MBUS水表数据采集控制器带短路保护的发送电路的制作方法

本实用新型涉及用于水表计量电路，特别涉及一种mbus水表数据采集控制器发送电路，属于控制电路技术领域。

背景技术：

《全国城镇供水设施改造与建设“十二五”规划及2020年远景目标》中提出：“加强城镇供水改造，强化需求侧管理”。早在2014年1月，国家发改委发布阶梯水价指导意见，要求在2015年底前，所有城市全面推进“一户一表”改造，实行居民阶梯水价。目前国内户用表大多采用mbus总线水表，通过mbus总线进行远程抄表，无需登门抄表，节约人力，通过远程终端进行管理，促使供水运营企业运营管理数字化、规范化、智能化的实现。仪表总线mbus（meter-bus）是一种专门为计量仪表，如热量表，水表远程数据传输设计的总线协议，它是测量仪表数据传输数字化的一种重要技术，已经广泛应用于国内计量仪表领域，并成为欧洲的计量仪表标准的一部分（欧洲标准en1434-3）。mbus发送电路是保证其正常工作的基础，经过大量的在实践中的应用发现，在传统的mbus水表数据采集控制器中高低电平之间切换读取数据时，如遇到数据线短路，容易烧坏发送电路，导致整个数据链路出错，影响数据采集。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服目前的mbus水表数据采集控制器中存在的上述问题，提供一种mbus水表数据采集控制器带短路保护的发送电路。

为实现本实用新型的目的，采用了下述的技术方案：mbus水表数据采集控制器带短路保护的发送电路，包括单片机、传输高电平电源转换低电平电源电路、mbus高电平输出电路、mbus低电平输出电路，

所述传输高电平电源转换低电平电源电路包括dc-dc转换芯片xl7035，电容c1、电容c2、二极管d3、电感l1、电阻r7、电阻r8、电容c3、电容c4、电容c5、电阻r9，电容c1，电容c2的一端连接输入高电平和xl7035的输入端vin，另一端接gnd，二极管d3一端连接xl7035的输出端sw,另一端接gnd，电感l1一端连接在xl7035的输出端sw，另一端连接电阻r7，电阻r8一端连接电阻r7，另一端连接接gnd，电容c3并联在电阻r7的两端，电容c4、电容c5一端连接电感l1，另一端连接在电阻r9上，电阻r9一端连接在dgnd,另一端连接gnd上；

所述mbus高电平输出电路的mos管q3，mos管q3栅极连接单片机io口输出端pin_high_out上，源极接地，漏极连接电阻r2，电阻r2连接电阻r1，电阻r1的另一端接+36v，电阻r3连接在的mos管q1的漏极，另一端连接在三级管q2的发射极上，同时这一端也连接+36v电源上，三极管q2的集电极连接在电阻r1和r2之间，基极连接mos管q1和电阻r3之间，二极管d1接mos管q1的漏极，另一端接mbus输出；

所述mbus低电平输出电路包括的mos管q6，mos管q6的栅极连接单片机io口输出端pin_low_out上，源极接地，漏极连接电阻r5，电阻r5连接电阻r4，电阻r4的另一端接+24v，电阻r6连接的mos管q4的漏极，另一端连接在三极管q5的发射极上，同时这一端也连接+24v电源上，三极管q5的集电极连接在电阻r4和r5的中间，基极连接q4和r6之间，二极管d2接q4的漏极，另一端接mbus输出。

进一步的；所述的单片机型号为pic16f67k40。

进一步的；mos管q1、mos管q4型号为irf9540npbf;三级管q2、三级管q5的型号为pnp形的tp42c，mos管q3、mos管q6型号为：2n7002。

