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数据采集前端电源解决方案

--数据采集前端电源解决方案

供稿:广州腾腾信息科技有限公司 2011/5/19 11:19:00

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  • 关键词: 数据采集 精度 隔离电源
  • 摘要:在低速数据通讯和低精度数据采集场合,对隔离电源的要求较低,可采用定压输入隔离非稳压电源模块。如隔离CAN-bus通讯、隔离RS-485通讯、隔离RS-232通讯、低速AD前端等。

在低速数据通讯和低精度数据采集场合,对隔离电源的要求较低,可采用定压输入隔离非稳压电源模块。如隔离CAN-bus通讯、隔离RS-485通讯、隔离RS-232通讯、低速AD前端等。
1. 方案推荐一:低速、低精度数据采集系统
数据采集一般分为模拟量输入AI、模拟量输出AO、数字量输出DO、数字量输入DI,数据采集的前端离不开电源及电气上的隔离。在实际的应用中,数据采集电路经常会受到静电、浪涌等干扰,导致系统工作不稳定或者更本无法工作,因此,一般采用隔离措施,让输入、输出之间无任何电气上的连接,将干扰隔离在系统前端。
定压输入隔离非稳压输出的模块,转换效率高达81% ,采用标准的小型SIP、DIP封装,体积小巧,外壳及材料符合UL94V-0标准,隔离电压有1000VDC、3000VDC、6000VDC等多种隔离电压等级,单路或多路输出、具有完整的系列产品,可适用不同的输入和输出电压电压要求,广泛应用于RS232、RS485/422、CAN-bus等隔离通讯接口,大功率IGBT驱动,纯数字电路等场合。其内部电路框图如图1.1所示。
 

 
图1.1 定压输入隔离非稳压模块的内部框图
简单的应用示例如图1.2所示,使用B0505M-1W模块,输入电源由系统提供,输出电源供给模拟前端电路。当然,隔离时还需结合电气上的隔离,如用光耦、磁隔离进行电气隔离等。使用隔离电源模块后,在做诸如“快速瞬变脉冲群”、“静电”等EMC测试时,其测试级别比不加隔离措施的电路有明显提高。
 

图1.2 定压输入隔离非稳压模块在低速数据采集场合的典型应用
2. 方案推荐二:高速、高精度数据采集系统
对于低精度、低速的数据采集场合,可以采用不带稳压的隔离电源模块。但对于高精度、高速度数据采集场合,不稳压电源模块由于输出电压精度差、尖峰噪声大等特点,容易造成采集数据错误或者误差很大等现象,严重影响采集的真实性。针对这种高精度、高速度的采集场合,可使用带稳压输出的电源模块。
稳压系列DC-DC隔离转换器,输出电压精度高(典型值±5%以内),负载调节率<0.5%,瞬态响应快,输出纹波和噪声极低,电磁兼容性好,国际标准引脚方式,UL94-V0阻燃封装,自然冷却,无需外加散热片,无需外加元件可直接使用。电路结构:开环系统 + LDO线性稳压器。广泛应用于高速、高精度A/D、D/A电路、信号采样电路,医学仪器仪表等。其内部框图如
图2.1所示。
 

 
图 2.1 定压输入稳压输出系列模块内部框图
应用示例图如图2.2示,电源模块采用定压输入隔离稳压输出系列,如B0505M-1W。电源输入加共模扼流圈,防止模块内部的开关噪身反串到输入电源的“地”上,影响采集的精度和系统的稳定性。
 
 

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