德州仪器XTR111AIDGQR电压-电流转换器中文资料

一、产品概述

XTR111AIDGQR是德州仪器（Texas Instruments，简称TI）生产的一款精密电压-电流转换器，专为处理标准0mA–20mA或4mA–20mA模拟信号而设计。这款转换器不仅具备高精度测量能力，还支持宽范围的输入电压，可广泛应用于工业自动化、电能计量、电池管理系统、电机控制及电源管理等多个领域。XTR111AIDGQR以其卓越的性能和灵活性，成为市场上备受青睐的电流传感器接口解决方案之一。

二、型号与类型

• 型号：XTR111AIDGQR

• 类型：电压-电流转换器/变送器

• 制造商：Texas Instruments（德州仪器）

• 产品种类：传感器接口

• 封装：HVSSOP10（3.10 x 3.10mm，高度1.10mm），支持MSOP和DFN表面贴装封装

　　厂商名称：TI德州仪器

　　元件分类：ADC/DAC-专用型

　　中文描述： 具有3V至15V稳压器和电阻器设置I/O比的电压电流转换器/变送器

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

　　数据手册：https://www.iczoom.com/data/k01-253268-XTR111AIDGQR.html

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　　XTR111AIDGQR概述

　　XTR111是一个精密的电压-电流转换器，为标准的0mA-20mA或4mA-20mA模拟信号而设计，其信号源最大可达36mA。输入电压和输出电流之间的比率由单个电阻RSET来设定。该电路也可以被修改为电压输出。

　　一个外部的P-MOSFET晶体管确保了高输出电阻和宽广的符合性电压范围，从低于电源电压VVSP的2V延伸到远低于GND的电压。

　　可调节的3V至15V副稳压器输出为其他电路提供电源电压。

　　XTR111可采用MSOP和DFN表面贴装封装。

　　XTR111AIDGQR中文参数

　　制造商:Texas Instruments

　　接口类型:3-Wire

　　电源电压-最大:40 V

　　电源电压-最小:8 V

　　工作电源电流:450 uA

　　最小工作温度:-40 C

　　最大工作温度:+125 C

　　安装风格:SMD/SMT

　　封装/箱体:MSOP-PowerPad-10

　　封装:Reel

　　封装:Cut Tape

　　封装:MouseReel

　　商标:Texas Instruments

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

　　高度:1.02 mm

　　Ib-输入偏流:15 nA

　　输入类型:Voltage

　　输入电压:0 V to 12 V

　　长度:3 mm

　　湿度敏感性:Yes

　　工作电源电压:8 V to 40 V

　　输出电流:25 mA

　　输出类型:Current，Voltage

　　输出电压:3 V to 15 V

　　XTR111AIDGQR引脚图

三、工作原理

XTR111AIDGQR的核心工作原理基于高精度运算放大器（Op-Amp）和精密电流采样电路。当输入电压信号被施加到转换器的输入端时，该信号首先经过一个精密的电阻网络（通常由一个可调电阻RSET构成），该电阻网络根据预设的比例将输入电压转换为电流信号。随后，这个电流信号被内部的高精度运放放大并转换为输出电压，或者直接作为电流输出。

XTR111AIDGQR还内置了3V至15V的可调副稳压器，该稳压器能够为其他电路提供稳定的电源电压，从而增强系统的整体稳定性和可靠性。此外，一个外部的P-MOSFET晶体管被用来确保高输出电阻和宽泛的顺从电压范围，这使得XTR111AIDGQR能够适应更多复杂的应用场景。

四、特点

1. 高精度测量：XTR111AIDGQR采用了高精度运放和精密电流采样电路，能够提供准确的电流测量结果，非线性度低至0.002%，准确度高达0.015%。

2. 宽输入电压范围：支持从7V到44V的宽电源范围，使其能够适应多种不同的电源环境。

3. 内置电流采样电路：无需外部电阻即可直接测量电流信号，简化了电路设计，提高了系统的集成度。

4. 高线性度：能够准确地测量输入电流，并输出相应的电压信号，保证了测量结果的稳定性和可靠性。

5. 低功耗设计：低功耗设计使得XTR111AIDGQR在待机和工作状态下都能保持较低的功耗，有助于延长电池寿命和系统运行时间。

6. 内置过流保护：具有内置的过流保护电路，能够在电流过大时自动切断输出，保护传感器和后续电路免受损害。

7. 温度稳定性高：能够在-55℃至+125℃的宽温度范围内提供稳定的测量结果，适用于各种恶劣的工作环境。

8. 可调电压调节器：3V至15V的可调副稳压器输出为其他电路提供灵活的电源电压选择。

五、应用

1. 工业自动化：在工业自动化领域，XTR111AIDGQR可用于PLC（可编程逻辑控制器）、DCS（分散式控制系统）等工控系统中的电流监测和控制。它能够实时测量电机驱动器、传感器等设备的电流信号，为工业自动化设备的稳定运行提供数据支持。

