应用于供电总线的从机电路装置的制作方法

本实用新型的实施方式涉及可供电总线的技术领域，尤其涉及一种应用于可供电总线的从机电路装置。

背景技术：

现场总线越来越多的出现在自动化和传感器的应用中，用于数据通信，比如发送控制信号。可供电总线作为一种能将供电线路和总线通过共同的线路实现的技术，从而能够简化现场施工，降低产品成本，和增加系统可靠性。通过在供电电缆上调制控制信号，可以替代传统分离的控制电缆和供电电缆。可供电总线在消防监控、智能楼宇、仪器仪表领域、传感器网络等方面有诸多应用。

目前可供电总线系统通常采用两线制总线，多采用主从式的通信模式。图1是现有技术中的一种主从式可供电总线通信系统的示意图。常见的可供电总线RS485和M-Bus均采用的是主从式模式。

通常，在可供电总线中，在主机侧，在发送数据时，利用调制技术将用户数据进行调制，把经调制的数据加载于向从机传输的电信号中，然后在可供电总线上进行传输，这可以通过主机侧的通信芯片来完成。在从机侧，一边将可供电总线连接到负载，用于给负载供电，另一边经过滤波器将调制信号从可供电上取出，再经过解调，就可得到原通信信号，并传送到从机侧的用户设备，以实现信息传递。

M-Bus总线的工作状态分为数据传输状态和空闲工作方式两种。数据传输状态又分为主机至从机的数据传输和从机至主机的数据传输。主机工作时应向总线提供电源。主机至从机的信息通过“主机改变总线电压、从机检测该变化”的方式传送。从机至主机的信息通过“从机改变消耗总线 的电流、主机检测该变化”的方式传送。总线空闲时，主、从机保持传号状态。在中国专利公开CN 202615602U一般地提及了M-BUS总线的传输原理。通过引用将该专利公开并入于此。

但是，现有可供电总线技术在从机侧基本上都是小于比如20mA的小功率应用，在大功率范围内没有可靠的解决办法，因为电源的容性负载将会吸收有效信号。另外，传统可供电总线在从机侧的通信芯片的外围电路中过多采用IN4148等小功率二极管，无法适用于大功率场所，因为功率越大，普通二极管复杂的电感特性和电容特性将会破坏信号的完整性。

技术实现要素：

因此本实用新型实施方式的目的之一在于提出一种能够扩大低压可供电总线的功率应用范围的方案。

根据本实用新型的实施方式，提供了一种应用于供电总线的从机电路装置，其可以包括桥式整流器、供电截取二极管和电容器。所述桥式整流器的两个输入端子连接至供电总线，所述桥式整流器的第一输出端子连接至所述供电截取二极管的正极，所述桥式整流器的第二输出端子接地。所述供电截取二极管的负极连接至所述电容的正极，并且连接至从机侧的待供电负载，所述电容的负极接地。所述供电截取二极管选用快恢复二极管。

在一个实施例中，该从机电路装置还可以包括分压电路。所述分压电路连接在所述桥式整流器的第一输出端子和从机侧的从机通信芯片的信号输入端之间，用于将来自供电总线的信号经降压后提供给所述从机通信芯片。从机通信芯片用于从供电总线上获取数据信号，对所述数据信号进行处理，并且根据处理结果将反馈信号加载到所述供电总线上。

在一个实施例中，所述分压电路可以包括串联连接的第一电阻(R1)和第二电阻(R2)，所述第一电阻(R1)的一端连接至所述桥式整流器的第一输出端子，所述第一电阻(R1)的另一端连接至所述第二电阻(R2)的一端，所述第二电阻(R2)的另一端接地，所述所述第一电阻(R1)的所述另一端或者所述第二电阻(R2)的所述一端连接至所述从机通信芯片的信号输入端。

在一个实施例中，该从机电路装置还可以包括恒流源电路，所述恒流源电路连接在所述桥式整流器的第二输出端子和从机侧的从机通信芯片的信号输出端之间，用于保证从机通信芯片向供电总线输出稳定的反馈电流。

在一个实施例中，所述恒流源电路可以包括：第一电阻(R4)、第二电阻(R3)和三极管(T1)。第一电阻(R4)连接在所述从机通信芯片的信号输出端和三极管(T1)的基极之间；第二电阻(R3)连接在三极管(T1)的发射极和地之间；以及三极管(T1)的集电极连接至所述桥式整流器的第二输出端子。

在一个实施例中，所述桥式整流器可以由首尾连接的4个二极管构成，所述二极管选用1N4007二极管、M7二极管或MB6S二极管。

在一个实施例中，快恢复二极管可以选用US1M或RS1M快恢复二极管。

根据本实用新型的实施方式，能够扩大低压可供电总线的功率应用范围的方案，并且进一步地，可以保护信号的完整性。

前面的概述仅仅是示例性的，而不意在以任何方式进行限制。通过参考附图以及下面的详细说明，除了上文所描述的示例性的方案、实施例和特征之外，另外的方案、实施例和特征将变得清晰可见。