本实用新型的积极有益技术效果在于：本发送电路高电压电源采用1路+36v电压，通过dc-dc转换成mbus低电压发送电压+24v,mbus总线发送高电平时，单片机控制+36v输出，通过二级管d2的单向导通性，+24v电压截止。当发送低电压+24v时，通过单片机控制端io口输出0，则关断+36v输出，这样+24v可以输出到总线上。无论是输出高电平还是低电平期间，当总线发生短路时，检测电流的电阻（电阻r3、电阻r6）上的电压增加，检测电流的电阻上电压增加，大于设定电流时，保护电路中的pnp型三级管导通，从而使输出mos管的漏极和栅极电压相同，从而关断mos管的输出，从而实现短路关断输出的功能。

附图说明

图1是本实用新型的36v电源变换24v电源电路原理图。

图2是本实用新型的mbus高电平输出电路原理图。

图3是本实用新型的mbus低电平输出电路原理图。

具体实施方式

如附图所示，mbus水表数据采集控制器带短路保护的发送电路，包括单片机、传输高电平电源转换低电平电源电路、mbus高电平输出电路、mbus低电平输出电路，所述的单片机型号为pic16f67k40，所述传输高电平电源转换低电平电源电路包括dc-dc转换芯片xl7035，电容c1、电容c2、二极管d3、电感l1、电阻r7、电阻r8、电容c3、电容c4、电容c5、电阻r9，电容c1，电容c2的一端连接输入高电平和xl7035的输入端vin，另一端接gnd，二极管d3一端连接xl7035的输出端sw,另一端接gnd，电感l1一端连接在xl7035的输出端sw，另一端连接电阻r7，电阻r8一端连接电阻r7，另一端连接接gnd，电容c3并联在电阻r7的两端，电容c4、电容c5一端连接电感l1，另一端连接在电阻r9上，电阻r9一端连接在dgnd,另一端连接gnd上；所述mbus高电平输出电路的mos管q3，mos管q3栅极连接单片机io口输出端pin_high_out上，源极接地，漏极连接电阻r2，电阻r2连接电阻r1，电阻r1的另一端接+36v，电阻r3连接在的mos管q1的漏极，另一端连接在三级管q2的发射极上，同时这一端也连接+36v电源上，三极管q2的集电极连接在电阻r1和r2之间，基极连接mos管q1和电阻r3之间，二级管d1接mos管q1的漏极，另一端接mbus输出；所述mbus低电平输出电路包括的mos管q6，mos管q6的栅极连接单片机io口输出端pin_low_out上，源极接地，漏极连接电阻r5，电阻r5连接电阻r4，电阻r4的另一端接+24v，电阻r6连接的mos管q4的漏极，另一端连接在三级管q5的发射极上，同时这一端也连接+24v电源上，三级管q5的集电极连接在电阻r4和r5的中间，基极连接q4和r6之间，二级管d2接q4的漏极，另一端接mbus输出。mos管q1、mos管q4型号为irf9540npbf;三级管q2、三级管q5的型号为pnp型，型号为tp42c，mos管q3、mos管q6型号为：2n7002。gnd指接地，dgnd指数字接地。

mbus的高电平输出+36v和低电平输出+24v原理一样，短路保护原理一样。在此以高电平为例说明。如图2所示，当mbus总线需要输出高电平+36v时，单片机控制的io口在pin_high_out上输出高电平，则mos管q3导通，电流流过电阻r1、电阻r2。则mos管q1的栅极电压为v1，mos管q1的漏极电压为v2，选择合适的电阻r1和电阻r2，使v2-v1>10v，从而使q1导通，mbus的高电平+36v输出。检测电流电阻是电阻r3，设流经电阻r3的电流为，当i很小时，电阻r3两端的电压v小于0.3v，三级管q2不导通，电路能够正常工作。当短路时，i增大，电阻r3两端的电压v也增大，当v大于0.3v时，三级管q2导通，从而使mos管q1的漏极和栅极电压相同，mos管q1关断输出，实现输出短路保护功能。通过单片机的io口控制，输出高电平+36v时，控制pin_high_out为高电平。输出低电平+24v时，控制控制pin_high_out为低电平，pin_low_out为高电平。图2中二级管d1，图3中的二级管d2，起单向输出，又起总线高低电平切换时电流回路作用。