本實(shí)用新型的實(shí)施方式涉及可供電總線的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于可供電總線的從機(jī)電路裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)場總線越來越多的出現(xiàn)在自動化和傳感器的應(yīng)用中，用于數(shù)據(jù)通信，比如發(fā)送控制信號?？晒╇娍偩€作為一種能將供電線路和總線通過共同的線路實(shí)現(xiàn)的技術(shù)，從而能夠簡化現(xiàn)場施工，降低產(chǎn)品成本，和增加系統(tǒng)可靠性。通過在供電電纜上調(diào)制控制信號，可以替代傳統(tǒng)分離的控制電纜和供電電纜?？晒╇娍偩€在消防監(jiān)控、智能樓宇、儀器儀表領(lǐng)域、傳感器網(wǎng)絡(luò)等方面有諸多應(yīng)用。

目前可供電總線系統(tǒng)通常采用兩線制總線，多采用主從式的通信模式。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的一種主從式可供電總線通信系統(tǒng)的示意圖。常見的可供電總線RS485和M-Bus均采用的是主從式模式。

通常，在可供電總線中，在主機(jī)側(cè)，在發(fā)送數(shù)據(jù)時，利用調(diào)制技術(shù)將用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，把經(jīng)調(diào)制的數(shù)據(jù)加載于向從機(jī)傳輸?shù)碾娦盘栔校缓笤诳晒╇娍偩€上進(jìn)行傳輸，這可以通過主機(jī)側(cè)的通信芯片來完成。在從機(jī)側(cè)，一邊將可供電總線連接到負(fù)載，用于給負(fù)載供電，另一邊經(jīng)過濾波器將調(diào)制信號從可供電上取出，再經(jīng)過解調(diào)，就可得到原通信信號，并傳送到從機(jī)側(cè)的用戶設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)信息傳遞。

M-Bus總線的工作狀態(tài)分為數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)和空閑工作方式兩種。數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)又分為主機(jī)至從機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸和從機(jī)至主機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸。主機(jī)工作時應(yīng)向總線提供電源。主機(jī)至從機(jī)的信息通過“主機(jī)改變總線電壓、從機(jī)檢測該變化”的方式傳送。從機(jī)至主機(jī)的信息通過“從機(jī)改變消耗總線 的電流、主機(jī)檢測該變化”的方式傳送。總線空閑時，主、從機(jī)保持傳號狀態(tài)。在中國專利公開CN 202615602U一般地提及了M-BUS總線的傳輸原理。通過引用將該專利公開并入于此。

但是，現(xiàn)有可供電總線技術(shù)在從機(jī)側(cè)基本上都是小于比如20mA的小功率應(yīng)用，在大功率范圍內(nèi)沒有可靠的解決辦法，因為電源的容性負(fù)載將會吸收有效信號。另外，傳統(tǒng)可供電總線在從機(jī)側(cè)的通信芯片的外圍電路中過多采用IN4148等小功率二極管，無法適用于大功率場所，因為功率越大，普通二極管復(fù)雜的電感特性和電容特性將會破壞信號的完整性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此本實(shí)用新型實(shí)施方式的目的之一在于提出一種能夠擴(kuò)大低壓可供電總線的功率應(yīng)用范圍的方案。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式，提供了一種應(yīng)用于供電總線的從機(jī)電路裝置，其可以包括橋式整流器、供電截取二極管和電容器。所述橋式整流器的兩個輸入端子連接至供電總線，所述橋式整流器的第一輸出端子連接至所述供電截取二極管的正極，所述橋式整流器的第二輸出端子接地。所述供電截取二極管的負(fù)極連接至所述電容的正極，并且連接至從機(jī)側(cè)的待供電負(fù)載，所述電容的負(fù)極接地。所述供電截取二極管選用快恢復(fù)二極管。

在一個實(shí)施例中，該從機(jī)電路裝置還可以包括分壓電路。所述分壓電路連接在所述橋式整流器的第一輸出端子和從機(jī)側(cè)的從機(jī)通信芯片的信號輸入端之間，用于將來自供電總線的信號經(jīng)降壓后提供給所述從機(jī)通信芯片。從機(jī)通信芯片用于從供電總線上獲取數(shù)據(jù)信號，對所述數(shù)據(jù)信號進(jìn)行處理，并且根據(jù)處理結(jié)果將反饋信號加載到所述供電總線上。

