供电通讯总线系统技术方案

本发明专利技术公开了供电通讯总线系统，包括主站和从站，所述主站包括以下元件：隔离芯片U3、U4、U5、U8，对应管脚Crl1、Crl2、Crl3、INT‑1、INT‑2，主控CPU U7，总线供电保险丝FU1，电阻R1，指示灯LED1，电容EL2、EL4，电容C1、C2，稳压芯片U2，MOS管Q1，电阻R2、R25、R26，稳压管D5，芯片U8，电阻R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13。本发明专利技术主站控制CPU与通讯供电总线的隔离控制，使得主控CPU不会受到总线上干扰信号的影响；从站CPU单元与通讯供电总线的隔离处理，使得从站CPU单元不易受总线干扰等异常信号的影响，总线与从机实现了真正意义上的电气隔离，极大的提高了系统可靠性，且主从站均采用了通用CPU，通讯协议用户可灵活定义。

Power supply communication bus system

【技术实现步骤摘要】
供电通讯总线系统
本专利技术涉及供电通讯
，具体为供电通讯总线系统。
技术介绍
现有总线通讯接口技术以RS485接口和CANBUS接口为主，这两种接口各大半导体厂商均有大量丰富的接口芯片，而供电通讯总线接口芯片研制和生产厂商很少，知名的仅有美国公司生产的MBUS从站收发芯片TSS721A；中国公司生产的POWERBUS从站收发芯片PB331，主站收发芯片PB620，美国公司主站未提供主站芯片，该公司给出的MBUS主站方案中采用了模拟功放TLE2301，结合运放TLE2021等外围电路，由CPU控制来完成主站供电和总线通讯，从站提供了收发芯片TSS721A与从站CPU实现总线通讯；中国公司提供了主站芯片PB620，并由该芯片控制MOS开关来完成主站供电和总线通讯，从站提供了收发芯片PB331与从站CPU实现总线通讯；两家公司均提供了相应的从站芯片，也都提供了相应的隔离和不隔离方案，存在的主要问题分别有：一是从站均需收发接口芯片，且与不同厂家的主站方案互不兼容；二是接口芯片只能直接与总线相连，使得从机的可靠性受制于从站收发芯片，对总线上噪声水平仍有较高的要求，因此难以更好的适用于社会需求。为此，提出供电通讯总线系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供供电通讯总线系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：供电通讯总线系统，包括主站和从站，所述主站包括以下元件：隔离芯片U3、U4、U5、U8，对应管脚Crl1、Crl2、Crl3、INT-1、INT-2，主控CPUU7，总线供电保险丝FU1，电阻R1，指示灯LED1，电容EL2、EL4，电容C1、C2，稳压芯片U2，MOS管Q1，电阻R2、R25、R26，稳压管D5，芯片U8，电阻R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24，电容EL3、C3、C4，二极管D1、D2、D3、D4，三极管Q2、Q3、Q4，芯片U1、U3、U4、U5、U6、OP1A、OP1B，芯片U8实现总线数据下传和总线供电功能；所述从站包括以下元件：光电隔离芯片U1、U2、U3、U4，隔离开关变压器，电阻R1，双向稳压管D1，电容C2、C3，整流桥D2，电阻R2、R3、R4、R5、R6、R10、R11、R13、R14、R16，三极管Q1、Q2、Q3，光耦芯片U2、U4，电阻R7、R8、R17、R18、R19、R20，三极管Q4、Q5，光耦芯片U3，电阻R9、R12、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30、R31、R32、R33，电容C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、EL1、EL2、EL3、EL4，二极管D3、D4、D5、D6，稳压管ZD1、U7，电感L1，MOS开关管Q6，开关电源芯片U5，从站CPU单元U1实现与总线的数据交互，完成对主站下传数据的接收后和从站数据的回传。优选的，在主站中，所述隔离芯片U3、U4、U5、U8均为光电隔离芯片，所述对应管脚Crl1、Crl2、Crl3以及INT-1、INT-2与主控CPUU7相连。优选的，在主站中，所述总线供电保险丝FU1、电阻R1、指示灯LED1构成总线供电指示回路，所述电容EL2、EL4，电容C1、C2，稳压芯片U2给隔离电路辅助供电，所述MOS管Q1、电阻R2、R25、R26，稳压管D5、芯片U8实现总线数据下传和总线供电功能。优选的，在主站中，所述TVS管TVS1实现总线过压保护，所述电阻R16、电容C5减小总线干扰，所述主控CPUU7实现对总线的控制，完成数据的下发和接收。优选的，在主站中，所述电阻R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24，电容EL3、C3、C4，二极管D1、D2、D3、D4，三极管Q2、Q3、Q4，芯片U1、U3、U4、U5、U6、OP1A、OP1B组成总线接收控制回路，除接收从机回应的数据以外，控制回路还能实现总线短路保护。优选的，在从站中，所述电阻R1和双向稳压管D1实现总线供电保护电路，所述电容C2、C3和整流桥D2实现总线任意接线，所述电阻R2、R3、R4、R5、R6、R10、R11、R13、R14、R16，三极管Q1、Q2、Q3，光耦芯片U2、U4用于完成总线电平检测，经光耦芯片电气隔离后与从站CPU单元交互，完成通讯数据的接收。优选的，在从站中，所述电阻R7、R8、R17、R18、R19、R20，三极管Q4、Q5，光耦芯片U3，用于完成从站通讯数据的隔离回传。优选的，在从站中，所述电阻R9、R12、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30、R31、R32、R33，电容C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、EL1、EL2、EL3、EL4，二极管D3、D4、D5、D6，稳压管ZD1、U7，电感L1，MOS开关管Q6，开关电源芯片U5组成开关电源隔离电路，完成对从站CPU单元和通讯收发电路的隔离供电。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：主站控制CPU与通讯供电总线的隔离控制，使得主控CPU不会受到总线上干扰信号的影响；从站CPU单元与通讯供电总线的隔离处理，使得从站CPU单元不易受总线干扰等异常信号的影响；取消了从机收发接口芯片，将通讯协议以固件形式直接植入从机CPU中，供电通讯总线通过隔离DC/DC电源给从机(含CPU)供电，总线可通过隔离元件与从机CPU通讯，总线与从机实现了真正意义上的电气隔离，极大的提高了系统可靠性。另外主从站均采用了通用CPU，通讯协议用户可灵活定义。附图说明图1为本专利技术的主站电路结构图；图2为本专利技术的从站电路结构图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1和图2，本专利技术提供一种技术方案：供电通讯总线系统，如图1所示，在主站原理图中，突出的亮点是主站控制CPU与通讯供电总线的隔离控制，使得主控CPU不会受到总线上干扰信号的影响。隔离芯片U3、U4、U5、U8均为光电隔离芯片，对应管脚Crl1、Crl2、Crl3以及INT-1、INT-2与主控CPUU7相连。图中总线供电保险丝FU1、电阻R1、指示灯LED1构成总线供电指示回路。电容EL2、EL4，电容C1、C2，稳压芯片U2给隔离电路辅助供电。MOS管Q1、电阻R2、R25、R26，稳压管D5、芯片U8实现总线数据下传和总线供电功能。电阻R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.供电通讯总线系统，其特征在于，包括主站和从站，所述主站包括以下元件：隔离芯片U3、U4、U5、U8，对应管脚Crl1、Crl2、Crl3、INT-1、INT-2，主控CPU U7，总线供电保险丝FU1，电阻R1，指示灯LED1，电容EL2、EL4，电容C1、C2，稳压芯片U2，MOS管Q1，电阻R2、R25、R26，稳压管D5，芯片U8，电阻R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24，电容EL3、C3、C4，二极管D1、D2、D3、D4，三极管Q2、Q3、Q4，芯片U1、U3、U4、U5、U6、OP1A、OP1B，芯片U8实现总线数据下传和总线供电功能；所述从站包括以下元件：光电隔离芯片U1、U2、U3、U4，隔离开关变压器，电阻R1，双向稳压管D1，电容C2、C3，整流桥D2，电阻R2、R3、R4、R5、R6、R10、R11、R13、R14、R16，三极管Q1、Q2、Q3，光耦芯片U2、U4，电阻R7、R8、R17、R18、R19、R20，三极管Q4、Q5，光耦芯片U3，电阻R9、R12、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30、R31、R32、R33，电容C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、EL1、EL2、EL3、EL4，二极管D3、D4、D5、D6，稳压管ZD1、U7，电感L1，MOS开关管Q6，开关电源芯片U5，从站CPU单元U1实现与总线的数据交互，完成对主站下传数据的接收后和从站数据的回传。/n...

