请教，8路4-20mA输出，发热太大，是否有其他办法

ajfan · 发表于 2021-5-5 16:54:16

本帖最后由 ajfan 于 2021-5-5 16:57 编辑

如题，8路4-20MA输出，目标负载最大500欧，也就是说供电需要12V（考虑运放压降），如果带100欧或更小负载，8路消耗在运放和三级管的功耗接近2.5W，不加散热PCB及芯片很烫，加散热片后估计接近40度 (电路没有自激，非自激产生的热量）。
看了NI的框图，用了DCDC，如果是固定电压输出的话也会有静态功耗问题，难道是DCDC电压会根据负载电阻自动调整以减少功耗？

请教下大家，如何减少4-20MA电路带小负载时的功耗及发热？

redroof · 发表于 2021-5-5 17:37:33

简单的电路情况下无解，因为原理就是那样。给恒流电路供电的是个恒压源，要输出名义值10V，电源用12V都还有点不保险,我会用14V或更高。
除非你的供电电源是可调压的，动态测量自己输出的电压，然后去改变供电电压。问题是这样都不保险，因为你需要的供电电压除了跟外部电阻有关，还跟你输出的电流有关，而输出电流可能随时会变。除非你不要动态特性了，或者这个供电电源自己的调整速度非常快。或者你只按负载电阻确定供电电压，不管自己输出值

ajfan · 发表于 2021-5-5 18:03:51

谢谢楼上，目前能想到的也是固定电压输出，带来高功耗，或者是类似NI的随负载自己调节电压，但确实如何做到万无一失的计算负载阻抗有点难度或瞬间调电流带来的供电电压跳变影响有点疑虑。

reflecter · 发表于 2021-5-5 18:04:05

看板子上用的是分立方案？有考虑用高集成度的，经过热验证过的，比如ADI的AD5755-1，还是TI的DAC876x？

hanbreen · 发表于 2021-5-5 18:12:48

风扇散热

ajfan · 发表于 2021-5-5 18:49:52

用的是AD8568 + MC33272+BC56 结构，看了下AD5755果然也是动态调整供电电压的模式

redroof · 发表于 2021-5-5 18:59:17

ajfan 发表于 2021-5-5 18:03
谢谢楼上，目前能想到的也是固定电压输出，带来高功耗，或者是类似NI的随负载自己调节电压，但确实如何做到 ...

计算负载阻抗不难，用个AD采样自己输出的电压就行，因为电流自己是知道的。
然后根据负载阻抗决定供电电压。都按最大电流计算，这样对电源要求可以很低。其实计算负载阻抗又不用快，又不用很准确，差不多就行。
其实你知道，实际运行中用户的负载阻抗几乎是不会变的。除非他重新接线。

ajfan · 发表于 2021-5-5 20:16:14

OK，那准备再更新一版，目标8路微功率DCDC+8路AD配合计算负载。
问题来了，需要找微功率的多路DCDC了

ajfan · 发表于 2021-5-5 20:37:32

找到个微功率的DCDC booster，不过考虑还得接运放比较反馈，分立电路太麻烦了，好囧

redroof · 发表于 2021-5-5 21:00:20

本帖最后由 redroof 于 2021-5-5 21:04 编辑

ajfan 发表于 2021-5-5 20:16
OK，那准备再更新一版，目标8路微功率DCDC+8路AD配合计算负载。
问题来了，需要找微功率的多路DCDC了 ...

我认为你可以假定8路的负载电阻都一样，或者4路一组足够了，这样只要两路可变输出的DCDC就够。接受这个电流的负载不会有那么多不同种类的负载电阻的。
用老式500欧负载的人，应该都是500，用250的或者用125之类的也一样。
并且那个可变的DCDC只要有三种输出电压就够了，分别对应600欧，300欧，150欧负载。这个的做法可以用模拟开关切换一个常规DCDC的反馈电阻即可。

monkeynav · 发表于 2021-5-5 21:08:51

d类音频功放ic有合适的吗？

ajfan · 发表于 2021-5-5 21:15:41

用在测控项目上，目标阻抗是不固定的，所以还是每一路独立比较好，只是这样搞起来电路太复杂了

reflecter · 发表于 2021-5-6 06:22:45

ajfan 发表于 2021-5-5 18:49
用的是AD8568 + MC33272+BC56 结构，看了下AD5755果然也是动态调整供电电压的模式

对，DPC功能，许久没来推，都快淡忘了的。
只是4路的5755-1，国内用的PLC客户还不多的。
单路4-20mA，最便宜的有AD5423（不带DPC），然后同时V/I的型号好像是AD5758还是（未完待续，回头来更新）…

windsmile · 发表于 2021-5-6 09:16:43

reflecter 发表于 2021-5-6 06:22
对，DPC功能，许久没来推，都快淡忘了的。
只是4路的5755-1，国内用的PLC客户还不多的。
单路4-20mA，最 ...

有个片子XTR111，很不错的。价格也不贵。不过DPC功能是没得。不过我做国产化方案，集成的片子都被排除了自己用分立器件类似的搭了个。
AO电路发热确实是比较恶心这点，尤其是20mA，负载电阻接近0欧的时候，功耗全部积在里面了烫。有没有啥简单的电路能够搭个自动调整的出来。你这8路还是得分开弄才行，不然假如有一路是500欧，其他的几路都小，那还是会烫的。

windsmile · 发表于 2021-5-6 09:19:26

redroof 发表于 2021-5-5 17:37
简单的电路情况下无解，因为原理就是那样。给恒流电路供电的是个恒压源，要输出名义值10V，电源用12V都还有 ...

对的 500欧 12V驱动电源不保险

windsmile · 发表于 2021-5-6 09:32:18

lz你运放为啥会烫啊运放上应该没啥功耗主要还是三极管吧。你这AO是共源还是共地输出啊？共地的电路的话我的比这个器件多好多

笨笨仔 · 发表于 2021-5-6 17:33:50

直接DCDC用电流做反馈就好了，这样耗散就低了

ajfan · 发表于 2021-5-6 21:30:14

今天借了张卡拆开来看了下，应该是4路 dac+dpc的模式，不是直接用的4路4-20ma芯片，再细节看不出来了

tomzbj · 发表于 2021-5-6 22:31:58

试试LED驱动IC？比如MP3302这样的？反馈环得再改改。

ilikemcu · 发表于 2021-5-7 09:10:51

12V供电，20mA电流，即便输出是0欧，每一路的功耗也就是240mW，给三极管或者MOS适当的散热铜箔就可以轻松解决，没必要搞那么复杂吧，要不然人家24V供电的岂不是没法活了

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