SY Series Analog Signal Converter 二线制无源型 I / V 转换器 两线制无源型 4-20mA 转电压信号低成本转换器：SY 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 二线制 4-20mA 标准模拟信号输入转换成： 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 ≤6V 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% 工业级温度范围: -25 ~ +70 ℃ 小体积标准 SIP 7Pin 符合 UL94V-0 阻燃封装 传感器 4-20mA 信号的采集转换 工业现场信号采集转换及长线传输 模拟信号转换及数据采集 仪器仪表与传感器信号收发 PLC、DCS 现场模拟信号采集转换 电力监控、医疗设备运行监控 4-20mA 电流信号转电压信号一进一出、 二进二出、三进三出变送功能的实现 概述 SunYuan SY 4-20mA-O 是一种低成本、小体积的两线制无源型 4-20mA 转电压信号转换 IC，可以将有源 4-20mA 信号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，简化了用户方案设计，降低用户布线成本。该模块内部包含有电流信号变换电路、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到电流信号，并能达 到输入 20mA 信号时电压降 ≤6V。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。 SY 4-20mA-O 常用于低成本 4-20mA 电流转电压信号的设计方案，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。产品最大特点是二线制回路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 300Ω 负载的能力，才能使转换器正常 工作。目前，从工业现场实际应用情况来看，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 300Ω 负载的能力。 在工业现场实际应用中，有些场合仅仅使用一只 I/V 转换取样电阻，就可以把电流信号转换成为电压信号。虽 然这种电路比较简单，但是却不实用。首先，其实际意义是信号在零点的时候，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低成本、小体积 I/V 转换器 SY 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电流电压之间的转换，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 SY Series Analog Signal Converter 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。） Junction Temperature （工作环境温度最大范围） Lead Temperature - 45℃ ~ + 85℃ （引脚最高焊接温度 / 持续时间<10S） +300℃ 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 ---------- 无 工作温度---------- -20 ~ +70℃ 绝缘电阻 ---------- 无 工作湿度---------- 10 ~ 90% (无凝露) 耐 ---------- 无 存储温度---------- -45~ +85℃ 耐冲击电压---------- 无 压 存储湿度---------- 10 ~ 95% (无凝露) 技术参数 参 数 条 件 最小值 温漂 非线性度 负载能力 Vout=5VDC 输入信号电压范围 输入阻抗 输出信号电压范围 输出线性范围 输出电流 Io 最大值 单位 ±35 ±0.2 ±50 ±0.5 PPm/℃ %FSK 5 10 9 24 Iin=20mA RL:5KΩ 典型值 KΩ 36 300 VDC Ω 0 5.2 VDC 0 0.5 5.2 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 1 10 KHz 1 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 SY Series Analog Signal Converter 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： SY 4-20mA-O4 例 2： 输入信号：4-20 mA ；输出信号：1-5V； 产品型号： SY 4-20mA-O6 例 3： 输入信号：4-20 mA ；输出信号：0-2.5V；产品型号： SY 4-20mA-O2.5 例 4： 输入信号：4-20 mA ；输出信号：0-3.3V；产品型号： SY 4-20mA-O3.3 引脚定义及功能描述 引脚功能描述（单排直插：SIP7 Pin） 信号 输入 正端 信号 输入 负端 空 脚 信号 输出 地 信号 输出 地 信号 输出 地 信号 输出 正端 Iin+ Iin- NC GND GND GND Vout+ 1 2 3 4 5 6 7 备注：输入端第 2 脚(Iin-)，不能和输出端 4-6 脚（GND）相连接。 IC 封装产品外形尺寸及典型应用图 Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd. Page 3 of 5 SY Series Analog Signal Converter DIN3 SY 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 SY 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 SY 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 I/V 转换器引脚描述 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 SY 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 SY Series Analog Signal Converter 多路导轨式 DIN 1X1/2X2/3X3 产品典型应用 SunYuan I 型标准 DIN35 导轨安装多通道两线制无源型 4-20mA 转电压信号 I/V 转换器，内部采用安装多个 SY 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） 等多路二线无源电流转电压的转换功能。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