【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于通信接口电路领域，尤其涉及mbus总线接口主节点发送、接收电路，电路适用于大容量子节点的mbus总线数据采集。
技术介绍
1、mbus（meterbus）总线是直流供电线和通信线复用的现场总线，具备完整的物理层技术规范和通信协议标准，是水表、燃气表、热表的通信接口通常采用mbus总线。
2、通常的mbus总线接口主节点发送/接收电路有以下两种方式实现：
3、第一种方式：
4、mbus总线主节点发送电路采用单功率运放驱动，mbus总线主节点接收电路采用几十欧采样电阻，通过单运放将采样电阻上的子节点回传信号还原为通信编码，这种方式实现的mbus主节点，优点是电路简单，因为采样电阻阻值大，mbus子节点数量增加后，采样电阻阻压降大，发热严重，另外，电路采用二极管解码方式，接收解码灵敏度低。
5、第二种方式：
6、mbus总线发送电路采用采用双电源加功率mos管驱动方式、mbus总线接收电路采用双运放通过两级放大将采样电阻电压信号还原为通信编码，采样电阻选用较小，电路的优点是驱动能力强，驱动子节点数量大，采样电阻不发热，接收解码灵敏度高，缺点是，电源电路复杂，驱动双mos管导通/截止同步失控时，易产生涌流。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术实施例的目的在于提供一种双功率运放并驱的mbus主节点电路，其驱动能力大幅提升，能满足大容量子节点驱动要求。
2、为解决上述问题，本专利技术实施例第
3、作为可选的方案，所述肖特基二极管为ss1肖特基二极管。
4、作为可选的方案，所述第一放大电路包括电阻r4、npn三极管q2、电阻r2、npn三极管q1、电阻r1以及电阻r3，其中，所述npn三极管q2的基极通过电阻r4连接至所述串行接口的信号发送端txd，所述npn三极管q2的集电极经由电阻r2连接至第一电源的输出端，所述npn三极管q1的基极连接至所述电阻r2和npn三极管q2的集电极之间，所述npn三极管q1的集电极通过电阻r3连接至所述第一电压跟随电路和第二电压跟随电路的正相输入端，所述npn三极管q2和所述npn三极管q1的发射极均接地，所述电阻r1的一端连接至所述第一电压跟随电路和第二电压跟随电路的正相输入端，所述电阻r1的另一端连接至第二电源的输出端。
5、作为可选的方案，所述mbus主节点发送电路还包括瞬间抑制二极管tvs1和热敏电阻sr1，其中，所述热敏电阻sr1的一端连接两个肖特基二极管的阴极，所述热敏电阻sr1的另一端连接至所述mbus总线，所述瞬间抑制二极管tvs1的一端连接至所述热敏电阻sr1和两个肖特基二极管的阴极之间，所述瞬间抑制二极管tvs1的另一端接地。
6、作为可选的方案，所述mbus主节点电路还包括mbus主节点接收电路，所述mbus主节点接收电路包括采样电阻以及两级运放信号放大电路，所述采样电阻与mbus总线的信号发送端相连，以获取采样信号，所述两级运放信号放大电路包括高增益差分信号放大电路和比较器信号放大电路，所述高增益差分信号放大电路的输入端连接至所述采样电阻的输出端，所述比较器信号放大电路的输入端连接至所述高增益差分信号放大电路的输出端，以将小阻值的采样电阻的采样信号还原为通信编码，所述比较器信号放大电路的输出端连接串行接口的信号接收端rxd。
7、作为可选的方案，所述高增益差分信号放大电路包括放大器n2a、电阻r6、电阻r9、电阻r8、电阻r14电阻r12以及电容c3和电容c4，所述采样电阻的一端连接至mbus总线的负端子，所述采样电阻的另一端接地，所述放大器n2a的正相输入端通过电阻r12、电容c4连接至所述采样电阻和mbus总线的负端子之间，所述放大器n2a的反相输入端通过电阻r9、电容c3连接至所述采样电阻和mbus总线的负端子之间，所述电阻r8的一端连接至所述电阻r9和电容c3之间，所述电阻r8的另一端接地，所述电阻r14的一端连接至所述电阻r12和放大器n2a的正相输入端之间，所述电阻r14的另一端接地，所述电阻r6的两端分别连接至所述放大器n2a的反相输入端和放大器n2a的输出端之间，所述放大器n2a的输出端连接至所述比较器信号放大电路的输入端。
8、作为可选的方案，所述比较器信号放大电路包括放大器n2b、电阻r5、电阻r17和电阻r18，所述电阻r5的两端分别连接至所述放大器n2a的输出端和放大器n2b的反相输入端，所述电阻r17的一端接地，所述电阻r17的另一端连接至所述放大器n2b的正相输入端，所述电阻r18的一端接地，电阻r18的另一端连接至第一电源的输出端，所述放大器n2b的输出端连接至所述串行接口的信号接收端rxd。
9、作为可选的方案，所述mbus主节点接收电路还包括第二放大电路，所述第二放大电路包括npn三极管q3、电阻r10和电阻r7，所述npn三极管q3的基极通过电阻r10连接至所述放大器n2b的输出端，所述npn三极管q3的集电极通过电阻r7连接至第一电源的输出端，所述npn三极管q3的发射极接地，所述串行接口的信号接收端rxd连接至所述npn三极管q3的集电极和电阻r7之间。
