一种通信模块驱动电路及电能表制造技术

本实用新型专利技术属于电力电子技术领域，具体涉及一种通信模块驱动电路及电能表，包括发送驱动电路和接收驱动电路，发送驱动电路包括发送光耦驱动电路和发送光耦，接收驱动电路包括接收光耦驱动电路和接收光耦；通过光耦驱动电路具有开关切换延时小(开关延时为ns级别)，所需驱动电流小的特点，既不影响控制模块通信，又起到可弥补处理器和通信模块通信口驱动能力不足的作用，可广泛应用于电能表、用电采集终端及其它产品中。端及其它产品中。端及其它产品中。

【技术实现步骤摘要】
一种通信模块驱动电路及电能表


[0001]本技术属于电力电子领域，具体涉及一种通信模块驱动电路及电能表。

技术介绍

[0002]最新的量测产品技术规范中，已经要求部分智能电表和用电采集终端产品上具备处理器和通信模块，通常处理器采用MCU，通信模块采用CAN收发器，并要求CAN收发器与集成控制器的MCU进行电气隔离；由于CAN通信具备全双工通信特点及其自身应答机制的要求，目前的电气隔离通信方案分为三种，分别是高速光耦通信、容隔通信和磁隔离通信；本技术讨论与高速光耦通信方案相关的内容。
[0003]采用高速光耦的CAN通信方案中，高速光耦的驱动侧需要与MCU(内置CAN控制器)以及CAN收发器的信号发送端口直连；由于高速光耦要求的驱动电流比较大(高速光耦的驱动电流远大于普通光耦的驱动电流，考虑到光耦的光衰效应、高温CTR变化因素以及驱动电流对光耦延时的影响，通常将驱动电流IF设定在8mA或者以上)，然而部分MCU的IO口(部分MCU的IO口驱动能力在6mA以内)以及CAN收发器的通信口(部分国产CAN收发器驱动能力在
±
2mA左右)驱动能力较弱，无法满足对上述高速光耦的驱动要求，这就限制了高速光耦与MCU和CAN收发器芯片直连方案的应用范围；因此需要寻找一种可解决上述问题的方案。
[0004]现有技术方案的原理框架图如图1所示，MCU中的CAN控制器将TTL电平送至高速光耦，高速光耦将输入驱动信号变为二次侧的隔离输出信号，并送至CAN收发器；CAN收发器接收到光耦发出的信号，转换为差分信号送至CAN总线；当CAN总线上设备回复信号时，按照前述流程逆向传输和变换，即完成了从MCU
→
高速光耦
→
CAN收发器
→
CAN总线
→
其它CAN设备
→
CAN总线
→
CAN收发器
→
高速光耦
→
MCU的信号闭环流程。
[0005]如图2所示为现有技术方案的原理图，U4为CAN收发器，其“TXD”、“RXD”的驱动能力为
±
2mA；“MCU_CAN_TX”、“MCU_CAN_RX”为MCU侧的CAN控制器收发引脚，驱动能力通常不超过6mA。如果选取现有方案，需要特别选取MCU及CAN通信口驱动能力强的芯片，这就使现有方案的应用范围受到比较大的限制。如果受前述驱动能力不足的影响，对MCU进行更换，那么相当于变更了一款产品的“核心”，对应的成本、底层驱动、程序、外围电路、尺寸、封装等诸多因素需要考虑。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提供一种通信模块驱动电路及电能表，用以解决处理器和通信模块驱动能力不足的技术问题。
[0007]为解决上述技术问题，本技术提供了一种通信模块驱动电路，包括发送驱动电路和接收驱动电路，发送驱动电路包括发送光耦驱动电路和发送光耦，发送光耦驱动电路包括发送开关管和第一肖特基二极管；发送开关管的控制端通过第一电阻用于连接处理器的输出端，还通过第二电阻用于连接第一电源；发送开关管的输入端用于连接第一电源；发送开关管的输出端通过第一肖特基二极管连接发送开关管的控制端，还连接发送光耦原
边一端，且第一肖特基二极管阳极连接发送开关管的输出端；发送光耦原边另一端接地；发送光耦副边一端用于连接通信模块，发送光耦副边另一端接地。
[0008]其有益效果为：本技术增加了发送光耦驱动电路和发送光耦通过光耦驱动电路具有开关切换延时小(开关延时为ns级别)，所需驱动电流小的特点，既不影响控制模块通信，又起到可弥补处理器和通信模块通信口驱动能力不足的作用。
[0009]进一步地，接收驱动电路包括接收光耦驱动电路和接收光耦，接收光耦驱动电路包括接收开关管和第二肖特基二极管；接收开关管的控制端通过第三电阻用于连接通信模块，还通过第四电阻用于连接第二电源；接收开关管的输入端用于连接第二电源；接收开关管的输出端通过第二肖特基二极管连接接收开关管的控制端，还连接接收光耦原边一端，且第二肖特基二极管阳极连接接收开关管的输出端；接收光耦原边另一端接地；接收光耦副边一端用于连接处理器的输出端，接收光耦副边另一端接地。