在一個實(shí)施例中，所述分壓電路可以包括串聯(lián)連接的第一電阻(R1)和第二電阻(R2)，所述第一電阻(R1)的一端連接至所述橋式整流器的第一輸出端子，所述第一電阻(R1)的另一端連接至所述第二電阻(R2)的一端，所述第二電阻(R2)的另一端接地，所述所述第一電阻(R1)的所述另一端或者所述第二電阻(R2)的所述一端連接至所述從機(jī)通信芯片的信號輸入端。

在一個實(shí)施例中，該從機(jī)電路裝置還可以包括恒流源電路，所述恒流源電路連接在所述橋式整流器的第二輸出端子和從機(jī)側(cè)的從機(jī)通信芯片的信號輸出端之間，用于保證從機(jī)通信芯片向供電總線輸出穩(wěn)定的反饋電流。

在一個實(shí)施例中，所述恒流源電路可以包括：第一電阻(R4)、第二電阻(R3)和三極管(T1)。第一電阻(R4)連接在所述從機(jī)通信芯片的信號輸出端和三極管(T1)的基極之間；第二電阻(R3)連接在三極管(T1)的發(fā)射極和地之間；以及三極管(T1)的集電極連接至所述橋式整流器的第二輸出端子。

在一個實(shí)施例中，所述橋式整流器可以由首尾連接的4個二極管構(gòu)成，所述二極管選用1N4007二極管、M7二極管或MB6S二極管。

在一個實(shí)施例中，快恢復(fù)二極管可以選用US1M或RS1M快恢復(fù)二極管。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式，能夠擴(kuò)大低壓可供電總線的功率應(yīng)用范圍的方案，并且進(jìn)一步地，可以保護(hù)信號的完整性。

前面的概述僅僅是示例性的，而不意在以任何方式進(jìn)行限制。通過參考附圖以及下面的詳細(xì)說明，除了上文所描述的示例性的方案、實(shí)施例和特征之外，另外的方案、實(shí)施例和特征將變得清晰可見。

附圖說明

通過下面結(jié)合附圖給出的詳細(xì)說明和隨附的權(quán)利要求，本公開的前述特征以及其它特征將變得更加清晰，在附圖中：

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的一種主從式可供電總線通信系統(tǒng)的示意圖；

圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式的應(yīng)用于可供電總線的從機(jī)電路裝置；以及

圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型的另一種實(shí)施方式的應(yīng)用于可供電總線的從機(jī)電路裝置。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將詳細(xì)參照本公開內(nèi)容的若干實(shí)施例，在附圖中示出了其示例。應(yīng)當(dāng)注意，附圖僅出于說明的目的而描述本公開內(nèi)容的實(shí)施例。附圖不應(yīng)視為對本實(shí)用新型范圍的限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員將很容易從下面的描述中認(rèn)識到此處說明的結(jié)構(gòu)和方法的備選實(shí)施例可以在不脫離本文描述的實(shí)施例的原理的情況下而被使用。

參考圖2，其示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式的應(yīng)用于可供電總線的從機(jī)電路裝置。如圖2所示，線纜端子L1和L2分別連接到二線制的可供電總線?？晒╇娍偩€上承載有用于為負(fù)載33供電的電力和用于與從機(jī)側(cè)的設(shè)備通信的數(shù)據(jù)信號。從機(jī)電路裝置包括橋式整流器32、供電截取二極管D1和電容器C1。

如圖2所示，橋式整流器32可以由首尾互連的4個二極管構(gòu)成，其兩個輸入端子分別連接線纜端子L1和L2。在橋式整流器后端的信號分支上連接從機(jī)通信芯片31。從機(jī)通信芯片31通過信號輸入端PI和信號輸出端PO連接至總線，用于從總線上獲取主機(jī)發(fā)送的通信信號，并且向總線發(fā)送反饋信號。在橋式整流器后端的供電分支上連接供電截取二極管D1的正極，D1的負(fù)極連接至負(fù)載33，并且在D1的負(fù)極和地之前跨接電容C1。