2. 电能计量：在电能计量领域，XTR111AIDGQR可用于测量和监测电力系统中的电流。通过与其他传感器或测量设备结合使用，可以实现对电能的精确计量和监控，为电力系统的运行管理提供重要依据。

3. 电池管理系统：在电池管理系统中，XTR111AIDGQR可用于测量电池组中的充电和放电电流。通过实时监测电池充放电过程中的电流变化，可以为电池管理提供准确的数据支持，提高电池的使用寿命和安全性。

4. 电机控制：在电机控制系统中，XTR111AIDGQR可用于测量电机驱动器中的电流信号。通过实时了解电机的工作状态，可以实现对电机的精确控制，提高电机的运行效率和稳定性。

5. 电源管理：在电源管理领域，XTR111AIDGQR可用于监测电源电流的变化。通过实时监测电源电流的变化情况，可以实现对电源的有效控制和管理，提高电源系统的稳定性和效率。

六、主要参数

• 电源电压：7V至44V（板载稳压器可调节至44V）

• 工作电源电流：25mA（典型值）

输出电流范围：

• 4mA至20mA（通过调整外部电阻RSET可设置）

• 或用户定义的电流范围，根据具体应用需求

输入电压范围：

• 根据RSET电阻的选择和电源电压的不同，输入电压范围会有所变化，但通常可以覆盖广泛的模拟信号输入。

非线性度：

• 典型值：0.002%

• 最大值：0.015%（在整个温度范围内）

温度范围：

• 工作温度：-55°C至+125°C

• 存储温度：-65°C至+150°C

温度漂移：

• 典型值：5μA/°C（输出电流）

• 该值表示在温度变化时，输出电流的稳定性和精度保持能力。

输出稳定性：

• 长期稳定性好，受温度、电源变化影响小。

过载保护：

• 内置过流保护电路，防止因输出电流过大而损坏器件或后续电路。

封装与引脚：

• HVSSOP10封装，小型化设计，便于PCB布局和节省空间。

• 引脚分配清晰，便于与其他元件连接和信号传输。

电气特性：

• 输入阻抗高，对前级电路影响小。

• 输出阻抗低，驱动能力强，能够稳定驱动后续电路。

• 共模抑制比高，能有效抑制共模噪声和干扰。

其他特性：

• 无需外部校准，降低了生产和使用成本。

• 灵活的电路设计，支持多种配置方式，满足不同应用场景的需求。

• 符合国际标准和行业规范，如RoHS、UL等，确保产品的可靠性和安全性。

七、典型应用电路

XTR111AIDGQR的应用电路相对简单，通常只需将输入电压通过适当的电阻分压后接入转换器的输入端，然后通过调整RSET电阻来设置所需的输出电流范围。同时，还需确保电源电压在允许范围内，并正确连接地线以保证电路的稳定性。以下是一个简化的应用电路示意图：

[电源VCC] --|--> [XTR111AIDGQR VIN] --[RSET]-- [XTR111AIDGQR IOUT] --|---> [负载]  

            |                                                            |  

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

在此电路中，VIN为输入电压，RSET为调整输出电流的外部电阻，IOUT为输出电流端，连接至负载。用户可根据实际需求选择合适的RSET值来调整输出电流范围。

八、总结

XTR111AIDGQR作为德州仪器生产的一款高精度电压-电流转换器，以其卓越的性能、灵活的配置和广泛的应用领域赢得了市场的广泛认可。无论是在工业自动化、电能计量、电池管理系统还是电机控制和电源管理等领域，XTR111AIDGQR都能提供稳定可靠的电流测量和转换功能。通过了解XTR111AIDGQR的工作原理、特点、应用以及主要参数等信息，用户可以更好地选择和使用这款转换器来满足自己的应用需求。