10、作为可选的方案，所述mbus主节点接收电路还包括电阻网络调理电路，所述电阻网络调理电路包括电阻r19、电阻r13和电阻r15，所述电阻r13的两端串联于所述电阻r12和电容c4之间，所述电阻r15的一端连接至所述电阻r12和电阻r13之间，所述电阻r19的一端连接至所述电阻r13和电容c4之间，所述电阻r15和电阻r19的另一端均接地。
11、作为可选的方案，所述电容c3的容值为2.2uf，或/和，所述电容c4的容值为2.2uf，或/和，所述电阻r8的阻值为10kω，或/和，所述电阻r6的阻值为510kω，或/和，所述电阻r14的阻值为510kω，或/和，所述电阻r9的阻值为2kω，或/和，所述电阻r12的阻值为2kω，或/和，所述电阻r13的阻值为2kω，或/和，所述电阻r15的阻值为2kω，或/和，所述电阻r19的阻值为1kω，或/和，所述采样电阻的阻值为3ω。
12、与现有技术相比，本本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种双功率运放并驱的MBUS主节点电路，其特征在于，其包括MBUS主节点发送电路，所述MBUS主节点发送电路包括第一放大电路以及双功率运放单元，所述第一放大电路的输入端连接至串行接口的信号发送端TXD，所述第一放大电路的输出端通过所述双功率运放单元的输入端，所述双功率运放单元的输出信号并联驱动MBUS总线，其中，所述双功率运放单元包括第一电压跟随电路和第二电压跟随电路，所述第一电压跟随电路和第二电压跟随电路的正相输入端均连接至所述第一放大电路的输出端，所述第一电压跟随电路的反相输入端连接至所述第一电压跟随电路的输出端，所述第二电压跟随电路的反相输入端连接至所述第二电压跟随电路的输出端，所述第一电压跟随电路和第二电压跟随电路的输出端分别通过一个肖特基二极管连接至所述MBUS总线。
2.根据权利要求1所述的双功率运放并驱的MBUS主节点电路，其特征在于，所述肖特基二极管为SS1肖特基二极管。
3.根据权利要求1所述的双功率运放并驱的MBUS主节点电路，其特征在于，所述第一放大电路包括电阻R4、NPN三极管Q2、电阻R2、NPN三极管Q1、电阻R1以及电阻R
4.根据权利要求1-3任一项所述的双功率运放并驱的MBUS主节点电路，其特征在于，所述MBUS主节点发送电路还包括瞬间抑制二极管TVS1和热敏电阻SR1，其中，所述热敏电阻SR1的一端连接两个肖特基二极管的阴极，所述热敏电阻SR1的另一端连接至所述MBUS总线，所述瞬间抑制二极管TVS1的一端连接至所述热敏电阻SR1和两个肖特基二极管的阴极之间，所述瞬间抑制二极管TVS1的另一端接地。
5.根据权利要求1-3任一项所述的双功率运放并驱的MBUS主节点电路，其特征在于，所述MBUS主节点电路还包括MBUS主节点接收电路，所述MBUS主节点接收电路包括采样电阻以及两级运放信号放大电路，所述采样电阻与MBUS总线的信号发送端相连，以获取采样信号，所述两级运放信号放大电路包括高增益差分信号放大电路和比较器信号放大电路，所述高增益差分信号放大电路的输入端连接至所述采样电阻的输出端，所述比较器信号放大电路的输入端连接至所述高增益差分信号放大电路的输出端，以将小阻值的采样电阻的采样信号还原为通信编码，所述比较器信号放大电路的输出端连接串行接口的信号接收端RXD。
6.根据权利要求5所述的双功率运放并驱的MBUS主节点电路，其特征在于，所述高增益差分信号放大电路包括放大器N2A、电阻R6、电阻R9、电阻R8、电阻R14电阻R12以及电容C3和电容C4，所述采样电阻的一端连接至MBUS总线的负端子，所述采样电阻的另一端接地，所述放大器N2A的正相输入端通过电阻R12、电容C4连接至所述采样电阻和MBUS总线的负端子之间，所述放大器N2A的反相输入端通过电阻R9、电容C3连接至所述采样电阻和MBUS总线的负端子之间，所述电阻R8的一端连接至所述电阻R9和电容C3之间，所述电阻R8的另一端接地，所述电阻R14的一端连接至所述电阻R12和放大器N2A的正相输入端之间，所述电阻R14的另一端接地，所述电阻R6的两端分别连接至所述放大器N2A的反相输入端和放大器N2A的输出端之间，所述放大器N2A的输出端连接至所述比较器信号放大电路的输入端。
7.根据权利要求书6所述的双功率运放并驱的MBUS主节点电路，其特征在于，所述比较器信号放大电路包括放大器N2B、电阻R5、电阻R17和电阻R18，所述电阻R5的两端分别连接至所述放大器N2A的输出端和放大器N2B的反相输入端，所述电阻R17的一端接地，所述电阻R17的另一端连接至所述放大器N2B的正相输入端，所述电阻R18的一端接地，电阻R18的另一端连接至第一电源的输出端，所述放大器N2B的输出端连接至所述串行接口的信号接收端RXD。
8.根据权利要求书7所述的双功率运放并驱的MBUS主节点电路，其特征在于，所述MBUS主节点接收电路还包括第二放大电路，所述第二放大电路包括NPN三极管Q3、电阻R10和电阻R7，所述NPN三极管Q3的基极通过电阻R10连接至所述放大器N2B的输...
