郑芳菲

（中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆　400039）



基于PWM控制技术的高精度电流环设计方法研究

郑芳菲

（中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆400039）

摘要：结合煤矿安全监控系统中传感器技术现状，提出一种基于PWM控制技术的电流环的设计方法，详细介绍其设计原理，从理论上分析电流信号高精度输出的修正方法。

关键词：电流环；PWM；修正

在煤矿安全系统中，因频率量信号的输出和采集的软、硬件成本低廉，频率制式传输方式（如200～1 000Hz）被广泛应用。煤矿井下电磁环境异常复杂，采煤机、输送机等电气设备在运行状态下都会产生强烈的电磁干扰，而频率型电压调制信号抗干扰能力较差，容易造成安全监控系统信号中断、冒大值等现象。4～20mA电流环数据传输方式具有抗干扰能力强、数据传输准确的特点，是工业控制领域数据传输的标准通信方式，在工业控制领域应用非常普遍［1］。

基于此，结合煤矿安全监控系统中传感器技术现状，提出了一种基于PWM数字控制技术的低成本电流环设计方法，并实现了电流环信号的高精度输出。

1　4～20mA电流环

4～20mA信号制是国际电工委员会（IEC）制定的过程控制系统用模拟信号标准。上限取20mA是因为防爆的要求：20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯，而低于4mA高于20mA的信号用于各种故障的报警下限。这种信号制式传输的距离长，且不需考虑噪声、线长、压降和线路阻抗等的影响，从而使电路传输稳定性能大大提高。图1为典型的电流环基本组成图，其包括传感器、发送器、接收器和电流源。……