CN101739378A - 一种eib总线发送装置驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种EIB总线发送装置驱动电路，包括：与驱动电路输入端相连的反向输出单元，用于对输入信号进行反向；光耦隔离单元，其光耦器件的输入端与所述反向输出单元相连由所述反向后的输入信号控制；发送装置驱动单元，与所述光耦隔离单元的光耦器件的输出端相连，用于驱动发送装置；自举单元，与所述发送装置驱动单元相连，用于升高电压。本发明还相应提供了一种EIB总线发送装置。本发明采用分立元器组成，大大降低了EIB系统开发成本，且可以直接和MCU或PC机相连；在与非实时操作系统相连时，也不会产生TP-UART与此系统相连所存在的时序问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种驱动电路，更具体地说，涉及一种EIB总线发送装置驱动电路。
背景技术
目前，在市场上的EIB(European Installation Bus，欧洲安装总线)系统中，大多采用西门子的总线收发芯片TP-UART。然而，采用这种芯片开发成本较高，尤其是对国内开发者来说，不仅价格高，购买也极不方便。这样极大地限制了EIB总线在我国的发展。
另一方面，TP-UART芯片是专门为MCU设计的，对时序要求比较严格。当将该TP-UART芯片与非实时操作系统的PC机进行通信时，容易出现时序问题。因此，需要开发一种EIB总线发送装置驱动电路，来降低EIB系统的开发成本，并且克服与PC机驱动出现时序问题的缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述EIB总线发送装置成本高且与PC机通信时易于出现时序问题的缺陷，提供一种采用分立元件组成的EIB总线发送装置驱动电路。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种EIB总线发送装置驱动电路，包括反向输出单元、光耦隔离单元、发送装置驱动单元以及自举单元构成，可以直接和MCU或PC机相连。
本发明提供了一种EIB总线发送装置驱动电路，包括：
与驱动电路输入端相连的反向输出单元，用于对输入信号进行反向；
光耦隔离单元，其光耦器件的输入端与所述反向输出单元相连由所述反向后的输入信号控制；
发送装置驱动单元，与所述光耦隔离单元的光耦器件的输出端相连，用于驱动发送装置；
自举单元，与所述发送装置驱动单元相连，用于升高电压。
在本发明所述的EIB总线发送装置驱动电路中，所述反向输出单元包括第一三极管、第二三极管和第一电阻；所述第一三极管和第二三极管的基极同时连至反向输出单元的输入端；所述第一三极管的发射极接高电平，第二三极管的发射极接地，所述第一三极管和第二三极管的集电极相连并通过第一电阻连接至反向输出单元输出端。
在本发明所述的EIB总线发送装置驱动电路中，所述光耦隔离单元包括第一光耦和第二光耦，所述第一光耦输入侧的阳极与反向输出单元的输出端相连，所述第一光耦输入侧的阴极连接至所述第二光耦的输入侧的阳极，第二光耦的输入侧的阴极接地。
在本发明所述的EIB总线发送装置驱动电路中，所述发送装置驱动单元至少包括第三三极管、第四三极管、第一场效应管、第二场效应管和第一电感；
其中，所述第三三极管的集电极通过第二电阻连接至驱动电平，其基极和发射极分别连接至第一光耦输出侧的集电极和发射极；第一场效应管的栅极与所述第三三极管的发射极相连，其栅极和源极之间连有并联的第三电阻和第一稳压管；
所述第四三极管的集电极通过第四电阻连接至驱动电平，其基极和发射极分别连接至第二光耦输出侧的集电极和发射极；第二场效应管的栅极通过第五电阻与所述第四三极管的发射极相连，且第二场效应管的栅极通过第六电阻接地。
