Sabemos que en una corriente de bucle de 4/20 mA, 4 mA representan 0% y 20 mA representan 100%. Para la corriente de bucle usamos un IC como XTR115, y mi circuito se alimenta de este IC.
Si mi circuito necesita una corriente superior a 4 mA para funcionar, ¿cómo puedo obtenerlo?
Puede aumentar la caída de voltaje y usar un convertidor DC-DC (muy eficiente) para convertir la caída de voltaje más alta en una corriente más alta. Por ejemplo, si necesita 3V a 20mA (60mW), podría bajar 17V o menos y si su DC-DC es lo suficientemente eficiente, permanecerá por debajo de los 4mA. Es probable que tenga que diseñar esto, la mayoría de los chips y módulos usan demasiada corriente de reposo para hacer que esto funcione.
Opcionalmente, y esto es una práctica común si ni siquiera está cerca de la corriente, es usar una fuente externa y un aislamiento de CC-CC para proporcionar la corriente necesaria. Hay muchos tipos de dispositivos que no pueden funcionar a partir de la pequeña cantidad de energía en un instrumento alimentado por bucle. Por supuesto, aumenta el costo de cableado y puede hacer que la seguridad intrínseca sea más compleja.
Otra opción (probablemente menos popular en estos días) sería utilizar un estándar de bucle de corriente analógico diferente, como 10-50mA.
Figura 1. (a) Sensor de 2 a 4 cables de 20 mA y (b) Configuraciones de sensores a 3 hilos.
Una forma de solucionar el problema, pero tal vez no sea fácilmente alcanzable con el chip XTR115, es agregar un tercer cable. Ahora tienes un presupuesto de energía mucho mayor.
Figura2.Disposicionesdiferentesparatransmisoresde2y3cables.Fuente:
Transmisor 2-20mA de 2 hilos:
Transmisor 3-20mA de 3 hilos:
Para el transmisor de 3 hilos, puede ser mejor que use XTR111 .
Figura 3: Extracto de la nota de aplicación XTR111.
Al diseñar un transmisor con el XTR115 / 6, sus opciones están limitadas por las especificaciones del chip. En particular, la corriente de salida del regulador de 5 voltios está limitada a < 12 mA. Hay una diferencia en la salida de voltaje a 1 mA de corriente, donde desciende a aproximadamente 4,5 voltios, donde permanece hasta I max .
Encontrará que si está diseñando dispositivos industriales de 4-20 mA, se trata del presupuesto máximo de energía que tiene disponible, ya que las especificaciones de los bucles están diseñadas para limitar la energía en entornos de seguridad intrínseca.
Tenga en cuenta que si en lugar de usar el regulador interno, agrega un convertidor a su circuito, por ejemplo, está agregando dispositivos de "almacenamiento de energía" al diseño que lo forzarán a pasar por la certificación si desea una calificación IS . Si ya tiene otros dispositivos "no simples" en su diseño, esto puede no ser un problema decisivo.
Editar:
Puede encontrar esta nota de la aplicación de TI con respecto a la recolección de energía de un Bucle de 4-20 mA aplicable a su situación. Recorren un diseño que utiliza un TPS62125 para proporcionar un suministro de 10 mA con algunas capacidades de corriente pico más altas.
Tiene algunas opciones, pero depende de la cantidad de corriente que necesite y de la carga que pueda tolerar.
La solución obvia es usar un pequeño convertidor DC-DC para reducir el voltaje de entrada a un valor más bajo. Esto le dará más corriente a costa de aumentar el voltaje de carga mínimo.
Modifique su pregunta indicando exactamente cuáles son sus requisitos.