Según la topología del circuito de dos hilos, la corriente de alimentación es modulada por el sensor y luego regresa al circuito de adquisición de señales. Si la salida de alimentación no se procesa, una vez que el sensor se cortocircuita o el usuario final opera incorrectamente provocando un cortocircuito, es muy probable que la alimentación se dañe o que el circuito de adquisición de señales se dañe. Para evitar esta situación, se debe añadir un circuito limitador de corriente al circuito que suministra 24 V al sensor para limitar la corriente dentro de un rango seguro (por ejemplo, por debajo de 30 mA), evitando así fallos catastróficos.
A continuación se presenta el circuito de protección limitador de corriente para proporcionar energía de 24 V al sensor al diseñar el circuito de adquisición de interfaz de 4-20 mA.
Cuando la corriente es menor que la corriente límite Imax, la caída de tensión en la resistencia R1 es menor que la tensión de conducción Vbe del transistor P1. Las resistencias R3 y R4 dividen la tensión, creando una diferencia de tensión suficiente entre la fuente y la puerta del transistor de efecto de campo Q1. En este punto, el transistor P1 se desconecta y el transistor Q1 conduce. El circuito se encuentra en estado de funcionamiento normal.
Cuando la corriente aumenta por encima de la corriente límite Imax, la caída de tensión en la resistencia R1 es mayor que la tensión de conducción Vbe del transistor P1. En este momento, el transistor P1 se encuentra en estado de conducción. La tensión de entrada se aplica directamente a la compuerta del transistor de efecto de campo Q1. En este punto, las tensiones en la fuente y la compuerta del transistor de efecto de campo Q1 son aproximadamente iguales, lo que provoca que el transistor de efecto de campo Q1 se corte y desconecte el circuito, poniéndolo en estado de protección. Esto evita daños a la carga por corriente excesiva.
Dado que la tensión de conducción Vbe del MMBT2907A es de aproximadamente 0,7 V y que Vbe/R1 = 25 mA, se puede saber que la corriente de limitación es de aproximadamente 25 mA. Si es necesario ajustar la corriente de limitación, basta con ajustar el valor de la resistencia R1.
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