家庭总线通讯系统及用于家庭总线通讯系统的处理方法与流程

本发明涉及通讯领域，具体而言，涉及一种家庭总线通讯系统及用于家庭总线通讯系统的处理方法。

背景技术：

家庭总线Home bus的通讯技术中，电源部分和通信部分通过差模电感和无极性电容实现隔离，从而实现电源和通讯信号共线传输的。在传输的过程中，因为线路上存在储能元件差模电感，驱动信号会在电感两端形成纹波电流分量，当驱动信号转换成非驱动信号(高电平转换成低电平)，电感上的纹波电流就会通过总线匹配阻抗释放，就会在匹配阻抗上形成“过冲电压”，当该过冲电压超过芯片判断0、1电平的阈值范围就会导致信号误判断。为了避免信号的误判断，现有技术中是通过控制增大差模电感的感量来实现削弱过冲电压，但是增大感量意味着增大电感的体积，增加成本，同时影响了安装电控板的模具的尺寸外观。

针对上述在家庭总线通讯系统中产生的过冲电压导致信号误判断的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种家庭总线通讯系统及用于家庭总线通讯系统的处理方法，以至少解决在家庭总线通讯系统中产生的过冲电压导致信号误判断的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种家庭总线通讯系统，该系统包括：供电设备包括：电源电路，电源电路包括第一差模电感；第一通讯电路分别与电源电路和通讯线连接；第一瞬态抑制二极管，与第一通讯电路连接；取电电路包括：负载电路，负载电路包括第二差模电感；第二通讯电路分别与负载电路和通讯线连接；第二瞬态抑制二极管，与第二通讯电路连接，其中，第一瞬态抑制二极管和第二瞬态抑制二极管用于吸收家庭总线通讯系统中的过冲电压。

进一步地，电源电路包括：电源；控制单元，用于输出总线驱动电平的驱动信号；第一差模电感，第一端与电源连接，第二端与控制单元连接，第三端与通讯线通过第一线连接，第四端与通讯线通过第二线连接。

进一步地，第一通讯电路包括：第一通讯芯片，第一通讯芯片的第一端连接在第一线上，第一通讯芯片的第二端连接在第二线上；第一瞬态抑制二极管的第一端与第一通讯芯片的第一端连接，第二端与第一通讯芯片的第二端连接，第三端接地。

进一步地，负载电路包括：第二差模电感，第一端通过第三线与通讯线连接，第二端通过第四线与通讯线连接；负载，与第二差模电感的第三端和第四端连接。

进一步地，第二通讯电路包括：第二通讯芯片，第一端连接在第三线上，第二端连接在第四线上；第二瞬态抑制二极管，第一端与第二通讯芯片的第一端连接，第二端与第二通讯芯片的第二端连接，第三端接地。

进一步地，基于第一差模电感和第二差模电感确定的家庭总线通讯系统中的过冲电压高于第一瞬态抑制二极管和第二瞬态抑制二极管的击穿电压。

进一步地，第一瞬态抑制二极管和第二瞬态抑制二极管的击穿电压高于第一通讯电路和第二通讯电路中总线通讯信号的电压。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种用于家庭总线通讯系统的处理方法，该方法包括：调整家庭总线通讯系统中差模电感的感量，以控制家庭总线通讯系统中的过冲电压大于总线通讯信号的电压；利用设置在家庭总线通讯系统中的瞬态抑制二极管吸收过冲电压。