在本发明所述的EIB总线发送装置驱动电路中，所述自举单元包括第一二极管和第一电容；所述第一二极管设置在第二电阻和驱动电平之间，且阳极与所述驱动电平相连，所述第一电容正极与所述第一二极管的阴极相连，所述第一电容负极与所述第一场效应管的源极相连。
在本发明所述的EIB总线发送装置驱动电路中，所述发送装置包括变压器和第二电容，所述变压器的原边侧第一线圈的同名端与所述第一场效应管的源极相连，所述变压器的原边侧第一线圈的第二端与所述第二场效应管的漏极相连，所述第一变压器的副边侧第一线圈的同名端作为总线的正极输出，第一变压器的副边侧第一线圈的第二端与第一场效应管的漏极相连，同时连接到第二电容的正极，所述第一变压器的副边侧第二线圈同名端与第二场效应管的源极相连，同时连接到第二电容的负极，所述第一变压器的副边侧第二线圈第二端接地同时作为总线的负极输出。
本发明还提供了一种EIB总线发送装置，包括上述的EIB总线发送装置驱动电路。
实施本发明的EIB总线发送装置驱动电路，具有以下有益效果：本发明采用分立元器组成，大大降低了EIB系统开发成本，且可以直接和MCU或PC机相连；本发明当与非实时操作系统相连时，不会产生TP-UART与此系统相连所存在的时序问题。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明优选实施例中EIB总线发送装置驱动电路的模块示意图；
图2是本发明优选实施例中EIB总线发送装置驱动电路的电路原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
请参阅图1，为本发明优选实施例中EIB总线发送装置驱动电路的模块示意图。如图1所示，本发明提供的EIB总线发送装置驱动电路包括反向输出单元100、光耦隔离单元200、发送装置驱动单元300和自举单元400。
其中，反向输出单元100与驱动电路输入端相连，用于对输入信号进行反向。MCU或PC机发出的信号经反向输出单元100输出反相逻辑信号。光耦隔离单元200的光耦器件的输入端与反向输出单元100相连由所述反向后的输入信号控制，输出端接后续电路，从而实现光耦的隔离作用。发送装置驱动单元300与光耦隔离单元200的光耦器件的输出端相连，用于驱动发送装置500。而自举单元400与发送装置驱动单元300相连，用于升高电压。
请参阅图2，为本发明优选实施例中EIB总线发送装置驱动电路的电路原理图。下面分别对各个模块的组成和电路原理进行描述：
反向输出单元100包括第一三极管Q1、第二三极管Q2和第一电阻R3。其中，第一三极管Q1和第二三极管Q2的基极同时连至反向输出单元100的输入端；所述第一三极管Q1的发射极接高电平VCC，第二三极管Q2的发射极接地，所述第一三极管Q1和第二三极管Q2的集电极相连并通过第一电阻R3连接至反向输出单元100输出端。这两个三极管分别为PNP晶体管Q1和NPN晶体管Q2，Q1和Q2组成推挽电路，对需要传输的信号进行反向后，把信号输入光耦。
光耦隔离单元200包括第一光耦U1和第二光耦U2。其中，第一光耦U1输入侧的阳极与反向输出单元100的输出端相连，所述第一光耦U1输入侧的阴极连接至所述第二光耦U2的输入侧的阳极，第二光耦U2的输入侧的阴极接地。反相逻辑信号控制第一光耦U1和第二光耦U2的导通或关闭，进而控制后续电路的导通和关闭。
发送装置驱动单元300包括第三三极管Q3、第四三极管Q4、第一场效应管VT1、第二场效应管VT2和第一电感L1。
其中，所述第三三极管Q3的集电极通过第二电阻R1连接至驱动电平VDD，其基极和发射极分别连接至第一光耦U1输出侧的集电极和发射极；第一场效应管VT1的栅极与所述第三三极管Q3的发射极相连，其栅极和源极之间连有并联的第三电阻R2和第一稳压管D3。第一稳压管D3使第一场效应管VT1栅极和源极之间电压不超过15V。