附图说明

通过下面结合附图给出的详细说明和随附的权利要求，本公开的前述特征以及其它特征将变得更加清晰，在附图中：

图1是现有技术中的一种主从式可供电总线通信系统的示意图；

图2示出了根据本实用新型的一种实施方式的应用于可供电总线的从机电路装置；以及

图3示出了根据本实用新型的另一种实施方式的应用于可供电总线的从机电路装置。

具体实施方式

现在将详细参照本公开内容的若干实施例，在附图中示出了其示例。应当注意，附图仅出于说明的目的而描述本公开内容的实施例。附图不应视为对本实用新型范围的限制。本领域技术人员将很容易从下面的描述中认识到此处说明的结构和方法的备选实施例可以在不脱离本文描述的实施例的原理的情况下而被使用。

参考图2，其示出了根据本实用新型的一种实施方式的应用于可供电总线的从机电路装置。如图2所示，线缆端子L1和L2分别连接到二线制的可供电总线。可供电总线上承载有用于为负载33供电的电力和用于与从机侧的设备通信的数据信号。从机电路装置包括桥式整流器32、供电截取二极管D1和电容器C1。

如图2所示，桥式整流器32可以由首尾互连的4个二极管构成，其两个输入端子分别连接线缆端子L1和L2。在桥式整流器后端的信号分支上连接从机通信芯片31。从机通信芯片31通过信号输入端PI和信号输出端PO连接至总线，用于从总线上获取主机发送的通信信号，并且向总线发送反馈信号。在桥式整流器后端的供电分支上连接供电截取二极管D1的正极，D1的负极连接至负载33，并且在D1的负极和地之前跨接电容C1。

桥式整流器32可以采用普通功率二极管，通过首尾互连的二极管将供电和信号分开。供电截取二极管D1可以采用快恢复二极管。从而，可以利用前面的普通功率二极管结电容大，反向恢复时间长的特点，给整流后的交流信号提供更高的信号完整性，而后级别的快恢复二极管，由于反向恢复时间快，在信号上能有效的防止供电电容对信号的影响。

根据本实用新型的实施方式，通过设置桥式整流器，可以使得在应用该从机电路装置时，不必考虑线缆端子L1和L2的正极和负极的极性。通过供电截取二极管D1对至负载的供电信号进行截取，从而使得从机通信芯片31从总线反馈的电信号不会影响负载33。

电容C1作为供电输出稳压电容，通过电容C1储存通过供电总线发送至负载的能量。可以根据负载电流来选择C1的电容值。

参考图3，其示出了根据本实用新型的一种实施方式的应用于可供电总线的从机电路装置。如图3所示，该从机电路装置与图2所示的从机电 路装置的区别在于从机通信芯片31与总线的连接方式，即在桥式整流器32后端的信号分支不同。以下仅对区别部分进行描述，对图3中与图2相同的部分不做赘述。

如图3所示，将分压电阻连接在桥式整流器32后端和从机通信芯片31的信号输入端PI之间，并且将恒流源电路连接在桥式整流器32后端和从机通信芯片31的信号输出端PO之间。作为示例，分压电阻可以由串联的电阻R1和R2构成。作为示例，恒流源电路可以由电阻R3、电阻R4和三极管T1构成。三极管T1的集电极连接至桥式整流器32后端，电阻R4连接在从机通信芯片31的输出端PO和三极管T1的基极之间，三极管T1的发射极通过电阻R3接地。

如图3所示，电阻R1和R2组成信号接收电路，将信号截取下来通过从机通信芯片31来处理，R3、R4和T1组成信号发送电路，将信号通过总线向主机发送。

根据本实用新型的实施方式，通过分压电阻的分压，可以将高电压的信号转变为低电压，更加方便从机通信芯片31进行信号处理，包括解调制。根据本实用新型的实施方式，从机通信芯片31通过恒流源电路向总线发送反馈信号，用于保证从机通信芯片向供电总线输出稳定的反馈电流。

根据本实用新型的实施方式，构成桥式整流器32的普通功率二极管可以选用1N4007、M7、MB6S等普通功率二极管，供电截取二极管D1可以选用US1M、RS1M等快恢复二极管，电容C1可以选用陶瓷电容、电解电容等。

在一个实施方式中，可以在线缆端子L1或L2处连接保险丝，以防止从机电路装置的短路和减少上电冲击。保险丝可以采用可恢复保险丝PPCT或者电阻等。

根据本实用新型的实施方式，负载33可以是任意类型的负载，电阻性的或者电容性的。负载33可以是以下各种负载之一或者它们的并联或者串联的组合：电动机、步进电机、继电器、高功率LED等。

应当理解，在本公开的结合附图所描述的前述实施方式中的桥式整流器32、分压电路和恒流源电路的布置和实现方式仅是示意性的，可以使用 其他可行的布置和实现方式。例如，桥式整流桥32可以选用市售的成品器件，比如MB6S等，分压电路和恒流源电路也可以选用市售的成品器件。还应当理解，虽然给出了分压电路和恒流源电路共同出现的实施例，但是它们是可以单独地应用在不同的实施方式中。

因此，虽然已经说明和描述了本公开内容的特定实施例和应用，但是应该理解，本公开内容不限于本文所公开内容的精确结构和组件，以及对于本领域技术人员而言将是显而易见的各种修改、改变和变化可以在本文公开的所公开的装置的布置、操作和细节方面做出，而不会背离本公开的精神和范围。