一种总线供电电路制造技术

本发明专利技术涉及一种电路，具体是一种总线供电电路，包括总线的正极线、负极线、高压电源产生电路、Vcc产生电路、其他所需电源产生电路、CPU、功能电路、接收电路和发送电路，所述Vcc产生电路的一端与二极管的负端连接，另一端与负极线相连；所述储能电容的一端与二极管的负端连接，另一端接地；所述Vcc产生电路还与一第二电容并联；所述其他所需电源产生电路、CPU、功能电路、接收电路、发送电路都与Vcc产生电路连接，其中，所述CPU还分别连接其他所需电源产生电路、功能电路、接收电路、发送电路，所述接收电路和发送电路还连接正极线。本发明专利技术能够在整个电源电压范围内都合理的设定电流限制值，提升了电压调制的灵活性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电路，具体涉及一种总线供电电路。
技术介绍
在总线供电技术中，主机和一定数量的从机通过两根电缆相连接，所有的从机都并联连接在总线上，并且通过总线获取电源，同时，总线也作为主机与从机相互通信的信号线。主机向从机发送数据时采用的是总线电压调制的方法，即改变总线电压值来传输数据；而从机向主机发送数据时采用的则是总线电流调制的方法，即从机通过从总线上额外抽取一定值的电流来传输数据。通过总线供电，可以使所有从机设备无需配备电池，无需另行布接电源，安装维护成本低，环保无污染。根据现场总线物理层规格，现场总线供给的电源电压范围在9?32V，冲击电流规定为从接通电源时起20ms以内的时间段中抑制在稳定电流10+20mA以内。现有技术中，总线供电的从机电路总线电流的最大值与总线电压相关，导致不能够同时满足电源电压为9V和32V的要求，从而不得不将总线的电源电压设定在较窄的范围中，此外现有技术中，总线电压调制的范围必须在从机的最低工作电压之上以保证从机在主机发送数据时仍能正常工作，这极大的限制了总线电压调制的范围、减小了总线电缆的覆盖范围。如附图1所示，是现有技术中总线供电电路的示意图，图中Lp和Ln分别为总线的正极线和负极线，对于不分极性的总线则需要通过一级桥式整流器转换为图中的Lp和LntJA机电路通常可划分为以下几个部分:(I)电源模块:总线通过第十一电阻(Rll)连接至齐纳稳压管(D11)，产生所需要的Vcc电压，作为从机电路各模块的供给电源；(2)CPU:CPU实现从机整体的时序逻辑控制，数字信号处理等功能；(3)功能电路:功能电路实现各类从机的各种功能，如水、电、气等各项数据的计量或者温度检测、烟雾报警检测等等；(4)接收电路:接收电路通过检测总线电压状态来接收主机发送的数据;(5)发送电路:发送电路通过从总线上额外抽取一定值的电流来实现向主机发送数据的功能。附图1中示意的总线供电电路存在下列问题:现场总线供给的电源电压范围在9?32V,假设图1中的从机电路工作稳定时需要的电流10(稳定电流)=10mA，Vcc(从机工作时的电源电压)=5V。若满足Vbus(总线电源电压)=9V^ljRll=(Vbus-Vcc)/ 10=400 Ω，但此时Vbus=32V时，Ibus(总线电源电流)=(32-5)/400=67.5mA，其值远大于从机电路工作稳定时需要的电流(10mA)，将导致能量上极大的浪费。而如果满足VbuS=32V时，则Rll = (VbuS-Vcc)/ 10=2.7KΩ，但此时在Vbus=9V时，Ibus=(9_5)/2.7K=1.48mA，其值远小于从机电路工作稳定时需要的电流(10mA)。由此可见，图1中的结构只适应于较窄的总线电源电压范围，不能同时满足9V和32V的要求。为了保证在主机向从机发送数据时，从机仍然能够正常工作，主机对总线电压的调制范围必须在从机最低工作电压之上，并且由于总线电缆阻抗的原因，各从机总线上的实际电压值将会低于主机端的总线电压，这个压差值取决于从机和主机的距离及线缆的电阻，因此总线电压最低值应当以离主机最远的从机为标准，这导致不得不通过降低总线电压调制的范围或者减小总线电缆的覆盖范围来保证整个系统正常工作。
技术实现思路
