ISO Series Analog Signal Acquisition IC 两线无源 I / V 转换隔离变送器 两线制无源型 4-20mA 转电压信号隔离转换器：ISO 4-20mA-O 系列 产品特点 典型应用 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 独有高效信号回路窃电技术，无须外接工作电源 两线制 4-20mA 标准模拟量输入，隔离放大转换成： 0-2.5V/0-3.3V/0-5V/1-5V 等模拟电压信号 极低的输入阻抗，满足输入 20mA 信号时电压降 ≤9V 精度等级：0.1、0.2、0.5 级 全量程内极高线性度，非线性度误差 <0.2% 信号输入与输出之间：3000VDC 两隔离 工业级温度范围: -25 ~ +70 ℃ 小体积标准 SIP 12Pin 符合 UL94V-0 阻燃封装 传感器 4-20mA 信号的采集、隔离、转换 工业现场信号隔离及长线传输 模拟信号地线干扰抑制及数据采集隔离 仪器仪表与传感器信号收发 PLC、DCS 现场模拟信号隔离采集 变频器信号远程抗干扰无失真传输 电力监控、医疗设备隔离安全栅 4-20mA 信号一进一出、二进二出、三进三出 隔离变送功能的实现 概述 SunYuan ISO 4-20mA-O 是一种两线制无源型 4-20mA 转电压信号隔离转换器 IC，它可以将输入有源 4-20mA 的电流信号隔离转换成电压信号输出。该 IC 采用两线制输入回路供电方式，独有高效信号回路窃电技术，无须外 接工作电源。大大简化了用户的设计，降低用户布线成本。该模块内部包含有电流信号调制解调电路、信号耦合隔 离变换电路、电源逆变电路、减法电路，缓冲处理输出电路等。很小的输入等效电阻，使该 IC 能够从传感器信号 输出回路中采集电流信号，并能达到输入 20mA 信号时电压降 ≤9V。以满足用户无需外接辅助电源而实现信号远 距离、无失真传输变换的需要。 ISO 4-20mA-O 常被用于 4-20mA 电流转电压信号的隔离，省去了外接电源使接线更为简捷，且功耗低、自身 热量低（基本无温升）、可靠性高。产品最大特点是不需要外接辅助电源，内部包含减法电路及放大器缓冲输出电 路，这些电路带来了简捷可靠优点的同时也带来了使用上局限性。产品对于传感器、PLC 输出的 4-20mA 信号进行 隔离变送，从另一个定义上讲是电功率的传送，所以内部肯定有功率损耗。这个损耗表现在输入电流值和自身输入 压降乘积上。在这种情况下要求 4-20mA 信号源必须具有驱动 450Ω 负载的能力，才能使两线制无源型 4-20mA 转 电压信号隔离转换器 ISO 4-20mA-O 正常工作。目前，从工业现场实际应用经验来看，大部分现场仪器仪表和传感 器、PLC\DCS 等可以满足 4-20mA 信号输出有驱动 450Ω 负载的能力。 在工业现场实际应用中，有些虽然仅仅使用一只 I/V 转换取样电阻，就可以把输入电流信号转换成为电压信号。 这种电路虽然简单，但是却不实用。首先，其实际意义是零点信号的时候，会有一个零点电流流过取样电阻，如果 按照 4~20mA 输入电流转换到最大 5V 电压来分析，零点的时候恰好就是 1V，这个 1V 在单片机资源足够的时候， 可以由单片机软件去减掉它。可是这样一来，其有用电压就会剩下 5-1=4VDC，而不是 5VDC 了。由于单片机的 A/D 最大输入电压就是单片机的供电电压，这个电压通常就是 5VDC。因此处理这种简单的输入转换电路时比较麻 烦，为了达到 A/D 转换的位数，就会导致芯片成本增加。解决上面问题的简单方法是在单片机输入之前配置一个 由运算放大器组成的减法及缓冲处理电路，增加这级电路可以起到对零点的处理变得更加方便，无需耗用单片机的 内部资源，尤其单片机是采用 A/D 接口来接受这种零点信号而实际不为零电压值的输入时，可以保证 A/D 转换位 数的资源能够全部应用于有用信号上。 顺源科技按客户需求研制的：ISO 4-20mA-O ，正是为解决工业现场上述问题而设计。IC 不但能实现各路信 号与电源之间防窜扰的隔离，而且用户无需考虑模块供电及发热问题，并满足 A/D 接口采集处理信号的精度要求。 可降低单片机选用成本和内部资源的损耗，方便用户的开发设计使用。 Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd. Page 1 of 5 ISO Series Analog Signal Acquisition IC 产品最大额定值 （长期在最大额定值环境下工作影响产品使用寿命，超过最大值会出现不可修复的损坏。） Continuous Isolation Voltage （输入与输出端最高持续隔离电压） 3KVDC/rms Junction Temperature （工作环境温度最大范围） Lead Temperature - 45℃ ~ + 85℃ +300℃ （引脚最高焊接温度及持续时间<10S） Output Voltage Load Min（输出电压信号的最小负载） 5KΩ 通用参数 精度、线性度误差等级 ---------- 0.1，0.2 级 回 差 ---------- < 0.5% 辅助电源---------- 无 隔 离 ---------- 信号输入/输出，两隔离 