本实用新型涉及一种通信转换装置，特别是涉及一种具有过载保护功能的MBUS主站通信转换装置。
背景技术：
MBUS总线是一种半双工远程数据传输总线，主要特点是采用两线制无极性总线来实现远程供电和传输数据。MBUS总线的应用可大大简化现场施工布线，节约成本，同时在提高传输距离，增强总线抗干扰能力等方面优势显著。
MBUS主站通信转换电路可用于与MBUS总线仪表设备通讯，普通的MBUS通信电路大多采用集成芯片，成本高，驱动能力有限，其过载保护电路也往往采用自恢复保险丝，耐压低，质量稳定性及一致性差，最致命的是失效后会有几率发生明火自燃。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种具有过载保护功能的MBUS主站通信转换装置，为一种驱动能力强、具有过载保护功能的MBUS主站通信转换装置，利该装置用运算放大器，具有抗干扰能力强，工作稳定可靠，有效提高电路的带载能力；采用分立元件搭建，使本实用新型的成本较低，灵活性高；采用继电器设计的过载保护电路，为电路提供有效保护。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种具有过载保护功能的MBUS主站通信转换装置，所述装置包括MBUS发送电路、MBUS接收电路、MBUS过载保护电路；MBUS发送电路三极管Q1发射极连接+36V供电端，并与电阻R1一端连接；三极管Q1基极与电阻R1另一端、电阻R2一端连接；电阻R2的另一端与三极管Q2集电极连接；三极管Q2发射极与公共接地端连接；三极管Q2基极与电阻R3一端相连，电阻R3的另一端与单片机的TX串行接口连接，为MBUS发送电路输入端；二极管D1阳极连接+24V供电端；MBUS接收电路电压比较器U1的OUTA脚为MBUS接收电路输出端，与单片机的RX串行接口连接，通过上拉电阻R5连接+5V电源；电压比较器U1的INA-脚通过限流电阻R13与肖特基二极管D3的阳极、电阻R10的一端、运算放大器U2的2OUT脚连接；电压比较器U1的INA+脚与肖特基二极管D2的阴极、电阻R6的一端连接；肖特基二极管D2的阳极连接+5V电源；电阻R6的另一端与肖特基二极管D3的阴极连接；电阻R10的另一端、电阻R7的一端均与运算放大器U2的2IN-脚连接；运算放大器U2的2IN+脚、1OUT脚均与电阻R12的一端连接；电阻R12的另一端、电阻R14的一端均与运算放大器U2的1IN-脚连接；电阻R8的一端、电阻R11的一端、电解电容C1的负极均与运算放大器U2的1IN+脚连接；所述电阻R8的另一端连接+5V电源；电解电容C1的正极通过电阻R9与采样电阻R4的一端连接，为 MBUS接收电路的输入端；MBUS过载保护电路继电器K1的1脚与电阻R21的一端连接；电阻R21的另一端与电阻R19 的一端、三极管Q5的发射极、三极管Q6的发射极相连；电阻R19的另一端、三极管Q6的基极均与三极管Q7的发射极连接；三极管Q7的基极、三极管Q6的集电极均与电阻R22的一端连接；三极管Q7的集电极与电阻R22的另一端连接，并连接MBUS发送电路的输出端；三极管Q5的基极通过电阻R17与继电器K1的5脚连接；三极管Q5的集电极与电阻R15的一端连接，并与单片机继电器控制IO口连接；电阻R15的另一端与三极管Q4的基极连接；三极管Q4的发射极与三极管Q3的基极连接；三极管Q4的集电极、三极管Q3的集电极均与LED1的阴极连接。
所述的一种具有过载保护功能的MBUS主站通信转换装置，所述MBUS发送电路包括电阻R1、R2、R3，PNP型三极管Q1、NPN型三极管Q2，二极管D1。
所述的一种具有过载保护功能的MBUS主站通信转换装置，所述二极管D1阴极与三极管Q1集电极连接，为MBUS发送电路的输出端 。
