专利名称：一种无极性连接的电源载波通讯电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及自动化技术中的配电线传输系统，尤其涉及一种无极性连接的电源载波通讯电路。
背景技术：
为操作方便，一些用电设备主机往往需要通过连接线将线控器接到方便人手操作的地方。现有主机和线控器间的通讯电路往往采用三线或四线的连接方式，在设备安装时如线序调错，通讯电路将无法工作，甚至可能会损坏电路，在工程上也增加了安装难度和出故障的几率。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种无极性连接的电源载波通讯电路，只需要两根线即可实现主设备与从设备之间的供电和通讯功能，且做到了无极性连接，即连接时无线序要求。为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是一种无极性连接的电源载波通讯电路，包括一主设备和一从设备，所述主设备的第一接线端口接入所述主设备的供电电源、所述主设备的发射电路及所述主设备的接收电路，所述主设备的第二接线端口接地，所述从设备包括一整流桥，其中所述整流桥的第一节点连接所述从设备的第一接线端口 ； 所述整流桥的第二节点接入所述从设备的供电输出端口 ；所述整流桥的第三节点连接所述从设备的第二接线端口 ；所述整流桥的第四节点连接等电位点；所述从设备的发射电路和所述从设备的接收电路分别为对称电路，并连接在所述整流桥的第一节点和所述整流桥的
T^ 点—t ο较优地，所述整流桥的第二节点与所述从设备的供电输出端口之间接入一储能电容。较优地，所述储能电容与所述从设备的供电输出端口之间接入一三端稳压器。较优地，所述从设备的发射电路包括一从设备发射三极管，其基极通过一电阻连接所述从设备的发射端口，集电极分别通过一二极管连接所述整流桥的第一节点和所述整流桥的第三节点，发射极连接等电位点。较优地，所述从设备的接收电路包括一从设备接收三极管，其基极分别通过一电阻连接所述整流桥的第一节点和所述整流桥的第三节点，集电极连接所述从设备的接收端口，发射极连接等电位点。较优地，所述主设备的发射电路包括一主设备发射三极管，其基极通过一电阻连接所述主设备的发射端口，集电极连接所述主设备的第一接线端口，发射极接地。较优地，所述主设备的接收电路包括一主设备接收三极管，其基极通过一电阻连接所述主设备的第一接线端口，集电极连接所述主设备的接收端口，发射极接地。较优地，所述主设备接收三极管的基极与所述主设备的第一接线端口之间接入一电平钳位电路。较优地，所述电平钳位电路包括串接的两二极管。
较优地，所述主设备的第一接线端口通过一电阻接入所述主设备的供电电源。与现有技术相比，本实用新型通讯电路在从设备上采用整流桥，使得供电电源符合无极性要求；同时，在从设备的发射电路与接收电路采用对称的电路设计，使得通信电路在不同极性连接下均能正常工作。这样，本实用新型电路使得主设备与从设备之间只需要两根线即可实现供电和通讯功能，且做到了无极性连接，即连接时无线序要求，由此简化了设备的安装方法，增强了可靠性，同时降低了成本。
图1为本实用新型无极性连接的电源载波通讯电路的原理图；图2为图1的通讯波形；图3为图1的一实现电路；图4为图3的通讯波形。
具体实施方式
本实用新型的基本构思为从设备上采用整流桥，且从设备的发射电路与接收电路采用对称的电路设计。为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。如图1所示，无极性连接的电源载波通讯电路(以下简称通讯电路)的主设备1、 从设备2上均设置有发射电路及接收电路，其中从设备2上设置有整流桥Bi，优选为全桥整流电路；同时，从设备2的发射电路与接收电路采用对称的电路设计。这样，该通讯电路用两根电源线即可实现主设备1对从设备2的供电和通讯，且两者间连接时无极性要求，即线序可以随意调换。以下对该通讯电路的工作原理进行说明。主设备1通过电阻R8向从设备2供电，从设备2通过整流桥Bl对供电电源(如 +12V)进行整流；这样不管供电电源的极性如何，经整流后总能得到固定极性的直流电源； 再经电容Cl的储能稳压和三端稳压器Ul (如7805)降压，得到+5V电源供从设备2的CPU 等器件使用。通讯采用半双工方式，包括两种情形(1)主设备1发送，从设备2接收此时，令从设备2的TXD2端口保持为低电平，主设备1通过TXDl端口发送，从设备 2通过端口 RXD2接收。若TXDl为低电平，此时三极管Q2、Q3均截止，A点为高电平，主设备 1向从设备2正常供电，此时三极管Q4导通，RXD2为低电平；若TXDl为高电平，此时Q2导通，A点为低电平，主设备1向从设备2供电暂时中止，但由于有电容Cl的储能放电，从设备2在短时内仍有正常电源，由于Q4的基极电阻R5、R6的输入端均为低电平，故Q4截止， RXD2为高电平，即从设备2的RXD2端口接收到了主设备1的TXDl端口发出的波形相同的电平信号。因TXDl为高电平时，主设备1向从设备2的供电是暂时中止的，故发送数据时，TXDl不能长时间维持在高电平，故只能用脉宽调制的方式传送，以窄的脉宽表示0，长的脉宽表示1，通讯波形如图2所示。(2)从设备2发送，主设备1接收此时，令主设备1的Tan端口保持为低电平，从设备2通过Τ )2端口发送，主设备1通过端口 RXDl接收。