工作温度---------- -20 ~ +70℃ 绝缘电阻 工作湿度---------- 10 ~ 90% (无凝露) 耐 存储温度---------- -45~ +85℃ 耐冲击电压---------- 3KV， 1.2/50us(峰值) 存储湿度---------- 10 ~ 95% (无凝露) ---------- ≥20MΩ 压 --------- 3KV(60HZ / S)，漏电流 1mA 技术参数 参 隔离电压 绝缘阻抗 漏电流 数 AC，50Hz 条 件 10S 最小值 ±50 ±0.2 输入信号电压范围 输入阻抗 输出信号电压范围 5 10 9 24 Iin=20mA RL:5KΩ 输出线性范围 输出电流 Io 单位 VDC Ω‖Pf uA 10¹²‖1 0.5 240Vrms，50Hz Vout=5VDC 最大值 3000 温漂 非线性度 负载能力 典型值 ±100 ±0.5 PPm/℃ %FSK KΩ 36 450 VDC Ω 0 5 VDC 0 0.5 5 1.2 V mA 输出信号纹波 不滤波 10 20 mVRMS 频率响应（小信号带宽） Vo=5V 100 200 Hz 10 20 mS 25 70 ℃ 105 ℃ 响应时间 工作环境温度 -25 存储温度 -55 选型定义 Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd. Page 2 of 5 ISO Series Analog Signal Acquisition IC 产品选型举例 例 1： 输入信号：4-20 mA ；输出信号：0-5V； 产品型号： ISO 4-20mA-O4 例 2： 输入信号：4-20 mA ；输出信号：1-5V； 产品型号： ISO 4-20mA-O6 例 3： 输入信号：4-20 mA ；输出信号：0-2.5V；产品型号： ISO 4-20mA-O2.5 例 4： 输入信号：4-20 mA ；输出信号：0-3.3V；产品型号： ISO 4-20mA-O3.3 引脚定义及功能描述 引脚功能描述（单排直插：SIP12 Pin） 信号 信号 空 信号 输入 输入 输出 正端 负端 脚 地 信号 输出 地 信号 输出 地 信号 输出 正端 空 脚 Iin+ Iin- NC GND GND GND Vout+ NC 1 2 3~7 8 9 10 11 12 IC 封装产品外形尺寸及典型应用图 Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd. Page 3 of 5 ISO Series Analog Signal Acquisition IC DIN3 ISO 4-20mA-O 系列单路低成本、小体积标准 DIN35 导轨安装产品引脚功能描述 DIN3 ISO 4-20mA-O 系列产品采用超薄（厚度 12.5mm）、标准 DIN35 导轨安装基座。嵌入 ISO 4-20mA-O 系 列集成模块，采用接线端子作为输入输出连接方式。产品免零点及满度调节，方便用户直接使用。 由于产品体积限制，DIN3 系列小体积导轨安装产品只能实现一进一出隔离转换功能。 DIN3 ISO 4-20mA-O 系列标准 DIN35 导轨安装隔离变送器引脚描述 信号 输入 信号 输出 空 脚 空 脚 空 脚 空 脚 信号 输出 信号 输出 Iin- Iin+ NC NC NC NC Vout- Vout+ 1 2 3 4 5 6 7 8 DIN3 ISO 4-20mA-O 系列产品外型尺寸及典型应用 Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd. Page 4 of 5 多通道导轨式 DIN 1X1/2X2/3X3 ISO Series Analog Signal Acquisition IC I 型产品典型应用 SUNYUAN I 型导标准 DIN35 导轨安装多路两线制无源型 4-20mA 转电压信号隔离转换器，内部采用安装多 个 ISO 4-20mA-O 系列集成模块， 产品无须供电即可实现一进一出（DIN1X1）、二进二出（DIN2X2）、三进三出 （DIN3X3）等多路两线制无源电流转电压的隔离转换功能。产品满足输入输出及各通道之间 3000VDC 隔离，无需 零点和满度调节。内部增加防浪涌抑制保护电路，使产品使用更加方便、更加安全可靠。 DIN 1X1 / DIN 2X2 / DIN 3X3 系列产品外型尺寸及引脚功能描述 引脚功能 Pin 1 Signal in1 + 输入信号 1 正端 2 Signal in1 - 输入信号 1 负端 3 Signal in2 + 输入信号 2 正端 4 Signal in2 - 输入信号 2 负端 5 Signal in3 + 输入信号 3 正端 6 Signal in3 - 输入信号 3 负端 7 Vout3 - 输出信号 3 负端 8 Vout3+ 输出信号 3 正端 9 Vout2 - 输出信号 2 负端 10 Vout2+ 输出信号 2 正端 11 Vout1 - 输出信号 1 负端 12 Vout1+ 输出信号 1 正端 Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd. Page 5 of 5