所述的一种具有过载保护功能的MBUS主站通信转换装置，所述MBUS接收电路包括电压比较器U1，运算放大器U2，采样电阻R4，电阻R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14，电解电容C1，二极管D2、D3。
所述的一种具有过载保护功能的MBUS主站通信转换装置，所述电压比较器U1的GND脚、运算放大器U2的GND脚、电阻R7的另一端、电阻R14的另一端、电阻R11的另一端、电阻R4的另一端均与公共接地端连接；电压比较器U1的VCC脚、运算放大器U2的VCC脚均连接+24V供电端。
所述的一种具有过载保护功能的MBUS主站通信转换装置，所述MBUS过载保护电路包括继电器K1，瞬变二极管TVS1，PNP型三极管Q5、NPN型三极管Q3、Q4、Q6、Q7，发光二极管LED1，电阻R15、R17、R19、R20、R21、R22、R25。
所述的一种具有过载保护功能的MBUS主站通信转换装置，所述LED1的阳极通过电阻R20与继电器K1的2脚连接；继电器K1的6脚、电阻R25的一端、瞬变二极管TVS1的一端均相连；电阻R25的另一端连接瞬变二极管TVS1的另一端；瞬变二极管TVS1的两端即为MBUS总线输出。
本实用新型的优点与效果是：
1.本实用新型是一种驱动能力强、具有过载保护功能的MBUS主站通信转换装置，利该装置用运算放大器，具有抗干扰能力强，工作稳定可靠，有效提高电路的带载能力；采用分立元件搭建，使本实用新型的成本较低，灵活性高；采用继电器设计的过载保护电路，为电路提供有效保护。
2.本实用新型包括MBUS发送电路、MBUS接收电路、MBUS过载保护电路。具有成本低、带载能力强、工作稳定可靠，灵活性高的特点，并且过载保护电路采用继电器设计，为电路提供更有效保护，提高设备的可靠性。
附图说明
图1是本实用新型MBUS发送电路原理图；
图2是本实用新型MBUS接收电路原理图；
图3是本实用新型MBUS过载保护电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图所示实施例对本实用新型进行详细说明。
本实用新型MBUS主站通信转换装置中包括：MBUS发送电路、MBUS接收电路、MBUS过载保护电路。
MBUS发送电路包括电阻R1、R2、R3，PNP型三极管Q1、NPN型三极管Q2，二极管D1；所述三极管Q1发射极连接+36V供电端，并与电阻R1一端连接；所述三极管Q1基极与电阻R1另一端、电阻R2一端连接；电阻R2的另一端与三极管Q2集电极连接；三极管Q2发射极与公共接地端连接；三极管Q2基极与电阻R3一端相连，电阻R3的另一端与单片机的TX串行接口连接，也为MBUS发送电路输入端；二极管D1阳极连接+24V供电端述二极管D1阴极与三极管Q1集电极连接，也为MBUS发送电路的输出端 。
MBUS接收电路包括电压比较器U1，运算放大器U2，采样电阻R4，电阻R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14，电解电容C1，二极管D2、D3；电压比较器U1的OUTA脚为MBUS接收电路输出端，与单片机的RX串行接口连接，通过上拉电阻R5连接+5V电源；电压比较器U1的INA-脚通过限流电阻R13与肖特基二极管D3的阳极、电阻R10的一端、运算放大器U2的2OUT脚连接；电压比较器U1的INA+脚与肖特基二极管D2的阴极、电阻R6的一端连接；肖特基二极管D2的阳极连接+5V电源；电阻R6的另一端与肖特基二极管D3的阴极连接；所电阻R10的另一端、电阻R7的一端均与运算放大器U2的2IN-脚连接；运算放大器U2的2IN+脚、1OUT脚均与电阻R12的一端连接；电阻R12的另一端、电阻R14的一端均与运算放大器U2的1IN-脚连接；电阻R8的一端、电阻R11的一端、电解电容C1的负极均与运算放大器U2的1IN+脚连接；电阻R8的另一端连接+5V电源；电解电容C1的正极通过电阻R9与采样电阻R4的一端连接，也为 MBUS接收电路的输入端；电压比较器U1的GND脚、运算放大器U2的GND脚、电阻R7的另一端、电阻R14的另一端、电阻R11的另一端、电阻R4的另一端均与公共接地端连接；电压比较器U1的VCC脚、运算放大器U2的VCC脚均连接+24V供电端；
