用于4-20mA两线制仪表的显示屏背光电路的制作方法

本技术涉及电力电子，具体地，涉及一种用于4-20ma两线制仪表的显示屏背光电路。

背景技术：

1、显示屏的背光一般使用led灯珠为其提供光源。led与普通二极管特性相似，均为基于半导体pn结的单向导通特性，当其pn结导通后，led亮度随电流增大而增强。led一个突出的优点为其耗能低，一般工作电压在2-4v之间，工作电流在几ma到几十ma之间即可达到其最佳发光亮度，非常适合使用在低功耗的场合。

2、目前，传统的led使用方法，即为其提供一个固定的供电电压，再串联一定阻值的电阻控制流过led的电流，这样led便能在恒定的亮度下工作。然而，其功耗低，一般驱动电流也在几ma以上，这对于总功耗需低于4ma的4-20ma两线制仪表来说是不可接受的，因此给led单独供电的做法在4-20ma两线制仪表中不适用。为了解决这个问题，考虑从4-20ma电流回路中直接取电，即将led直接串联在回路中，利用环路电流直接驱动led发光。大多数4-20ma两线制仪表的额定供电电压为24vdc，实际供电范围为一个较宽的区间，而led的导通压降仅在2-4v左右，因此通常情况下不会对仪表工作产生影响。

3、但是，将led串联进回路中后，环路电流即直接变为led的工作电流，这又会导致一个问题，即led的工作电流会随着仪表的输出电流值而变化，且不能用常规的串联电阻的方法来控制。因为led的发光亮度与电流大小成正相关，仪表测量值小时，led的亮度低，而当仪表测量值高时，led的亮度就高。这种变化的亮度对于用户来说是不友好的，因此需要将led的工作电流控制在一个较小的范围之内。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种用于4-20ma两线制仪表的显示屏背光电路。

2、第一方面，本申请实施提供一种用于4-20ma两线制仪表的显示屏背光电路，包括：仪表主电路、led、电阻、稳压模块，其中，所述led正极连接输入电源的正极，所述led的负极通过电阻连接所述仪表主电路的一端，所述仪表主电路的另一端连接至输入电源的负极，所述led的正极连接所述稳压模块的负极，所述稳压模块的正极连接至所述仪表主电路的一端；其中，所述电源的输入电流范围为4～20ma。

3、可选地，输入电源为24v直流电。

4、可选地，所述稳压模块为稳压管，当电流低于预设值时，led处于导通状态，且led的压降加上电阻压降低于稳压管的稳定电压，所述稳压管工作在反向截止状态。

5、可选地，当电流高于预设值时，电阻上压降升高，反向击穿稳压管，稳压管两端电压被限制在对应的稳定电压范围内。

6、可选地，所述稳压管的型号为1smb5913bt3g，标称稳压值为3.3v±5％，额定功率为3w。

7、可选地，所述电阻的阻值的选用公式如下：

8、稳压管稳定电压与led正向导通电压之差，除以led正向电流。

9、可选地，所述稳压模块采用5个串联的二极管。

10、可选地，所述led的型号选用ncd0603c4，正向导通电压为2.8v，正向电流为5ma。

11、第二方面，本申请实施例还提供一种用于4-20ma两线制仪表的显示屏，包括第一方面中任一项所述的背光电路。

12、与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

13、本实用新型中，通过仪表自身的4-20ma环路电流来驱动led发光，不需要额外增加供电电路，不会额外增加功耗，仅会对仪表主电路产生约2-4v的压降，几乎没有影响。

14、在一种可选方案中，通过设置led串联电阻，再并联反向稳压管的电路，可以使得流过led的电流被限制在较小范围内。由于led发光亮度与电流大小成正相关，这种设计使得led亮度可控，且不会随仪表输出电流变化而变化。

技术特征：

1.一种用于4-20ma两线制仪表的显示屏背光电路，其特征在于，包括：仪表主电路、led、电阻、稳压模块，其中，所述led正极连接输入电源的正极，所述led的负极通过电阻连接所述仪表主电路的一端，所述仪表主电路的另一端连接至输入电源的负极，所述led的正极连接所述稳压模块的负极，所述稳压模块的正极连接至所述仪表主电路的一端；其中，所述电源的输入电流范围为4～20ma。

2.根据权利要求1所述的用于4-20ma两线制仪表的显示屏背光电路，其特征在于，输入电源为24v直流电。

3.根据权利要求1所述的用于4-20ma两线制仪表的显示屏背光电路，其特征在于，所述稳压模块为稳压管，当电流低于预设值时，led处于导通状态，且led的压降加上电阻压降低于稳压管的稳定电压，所述稳压管工作在反向截止状态。

4.根据权利要求3所述的用于4-20ma两线制仪表的显示屏背光电路，其特征在于，当电流高于预设值时，电阻上压降升高，反向击穿稳压管，稳压管两端电压被限制在对应的稳定电压范围内。

5.根据权利要求3所述的用于4-20ma两线制仪表的显示屏背光电路，其特征在于，所述稳压管的型号为1smb5913bt3g，标称稳压值为3.3v±5％，额定功率为3w。

6.根据权利要求3所述的用于4-20ma两线制仪表的显示屏背光电路，其特征在于，所述电阻的阻值的选用公式如下：

7.根据权利要求1所述的用于4-20ma两线制仪表的显示屏背光电路，其特征在于，所述稳压模块采用5个串联的二极管。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的用于4-20ma两线制仪表的显示屏背光电路，其特征在于，所述led的型号选用ncd0603c4，正向导通电压为2.8v，正向电流为5ma。

9.一种用于4-20ma两线制仪表的显示屏，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的背光电路。

技术总结本技术提供了一种用于4‑20mA两线制仪表的显示屏背光电路，包括：仪表主电路、LED、电阻、稳压模块，其中，所述LED正极连接输入电源的正极，所述LED的负极通过电阻连接所述仪表主电路的一端，所述仪表主电路的另一端连接至输入电源的负极，所述LED的正极连接所述稳压模块的负极，所述稳压模块的正极连接至所述仪表主电路的一端；其中，所述电源的输入电流范围为4～20mA。本技术能够通过仪表自身的4‑20mA环路电流来驱动LED发光，不需要额外增加供电电路，不会额外增加功耗，并且LED亮度可控，不会随仪表输出电流变化而变化。技术研发人员：王中博,丁鑫,陈青峰受保护的技术使用者：浙江中控传感技术有限公司技术研发日：20231128技术公布日：2024/8/5