橋式整流器32可以采用普通功率二極管，通過首尾互連的二極管將供電和信號分開。供電截取二極管D1可以采用快恢復(fù)二極管。從而，可以利用前面的普通功率二極管結(jié)電容大，反向恢復(fù)時間長的特點(diǎn)，給整流后的交流信號提供更高的信號完整性，而后級別的快恢復(fù)二極管，由于反向恢復(fù)時間快，在信號上能有效的防止供電電容對信號的影響。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式，通過設(shè)置橋式整流器，可以使得在應(yīng)用該從機(jī)電路裝置時，不必考慮線纜端子L1和L2的正極和負(fù)極的極性。通過供電截取二極管D1對至負(fù)載的供電信號進(jìn)行截取，從而使得從機(jī)通信芯片31從總線反饋的電信號不會影響負(fù)載33。

電容C1作為供電輸出穩(wěn)壓電容，通過電容C1儲存通過供電總線發(fā)送至負(fù)載的能量。可以根據(jù)負(fù)載電流來選擇C1的電容值。

參考圖3，其示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式的應(yīng)用于可供電總線的從機(jī)電路裝置。如圖3所示，該從機(jī)電路裝置與圖2所示的從機(jī)電 路裝置的區(qū)別在于從機(jī)通信芯片31與總線的連接方式，即在橋式整流器32后端的信號分支不同。以下僅對區(qū)別部分進(jìn)行描述，對圖3中與圖2相同的部分不做贅述。

如圖3所示，將分壓電阻連接在橋式整流器32后端和從機(jī)通信芯片31的信號輸入端PI之間，并且將恒流源電路連接在橋式整流器32后端和從機(jī)通信芯片31的信號輸出端PO之間。作為示例，分壓電阻可以由串聯(lián)的電阻R1和R2構(gòu)成。作為示例，恒流源電路可以由電阻R3、電阻R4和三極管T1構(gòu)成。三極管T1的集電極連接至橋式整流器32后端，電阻R4連接在從機(jī)通信芯片31的輸出端PO和三極管T1的基極之間，三極管T1的發(fā)射極通過電阻R3接地。

如圖3所示，電阻R1和R2組成信號接收電路，將信號截取下來通過從機(jī)通信芯片31來處理，R3、R4和T1組成信號發(fā)送電路，將信號通過總線向主機(jī)發(fā)送。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式，通過分壓電阻的分壓，可以將高電壓的信號轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗妷?，更加方便從機(jī)通信芯片31進(jìn)行信號處理，包括解調(diào)制。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式，從機(jī)通信芯片31通過恒流源電路向總線發(fā)送反饋信號，用于保證從機(jī)通信芯片向供電總線輸出穩(wěn)定的反饋電流。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式，構(gòu)成橋式整流器32的普通功率二極管可以選用1N4007、M7、MB6S等普通功率二極管，供電截取二極管D1可以選用US1M、RS1M等快恢復(fù)二極管，電容C1可以選用陶瓷電容、電解電容等。

在一個實(shí)施方式中，可以在線纜端子L1或L2處連接保險絲，以防止從機(jī)電路裝置的短路和減少上電沖擊。保險絲可以采用可恢復(fù)保險絲PPCT或者電阻等。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式，負(fù)載33可以是任意類型的負(fù)載，電阻性的或者電容性的。負(fù)載33可以是以下各種負(fù)載之一或者它們的并聯(lián)或者串聯(lián)的組合：電動機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、繼電器、高功率LED等。

應(yīng)當(dāng)理解，在本公開的結(jié)合附圖所描述的前述實(shí)施方式中的橋式整流器32、分壓電路和恒流源電路的布置和實(shí)現(xiàn)方式僅是示意性的，可以使用 其他可行的布置和實(shí)現(xiàn)方式。例如，橋式整流橋32可以選用市售的成品器件，比如MB6S等，分壓電路和恒流源電路也可以選用市售的成品器件。還應(yīng)當(dāng)理解，雖然給出了分壓電路和恒流源電路共同出現(xiàn)的實(shí)施例，但是它們是可以單獨(dú)地應(yīng)用在不同的實(shí)施方式中。

因此，雖然已經(jīng)說明和描述了本公開內(nèi)容的特定實(shí)施例和應(yīng)用，但是應(yīng)該理解，本公開內(nèi)容不限于本文所公開內(nèi)容的精確結(jié)構(gòu)和組件，以及對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的各種修改、改變和變化可以在本文公開的所公開的裝置的布置、操作和細(xì)節(jié)方面做出，而不會背離本公開的精神和范圍。