其中，二极管Dl和D2构成电平钳位电路，通过其钳制电平作用以确保三极管Q3导通时不会因为二极管D3、D4和整流桥Bl的正向压降电平而使三极管Ql 导通。当然，二极管Dl和D2也可用一适当参数的稳压二极管代替。从图1可知，由于有整流桥Bl的整流作用，以及从设备2的发射电路和接收电路的对称性，不管供电电源的极性如何，该通信电路均能正常工作。上述通信电路成功地应用在空调主机和线控器间的通讯电路上。参见图3，空调主机为主设备1，线控器为从设备2，元器件选型及电路参数为三端稳压器为7805 ；三极管 Ql Q4为8050 ；电阻Rl R8、电容Cl C4参数如图3所示。假设线控器所需的电流为50mA，为使7805能正常工作，其输入电压应彡7V ；保留一定余量取8. 0V，则输入电阻R = (12-8. 0-1.4) /0. 05 = 52 Ω，取50 Ω，电阻功率P = 0 . 052 X 50 = 0. 125W，取 1W。而实际 7805 的输入电压为 12-0. 05*50-1. 4 = 8. IV。该电路的通讯电平宽度确定取电容Cl = IOOOuF,为不影响7805的输出，则高电平宽度最大时间应为电压从8. IV降到7V的时间，其中7805的等效输入阻抗R = U/I = 8. 1/0. 05 = 162 Ω ；根据阻容放电公式=Vt = E*exp (_t/RC)，则放电时间 t = RC*ln (E/vt) =162*1000*10_6*ln(8. 1/7) = 23. 6ms，根据通讯速度要求取0. 5ms。为使电源供电正常， 应使数字0的低电平时间稍大于高电平时间，故取低电平时间为1.0ms，取数字1的低电平时间为2. 5ms，通讯波形如图4所示。以上对本实用新型进行了详细介绍，其中的实施例只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
权利要求1.一种无极性连接的电源载波通讯电路，包括一主设备和一从设备，所述主设备的第一接线端口接入所述主设备的供电电源、所述主设备的发射电路及所述主设备的接收电路，所述主设备的第二接线端口接地，其特征在于，所述从设备包括一整流桥，其中所述整流桥的第一节点连接所述从设备的第一接线端口 ；所述整流桥的第二节点接入所述从设备的供电输出端口 ；所述整流桥的第三节点连接所述从设备的第二接线端口 ；所述整流桥的第四节点连接等电位点；所述从设备的发射电路和所述从设备的接收电路分别为对称电路，并连接在所述整流桥的第一节点和所述整流桥的第三节点上。
2.如权利要求1所述的无极性连接的电源载波通讯电路，其特征在于，所述整流桥的第二节点与所述从设备的供电输出端口之间接入一储能电容。
3.如权利要求2所述的无极性连接的电源载波通讯电路，其特征在于，所述储能电容与所述从设备的供电输出端口之间接入一三端稳压器。
4.如权利要求1所述的无极性连接的电源载波通讯电路，其特征在于，所述从设备的发射电路包括一从设备发射三极管，其基极通过一电阻连接所述从设备的发射端口，集电极分别通过一二极管连接所述整流桥的第一节点和所述整流桥的第三节点，发射极连接等电位点。
5.如权利要求1所述的无极性连接的电源载波通讯电路，其特征在于，所述从设备的接收电路包括一从设备接收三极管，其基极分别通过一电阻连接所述整流桥的第一节点和所述整流桥的第三节点，集电极连接所述从设备的接收端口，发射极连接等电位点。
6.如权利要求1所述的无极性连接的电源载波通讯电路，其特征在于，所述主设备的发射电路包括一主设备发射三极管，其基极通过一电阻连接所述主设备的发射端口，集电极连接所述主设备的第一接线端口，发射极接地。
7.如权利要求1所述的无极性连接的电源载波通讯电路，其特征在于，所述主设备的接收电路包括一主设备接收三极管，其基极通过一电阻连接所述主设备的第一接线端口， 集电极连接所述主设备的接收端口，发射极接地。
8.如权利要求7所述的无极性连接的电源载波通讯电路，其特征在于，所述主设备接收三极管的基极与所述主设备的第一接线端口之间接入一电平钼位电路。
9.如权利要求8所述的无极性连接的电源载波通讯电路，其特征在于，所述电平钳位电路包括串接的两二极管。
10.如权利要求1 9任一项所述的无极性连接的电源载波通讯电路，其特征在于，所述主设备的第一接线端口通过一电阻接入所述主设备的供电电源。
专利摘要本实用新型公开一种无极性连接的电源载波通讯电路，包括一主设备和一从设备，主设备的第一接线端口接入主设备的供电电源、主设备的发射电路及主设备的接收电路，主设备的第二接线端口接地，从设备包括一整流桥，其中整流桥的第一节点连接从设备的第一接线端口；整流桥的第二节点接入从设备的供电输出端口；整流桥的第三节点连接从设备的第二接线端口；整流桥的第四节点连接等电位点；从设备的发射电路和从设备的接收电路分别为对称电路，并连接在整流桥的第一节点和整流桥的第三节点上。该通信电路使得主设备与从设备之间只需要两根线即可实现供电和通讯功能，且做到了无极性连接，有助于简化设备安装、增强可靠性及降低成本。
文档编号H04B3/54GK202068415SQ20112009215
公开日2011年12月7日 申请日期2011年3月31日 优先权日2011年3月31日
发明者谭均必 申请人:广东志高空调有限公司