所述第四三极管Q4的集电极通过第四电阻R4连接至驱动电平VDD，其基极和发射极分别连接至第二光耦U2输出侧的集电极和发射极；第二场效应管VT2的栅极通过第五电阻R5与所述第四三极管Q4的发射极相连，且第二场效应管VT2的栅极通过第六电阻R6接地。
当两光耦的发光二极管中有电流通过时，第三三极管Q3和第四三极管Q4会导通，进而驱动第一场效应管VT1和第二场效应管VT2导通。当两光耦的发光二极管中无电流通过时，第三三极管Q3和第四三极管Q4会关断，第一场效应管VT1和第二场效应管VT2关断。
自举单元400包括第一二极管D1和第一电容C1。其中，第一二极管D1设置在第二电阻R1和驱动电平VDD之间，且阳极与所述驱动电平VDD相连，所述第一电容C1正极与所述第一二极管D1的阴极相连，所述第一电容C1负极与所述第一场效应管VT1的源极相连。
发送装置500包括变压器T1和第二电容C3。其中，所述变压器T1的原边侧第一线圈的同名端与所述第一场效应管VT1的源极相连，所述变压器T1的原边侧第一线圈的第二端与所述第二场效应管VT2的漏极相连，所述第一变压器T1的副边侧第一线圈的同名端作为总线的正极输出，第一变压器T1的副边侧第一线圈的第二端与第一场效应管VT1的漏极相连，同时连接到第二电容C3的正极，所述第一变压器T1的副边侧第二线圈同名端与第二场效应管VT2的源极相连，同时连接到第二电容C3的负极，所述第一变压器T1的副边侧第二线圈第二端接地同时作为总线的负极输出。
当输出信号VIN为高电平，第一三极管Q1关断，第一光耦U1和第二U2中无电流通过，第三三极管Q3和第四三极管Q4关断，电源VDD通过自举作用的第一二极管D1给第一电容C1充电。当输出信号VIN为低电平时，第一三极管Q1导通，第三三极管Q3和第四三极管Q4导通，第一场效应管VT1导通，由于通过变压器T1的电流不能突变，节点N会产生瞬时高电位，由于其自举作用的第一电容C1上的电压不能突变，节点M的电势为节点N的电势与VDD的和，如果第二电阻R1的阻值合适，第一场效应管VT1栅极与源极间的电压可以保证第一场效应管VT1正常导通。
综上所述，EIB总线发送装置驱动电路的工作过程如下：
首先，MCU或PC机发出的信号经反向输出单元100输出反相逻辑信号；反相逻辑信号控制第一光耦U1和第二光耦U2的导通或关闭，进而控制第三三极管Q3和第四三极管Q4的导通和关闭；由于自举电路中自举电容和二极管的存在，第三三极管Q3导通时可以使第一场效应管VT1的栅极与源极之间存在一定的压差使第一场效应管VT1正常导通，第三三极管Q3关截止时，第一场效应管VT1关断。第四三极管Q4导通时，使开关管第二场效应管VT2的栅源极间电压升高，第二场效应管VT2导通；第四三极管Q4截止时，第二场效应管VT2关断。
总体逻辑而言，当MCU或PC机发出逻辑1时，第三三极管Q3和第四三极管Q4处于截止状态，第一场效应管VT1和第二场效应管VT2处于关断状态，总线电平不变；当MCU或PC机发出逻辑0时，第三三极管Q3和第四三极管Q4导通，第一场效应管VT1和第二场效应管VT2导通，总线电压出现一低电平，产生信号0。
本发明还相应提供了一种EIB总线发送装置，包括上述的EIB总线发送装置驱动电路。本发明的EIB总线发送装置驱动电路，采用分立元器组成，大大降低了EIB系统开发成本，且可以直接和MCU或PC机相连；本发明当与非实时操作系统相连时，不会产生TP-UART与此系统相连所存在的时序问题。
本发明是根据特定实施例进行描述的，但本领域的技术人员应明白在不脱离本发明范围时，可进行各种变化和等同替换。此外，为适应本发明技术的特定场合或材料，可对本发明进行诸多修改而不脱离其保护范围。因此，本发明并不限于在此公开的特定实施例，而包括所有落入到权利要求保护范围的实施例。
