利索能及
我要发布
收藏
专利号: 201910064316X
申请人: 广东工业大学华立学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-09
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种M-Bus主站电路,包括:

主站数据发送电路,用于将主机发送端信号MCU_TXD_MBUS进行电平转换和电流驱动得到第一发送输出Vo1;

电压信号匹配电路,用于将主站数据发送电路输出的第一发送输出Vo1进行信号匹配处理得到第二发送输出Vo2;

驱动补偿电路,用于对所述第二发送输出Vo2输出的电流进行采样并利用运算放大器将其进行放大后再驱动三极管对所述第二发送输出Vo2进行电流补偿后输出至M-Bus总线上的+Bus端,所述驱动补偿电路的另一输出B1连接至过载报警电路;

主站接收电路,用于将M-Bus总线+Bus、-Bus上的信号转换为主机接收端信号MCU_RXD_MBUS;

过载报警电路,用于在M-Bus总线+Bus、-Bus上的负载过大时输出报警信号。

2.如权利要求1所述的一种M-Bus主站电路,其特征在于:所述主站数据发送电路包括三极管电平位移器、运算放大器U24及其外围电路,所述三极管电平位移器包括三极管Q19、Q20及其外围电路,所述主机发送端信号MCU_TXD_MBUS通过电阻连接至所述三极管Q19的基极,所述三极管Q19的集电极通过电阻连接至所述三极管Q20的基极,所述三极管Q19、Q20的发射极分别通过电阻接地,集电极分别通过电阻接电源,所述三极管Q20的集电极连接至所述运算放大器U24的同相输入端,所述运算放大器U24的反相输入端通过电阻接地,阻容网络跨接在所述运算放大器U24的输出端即第一发送输出Vo1和反相输入端之间。

3.如权利要求2所述的一种M-Bus主站电路,其特征在于:所述电压信号匹配电路包括多个串并联的二极管D30、D31、D32、D33、D36、D37,所述第一发送输出Vo1连接至所述二极管D36、D30的阳极以及所述二极管D37、D33的阴极,所述二极管D30的阴极连接至所述二极管D31的阳极,所述二极管D31的阴极连接至所述二极管D32的阳极,所述二极管D32的阴极与二极管D32的阳极组成所述第二发送输出Vo2;所述二极管D36的阴极接电源+15V,所述二极管D37的阳极接地。

4.如权利要求3所述的一种M-Bus主站电路,其特征在于:所述驱动补偿电路包括采样子电路、补偿三极管Q21、运算放大器U25及其外围电路,其通过低功耗单电源运算放大器U25驱动补偿三极管Q21实现电流补偿,当M-bus总线上负载较大时,M-bus主站电路中+Bus线路电流增大,通过电阻检测,在电阻R328两端的压降增大,将采样电阻R328两端接入运算放大器U25的反相输入端和同相输入端,当运算放大器U25反相输入端信号大于同相输入端信号的时候,运算放大器U25输出低电平,从而驱动补偿三极管Q21导通,实现M-Bus总线的驱动补偿。

5.如权利要求4所述的一种M-Bus主站电路,其特征在于:当M-bus主站方发送逻辑高电平信号MCU_TXD_MBUS时,此时使得所述三极管Q19的发射极与集电极完全导通,所述三极管Q20的基极被拉至低电平,从而所述三极管Q20的发射极与集电极两端截止,所述运算放大器U24的同相输入端信号大于反相输入端信号,所述运算放大器U24输出接近于运算放大器U24工作电压的高电平,所述运算放大器U24的输出Vo1通过所述电压信号匹配电路的三个二极管降压,并通过所述驱动补偿电路驱动补偿输送到M-Bus总线上的+Bus端,和M-Bus总线-Bus端配合产生相应的电压信号,即M-Bus总线上的传号电压。

6.如权利要求5所述的一种M-Bus主站电路,其特征在于:当M-bus主站方发送逻辑低电平信号MCU_TXD_MBUS时,此时使得所述主站数据发送电路的三极管Q19的发射极、集电极两端截止,所述三极管Q20的基极被上拉电阻拉至高电平,从而所述三极管Q20的发射极、集电极两端导通,所述运算放大器U24的同相输入端信号不大于反相输入端信号,所述运算放大器U24输出低电平,该低电平信号通过所述电压信号匹配电路的三个二极管降压并经过所述驱动补偿电路输送到M-Bus总线上的+Bus端,和M-Bus总线-Bus端配合产生相应的电压信号,即M-Bus总线上的空号电压。

7.如权利要求4所述的一种M-Bus主站电路,其特征在于:所述主站接收电路包括限幅电路、比较器U23B及其外围电路,M-Bus总线的+BUS端通过电阻R241连接至比较器U23B的同相输入端,同时通过级联的肖特基二极管D23和电阻R242连接至比较器U23B的反相输入端,二极管D24与D25反相并联组成限幅电路跨接在所述比较器U23B的同相输入端和反相输入端间,比较器U23B的反相输入端还通过大电阻R243和大电容C103接地,比较器U23B的同相输入端还通过小电容C104连接至比较器U23B的输出端,电源VCC通过电阻R245和二极管D26连接至所述比较器U23B的输出端,所述比较器U23B的输出端连接至主机接收端MCU_RXD_MBUS。

8.如权利要求7所述的一种M-Bus主站电路,其特征在于:当M-Bus主站方处于接收状态时,M-Bus主站方的接收信号应该为逻辑高,即给M-Bus总线提供预设的电压,M-Bus总线的电流变化产生一个电压差的变化,通过检测该电压的变化,从而实现数据的接收。

9.如权利要求8所述的一种M-Bus主站电路,其特征在于:当M-Bus总线产生空号电流时,所述M-Bus总线上的+Bus端产生一个低于M-Bus总线供电电压的信号,该信号通过所述主站接收电路输出高电平,由M-bus主站方的电源通过上拉电阻将信号拉至与之匹配的电压值,从而M-bus主站方的接收端接收到逻辑信号“1”。

10.如权利要求9所述的一种M-Bus主站电路,其特征在于:当M-Bus总线产生传号电流时,所述M-Bus总线上的+Bus端产生一个比空号电流时更低的信号,这个信号通过所述主站接收电路输出低电平,即输出电压信号为电路的参考地,从而M-bus主站方的接收端接收到逻辑信号“0”。