本专利技术的目的就是解决现有技术的问题，从而提供了一种总线供电电路，该电路能够在整个电源电压范围内合理的设定电流限流值，从而提升主机对总线电压调制的灵活性及总线电缆的覆盖范围。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是:一种总线供电电路，包括总线的正极线(Lp)、负极线(Ln)以及从机电路，其特征在于，所述从机电路包括:高压电源(HVcc)产生电路、Vcc产生电路、其他所需电源产生电路、CPU、功能电路、接收电路和发送电路，所述高压电源产生电路中包含限流源电路、二极管(Dl)和储能电容(Cl)，所述限流源电路的一端连接正极线，其另一端通过二极管分别连接Vcc产生电路和储能电容;所述Vcc产生电路的一端与二极管的负端连接，另一端与负极线相连;所述储能电容的一端与二极管的负端连接，另一端接地;所述Vcc产生电路还与一第二电容(C2)并联;所述其他所需电源产生电路、CPU、功能电路、接收电路和发送电路都与Vcc产生电路连接，其中，所述CPU还分别连接其他所需电源产生电路、功能电路、接收电路和发送电路，所述接收电路和发送电路还与正极线连接。优选的:所述限流源电路由第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、稳压管(ZD)、第一匪OS管(NI)、第二 NMOS 管(N2 )、第三 NMOS 管(N3 )、第一PMOS 管(P1)、第二 PMOS 管(P2 )、第三 PMOS 管(P3)和偏置VB产生电路组成。另一优选的是:所述限流源电路由第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第六电阻(R6)、稳压管(ZD)、第一 NMOS 管(NI)、第二 NMOS 管(N2)、第一 PMOS 管(P1)、第二 PMOS 管(P2)和第三PMOS管(P3)组成。优选的:所述Vcc产生电路由带隙基准产生电路、第一运放(AMP1)、第六PMOS管P6、第一电阻(Rl)和第二电阻(R2)组成。优选的:所述偏置VB产生电路由运放(AMP)、第五电阻(R5)、第四NMOS管(N4)、第五NMOS管(N5 )、第四PMOS管(P4 )和第五PMOS管(P5 )构成。本专利技术的有益效果是:本电路中的从机电路启动电流限制值(下称“Ilimitl”)与正常工作电流限制值(下称“Ilimit2”)可以分别设置。其中Ilimitl可通过R4自由调节，并且11 imi 11、11 imi t2的值与总线电源电压(Vbus )无关，通过R4所设定的启动电流限制值满足整个电源电压范围的要求。11 imi t2的电流值可通过R5自由调节，且其具有较高的精度和温度特性，同时满足整个电源电压范围的要求。本专利技术中，主机对总线电压进行调制时不受从机最低工作电压的限制，这样可以极大的扩大总线电压调制的范围，增大总线电缆的覆盖范围。本专利技术中，高压电源电压(HVcc)仅比Vbus低一个二极管(Dl)压降，利用其挂接的储能电容(Cl)，可以充分的利用总线上的能量，给予主机与从机最大限度的通信时间窗口。【附图说明】图1，现有技术的总线供电电路的示意图； 图2，本专利技术的电路组成示意图； 图3，本专利技术第一种实施方式的电路组成示意图； 图4，本专利技术第二种实施方式的电路组成示意图； 图5，本专利技术中Vcc产生电路的一种实现方式不意图； 图6，本专利技术中偏置VB产生电路的一种实现方式示意图； 图7，对应图3中各参数变化示意图。【具体实施方式】下面结合附图以及优选当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种总线供电电路，包括总线的正极线、负极线以及从机电路，其特征在于：所述从机电路包括高压电源产生电路、Vcc产生电路、其他所需电源产生电路、CPU、功能电路、接收电路和发送电路（7），所述高压电源产生电路中包含限流源电路、二极管和储能电容，所述限流源电路的一端连接正极线，其另一端通过二极管分别连接Vcc产生电路和储能电容；所述Vcc产生电路的一端与二极管的负端连接，另一端与负极线相连；所述储能电容的一端与二极管的负端连接，另一端接地；所述Vcc产生电路还与一第二电容并联；所述其他所需电源产生电路、CPU、功能电路、接收电路和发送电路都与Vcc产生电路连接，其中，所述CPU还分别连接其他所需电源产生电路、功能电路、接收电路和发送电路，所述接收电路和发送电路还与正极线连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾洁琼，张天舜，王磊，邱旻韡，周宇捷，
申请(专利权)人：无锡华润矽科微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32