德州儀器XTR111AIDGQR電壓-電流轉換器中文資料

一、產品概述

XTR111AIDGQR是德州儀器（Texas Instruments，簡稱TI）生產的一款精密電壓-電流轉換器，專為處理標準0mA–20mA或4mA–20mA模擬信號而設計。這款轉換器不僅具備高精度測量能力，還支持寬范圍的輸入電壓，可廣泛應用于工業自動化、電能計量、電池管理系統、電機控制及電源管理等多個領域。XTR111AIDGQR以其卓越的性能和靈活性，成為市場上備受青睞的電流傳感器接口解決方案之一。

二、型號與類型

• 型號：XTR111AIDGQR

• 類型：電壓-電流轉換器/變送器

• 制造商：Texas Instruments（德州儀器）

• 產品種類：傳感器接口

• 封裝：HVSSOP10（3.10 x 3.10mm，高度1.10mm），支持MSOP和DFN表面貼裝封裝

　　廠商名稱：TI德州儀器

　　元件分類：ADC/DAC-專用型

　　中文描述： 具有3V至15V穩壓器和電阻器設置I/O比的電壓電流轉換器/變送器

　　英文描述： Precision Voltage-to-Current Converter/Transmitter

　　數據手冊：http://www.qoodd.com/data/k01-253268-XTR111AIDGQR.html

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　　XTR111AIDGQR概述

　　XTR111是一個精密的電壓-電流轉換器，為標準的0mA-20mA或4mA-20mA模擬信號而設計，其信號源最大可達36mA。輸入電壓和輸出電流之間的比率由單個電阻RSET來設定。該電路也可以被修改為電壓輸出。

　　一個外部的P-MOSFET晶體管確保了高輸出電阻和寬廣的符合性電壓范圍，從低于電源電壓VVSP的2V延伸到遠低于GND的電壓。

　　可調節的3V至15V副穩壓器輸出為其他電路提供電源電壓。

　　XTR111可采用MSOP和DFN表面貼裝封裝。

　　XTR111AIDGQR中文參數

　　制造商:Texas Instruments

　　接口類型:3-Wire

　　電源電壓-最大:40 V

　　電源電壓-最小:8 V

　　工作電源電流:450 uA

　　最小工作溫度:-40 C

　　最大工作溫度:+125 C

　　安裝風格:SMD/SMT

　　封裝/箱體:MSOP-PowerPad-10

　　封裝:Reel

　　封裝:Cut Tape

　　封裝:MouseReel

　　商標:Texas Instruments

　　特點:Output Disable，Output Failure，Sub-Regulator Output

　　高度:1.02 mm

　　Ib-輸入偏流:15 nA

　　輸入類型:Voltage

　　輸入電壓:0 V to 12 V

　　長度:3 mm

　　濕度敏感性:Yes

　　工作電源電壓:8 V to 40 V

　　輸出電流:25 mA

　　輸出類型:Current，Voltage

　　輸出電壓:3 V to 15 V

　　XTR111AIDGQR引腳圖

三、工作原理

XTR111AIDGQR的核心工作原理基于高精度運算放大器（Op-Amp）和精密電流采樣電路。當輸入電壓信號被施加到轉換器的輸入端時，該信號首先經過一個精密的電阻網絡（通常由一個可調電阻RSET構成），該電阻網絡根據預設的比例將輸入電壓轉換為電流信號。隨后，這個電流信號被內部的高精度運放放大并轉換為輸出電壓，或者直接作為電流輸出。

XTR111AIDGQR還內置了3V至15V的可調副穩壓器，該穩壓器能夠為其他電路提供穩定的電源電壓，從而增強系統的整體穩定性和可靠性。此外，一個外部的P-MOSFET晶體管被用來確保高輸出電阻和寬泛的順從電壓范圍，這使得XTR111AIDGQR能夠適應更多復雜的應用場景。

四、特點

1. 高精度測量：XTR111AIDGQR采用了高精度運放和精密電流采樣電路，能夠提供準確的電流測量結果，非線性度低至0.002%，準確度高達0.015%。

2. 寬輸入電壓范圍：支持從7V到44V的寬電源范圍，使其能夠適應多種不同的電源環境。

3. 內置電流采樣電路：無需外部電阻即可直接測量電流信號，簡化了電路設計，提高了系統的集成度。

4. 高線性度：能夠準確地測量輸入電流，并輸出相應的電壓信號，保證了測量結果的穩定性和可靠性。

5. 低功耗設計：低功耗設計使得XTR111AIDGQR在待機和工作狀態下都能保持較低的功耗，有助于延長電池壽命和系統運行時間。

6. 內置過流保護：具有內置的過流保護電路，能夠在電流過大時自動切斷輸出，保護傳感器和后續電路免受損害。

7. 溫度穩定性高：能夠在-55℃至+125℃的寬溫度范圍內提供穩定的測量結果，適用于各種惡劣的工作環境。

8. 可調電壓調節器：3V至15V的可調副穩壓器輸出為其他電路提供靈活的電源電壓選擇。

五、應用

1. 工業自動化：在工業自動化領域，XTR111AIDGQR可用于PLC（可編程邏輯控制器）、DCS（分散式控制系統）等工控系統中的電流監測和控制。它能夠實時測量電機驅動器、傳感器等設備的電流信號，為工業自動化設備的穩定運行提供數據支持。

