P+F公司95年推出的新型Z系列齊納式安全柵專為配合DCS系統(tǒng)而設(shè)計。依照新齊納式安全柵應(yīng)用理念設(shè)計,精益求精地選配元器件,采用一絲不茍的精湛工藝制作,使其品質(zhì)得以充分體現(xiàn):
①理想化的齊納特性
②無源阻性電路
③適應(yīng)DCS對智能變送器回路供電
④一臺齊納式安全柵負責一個檢測點或一個控制點
⑤避免除安全需要以外的安全柵的損耗
理想化的齊納特性
齊納式安全柵的基本電路如圖1所示。
注:為簡化圖示,將三重冗余的齊納管只標出一個。
理想的齊納式安全柵特性是當回路電壓V低于齊納式安全柵安全限壓V0時,齊納管截止,漏電流Ileak為零;而當回路電壓等于安全限壓值時,齊納管突然導通,漏電流跳升至足夠大,使回路電壓永不超過安全限壓值。當然,理想的齊納特性并不存在。當回路電壓接近安全限壓值時,齊納管總是逐漸導通的。實踐中,人們將齊納管漏電流Ileak達到10μA時的回路電壓V10μA認作齊納管導通的開啟電壓。此V10μA越靠近安全限壓值,則齊納特性越理想。
P+F公司追求齊納特性的理想化可謂精益求精。例如用于標稱24V回路的Z系列安全柵,其安全限壓值為28V,而V10μA做到26.5V。齊納特性的理想化,一方面因回路漏電流減小而使檢測精度提高;另一方面也大大增加了安全柵對回路電壓的寬容度,從而使P F公司能夠在不影響齊納式安全柵適用范圍的情況下,淘汰原有的有源齊納式安全柵。
無源阻性電路
Z系列齊納式安全柵采用無源的電阻性電路,與有源齊納式安全柵相比,這種電路不僅元器件少,故障率低,成本低,而且有利于回路信號的保真和抗干擾。
Z系列齊納式安全柵中常用的電路有六種:
齊納式安全柵電路一 單線浮空(圖2)
顯然,這是的齊納式安全柵電路。其特點是廉價。典型品種為Z728和Z715等。其中Z728適用于大多數(shù)DCS的4-20mA模擬量輸出回路。
Z系列齊納式安全柵仍保留負極性品種,即將上圖中齊納管反向設(shè)置,如Z828等。但負極性齊納式安全柵會使工程的配電和接地問題更趨復(fù)雜,除非萬不得已,一般不建議采用。所以,此樣本不作詳述。
齊納式安全柵電路二 雙線浮空、反向截止(圖3)
典型的品種有Z787.H和Z787。其中Z787.H被廣泛應(yīng)用于智能變送器回路。
齊納式安全柵電路三 4-20mA/1-5V轉(zhuǎn)換(圖4)
典型品種為Z788.R。其特點為能將變送器4-20mA信號轉(zhuǎn)換為1-5V信號給DCS。
齊納式安全柵電路四 雙極星形結(jié)構(gòu)(圖5)
此電路