MBUS过载保护电路包括继电器K1，瞬变二极管TVS1，PNP型三极管Q5、NPN型三极管Q3、Q4、Q6、Q7，发光二极管LED1，电阻R15、R17、R19、R20、R21、R22、R25；继电器K1的1脚与电阻R21的一端连接；电阻R21的另一端与电阻R19 的一端、三极管Q5的发射极、三极管Q6的发射极相连；电阻R19的另一端、三极管Q6的基极均与三极管Q7的发射极连接；三极管Q7的基极、三极管Q6的集电极均与电阻R22的一端连接；三极管Q7的集电极与电阻R22的另一端连接，也连接MBUS发送电路的输出端；三极管Q5的基极通过电阻R17与继电器K1的5脚连接；三极管Q5的集电极与电阻R15的一端连接，也与单片机继电器控制IO口连接；电阻R15的另一端与三极管Q4的基极连接；三极管Q4的发射极与三极管Q3的基极连接；三极管Q4的集电极、三极管Q3的集电极均与LED1的阴极连接；LED1的阳极通过电阻R20与继电器K1的2脚连接；所述继电器K1的6脚、电阻R25的一端、瞬变二极管TVS1的一端均相连；电阻R25的另一端连接瞬变二极管TVS1的另一端；瞬变二极管TVS1的两端即为MBUS总线输出；+36V供电端、+24V供电端、+5V供电端和电源地均为外界输入共地的直流供电；其中继电器K1用于防止MBUS总线短路或过载时损毁电路，发光二极管LED1常亮表示MBUS总线短路或者过载。
实施例
如图1为MBUS发送电路原理图，包括电阻R1、R2、R3，PNP型三极管Q1、NPN型三极管Q2，二极管D1；所述三极管Q1发射极连接+36V供电端，并与电阻R1一端连接；所述三极管Q1基极与电阻R1另一端、电阻R2一端连接；所述电阻R2的另一端与三极管Q2集电极连接；所述三极管Q2发射极与公共接地端连接；所述三极管Q2基极与电阻R3一端相连，所述电阻R3的另一端与单片机的TX串行接口连接，也为MBUS发送电路输入端；所述二极管D1阳极连接+24V供电端；所述二极管D1阴极与三极管Q1集电极连接，也为MBUS发送电路的输出端 。
如图2为MBUS接收电路原理图，包括电压比较器U1，运算放大器U2，采样电阻R4，电阻R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14，电解电容C1，二极管D2、D3；所述电压比较器U1的OUTA脚为MBUS接收电路输出端，与单片机的RX串行接口连接，通过上拉电阻R5连接+5V电源；所述电压比较器U1的INA-脚通过限流电阻R13与肖特基二极管D3的阳极、电阻R10的一端、运算放大器U2的2OUT脚连接；所述电压比较器U1的INA+脚与肖特基二极管D2的阴极、电阻R6的一端连接；所述肖特基二极管D2的阳极连接+5V电源；所述电阻R6的另一端与肖特基二极管D3的阴极连接；所述电阻R10的另一端、电阻R7的一端均与运算放大器U2的2IN-脚连接；所述运算放大器U2的2IN+脚、1OUT脚均与电阻R12的一端连接；所述电阻R12的另一端、电阻R14的一端均与运算放大器U2的1IN-脚连接；所述电阻R8的一端、电阻R11的一端、电解电容C1的负极均与运算放大器U2的1IN+脚连接；所述电阻R8的另一端连接+5V电源；所述电解电容C1的正极通过电阻R9与采样电阻R4的一端连接，也为MBUS接收电路的输入端；所述电压比较器U1的GND脚、运算放大器U2的GND脚、电阻R7的另一端、电阻R14的另一端、电阻R11的另一端、电阻R4的另一端均与公共接地端连接；所述电压比较器U1的VCC脚、运算放大器U2的VCC脚均连接+24V供电端；
