基于單芯片解決方案的新型溫變型隔離柵的設計與實現(xiàn).pdf

1、當前，在石油煉化、化工廠、礦山等工業(yè)現(xiàn)場，隔離式安全柵產(chǎn)品的使用越來越廣泛。在可能含有易爆氣體的場所，為了維護人身、財產(chǎn)的安全，使用基于本安技術的溫變型隔離柵產(chǎn)品成為無可替代的選擇。但是，目前常用的溫變型隔離柵產(chǎn)品，部分存在著采樣種類受限（只能采樣熱電阻或只能采樣熱電偶）、總線通訊功能缺失、安裝密度較低等情況，產(chǎn)品性能有待進一步的完善和提高。
　　 本文在分析了溫變型隔離柵產(chǎn)品需求的基礎上，提出了一款基于C8051F350的新型

2、溫變型隔離柵的設計方案，相對于傳統(tǒng)的溫變型隔離柵，該隔離柵具有能同時采樣熱電阻、熱電偶信號于一體的優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)總線供電、總線通訊的功能，其低功耗、超薄型的設計可實現(xiàn)單機柜的高密度安裝，體現(xiàn)了更低的綜合成本優(yōu)勢，同時，信號類型可實現(xiàn)現(xiàn)場靈活配置，方便工程實施。
　　 本文首先介紹了本安技術、安全柵產(chǎn)品的發(fā)展背景和研究意義。闡述了常用隔離柵的基本結構、工作原理和性能特點，分析了當前溫變型隔離柵的現(xiàn)狀。結合帶高精度AD的MCU的應用

3、，提出了新型溫變隔離柵產(chǎn)品的整體設計，詳細介紹了關鍵器件的選型以及各部分電路的具體實現(xiàn)方案，采用KeilC51作為設計平臺進行了嵌入式軟件的設計。通過對電壓質(zhì)量、通訊信號質(zhì)量、PWM波形質(zhì)量、信號采樣精度、斷線報警、總線通訊、功耗等指標的測試，對設計方案進行了比較全面、客觀的驗證，得出了完成預期設計目標的結論。但因熱電偶的信號類型種類繁多，因此本文只實施了一種E型熱電偶及熱電阻Pt100的設計。同時，由于測試設備條件的限制，EMC（電磁