本发明专利技术涉及一种基于分立元件的MBUS电路，包括主机电路，所述主机电路包括：隔离电路，发射驱动电路，接收采样电路，保护电路；还包括从机电路，所述从机电路包括：保护电路，全桥整流电路，接收电路，发射电路，电源电路；电路采用全分立元器件设计。本发明专利技术，MBUS主机电路采用全分立元器件设计，符合5KVAC隔离耐压等级，具有更好的安全防护等级；采用供电+通讯一体的电路设计，同时还使用无极性2线制接口设计，降低了从机侧的取电成本，从机侧无220VAC强电输入，无电池老化问题，安全性高，具备误接高压保护功能。护功能。护功能。
【技术实现步骤摘要】
一种基于分立元件的MBUS电路
[0001]本专利技术涉及电子电路
，具体说是一种基于分立元件的MBUS电路。
技术介绍
[0002]仪表总线(meter bus，MBUS)是一种新型总线结构，是主从式半双工传输总线，广泛的应用于各种计量仪表(如电表、水表、气表、热表)的抄读中。MBUS总线系统由一个主机(亦称为主设备)、若干从机(亦称为从设备)和一对连接线缆组成。
[0003]传统的MBUS总线系统中，MBUS主机电路和MBUS从机电路基于专用模拟芯片设计，具有成本高，采购周期长的问题。尤其是在现在全球缺芯的背景下，降低MBUS主机电路和MBUS从机电路的成本，使电路不依赖于专用模拟芯片显得更有现实意义。
[0004]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的总体
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
[0005]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种基于分立元件的MBUS电路，MBUS主机电路采用全分立元器件设计，符合5KVAC隔离耐压等级，具有更好的安全防护等级；采用供电+通讯一体的电路设计，同时还使用无极性2线制接口设计，降低了从机侧的取电成本，从机侧无220VAC强电输入，无电池老化问题，安全性高，具备误接高压保护功能。
[0006]为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0007]一种基于分立元件的MBUS电路，其特征在于，所述MBUS电路包括主机电路，所述主机电路包括：隔离电路，发射驱动电路，接收采样电路，保护电路；
[0008]所述隔离电路，包括光耦OP1，光耦OP2，以及电阻R10，电阻R11，电阻R21，电阻R8；
[0009]电阻R10，光耦OP1，电阻R11组成从机电路向主机电路发射的M_RXD信号通路；
[0010]电阻R21，光耦OP2，电阻R8组成主机电路向从机电路发射的M_TXD信号通路；
[0011]所述发射驱动电路，包括由三极管Q3，Q5组成的图腾柱结构，三极管的基极分别连接电阻R9和电阻R14，驱动信号M_DRV被R9，R14分压；
[0012]同时，电阻R8，电阻R9和电阻R14还构成所述保护电路，用于限制图腾柱结构的输出电流I
source
和输入电流I
sink
，防止外部短路造成电流过大烧毁图腾柱结构；
[0013]所述接收采样电路，包括电阻R6，电阻R7，三极管Q4，采样信号M_REC来自于图腾柱结构中的三极管Q3的集电极。
[0014]在上述技术方案的基础上，隔离电路中，光耦的第1、2脚为发射端，第3、4脚为接收端；
[0015]光耦OP1的第1脚接电阻R11，第2脚接信号地MGND，第3脚接地GND，第4脚经过电阻R10接+3.3V，同时第4脚接从机电路向主机电路发射的M_RXD信号；
[0016]光耦OP1提供了隔离和电压转换的功能；
[0017]光耦OP2的第1脚接+3.3V，第2脚经过电阻R21接主机电路向从机电路发射的M_TXD
信号，第3脚接信号地MGND，第4脚经过电阻R8接M+15V。
[0018]在上述技术方案的基础上，发射驱动电路中，采用无极性2线制接口，
[0019]接口J2的第1脚接信号地MGND，接单向TVS管D4的正极，单向TVS管D4的负极接接图腾柱结构中的三极管Q3的发射极；
[0020]接口J2的第2脚通过自恢复保险丝R16接单向TVS管D4的负极，自恢复保险丝R16和单向TVS管D4组成防误接保护，所述防误接保护为最大误接380V交流或直流保护；
[0021]三极管Q5的集电极接信号地MGND；
[0022]电阻R8一端与电阻R9连接，另一端与电阻R14连接，构成所述保护电路。
[0023]在上述技术方案的基础上，接收采样电路中，电阻R6一端接M+15V，另一端接图腾柱结构中的三极管Q3的集电极，接电阻R7的一端；
[0024]电阻R7的另一端接三极管Q4的基极；
[0025]三极管Q4的集电极接电阻R11，发射极接M+15V。
[0026]在上述技术方案的基础上，所述MBUS电路还包括从机电路，所述从机电路包括：保护电路，全桥整流电路，接收电路，发射电路，电源电路；
[0027]所述保护电路，包括自恢复保险丝R1和双向TVS管D2，当采用无极性2线制的接口J1输入高压交流或直流时，对从机电路保护；
