隔离变送器在电源监测和数据保护中的应用

    在单片机系统的实际应用中，经常会遇到这样两种情况：*种是系统电压瞬时欠压导致单片机程序“跑飞”，使系统不能正常工作;第二种是系统意外掉电导致重要数据丢失而不能恢复。为了尽量避免这两种情况的发生，需要加上电源检测和保护电路，以提高系统的抗干扰性和安全性。 
　　在现今的测量系统中，常常使用隔离电源给系统供电，DC-DC电源模块进行隔离，使到输入输出通道两边的所有信号没有任何电气上，达到抑制电磁干扰和消除接地环路,保护系统电路免受外部网络影响的效果。一般地，部分系统要求DC-DC产品一般是前端宽电压输入（如18～36V，9～18V等），稳压输出。对于宽电压输入的电源监测，需要采用新的方法实现。这里所介绍的是用广州金升阳科公司的隔离变送器T6650D和隔离电源WRB2412ZP-3W构成的一种实用的宽电压输入的隔离电源掉电检测和数据保护电路。
　　隔离放大器，就是使输入与输出之间电气绝缘的放大器，在测量设备、医疗电子设备、电力设备等方面被广泛应用。在工业生产过程中实现监视和控制需要用到各种各样自动化仪表，控制系统及执行机构，构成系统后有时往往发现在仪表和设备这间信号传输互相干扰，造成系统不稳定甚至误操作。使用隔离变送器，可以有效地去除电磁干扰、高频信号渗入的影响;同时可以保护后级设备的安全，防止误动作和事故扩大;另外，部分系统使用隔离电源，系统连接存在多点接地，这样设备之间的信号参考点之间可能存在电势差，从而形成“接地环路”造成信号传输过程中失真，使用隔离变送器可以有效解决此类问题。
　　金升阳公司的T6650D主要性能和特点：
　　1. 高精度隔离变送器，达0.1%F.S.;
　　2. 工作电压为12V;
　　3. 输入信号0～5V，输入阻抗大于10MΩ;
　　4. 输出信号0～5V，输出是低阻抗;
　　5. 良好的抗*力。
　　系统电源输入后，经WRB2412ZP-3W隔离输出，得到12V电源 target=_blank>稳压电源。12V电源供给T6650D，作为T6650D的供电电源。12V电压经LDO降压后，输出3.3V给MSP430单片机提供工作电源。如果对整机功耗有要求的话，可选用MORNSUN的K7803-500。
　　由于隔离变送器T6650D是三隔离，即供电，信号输入，信号输出之间相互隔离，而系统只需要信号输入与输出隔离，所以，需要将T6650D信号输出地（1脚）与供电地（24脚）连接在一起，从而构成双隔离模块使用。
　　系统电源电压18～36V，经R1，R2分压后，输入T6650D信号输入端。因为考虑到单片机用3.3V供电，而且绝大部分单片机都带有2.5V内部电压基准，所以V1电压应该小于2.5V。
　　V1=U＊R1/（R1+R2）=1～2V
　　因此，T6650D信号输入端输入信号为V1电压为1～2V，经过T6650D变送器的线性隔离，输出1～2V的电压监控信号，经RC网络滤波后，供给单片机ADC端口采集。当ADC检测到输入的电源信号处于各种的设定值时，进入相应的处理程序，处理现有外围电路的工作状态，再将数据保存在FLASH中。同样地，因为WRB2412YMD-3W输入电压从18～36V，在此范围内，可按输入电压大小不同，定义系统供电情况，如欠压，正常，过压等等，实现了实时对宽电压输入的隔离电源的监控，确保系统的安全。
　　传统的光耦隔离方法监测电源，只有一个监测电压，无法实现多点监控，而且构成的外围电路复杂，抗*力差。使用隔离变送器有着多个比较点，可以对18～36V整个供电电压范围都可以实时监控，并可以随机设置程序，改变监控电压点，不用更改的调节硬件电路，方便快捷。
　　系统使用定时查询方式来采集输入电源电压的大小，当发现采集的ADC值小于我们设定时，按照不同的电压值会有不同的功能模块采取相应的处理。
总结
　　使用隔离变送器T6650D做隔离电源系统的电压监控，不但可以简化电路设计及处理程序，与此同时，还可以得到多个电压点的监控。因为隔离变送器本身性能特征，可以对系统的干扰（如继电器、PLC等的高频干扰信号）进行隔离，保护系统电源监控电路免受外部网络的影响，从而保证系统工作的稳定。