一种低功耗隔离型总线取电MBUS通信接口电路制造技术

本发明专利技术公开了一种低功耗隔离型总线取电MBUS通信接口电路，属于电路控制技术领域，包括整流电路、恒流储能稳压电路、降压转换电路、变频驱动推挽输出隔离转换输出电路以及待供电设备；整流电路的输入端接入MBUS总线，整流电路的输出端与恒流储能稳压电路输入端连接；恒流储能稳压电路的输出端与降压转换电路输入端连接；降压转换电路的输出端与变频驱动推挽输出隔离转换电路的输入端连接，变频驱动推挽输出隔离转换电路将降压转换电路输出的电压信号稳压输出至待供电设备。本发明专利技术可有效降低MBUS通信接口电路的功耗。

A Low Power Isolated Bus Call MBUS Communication Interface Circuit

The invention discloses a low-power isolation bus power-taking MBUS communication interface circuit, which belongs to the field of circuit control technology, including rectifier circuit, constant-current energy storage and voltage stabilization circuit, step-down conversion circuit, frequency conversion drive push-pull output isolation conversion output circuit and power supply equipment; the input end of the rectifier circuit is connected to MBUS bus, and the rectifier circuit is integrated. The output end of the current circuit is connected with the input end of the constant current energy storage and stabilization circuit; the output end of the constant current energy storage and stabilization circuit is connected with the input end of the step-down conversion circuit; the output end of the step-down conversion circuit is connected with the input end of the push-pull output isolation conversion circuit driven by frequency conversion, and the push-pull output isolation conversion circuit driven by frequency conversion converts the step-down voltage into electricity. The output voltage signal of the circuit is stably regulated and output to the equipment to be supplied. The invention can effectively reduce the power consumption of MBUS communication interface circuit.

