渦街流量計的電源系統為整個系統提供能量,是整個系統工作的基礎,具有極其重要的地位.系統的功耗、可靠性、安全性及EMC都直接與其相關.
依據用戶需求,系統采用雙電源供電模式.標配為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.當采用外部供電時,內部電池供電會自動切斷.當停止外部供電時,自動切換回內部電池供電,保正儀表不斷電.當內置電池為鏗電池3.6v/5.4AH時且僅為電池供電時,應保證可靠工作三年.
為保證系統的微功耗需求,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公司生產的高精度三端穩壓管,其輸入電壓可達24V,輸出恒定電壓5.0V,最大傳輸電流為loolllA,靜態電流小,可以滿足直流供電的前級需求.RHSRL33AA-T1是日本RICON生產的SOT-89封裝的電壓調整管,它的靜態耗散電流極低,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,也可以接受經過HT7550-1調整出來的SV電壓輸入.它的高精度恒壓輸出特性,滿足了單片機系統對于電源穩定和干凈的要求,同時為ADC采集電路提供了可靠的恒定的參考電壓源.
渦街流量計系統電源設計如圖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+網絡,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、負端反接而燒壞線路板.外供電電壓經過U3調整輸出+5.0V,再經過兩個開關二極管D1、D2到達VIN網絡,作為u4的輸入.D1、D2采用IN4148,在導通電流為51llA的情況下,它的導通壓降為0.62從0.72V,本系統的峰值功耗不會超過lmA,所以IN4148在本系統的導通壓降約為0.62V.這樣,VIN的電壓就降到了3.76v,通過認調整輸出系統所需要的3.3v.接口J多T采用直插件,作為電池的冗余輸入接口,電池正極與網絡BT十相連,BT+和VIN之間通過肖特基二極管IN5819連接,默認情況下BT+作為U;的輸入源,當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;當外電源被撤銷,由于VIN失電,D4會自動導通,從而恢復電池供電.
一個良好的電子系統設備應該在電路設計的最初階段就考慮瞬態保護要求.保護電路的基本原理是,使用電壓箱位電路阻止高壓進入,同時提供大電流分流通道.電路在V+和GND之間并聯接入TVS二極管Z1,以做到靜電、瞬變脈沖群和雷擊浪涌保護.TVS(瞬態電壓抑制器)二極管,是近幾年發展起來的一種固態二極管,專門用于ESD保護.當瞬態電壓超過電路的正常工作電壓時,二極管發生雪崩擊穿,為瞬態電流提供通路,使內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二極管的結面積較大,使得它具有泄放瞬態大電流的優點,具有理想的保護作用. |
