在工業(yè)自動(dòng)化與過(guò)程控制系統(tǒng)中，4-20 mA電流環(huán)因其抗干擾能力強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于傳感器信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸。MAX12900作為一款高度集成的變送器芯片，集成了10個(gè)關(guān)鍵功能模塊，能夠有效簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)并提升整體穩(wěn)定性。

如圖1所示，MAX12900采用模塊化架構(gòu)，核心功能包括PWM信號(hào)處理、電壓轉(zhuǎn)電流轉(zhuǎn)換、電流檢測(cè)、電源監(jiān)控及啟動(dòng)時(shí)序控制等。整個(gè)工作流程始于微控制器向傳感器發(fā)送控制指令，并接收反饋數(shù)據(jù)。該器件支持雙路PWM輸入信號(hào)——粗調(diào)（PWMAP）和精調(diào)（PWMBP），通過(guò)緩沖、求和后進(jìn)入低通濾波器（由OP1模塊實(shí)現(xiàn)），最終將數(shù)字脈沖轉(zhuǎn)化為模擬電壓輸出。

圖1

在典型應(yīng)用中，粗調(diào)通道的增益設(shè)置為1（R5/R3），而精調(diào)通道則配置為1/66（R5/R4），這種分層調(diào)節(jié)機(jī)制可在保證動(dòng)態(tài)范圍的同時(shí)提升控制精度。接下來(lái)，OP3模塊與外部MOSFET（Q1）配合，結(jié)合精密基準(zhǔn)電壓源，構(gòu)成一個(gè)高穩(wěn)定性的電壓控制電流源，確保輸出電流與輸入電壓成線性比例關(guān)系。

為了實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，MAX12900還集成了一路電流檢測(cè)放大器（OP2），用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電流環(huán)中的電流值，并將結(jié)果反饋給微控制器，從而進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。這一設(shè)計(jì)不僅提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，也增強(qiáng)了對(duì)異常工況的應(yīng)對(duì)能力。

此外，MAX12900內(nèi)部設(shè)有兩個(gè)比較器，分別用于監(jiān)測(cè)主電源電壓和內(nèi)部LDO穩(wěn)壓器的輸出電壓。一旦檢測(cè)到供電異常，即可觸發(fā)相應(yīng)的保護(hù)機(jī)制，防止系統(tǒng)因供電不穩(wěn)定而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤或硬件損壞。

針對(duì)上電過(guò)程中的不確定性，該芯片還內(nèi)置了電源時(shí)序控制器。當(dāng)LDO輸出達(dá)到目標(biāo)電壓的90%時(shí)，控制器會(huì)生成“電源良好”信號(hào)，通知系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。該閾值可通過(guò)外部分壓網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)定，從而滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

MAX12900通過(guò)高度集成的設(shè)計(jì)理念，將傳統(tǒng)變送器所需的多個(gè)獨(dú)立元件整合于單一芯片中，不僅顯著減少了PCB面積和外圍電路復(fù)雜度，同時(shí)也提升了系統(tǒng)的可靠性與可維護(hù)性。對(duì)于需要高性能、小體積、高集成度的工業(yè)控制、智能傳感器及現(xiàn)場(chǎng)儀表應(yīng)用而言，MAX12900提供了一個(gè)極具競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)解決方案。如需MAX12900產(chǎn)品規(guī)格書(shū)、樣片測(cè)試、采購(gòu)、BOM配單等需求，請(qǐng)加客服微信：13310830171。