【技术实现步骤摘要】
一种低功耗隔离型总线取电MBUS通信接口电路
本专利技术涉及电路控制
，特别涉及一种低功耗隔离型总线取电MBUS通信接口电路。
技术介绍
MBUS是一种专门为热量表远程数据传输设计的总线协议，它是测量数据传输数字化的一种重要技术，已经广泛应用于无源接点（水、电、气、热能表、楼宇等）的数据采集场合。目前，采用的MBUS总线供电隔离方式如图1所示：MBUS总线连接TSS721A芯片，TSS721A芯片的STC输出引脚输出上取电并输入到稳压器件，稳压器件降压至4.4V，4.4V电压为4通道与非门供电，与非门通过与电阻和电容结合组成震荡器，再通过变压器和二极管整流输出电压提供给热量表供电。但因TSS721A芯片的STC脚输出电压只有5.6-6.4V，经稳压芯片转换损耗和隔离变压器的转换损耗会使输出效率大大降低。如果从总线取1mA的电流，根据能量守恒定律提供给设备的功率不会大于5mW，因此提供设备的电压低电流小，且使总线损耗电流大。也就是说STC三脚也为TSS721A的接收电路供电，因此影响接收电路的稳定性。导致该电路总线取电功耗大、通讯稳定性差且无法满足MBUS总线VMARK(20-42V)范围的应用，使得从机MBUS取电应用局限性，降低了从机节点数量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低功耗隔离型总线取电MBUS通信接口电路，以降低MBUS通信接口电路的总线取电功耗。为实现以上目的，本专利技术采用一种低功耗隔离型总线取电MBUS通信接口电路，包括：整流电路、恒流储能稳压电路、降压转换电路、变频驱动推挽输出隔离转换输出电路以及待供电设备；整流电路的输入端接入MBUS总线，整流电路的输出端与恒流储能稳压电路输入端连接，恒流储能稳压电路将整流电路输出的电压信号转换输出为恒定电流信号和稳定直流电压信号；恒流储能稳压电路的输出端与降压转换电路输入端连接，降压转换电路将恒流储能稳压电路输出的直流电压信号转换为5V电压；降压转换电路的输出端与变频驱动推挽输出隔离转换电路的输入端连接，变频驱动推挽输出隔离转换电路将降压转换电路输出的电压信号稳压输出至待供电设备。进一步地，所述整流电路为二极管组成的桥式整流桥、三极管组成的整流桥、集成芯片桥或者晶闸管组成的整流桥。进一步地，所述恒流储能稳压电路为集成型稳压电路、运算型稳压电路或者晶体管型稳压电路。进一步地，所述晶体管型稳压电路包括第一晶体管、第二晶体管、储能电容以及稳压管，第一晶体管的基极与第二晶体管的发射极连接后经电阻R3接入所述整流电路的输出端，第一晶体管的发射极接入所述整流电路的输出端；第一晶体管的集电极与第二晶体管的基极连接，第一晶体管的集电极经电阻R1接地，第二晶体管的集电极与所述储能电容的正极连接，所述储能电容的正极与稳压管的负极连接，稳压管的正极与所述储能电容的负极连接后接地。进一步地，所述集成型稳压电路包括恒流源集成电路芯片、稳压管和储能电容，恒流源集成电路芯片的输入端与所述整流电路输出端连接，恒流源集成电路芯片的输出端与储能电容连接，储能电容与稳压管并联。进一步地，所述运算型稳压电路包括集成运算放大器、晶体管、电阻、稳压管和储能电容；运算放大器的正向输入接入基准电压，运算放大器的输出端接入晶体管的基极，运算放大器的反向输入与晶体管的发射极连接后与电阻R110连接，电阻R110接VCC，晶体管的集电极与储能电容的正极连接，储能电容的负极与稳压管的正极连接后接地，稳压管的负极与储能电容的正极连接。进一步地，所述降压转换电路包括稳压器U2，稳压器U2的输入端与所述恒流储能稳压电路的输出端连接，稳压器U2将所述恒流储能稳压电路的输出的20-36V电压和1mA电流，转换为5V电压和35mW功率为待供电设备提供电能。进一步地，稳压器U2为降压稳压器或线性稳压器。进一步地，所述变频驱动推挽输出隔离转换电路包括驱动器U4和高频变压器，驱动器U4的输出端与高频变压器连接以输出开关信号驱动高频变压器的初级，高频变压器的次级通过中间抽头推完输出电压信号；高频变压器的次级输出端分别与二极管D3的正极连连接和与二极管D5的正极连接，二极管D3的负极和二极管D5的负极连接后与滤波电容C3连接，滤波电容C3依次与稳压管D8并联和电阻R5并联；稳压管D8的负极作为稳压输出端与所述待供电设备连接。与现有技术相比，本专利技术存在以下技术效果：本专利技术对MBUS从机接口电路进行改进，从机设备MBUS总线取电后，依次通过整流电路、恒流储能稳压电路以及降压转换电路后降低电压信号，扩大了总线供电的范围，降低了总线的功耗。再利用变频驱动推挽输出隔离转换输出电路具有效率转换高、电气隔离、抗外界干扰等特性，进一步降低总线功耗。同时通过恒流储能稳压电路将整流电路输出的电压信号转换成一个恒定的电流信号和一个稳定的直流电压信号，使得总线电流输出稳定以有效的保证通信的稳定性，从机设备之间不相互影响。附图说明下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述：图1是
技术介绍
部分述及的现有MBUS总线供电隔离结构示意图；图2是变频驱动推挽输出隔离转换输出电路原理示意图；图3是整流电路、恒流储能稳压电路以及降压转换电路的结构示意图；图4是变频驱动推挽输出隔离转换输出电路的结构示意图。具体实施方式为了更进一步说明本专利技术的特征，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与附图。所附图仅供参考与说明之用，并非用来对本专利技术的保护范围加以限制。如图2所示，本实施例提供了一种低功耗隔离型总线取电MBUS通信接口电路，包括整流电路1、恒流储能稳压电路2、降压转换电路3、变频驱动推挽输出隔离转换输出电路以及待供电设备；整流电路1的输入端接入MBUS总线，整流电路1的输出端与恒流储能稳压电路2输入端连接，恒流储能稳压电路2将整流电路1输出的电压信号转换输出为恒定电流信号和稳定直流电压信号；恒流储能稳压电路2的输出端与降压转换电路3输入端连接，降压转换电路3将恒流储能稳压电路2输出的直流电压信号转换为5V电压信号，以为变频驱动推挽输出隔离转换电路提供功率驱动；降压转换电路3的输出端与变频驱动推挽输出隔离转换电路的输入端连接，变频驱动推挽输出隔离转换电路将降压转换电路3输出的电压信号稳压输出至待供电设备。如图1、图2所示，本实方案在总线消耗1.5mA电流时，可为负载设备提供功率达到27-48.5mW范围，有效提高带负载能力。通信稳定性强，单节点异常不影响其它节点通讯。具有低功耗，提高从机节点数量；可满足MBUS总线VMARK(20-42V)范围的应用，解决从机MBUS取电应用局限性。进一步地，所述整流电路1为二极管组成的桥式整流桥、三极管组成的整流桥、集成芯片桥或者晶闸管组成的整流桥。参阅图3所示，本实施例中的整流电路1通过四个二极管构成器桥式整流电路1，整流电路1的直流电压输出端与恒流储能稳压电路2输入连接。MBUS1接入二极管D2的引脚3，MBUS2接入D1的引脚3，D2的引脚1和D1的引脚1接地，D2的引脚2和D1的引脚2相连接作为输出端组成全波整流，使接入从机的不分极性MBUS总线信号整流为20-42V直流电压信号。进一步地，所述恒流储能稳压电路为集成型稳压电路、运算型稳压电路或者晶体管型稳压电路。其中，参阅图3所示，晶体管型稳压电路包括包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低功耗隔离型总线取电MBUS通信接口电路，其特征在于，包括：整流电路、恒流储能稳压电路、降压转换电路、变频驱动推挽输出隔离转换输出电路以及待供电设备；整流电路的输入端接入MBUS总线，整流电路的输出端与恒流储能稳压电路输入端连接，恒流储能稳压电路将整流电路输出的电压信号转换输出为恒定电流信号和稳定直流电压信号；恒流储能稳压电路的输出端与降压转换电路输入端连接，降压转换电路将恒流储能稳压电路输出的直流电压信号转换为5V电压；降压转换电路的输出端与变频驱动推挽输出隔离转换电路的输入端连接，变频驱动推挽输出隔离转换电路将降压转换电路输出的电压信号稳压输出至待供电设备。

