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TPC2221(替代DAC8760和AD5422)16bit高精度4-20mA電流輸出DAC

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TPC2221產品特性(替代DAC8760和AD5422)
?內置高精度16bitDAC及電流輸出環路,引腳可選NAMUR兼容多種輸出范圍:
– 4mA至20mA
– 3.8mA至21mA
– 3.2mA至24mA
?免校準輸出誤差(Typ.):常溫為0.1%FSR以內,全溫為0.17%FSR以內 (內部基準,外部RSET,-40℃~125℃)
?低靜態電流:150μA(最大值)
?片內基準電壓溫度系數:4ppm/°C(典型值),可以達到分立高精度基準的水平
?可選穩壓器輸出(最高可到20V),支持高耐壓環路電壓范圍:5.5V至60V,大幅提升系統可靠性
?支持HART通信,溫度監測與環路電壓監測
?工作溫度范圍:?40°C至125°C ,TSSOP-28封裝與QFN-32封裝(Development),小封裝集成化設計。



TPC2221產品優勢
高精度電流輸出
二線制變送器的精度決定了信號傳輸的準確性,直接影響控制系統的可靠性。 輸出誤差通常要求在±0.1%~±0.5%FS(FS為滿量程),高精度場合(如實驗室或精密控制)需≤±0.05%FS。
環路電壓為24V,REFIN=REFOUT1,內部NMOS,內部RSET,RLOAD=250Ω條件下測試,經過兩點校準測量,消除偏置誤差與增益誤差,TPC2221的常溫精度表現優異,其精度可達到0.005%FSR。



在LOOP VOLTAGE=24V,REFIN=REFOUT1,外部NMOS,外部RSET(0.05%。2ppm/℃),RLOAD=250Ω條件下測試,TPC2221的常溫精度在0.1%以內;全溫精度表現優異,-40℃~85℃下, 輸出精度即使未校準也可達到0.12%FSR; 校準后可達0.04%FSR。



超低靜態功耗
二線制變送器在無信號輸出時需較低待機功耗,因為4mA為標準信號下限,整機自身功耗一般控制在3.2mA~3.5mA以下。這對電路中每個功能的功耗都提出了很高的要求。TPC2221在16bit高精度DAC正常工作、開啟了內部高精度基準和高壓LDO的功能下,自身功耗較低。
環路電壓為24V,工作溫度為-40℃~125℃,內部基準開啟,同時能夠提供3.355mA電流給其它設備供電的條件下,靜態電流最大僅為145μA。



支持多檔位線性穩壓器輸出
TPC2221內部集成高壓線性穩壓器,最大輸出電流能力7mA,能為智能變送器內的外設元件提供所需的低壓電源,可有效節約系統功耗預算,有助于開發高性能、功能豐富的智能變送器。 并且減少了元件總數,有助于縮小二線制變送器的體積,提高系統可靠性。
通過配置引腳REG_SEL0,REG_SEL1,REG_SEL2可配置多個檔位的電壓輸出(1.8V,2.5V,3.0V,3.3V,5V,9V,12V,20V(可選)): 最高支持輸出20V。
TPC2221可以支持客戶在穩壓器后級加DC-DC,為變送器內的外設元件供電,即有效節約系統功耗預算,滿足二線制變送器整體低功耗設計要求,也有助于在本安防爆場景中滿足本質安全標準。 客戶在穩壓器后級使用DC-DC 場景帶來有兩個好處:1.降低DC-DC和外圍電容的耐壓等級;2.降低系統總電流,以放寬對前端傳感器、處理器等電路的功耗限制。
環路電流長線建立(無過沖)
在環路變送器應用中,需要考慮線纜長度,線纜越長,等效電感越大,在電流建立過程中,會出現過沖現象。下圖為TPC2221環路中串接47mH的電感,CIN=168nF條件下的環路電流建立,無過沖。出色的帶載能力和階躍響應,能帶大電感的同時,也能保證響應平滑穩定。
溫升性能出色
環路電壓為24V,Loop Current=24mA,此時芯片功耗為0.5033W,TPC2221的溫度為46.3℃(TA=25℃)。使用外部NMOS,此時芯片功耗降低為0.2748W,芯片溫度38.5℃(TA=25℃),溫升還能在原來基礎上降低8℃,為客戶減少散熱成本。



二線制變送器是通過兩根導線同時傳輸電源和信號的工業儀表。 二線制變送器輸出標準信號為電流信號(如4mA~20mA),24V供電為主,常用于遠距離信號傳輸、本安防爆等場景。TPC2221以較低的功耗、優良的全溫精度、高耐壓可靠性、高集成度等優勢,高度適配二線制變送器的嚴苛需求。

TPC2221具備4mA-20mA高精度電流輸出、完整環路供電實現低功耗運行,可廣泛應用于工業自動化控制、變送器、Hart通信領域。



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