[0010]其有益效果为：本技术增加了接收光耦驱动电路和接收光耦通过光耦驱动电路具有开关切换延时小(开关延时为ns级别)，所需驱动电流小的特点，既不影响控制模块通信，又起到可弥补处理器和通信模块通信口驱动能力不足的作用。
[0011]进一步地，发送开关管和接收开关管均为三极管。
[0012]其有益效果为：通过三极管达到小电流驱动大电流的作用。
[0013]为解决上述技术问题，本技术还提供了一种电能表，包括处理器、通信模块和通信模块驱动电路，且处理器通过通信模块驱动电路与通信模块连接，通信模块驱动电路包括发送驱动电路和接收驱动电路，发送驱动电路包括发送光耦驱动电路和发送光耦，发送光耦驱动电路包括发送开关管和第一肖特基二极管；发送开关管的控制端通过第一电阻用于连接处理器的输出端，还通过第二电阻用于连接第一电源；发送开关管的输入端用于连接第一电源；发送开关管的输出端通过第一肖特基二极管连接发送开关管的控制端，还连接发送光耦原边一端，且第一肖特基二极管阳极连接发送开关管的输出端；发送光耦原边另一端接地；发送光耦副边一端用于连接通信模块，发送光耦副边另一端接地。
[0014]其有益效果为：本技术增加了发送光耦驱动电路和发送光耦通过光耦驱动电路具有开关切换延时小(开关延时为ns级别)，所需驱动电流小的特点，既不影响控制模块通信，又起到可弥补处理器和通信模块通信口驱动能力不足的作用。
[0015]进一步地，接收驱动电路包括接收光耦驱动电路和接收光耦，接收光耦驱动电路包括接收开关管和第二肖特基二极管；接收开关管的控制端通过第三电阻用于连接通信模块，还通过第四电阻用于连接第二电源；接收开关管的输入端用于连接第二电源；接收开关管的输出端通过第二肖特基二极管连接接收开关管的控制端，还连接接收光耦原边一端，且第二肖特基二极管阳极连接接收开关管的输出端；接收光耦原边另一端接地；接收光耦副边一端用于连接处理器的输出端，接收光耦副边另一端接地。
[0016]其有益效果为：本技术增加了接收光耦驱动电路和接收光耦通过光耦驱动电路具有开关切换延时小(开关延时为ns级别)，所需驱动电流小的特点，既不影响控制模块通信，又起到可弥补处理器和通信模块通信口驱动能力不足的作用。
[0017]进一步地，发送开关管和接收开关管均为三极管。
[0018]其有益效果为：通过三极管达到小电流驱动大电流的作用。
[0019]进一步地，处理器为MCU。
[0020]其有益效果为：采用MCU处理器有效提高系统性能。
[0021]进一步地，通信模块为CAN收发器。
[0022]其有益效果为：采用CAN收发器有效提高系统性能。
附图说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通信模块驱动电路，包括发送驱动电路和接收驱动电路，其特征在于，所述发送驱动电路包括发送光耦驱动电路和发送光耦，所述发送光耦驱动电路包括发送开关管和第一肖特基二极管；所述发送开关管的控制端通过第一电阻用于连接处理器的输出端，还通过第二电阻用于连接第一电源；发送开关管的输入端用于连接第一电源；发送开关管的输出端通过第一肖特基二极管连接发送开关管的控制端，还连接发送光耦原边一端，且所述第一肖特基二极管阳极连接发送开关管的输出端；发送光耦原边另一端接地；发送光耦副边一端用于连接通信模块，发送光耦副边另一端接地。2.根据权利要求1所述的通信模块驱动电路，其特征在于，所述接收驱动电路包括接收光耦驱动电路和接收光耦，所述接收光耦驱动电路包括接收开关管和第二肖特基二极管；所述接收开关管的控制端通过第三电阻用于连接通信模块，还通过第四电阻用于连接第二电源；接收开关管的输入端用于连接第二电源；接收开关管的输出端通过第二肖特基二极管连接接收开关管的控制端，还连接接收光耦原边一端，且所述第二肖特基二极管阳极连接接收开关管的输出端；接收光耦原边另一端接地；所述接收光耦副边一端用于连接处理器的输出端，所述接收光耦副边另一端接地。3.根据权利要求2所述的通信模块驱动电路，其特征在于，所述发送开关管和接收开关管均为三极管。4.一种电能表，包括处理器、通信模块和通信模块驱动电路，且处理器通过通信模块驱动电路与通信模块连接，所述通信模块驱动电路包...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱波，秦涛，李龙龙，贾海亮，张玉冠，刘晓辉，黄亚娟，孙宾，贺姗姗，宋述甫，吴晨恺，
申请(专利权)人：河南许继仪表有限公司，
类型：新型
国别省市：