渦街流量計的電源系統(tǒng)為整個系統(tǒng)提供能量,是整個系統(tǒng)工作的基礎(chǔ),具有極其重要的地位.系統(tǒng)的功耗、可靠性、安全性及EMC都直接與其相關(guān).
依據(jù)用戶需求,系統(tǒng)采用雙電源供電模式.標(biāo)配為3.6V/5.4AH銼電池供電,也可以使用外部直流供電,電壓為常用的12V或24V.當(dāng)采用外部供電時,內(nèi)部電池供電會自動切斷.當(dāng)停止外部供電時,自動切換回內(nèi)部電池供電,保正儀表不斷電.當(dāng)內(nèi)置電池為鏗電池3.6v/5.4AH時且僅為電池供電時,應(yīng)保證可靠工作三年.
為保證系統(tǒng)的微功耗需求,電源變換芯片選用了微功率低壓降的LDO:HT7550-1和RHSRL33AA-Tl.其中HT7550-1是HoLTEK公司生產(chǎn)的高精度三端穩(wěn)壓管,其輸入電壓可達(dá)24V,輸出恒定電壓5.0V,最大傳輸電流為loolllA,靜態(tài)電流小,可以滿足直流供電的前級需求.RHSRL33AA-T1是日本RICON生產(chǎn)的SOT-89封裝的電壓調(diào)整管,它的靜態(tài)耗散電流極低,僅為1.1林A,輸出電壓有著很高的精度并能在負(fù)載變化較大的情況下保持恒定的輸出電壓.輸入輸出壓差30mV,也就是說要保證輸出電壓為3.30V,輸入電壓最小為3.33V,而它的最高輸入電壓為IOV,所以RHSRL33AA-T1既可以接受3.6V電池電壓輸入,也可以接受經(jīng)過HT7550-1調(diào)整出來的SV電壓輸入.它的高精度恒壓輸出特性,滿足了單片機(jī)系統(tǒng)對于電源穩(wěn)定和干凈的要求,同時為ADC采集電路提供了可靠的恒定的參考電壓源.
渦街流量計系統(tǒng)電源設(shè)計如圖4-1:接口J_V采用4-PIN接線端子,管腳4是外部直流電源輸入口,管腳3是電池的正輸入端,管腳2為公共地.外電壓輸入V+網(wǎng)絡(luò),通過整流二極管D;作為U3的輸入,D:的作用是防止外電源正、負(fù)端反接而燒壞線路板.外供電電壓經(jīng)過U3調(diào)整輸出+5.0V,再經(jīng)過兩個開關(guān)二極管D1、D2到達(dá)VIN網(wǎng)絡(luò),作為u4的輸入.D1、D2采用IN4148,在導(dǎo)通電流為51llA的情況下,它的導(dǎo)通壓降為0.62從0.72V,本系統(tǒng)的峰值功耗不會超過lmA,所以IN4148在本系統(tǒng)的導(dǎo)通壓降約為0.62V.這樣,VIN的電壓就降到了3.76v,通過認(rèn)調(diào)整輸出系統(tǒng)所需要的3.3v.接口J多T采用直插件,作為電池的冗余輸入接口,電池正極與網(wǎng)絡(luò)BT十相連,BT+和VIN之間通過肖特基二極管IN5819連接,默認(rèn)情況下BT+作為U;的輸入源,當(dāng)有外部直流電源接入時,V.會有高于BT+的電壓,這樣D;會截止而自動切斷電池供電;當(dāng)外電源被撤銷,由于VIN失電,D4會自動導(dǎo)通,從而恢復(fù)電池供電.
一個良好的電子系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)該在電路設(shè)計的最初階段就考慮瞬態(tài)保護(hù)要求.保護(hù)電路的基本原理是,使用電壓箱位電路阻止高壓進(jìn)入,同時提供大電流分流通道.電路在V+和GND之間并聯(lián)接入TVS二極管Z1,以做到靜電、瞬變脈沖群和雷擊浪涌保護(hù).TVS(瞬態(tài)電壓抑制器)二極管,是近幾年發(fā)展起來的一種固態(tài)二極管,專門用于ESD保護(hù).當(dāng)瞬態(tài)電壓超過電路的正常工作電壓時,二極管發(fā)生雪崩擊穿,為瞬態(tài)電流提供通路,使內(nèi)部電路免遭超額電壓的擊穿或超額電流的過熱燒毀.由于TvS二極管的結(jié)面積較大,使得它具有泄放瞬態(tài)大電流的優(yōu)點,具有理想的保護(hù)作用. |