如图3为MBUS过载保护电路原理图，包括继电器K1，瞬变二极管TVS1，PNP型三极管Q5、NPN型三极管Q3、Q4、Q6、Q7，发光二极管LED1，电阻R15、R17、R19、R20、R21、R22、R25；所述继电器K1的1脚与电阻R21的一端连接；所述电阻R21的另一端与电阻R19 的一端、三极管Q5的发射极、三极管Q6的发射极相连；所述电阻R19的另一端、三极管Q6的基极均与三极管Q7的发射极连接；所述三极管Q7的基极、三极管Q6的集电极均与电阻R22的一端连接；所述三极管Q7的集电极与电阻R22的另一端连接，也连接MBUS发送电路的输出端；所述三极管Q5的基极通过电阻R17与继电器K1的5脚连接；所述三极管Q5的集电极与电阻R15的一端连接，也与单片机继电器控制IO口连接；所述电阻R15的另一端与三极管Q4的基极连接；所述三极管Q4的发射极与三极管Q3的基极连接；所述三极管Q4的集电极、三极管Q3的集电极均与LED1的阴极连接；所述LED1的阳极通过电阻R20与继电器K1的2脚连接；所述继电器K1的6脚、电阻R25的一端、瞬变二极管TVS1的一端均相连；所述电阻R25的另一端连接瞬变二极管TVS1的另一端；所述瞬变二极管TVS1的两端即为MBUS总线输出；+36V供电端、+24V供电端、+5V供电端和电源地均为外界输入共地的直流供电；其中继电器K1用于防止MBUS总线短路或过载时损毁电路，发光二极管LED1常亮表示MBUS总线短路或者过载。
当单片机串行接口MCU_TX发送逻辑“1”时，三极管Q2导通，电阻R1在三极管Q1的发射极处产生10V电压，三极管Q1导通，MBUS总线上的电压为+36V；当单片机串行接口MCU_TX发送逻辑“0”时，三极管Q2截止，三极管Q1截止，MBUS总线电压为+24V，满足MBUS总线要求。
当MBUS接收电路接收数据时，单片机串行接口MCU_TX保持高阻态，MBUS总线电压保持不变，当从站向MBUS总线端发送逻辑“1”时，从站所取电流为Imark，此时电压比较器U1的INA+脚输入电压大于INA-脚输入电压，比较器输出逻辑“1”；当从站向MBUS总线端发送逻辑“0”时，从站所取电流会在Imark上加上11-20mA的脉冲电流，采样电阻R4产生0.2V左右电压，该电压经过运算放大器U2两次放大为20V左右电压，再进入电压比较器U1，此时电压比较器U1的INA+输入脚电压小于INA-脚输入电压，比较器输出逻辑“0”。
当MBUS总线电流增加时，电阻R19上的电压随之增加，当电压增加到三极管Q6的导通电压时，三极管Q6导通，三极管Q7截止，此时三极管Q5、Q4、Q3导通，继电器K1线圈通电，常闭触点1脚断开，常开触点10脚闭合，发光二极管LED1亮，实现快速切断总线通道，进入过载保护状态，此时若总线电流恢复正常，可通过单片机继电器控制IO口向MCU_CTRL发送逻辑“0”，三极管Q3、Q4截止，继电器K1线圈断电，常闭触点1脚闭合，常开触点10脚断开，发光二极管LED1熄灭，此时三极管Q5、Q6截止，三极管Q7导通，MBUS总线恢复正常。
以上仅就本实用新型的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本实用新型不仅限于以上实施例，其具体结构允许有变化。但凡在本实用新型独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本实用新型的保护范围内。