2. 電能計量：在電能計量領域，XTR111AIDGQR可用于測量和監測電力系統中的電流。通過與其他傳感器或測量設備結合使用，可以實現對電能的精確計量和監控，為電力系統的運行管理提供重要依據。

3. 電池管理系統：在電池管理系統中，XTR111AIDGQR可用于測量電池組中的充電和放電電流。通過實時監測電池充放電過程中的電流變化，可以為電池管理提供準確的數據支持，提高電池的使用壽命和安全性。

4. 電機控制：在電機控制系統中，XTR111AIDGQR可用于測量電機驅動器中的電流信號。通過實時了解電機的工作狀態，可以實現對電機的精確控制，提高電機的運行效率和穩定性。

5. 電源管理：在電源管理領域，XTR111AIDGQR可用于監測電源電流的變化。通過實時監測電源電流的變化情況，可以實現對電源的有效控制和管理，提高電源系統的穩定性和效率。

六、主要參數

• 電源電壓：7V至44V（板載穩壓器可調節至44V）

• 工作電源電流：25mA（典型值）

輸出電流范圍：

• 4mA至20mA（通過調整外部電阻RSET可設置）

• 或用戶定義的電流范圍，根據具體應用需求

輸入電壓范圍：

• 根據RSET電阻的選擇和電源電壓的不同，輸入電壓范圍會有所變化，但通常可以覆蓋廣泛的模擬信號輸入。

非線性度：

• 典型值：0.002%

• 最大值：0.015%（在整個溫度范圍內）

溫度范圍：

• 工作溫度：-55°C至+125°C

• 存儲溫度：-65°C至+150°C

溫度漂移：

• 典型值：5μA/°C（輸出電流）

• 該值表示在溫度變化時，輸出電流的穩定性和精度保持能力。

輸出穩定性：

• 長期穩定性好，受溫度、電源變化影響小。

過載保護：

• 內置過流保護電路，防止因輸出電流過大而損壞器件或后續電路。

封裝與引腳：

• HVSSOP10封裝，小型化設計，便于PCB布局和節省空間。

• 引腳分配清晰，便于與其他元件連接和信號傳輸。

電氣特性：

• 輸入阻抗高，對前級電路影響小。

• 輸出阻抗低，驅動能力強，能夠穩定驅動后續電路。

• 共模抑制比高，能有效抑制共模噪聲和干擾。

其他特性：

• 無需外部校準，降低了生產和使用成本。

• 靈活的電路設計，支持多種配置方式，滿足不同應用場景的需求。

• 符合國際標準和行業規范，如RoHS、UL等，確保產品的可靠性和安全性。

七、典型應用電路

XTR111AIDGQR的應用電路相對簡單，通常只需將輸入電壓通過適當的電阻分壓后接入轉換器的輸入端，然后通過調整RSET電阻來設置所需的輸出電流范圍。同時，還需確保電源電壓在允許范圍內，并正確連接地線以保證電路的穩定性。以下是一個簡化的應用電路示意圖：

[電源VCC] --|--> [XTR111AIDGQR VIN] --[RSET]-- [XTR111AIDGQR IOUT] --|---> [負載]  

            |                                                            |  

            |------------------ [地GND] ---------------------------------|

在此電路中，VIN為輸入電壓，RSET為調整輸出電流的外部電阻，IOUT為輸出電流端，連接至負載。用戶可根據實際需求選擇合適的RSET值來調整輸出電流范圍。

八、總結

XTR111AIDGQR作為德州儀器生產的一款高精度電壓-電流轉換器，以其卓越的性能、靈活的配置和廣泛的應用領域贏得了市場的廣泛認可。無論是在工業自動化、電能計量、電池管理系統還是電機控制和電源管理等領域，XTR111AIDGQR都能提供穩定可靠的電流測量和轉換功能。通過了解XTR111AIDGQR的工作原理、特點、應用以及主要參數等信息，用戶可以更好地選擇和使用這款轉換器來滿足自己的應用需求。