Claims (7)
1.一种EIB总线发送装置驱动电路，其特征在于，包括：
与驱动电路输入端相连的反向输出单元(100)，用于对输入信号进行反向；
光耦隔离单元(200)，其光耦器件的输入端与所述反向输出单元(100)相连由所述反向后的输入信号控制；
发送装置驱动单元(300)，与所述光耦隔离单元(200)的光耦器件的输出端相连，用于驱动发送装置(500)；
自举单元(400)，与所述发送装置驱动单元(300)相连，用于升高电压。
2.根据权利要求1所述的EIB总线发送装置驱动电路，其特征在于，所述反向输出单元(100)包括第一三极管(Q1)、第二三极管(Q2)和第一电阻(R3)；所述第一三极管(Q1)和第二三极管(Q2)的基极同时连至反向输出单元(100)的输入端；所述第一三极管(Q1)的发射极接高电平(VCC)，第二三极管(Q2)的发射极接地，所述第一三极管(Q1)和第二三极管(Q2)的集电极相连并通过第一电阻(R3)连接至反向输出单元(100)输出端。
3.根据权利要求2所述的EIB总线发送装置驱动电路，其特征在于，所述光耦隔离单元(200)包括第一光耦(U1)和第二光耦(U2)，所述第一光耦(U1)输入侧的阳极与反向输出单元(100)的输出端相连，所述第一光耦(U1)输入侧的阴极连接至所述第二光耦(U2)的输入侧的阳极，第二光耦(U2)的输入侧的阴极接地。
4.根据权利要求3所述的EIB总线发送装置驱动电路，其特征在于，所述发送装置驱动单元(300)至少包括第三三极管(Q3)、第四三极管(Q4)、第一场效应管(VT1)、第二场效应管(VT2)和第一电感(L1)；其中，
所述第三三极管(Q3)的集电极通过第二电阻(R1)连接至驱动电平(VDD)，其基极和发射极分别连接至第一光耦(U1)输出侧的集电极和发射极；第一场效应管(VT1)的栅极与所述第三三极管(Q3)的发射极相连，其栅极和源极之间连有并联的第三电阻(R2)和第一稳压管(D3)；
所述第四三极管(Q4)的集电极通过第四电阻(R4)连接至驱动电平(VDD)，其基极和发射极分别连接至第二光耦(U2)输出侧的集电极和发射极；第二场效应管(VT2)的栅极通过第五电阻(R5)与所述第四三极管(Q4)的发射极相连，且第二场效应管(VT2)的栅极通过第六电阻(R6)接地。
5.根据权利要求4所述的EIB总线发送装置驱动电路，其特征在于，所述自举单元(400)包括第一二极管(D1)和第一电容(C1)；所述第一二极管(D1)设置在第二电阻(R1)和驱动电平(VDD)之间，且阳极与所述驱动电平(VDD)相连，所述第一电容(C1)正极与所述第一二极管(D1)的阴极相连，所述第一电容(C1)负极与所述第一场效应管(VT1)的源极相连。
6.根据权利要求5所述的EIB总线发送装置驱动电路，其特征在于，所述发送装置(500)包括变压器(T1)和第二电容(C3)，所述变压器(T1)的原边侧第一线圈的同名端与所述第一场效应管(VT1)的源极相连，所述变压器(T1)的原边侧第一线圈的第二端与所述第二场效应管(VT2)的漏极相连，所述第一变压器(T1)的副边侧第一线圈的同名端作为总线的正极输出，第一变压器(T1)的副边侧第一线圈的第二端与第一场效应管(VT1)的漏极相连，同时连接到第二电容(C3)的正极，所述第一变压器(T1)的副边侧第二线圈同名端与第二场效应管(VT2)的源极相连，同时连接到第二电容(C3)的负极，所述第一变压器(T1)的副边侧第二线圈第二端接地同时作为总线的负极输出。
7.一种EIB总线发送装置，其特征在于，包括权利要求1至6中任意一项所述的EIB总线发送装置驱动电路。
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