【技术特征摘要】
1.一种双功率运放并驱的mbus主节点电路，其特征在于，其包括mbus主节点发送电路，所述mbus主节点发送电路包括第一放大电路以及双功率运放单元，所述第一放大电路的输入端连接至串行接口的信号发送端txd，所述第一放大电路的输出端通过所述双功率运放单元的输入端，所述双功率运放单元的输出信号并联驱动mbus总线，其中，所述双功率运放单元包括第一电压跟随电路和第二电压跟随电路，所述第一电压跟随电路和第二电压跟随电路的正相输入端均连接至所述第一放大电路的输出端，所述第一电压跟随电路的反相输入端连接至所述第一电压跟随电路的输出端，所述第二电压跟随电路的反相输入端连接至所述第二电压跟随电路的输出端，所述第一电压跟随电路和第二电压跟随电路的输出端分别通过一个肖特基二极管连接至所述mbus总线。
2.根据权利要求1所述的双功率运放并驱的mbus主节点电路，其特征在于，所述肖特基二极管为ss1肖特基二极管。
3.根据权利要求1所述的双功率运放并驱的mbus主节点电路，其特征在于，所述第一放大电路包括电阻r4、npn三极管q2、电阻r2、npn三极管q1、电阻r1以及电阻r3，其中，所述npn三极管q2的基极通过电阻r4连接至所述串行接口的信号发送端txd，所述npn三极管q2的集电极经由电阻r2连接至第一电源的输出端，所述npn三极管q1的基极连接至所述电阻r2和npn三极管q2的集电极之间，所述npn三极管q1的集电极通过电阻r3连接至所述第一电压跟随电路和第二电压跟随电路的正相输入端，所述npn三极管q2和所述npn三极管q1的发射极均接地，所述电阻r1的一端连接至所述第一电压跟随电路和第二电压跟随电路的正相输入端，所述电阻r1的另一端连接至第二电源的输出端。
4.根据权利要求1-3任一项所述的双功率运放并驱的mbus主节点电路，其特征在于，所述mbus主节点发送电路还包括瞬间抑制二极管tvs1和热敏电阻sr1，其中，所述热敏电阻sr1的一端连接两个肖特基二极管的阴极，所述热敏电阻sr1的另一端连接至所述mbus总线，所述瞬间抑制二极管tvs1的一端连接至所述热敏电阻sr1和两个肖特基二极管的阴极之间，所述瞬间抑制二极管tvs1的另一端接地。
5.根据权利要求1-3任一项所述的双功率运放并驱的mbus主节点电路，其特征在于，所述mbus主节点电路还包括mbus主节点接收电路，所述mbus主节点接收电路包括采样电阻以及两级运放信号放大电路，所述采样电阻与mbus总线的信号发送端相连，以获取采样信号，所述两级运放信号放大电路包括高增益差分信号放大电路和比较器信号放大电路，所述高增益差分信号放大电路的输入端连接至所述采样电阻的输出端，所述比较器信号放大电路的输入端连接至所述高增益差分信号放大电路的输出端，以将小阻值的采样电阻的采样信号还原为通信编码，所述比较器信号放大电路的输出端连接串行接口的信号接收端rxd。
6.根据权利要求5所述的双功率运放并驱的mbus...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪文红，方思敏，陈顺飞，袁啸迪，沈合堂，
申请(专利权)人：湖南慧明谦数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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