进一步地，调整家庭总线通讯系统中差模电感的感量包括：减小家庭总线通讯系统中差模电感的感量。

进一步地，减小家庭总线通讯系统中差模电感的感量包括：减小家庭总线通讯系统中供电设备和/或取电设备中的差模电感的感量。

进一步地，瞬态抑制二极管的击穿电压高于总线通讯信号的电压、且小于过冲电压。

在本发明实施例中，通过上述实施例，调整家庭总线通讯系统中差模电感的感量，以控制家庭总线通讯系统中的过冲电压大于总线通讯信号的电压，利用设置在家庭总线通讯系统中的瞬态抑制二极管吸收过冲电压。通过上述实施例可以利用瞬态抑制二极管吸收家庭总线通讯系统中匹配阻抗中的过冲电压，以抑制家庭总线通讯系统中的过冲电压，并且在系统中增加瞬态抑制二极管，成本低且体积小，从而可以实现家庭总线通讯系统中差模电感和整个电控板的小型化，解决了现有技术中在家庭总线通讯系统中产生的过冲电压导致信号误判断的问题，由于吸收了过冲电压，则不会导致志信号的误判断。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的用于家庭总线通讯系统的处理方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的家庭总线通讯系统的示意图；

图3是根据本发明实施例的家庭总线通讯系统的驱动电平的示意图；

图4是根据本发明实施例的家庭总线通讯系统的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本发明实施例，提供了一种用于家庭总线通讯系统的处理方法的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的用于家庭总线通讯系统的处理方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，调整家庭总线通讯系统中差模电感的感量，以控制家庭总线通讯系统中的过冲电压大于总线通讯信号的电压；

步骤S104，利用设置在家庭总线通讯系统中的瞬态抑制二极管吸收过冲电压。

通过上述实施例，调整家庭总线通讯系统中差模电感的感量，以控制家庭总线通讯系统中的过冲电压大于总线通讯信号的电压，利用设置在家庭总线通讯系统中的瞬态抑制二极管吸收过冲电压。通过上述实施例可以利用瞬态抑制二极管吸收家庭总线通讯系统中匹配阻抗中的过冲电压，以抑制家庭总线通讯系统中的过冲电压，并且在系统中增加瞬态抑制二极管，成本低且体积小，从而可以实现家庭总线通讯系统中差模电感和整个电控板的小型化，解决了现有技术中在家庭总线通讯系统中产生的过冲电压导致信号误判断的问题，由于吸收了过冲电压，则不会导致志信号的误判断。

具体地，调整家庭总线通讯系统中差模电感的感量包括：减小家庭总线通讯系统中差模电感的感量。

进一步地，减小家庭总线通讯系统中差模电感的感量包括：减小家庭总线通讯系统中供电设备和/或取电设备中的差模电感的感量。

在上述实施例中，采用先扬后抑的方式，通过将供电设备和取电设备的差模电感的感量缩小以将总线过冲电压抬升大于总线通讯信号和瞬态抑制二极管的电压，然后采用瞬态抑制二极管TVS吸收掉该过冲电压，从而抑制了家庭总线Homebus通讯的过冲电压，实现Homebus差模电感小型化。

根据本发明的上述实施例，瞬态抑制二极管的击穿电压高于总线通讯信号的电压、且小于过冲电压。在该实施例中，瞬态抑制二极管TVS的击穿电压值大于Homebus总线正常通讯信号的幅值，而小于过冲电压的幅值，从而可以完全吸收总线过冲电压，同时不影响正正常的通讯。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种家庭总线通讯系统，如图2所示，该系统包括：供电设备21包括：电源电路211，电源电路包括第一差模电感；第一通讯电路213分别与电源电路和通讯线连接；第一瞬态抑制二极管215，与第一通讯电路连接。取电电路23包括：负载电路231，负载电路包括第二差模电感；第二通讯电路233分别与负载电路和通讯线连接；第二瞬态抑制二极管235，与第二通讯电路连接，其中，第一瞬态抑制二极管和第二瞬态抑制二极管用于吸收家庭总线通讯系统中的过冲电压。

通过上述实施例，调整家庭总线通讯系统中差模电感的感量，以控制家庭总线通讯系统中的过冲电压大于总线通讯信号的电压，利用设置在家庭总线通讯系统中的瞬态抑制二极管吸收过冲电压。通过上述实施例可以利用瞬态抑制二极管吸收家庭总线通讯系统中匹配阻抗中的过冲电压，以抑制家庭总线通讯系统中的过冲电压，并且在系统中增加瞬态抑制二极管，成本低且体积小，从而可以实现家庭总线通讯系统中差模电感和整个电控板的小型化，解决了现有技术中在家庭总线通讯系统中产生的过冲电压导致信号误判断的问题，由于吸收了过冲电压，则不会导致志信号的误判断。