[0028]所述全桥整流电路，包括使用肖特基桥堆的全桥整流电路D3，用于接口J1的无极性接线，使经过整流后可获得需要的正负电压；
[0029]所述接收电路，包括电压变化检测电路和反向电路，电压变化检测电路包括二极管D1，电阻R4，三极管Q2，电阻R3，反向电路包括三极管Q1，电阻R2；
[0030]所述发射电路，包括恒流源电路和电平反向电路，恒流源电路包括三极管Q6，电阻R19，电阻R15，三极管Q8，电平反向电路包括电阻R15，三极管Q9，电阻R17；
[0031]所述电源电路，包括二极管D5，电容C1，电容C2，DC
‑
DC电源模块M1。
[0032]在上述技术方案的基础上，保护电路中，接口J1与双向TVS管D2并联，自恢复保险丝R1一端与接口J1的第1脚连接，另一端与双向TVS管D2连接；
[0033]所述自恢复保险丝R1一端还接全桥整流电路的第4脚；
[0034]接口J1的第2脚接全桥整流电路的第3脚。
[0035]在上述技术方案的基础上，接收电路中，二极管D1的负极接全桥整流电路的第1脚，接M_SVCC信号，正极经过电阻R4接三极管Q2的基极；
[0036]三极管Q2的发射极接全桥整流电路的第2脚，接CGND信号；
[0037]三极管Q2的集电极接电阻R3，接三极管Q1的基极；
[0038]三极管Q1的发射极接全桥整流电路的第2脚；
[0039]三极管Q1的集电极经过电阻R2接电阻R3，接MBUS_RXD信号。
[0040]在上述技术方案的基础上，发射电路中，三极管Q6的集电极接M_SVCC信号，发射极经过电阻R19接CGND信号，发射极接三极管Q8的基极，基极接三极管Q8的集电极；
[0041]三极管Q8的发射极接CGND信号；
[0042]三极管Q9的发射极接CGND信号，集电极经过电阻R15接S+3.3V，集电极接接三极管Q8的集电极，基极经过电阻R17接MBUS_TXD信号。
[0043]在上述技术方案的基础上，电源电路中，二极管D5的正极接M_SVCC信号，负极接电
容C1的正极，接DC
‑
DC电源模块M1的一端，DC
‑
DC电源模块M1的另一端接电容C2的正极，接S+3.3V；
[0044]电容C1的负极接CGND本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于分立元件的MBUS电路，其特征在于，所述MBUS电路包括主机电路，所述主机电路包括：隔离电路，发射驱动电路，接收采样电路，保护电路；所述隔离电路，包括光耦OP1，光耦OP2，以及电阻R10，电阻R11，电阻R21，电阻R8；电阻R10，光耦OP1，电阻R11组成从机电路向主机电路发射的M_RXD信号通路；电阻R21，光耦OP2，电阻R8组成主机电路向从机电路发射的M_TXD信号通路；所述发射驱动电路，包括由三极管Q3，Q5组成的图腾柱结构，三极管的基极分别连接电阻R9和电阻R14，驱动信号M_DRV被R9，R14分压；同时，电阻R8，电阻R9和电阻R14还构成所述保护电路，用于限制图腾柱结构的输出电流I
source
和输入电流I
sink
，防止外部短路造成电流过大烧毁图腾柱结构；所述接收采样电路，包括电阻R6，电阻R7，三极管Q4，采样信号M_REC来自于图腾柱结构中的三极管Q3的集电极。2.如权利要求1所述的一种基于分立元件的MBUS电路，其特征在于，隔离电路中，光耦的第1、2脚为发射端，第3、4脚为接收端；光耦OP1的第1脚接电阻R11，第2脚接信号地MGND，第3脚接地GND，第4脚经过电阻R10接+3.3V，同时第4脚接从机电路向主机电路发射的M_RXD信号；光耦OP1提供了隔离和电压转换的功能；光耦OP2的第1脚接+3.3V，第2脚经过电阻R21接主机电路向从机电路发射的M_TXD信号，第3脚接信号地MGND，第4脚经过电阻R8接M+15V。3.如权利要求1所述的一种基于分立元件的MBUS电路，其特征在于，发射驱动电路中，采用无极性2线制接口，接口J2的第1脚接信号地MGND，接单向TVS管D4的正极，单向TVS管D4的负极接接图腾柱结构中的三极管Q3的发射极；接口J2的第2脚通过自恢复保险丝R16接单向TVS管D4的负极，自恢复保险丝R16和单向TVS管D4组成防误接保护，所述防误接保护为最大误接380V交流或直流保护；三极管Q5的集电极接信号地MGND；电阻R8一端与电阻R9连接，另一端与电阻R14连接，构成所述保护电路。4.如权利要求1所述的一种基于分立元件的MBUS电路，其特征在于，接收采样电路中，电阻R6一端接M+15V，另一端接图腾柱结构中的三极管Q3的集电极，接电阻R7的一端；电阻R7的另一端接三极管Q4的基极；三极管Q4的集电极接电阻R11，发射极接M+15V。5.如权利要求1所述的一种基于分立元件的MBUS电路，其特征在于，所述M...
【专利技术属性】
技术研发人员：李屹，林新志，钱海波，
申请(专利权)人：北京京仪北方仪器仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：
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