻值不能太大，电阻太大可能会使得器件输出管上C、E级上的压降接近饱和压降Vces，使得输出管接近饱和态，导致输出电流会随着电源电压的变化而变化，不能再保持稳定。

输出管C、E即级电压差计算公式为VCE=VCC-IOUT*（RP+RSET+Rt），为了保证得到稳定的电流输出，计算设置的VCE应大于器件输出管的饱和压降Vces，而且电流环的IOUT一般为与输入电压或内部基准电压与RSET的比值，要想将功耗分布于外置电阻Rp上，则需要尽量选择较小的终端采样电阻Rt。

电流信号在经过长线传输后对输出电流进行采集处理时，推荐客户参考典型应用图在终端电阻Rt上并联一个电容Ct，这个电容能够有效地减小工频信号干扰以平滑电流信号的输出。要注意电容的选值越大输出电流信号噪声会越小但是Rt、Ct构成的网络其τ值也将增大使得输出信号的建立时间也将越长。器件实际应用时用户应根据自身的信号噪声要求和建立时间需求合理的进行电容选择。

编辑：黄飞