基于mbus的供电通讯装置及方法_2

文档序号:8365239阅读:来源:国知局
高压充电电路130连接。
[0024]MBus接口 100是本实施例的装置接入MBus的接口,即本实施例的装置通过MBus接口 100与MBus连接。MBus接口 100主要用于将MBus中的电信号(即无极性的MBus信号)以及发送给从机设备的数据信号(即电压脉冲序列)引入到本实施例的装置中,并将与本实施例的装置连接的从机设备发送的数据信号(即TTL电平信号)以电流脉冲序列的形式传输至MBus中。
[0025]MBus接口 100中可以设置有保护电路,以对与本实施例的装置相连接的从机设备提供过流保护和过压保护中的至少一种电路保护。该保护电路可以包含有电流自复位保险丝,以实现过流保护。另外,该保护电路可以包含有TVS (TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR,瞬态电压抑制器),以实现过压保护。MBus接口 100中的保护电路通过为从机设备提供过流保护和过压保护,可以有效防止ESD (Electro-Static discharge,静电释放)对从机设备的干扰,有利于后端从机设备的工作可靠性。
[0026]调制解调电路110主要用于将MBus接口 100提供的MBus中的电压脉冲序列解调为TTL(Transistor-Transistor Logic,晶体管-晶体管逻辑)电平信号,并通过从机设备接口 190将解调后的TTL电平信号传输至从机设备;调制解调电路110还主要用于将从机设备通过从机设备接口 190传输来的TTL电平信号调制为电流脉冲序列,并将调制后的电流脉冲序列通过MBus接口 100传输至MBus中。
[0027]调制解调电路110可以由现有的分立器件构成,如调制解调电路110包括电压门限判断电路(如比较器),调制解调电路110利用该电压门限判断电路将经由MBus接口 100传输来的MBUS中的电压脉冲序列解调为TTL电平信号;再如调制解调电路110包括晶体管电流调制电路,调制解调电路110利用晶体管电流调制电路将经由从机设备接口 190传输来的TTL电平信号调制为电流脉冲序列;另外,调制解调电路110还可以利用其在调制过程中吸入的电流通过高压充电电路130给第一储能单元160恒流充电。
[0028]整流电路120主要用于将MBus中的无极性的MBus信号转换为高压直流电信号。这里的高压是相对于电压转换电路140输出的直流电信号的电压而言的,即整流电路120在整流处理后输出的直流电信号的电压高于电压转换电路140在电压转换处理后输出的直流电信号的电压。本实施例中的高压具体是指位于20V-42V范围内的电压,且该电压范围包括20V和42V这两个端值。本实施例可以采用现有的可以实现上述整流处理的具体电路。
[0029]高压充电电路130主要用于利用整流电路120输出的高压直流电信号为第一储能单元160恒流充电。该高压充电电路130中可以包含有过充保护电路,以防止高压充电电路130对第一储能单元160进行过压充电,进而可以保护后端的从机设备。
[0030]本实施例中的高压充电电路130可以包括:单运算放大器、电阻网络以及PNP型三极管等元器件,由单运算放大器和电阻网络组成的电路可以驱动PNP型三极管为第一储能单元160进行恒流充电。
[0031]本实施例的高压充电电路130中的PNP型三极管在调制解调电路110进行调制过程中被导通,使高压充电电路130为第一储能单元160进行恒流高压充电。另外,高压充电电路130中的PNP型三极管还会在从机设备传输来低电位信号的情况下被导通,使高压充电电路130为第一储能单元160进行恒流高压充电。
[0032]电压转换电路140主要用于将整流电路120输出的高压直流电信号转换为低压直流电信号。这里的低压是相对于整流电路120输出的直流电信号的电压而言的。本实施例中的低压具体是指不超过12V的电压。本实施例的电压转换电路在采用超低功耗的电压转换电路的情况下,将24V/lmA的电源转换成5V/4mA的电源时,转换效率可以达到65%以上。
[0033]低压充电电路150主要用于利用电压转换电路140输出的低压直流电信号为第二储能单元170进行恒流充电。本实施例中的低压充电电路150可以包括:单运算放大器、电阻网络以及PNP型三极管等元器件,由单运算放大器和电阻网络组成的电路可以驱动PNP型三极管为第二储能单元170进行恒流充电。该低压充电电路150中可以包含有过充保护电路,以防止低压充电电路150对第二储能单元170进行过压充电,进而可以保护后端的从机设备。
[0034]第一储能单元160主要用于通过从机设备接口 190为从机设备提供高压电能。在本实施例中,由于为从机设备提供高压电能的直接主体为第一储能单元160,而不是直接由MBus为从机设备提供高压电能,且第一储能单元160自身具有储能特点,因此,在从机设备(如电磁阀)出现瞬间需要较大电流的现象时,第一储能单元160完全可以满足从机设备的大电流消耗需求,从而不会对MBus中传输的数据信号产生不良影响。第一储能单元160通常可以采用相应规格的电容来实现。
[0035]第二储能单元170主要用于通过从机设备接口 190为从机设备提供低压电能。同样的,在本实施例中,为从机设备提供低压电能的直接主体为第二储能单元170,而不是直接由MBus为从机设备提供低压电能。第二储能单元170通常可以采用相应规格的电容来实现。
[0036]电压门限控制电路180主要用于控制第二储能单元170是否可以为从机设备提供低压电能,具体的,电压门限控制电路180在监测到第二储能单元170的电压没有达到预定电压阀值的情况下,禁止第二储能单元170为从机设备提供低压电能,而在监测到第二储能单元170的电压达到预定电压阀值的情况下,允许第二储能单元170通过从机设备接口190为从机设备提供低压电能。
[0037]由于本实施例的装置采用低压充电电路150以恒流充电方式对第二储能单元170进行充电,因此,在第二储能单元170的储能容量相对较大的情况下,第二储能单元170的电压上升较为缓慢。本实施例为了保证从机设备在MBUS上电时能正常复位即工作,因而利用电压门限控制电路180对第二储能单元170的电压进行电压门限控制;具体的,在第二储能单元170的电压达到预定电压阀值时,电压门限控制电路180控制第二储能单元170可以为从机设备提供电能,使从机设备能够正常复位及工作;而在第二储能单元170中的电压未达到预定电压阀值时,电压门限控制电路180控制第二储能单元170禁止为从机设备提供电能。由此可知,对于第二储能单元170而言,电压门限控制电路180起到了一个开关的作用。
[0038]本实施例中的预定电压阀值可以随着从机设备工作状态的不同而有所不同。一个具体的例子,正常情况下,第二储能单元170应为从机设备提供3.6V的电压,在MBus加电启动的情况下,电压门限控制电路180在监测到第二储能单元170的电压达到3.3V时,允许第二储能单元170为从机设备提供低压电能,从而为从机设备的上电启动提供可靠的电压保障;电压门限控制电路180在监测到第二储能单元170的电压未达到3.3V时,禁止第二储能单元170为从机设备提供低压电能,从而从机设备需要稍后等到第二储能单元170的电压达到3.3V的情况下,才能上电启动。另一个具体的例子,第二储能单元170通常应为从机设备提供3.6V的电压,在从机设备当前已经处于正常工作状态的情况下,电压门限控制电路180在监测到第二储能单元170的电压大于2.5V时,允许第二储能单元170为从机设备提供低压电能,从而使从机设备继续正常工作,电压门限控制电路180在监测到第二储能单元170的电压下降到2.5V以下的情况下,禁止第二储能单元170为从机设备提供低压电能,从而从机设备被强制关闭。
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