如图3所示，电源电路211还可以包括：电源301；控制单元303，用于输出总线驱动电平的驱动信号；第一差模电感302，第一端与电源连接，第二端与控制单元连接，第三端与通讯线通过第一线L1连接，第四端与通讯线通过第二线L2连接。第一差模电感与通讯线之间连接有共模电感。

根据本发明的上述实施例，第一通讯电路213包括：第一通讯芯片304，第一通讯芯片的第一端连接在第一线上，第一通讯芯片的第二端连接在第二线上；第一瞬态抑制二极管215的第一端与第一通讯芯片的第一端连接，第二端与第一通讯芯片的第二端连接，第三端接地。

需要说明的是，该实施例中，第一通讯芯片与控制单元之间还连接有第一微处理器304。

根据本发明的上述实施例，负载电路231包括：第二差模电感305，第一端通过第三线L3与通讯线309连接，第二端通过第四线L4与通讯线连接；负载306，与第二差模电感的第三端和第四端连接。

进一步地，第二通讯电路233包括：第二通讯芯片308，第一端连接在第三线上，第二端连接在第四线上；第二瞬态抑制二极管235，第一端与第二通讯芯片的第一端连接，第二端与第二通讯芯片的第二端连接，第三端接地。需要说明的是，该实施例中，第二通讯芯片还连接有第二微处理器307。

进一步地，基于第一差模电感和第二差模电感确定的家庭总线通讯系统中的过冲电压高于第一瞬态抑制二极管和第二瞬态抑制二极管的击穿电压。

进一步地，第一瞬态抑制二极管和第二瞬态抑制二极管的击穿电压高于第一通讯电路和第二通讯电路中总线通讯信号的电压。

下面结合电感电流公式和纹波电流的计算公式详述本发明实施例：

电感电流公式：在该公式中，i为电流，L为电感，u为驱动电平，t为驱动时间，将该公式应用到家庭总线通讯系统中，在差模电感上形成的纹波电流的电流总和最大值iL.max为：其中，Ln为供电设备中差模电感值，Lx为取电设备中差模电感值，因为差模电感为双线圈，因此总感值应为单线圈的4倍；Δu为总线驱动电压，Δt为驱动时间(1位时间)，m1为供电设备数，m2为取电设备数。

在上述实施例中，发送数字输入信号和接收数字接收信号如图4所示，总线电压波形如图4所示，该总线电压以0V为中心，以幅值Vr为幅值波动。在图4所示的示例中，由于电流很小，忽略了线圈和通讯线电阻的影响。

如图3和图4所示，在驱动电平转换成非驱动电平(高电平转成低电平)时，通讯芯片输出端为高阻态，电感纹波电流通过匹配阻抗Rt进行释放，此时匹配阻抗上的电压为最大过冲电压ΔVmax＝iL.max*Rt。为了减小甚至消除过冲电压，减小过冲电压可以通过增大供电和取电设备上的差模电感的感量来实现，但是电感量的增加就会增加电感的体积，增加成本。在本申请的上述实施例中，瞬态抑制二极管TVS的特性是将大于其击穿电压的瞬间脉冲吸收掉，因此可以采用瞬态抑制二极管TVS来吸收该过冲电压，由于过冲电压的幅值可能会小于正常信号的电压幅值，为了避免TVS在吸收过冲电压的同时也将正常通讯信号也吸收掉，可以将该过冲电压提升到大于正常通讯信号的电压，按照上述纹波电流的电流总和最大值iL.max的公式将总线差模电感的感量减小，然后使用TVS吸收过冲电压而不影响正常通讯波形。

该TVS的选型也至关重要，TVS的击穿电压值必须大于Homebus总线正常通讯信号的幅值，而小于过冲电压的幅值，从而实现抑制总线过冲电压

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。