【技术特征摘要】
1.供电通讯总线系统，其特征在于，包括主站和从站，所述主站包括以下元件：隔离芯片U3、U4、U5、U8，对应管脚Crl1、Crl2、Crl3、INT-1、INT-2，主控CPUU7，总线供电保险丝FU1，电阻R1，指示灯LED1，电容EL2、EL4，电容C1、C2，稳压芯片U2，MOS管Q1，电阻R2、R25、R26，稳压管D5，芯片U8，电阻R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24，电容EL3、C3、C4，二极管D1、D2、D3、D4，三极管Q2、Q3、Q4，芯片U1、U3、U4、U5、U6、OP1A、OP1B，芯片U8实现总线数据下传和总线供电功能；所述从站包括以下元件：光电隔离芯片U1、U2、U3、U4，隔离开关变压器，电阻R1，双向稳压管D1，电容C2、C3，整流桥D2，电阻R2、R3、R4、R5、R6、R10、R11、R13、R14、R16，三极管Q1、Q2、Q3，光耦芯片U2、U4，电阻R7、R8、R17、R18、R19、R20，三极管Q4、Q5，光耦芯片U3，电阻R9、R12、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30、R31、R32、R33，电容C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、EL1、EL2、EL3、EL4，二极管D3、D4、D5、D6，稳压管ZD1、U7，电感L1，MOS开关管Q6，开关电源芯片U5，从站CPU单元U1实现与总线的数据交互，完成对主站下传数据的接收后和从站数据的回传。


2.根据权利要求1所述的供电通讯总线系统，其特征在于：在主站中，所述隔离芯片U3、U4、U5、U8均为光电隔离芯片，所述对应管脚Crl1、Crl2、Crl3以及INT-1、INT-2与主控CPUU7相连。


3.根据权利要求1所述的供电通讯总线系统，其特征在于：在主站中，所述总线供电保险丝FU1、电阻R1、指示灯LED1构成总线供电指示回路，所述电容EL2、EL4，电容C1、C2，稳压芯片U2给隔离电路辅...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄景峰，
申请(专利权)人：江阴拓普电气有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32