要實(shí)現(xiàn)負(fù)電壓供電，本質(zhì)是改變電源的參考地定義，讓設(shè)備的“電源正端”相對(duì)于系統(tǒng)地呈現(xiàn)負(fù)電位。昌暉儀表以本特利3300前置器的-24V供電為例，拆解負(fù)電壓供電具體實(shí)現(xiàn)方式。
1、負(fù)電壓供電的電路原理
負(fù)電壓并不是“負(fù)的電”，而是相對(duì)于系統(tǒng)地(GND)的電位差。
常規(guī)正電壓供電：電源正極(+24V)接設(shè)備PWR+，地(GND)接設(shè)備PWR-。
負(fù)電壓供電：電源負(fù)極(-24V)接設(shè)備PWR+，地(GND)接設(shè)備PWR-。
這樣，設(shè)備的PWR+端子電位就比PWR-端子低24V，從而形成負(fù)電壓偏置。
2、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)的負(fù)電壓供電實(shí)現(xiàn)方式
①專用負(fù)電源模塊
本特利3500系統(tǒng)的15卡電源模塊就是典型代表，它直接輸出-24VDC。
這種模塊內(nèi)部通過(guò)DC-DC轉(zhuǎn)換，將輸入的+24V轉(zhuǎn)換為-24V，為前置器提供隔離的負(fù)電壓供電。
②雙極性電源輸出
若現(xiàn)場(chǎng)只有+24V電源，可使用雙極性電源模塊，同時(shí)輸出+24V和-24V。將-24V端接前置器PWR+，GND端接前置器PWR-，即可滿足供電要求。
③電源極性反轉(zhuǎn)
在緊急情況下，可通過(guò)反接正電源實(shí)現(xiàn)負(fù)電壓，但僅適用于純電阻性負(fù)載。
本特利前置器內(nèi)部有極性保護(hù)，嚴(yán)禁直接反接+24V電源，否則會(huì)燒毀設(shè)備。
3、與安全柵的配合(以振動(dòng)傳感器隔離安全柵MTL5531為例)
MTL5531安全柵本身使用+24V供電，但它可以為危險(xiǎn)區(qū)的負(fù)電壓設(shè)備提供兼容供電：安全柵內(nèi)部通過(guò)隔離電路，將+24V轉(zhuǎn)換為隔離的負(fù)電壓輸出。
危險(xiǎn)區(qū)的兩線制/三線制振動(dòng)變送器(如本特利990)通過(guò)安全柵獲取隔離電源。安全柵再將振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA電流，傳輸?shù)桨踩珔^(qū)的DCS/PLC。
4、本特利3300前置器負(fù)電壓供電的關(guān)鍵注意事項(xiàng)
①極性保護(hù)
本特利3300前置器內(nèi)部有反向電壓保護(hù)，但長(zhǎng)時(shí)間接反仍會(huì)損壞設(shè)備，必須嚴(yán)格按照PWR+→-24V、PWR-→GND接線。
②隔離要求
負(fù)電壓電源必須與系統(tǒng)其他電源隔離，避免地環(huán)流干擾信號(hào)。
③紋波控制
負(fù)電壓的紋波需≤1Vpp，否則會(huì)干擾電渦流探頭的測(cè)量精度。