【技术特征摘要】
1.一种低功耗隔离型总线取电MBUS通信接口电路，其特征在于，包括：整流电路、恒流储能稳压电路、降压转换电路、变频驱动推挽输出隔离转换输出电路以及待供电设备；整流电路的输入端接入MBUS总线，整流电路的输出端与恒流储能稳压电路输入端连接，恒流储能稳压电路将整流电路输出的电压信号转换输出为恒定电流信号和稳定直流电压信号；恒流储能稳压电路的输出端与降压转换电路输入端连接，降压转换电路将恒流储能稳压电路输出的直流电压信号转换为5V电压；降压转换电路的输出端与变频驱动推挽输出隔离转换电路的输入端连接，变频驱动推挽输出隔离转换电路将降压转换电路输出的电压信号稳压输出至待供电设备。2.如权利要求1所述的低功耗隔离型总线取电MBUS通信接口电路，其特征在于，所述整流电路为二极管组成的桥式整流桥、三极管组成的整流桥、集成芯片桥或者晶闸管组成的整流桥。3.如权利要求1所述的低功耗隔离型总线取电MBUS通信接口电路，其特征在于，所述恒流储能稳压电路为集成型稳压电路、运算型稳压电路或者晶体管型稳压电路。4.如权利要求3所述的低功耗隔离型总线取电MBUS通信接口电路，其特征在于，所述晶体管型稳压电路包括第一晶体管、第二晶体管、储能电容以及稳压管，第一晶体管的基极与第二晶体管的发射极连接后经电阻R3接入所述整流电路的输出端，第一晶体管的发射极接入所述整流电路的输出端；第一晶体管的集电极与第二晶体管的基极连接，第一晶体管的集电极经电阻R1接地，第二晶体管的集电极与所述储能电容的正极连接，所述储能电容的正极与稳压管的负极连接，稳压管的正极与所述储能电容的负极连接后接地。5.如权利要求3所述的低功耗隔离...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕金叶，陈家培，王兆杰，
申请(专利权)人：瑞纳智能设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34