CN103728951A - 一种仪表总线从设备接口的恒流二极管电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种仪表总线从设备接口的恒流二极管电路，其包括桥式整流电路、恒流电路、数据接收电路以及数据发送电路；所述桥式整流电路的两个输入端用于分别连接仪表总线的两条传输线；所述桥式整流电路的第一输出端分别连接所述恒流电路的输入端、所述数据接收电路；所述恒流电路包括至少一恒流二极管；所述恒流电路的输出端通过所述开关电路连接所述桥式整流电路的第二输出端；所述数据接收电路设置数据接收端口，用于接收数据；所述数据发送电路设置数据发送端口，用于发送数据；所述开关电路的控制端连接所述数据发送电路，用于根据所述数据发送电路的发送数据控制所述开关电路的导通或关断。

Description

一种仪表总线从设备接口的恒流二极管电路
技术领域
本发明涉及仪表总线的从设备接口电路，尤其涉及的是，一种仪表总线从设备接口的恒流二极管电路。
背景技术
仪表总线（Meter Bus，简称M-bus）是一种新型总线结构，特点是仅用两条无极性的传输线来同时作为供电线路和传输串行数据的传输线，各个终端装置以不同的地址码确认即可并行连接在 M-bus总线上。如图1所示，主设备主动开始一个通讯过程，即发送指令和数据，而从设备作为从设备监听总线，随时准备响应总线指令，做出回应。
M-bus芯片适合应用在各类消费仪表，如水表、电表、煤气表和烟雾报警装置等上面，可广泛用于小区的计量集抄，智能家庭控制网络，消防报警及联动网络，中央空调控制系统等，对于住宅小区智能化建设和公共事业管理部门的现代化管理具有重要的意义。目前m-bus从机接口电路，普遍使用美国TI公司的TSS721接口芯片，不仅成本高，采购也不方便。
又如，西安深亚电子有限公司FG722芯片是TSS721接口芯片的一种替代芯片，其根据Meter-Bus通信标准(EN1434-3)设计的仪表总线专用终端收发芯片，作为从机和M-BUS总线的接口芯片，因此同样存在成本高、使用不便的问题。
此外，还有使用分立元器件的电路，但是都有调试生产较困难，不够稳定，一致性差，温飘严重，成本较高的问题。
因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种新型的m-bus从设备接口的恒流二极管电路。
本发明的技术方案如下：一种仪表总线从设备接口的恒流二极管电路，其包括桥式整流电路、恒流电路、数据接收电路以及数据发送电路； 所述桥式整流电路的两个输入端用于分别连接仪表总线的两条传输线；所述桥式整流电路的第一输出端分别连接所述恒流电路的输入端、所述数据接收电路；所述恒流电路包括至少一恒流二极管；所述恒流电路的输出端通过所述开关电路连接所述桥式整流电路的第二输出端；所述数据接收电路设置数据接收端口，用于接收数据；所述数据发送电路设置数据发送端口，用于发送数据；所述开关电路的控制端连接所述数据发送电路，用于根据所述数据发送电路的发送数据控制所述开关电路的导通或关断。
优选的，所述恒流二极管电路中，所述桥式整流电路的第一输出端通过第一电阻后，再分别连接所述恒流电路、所述数据接收电路。
优选的，所述恒流二极管电路中，所述第一电阻两端还并联第一电容。
优选的，所述恒流二极管电路中，所述恒流电路仅设置一个恒流二极管；或者，所述恒流电路包括若干串联的恒流二极管；或者，所述恒流电路包括若干并联的恒流二极管。
优选的，所述恒流二极管电路中，所述恒流电路通过第二电阻连接所述开关电路；或者，所述恒流电路的输出端还连接一发光二极管的阳极，该发光二极管的阴极连接所述开关电路。
优选的，所述恒流二极管电路中，所述开关电路为三极管或者场效应管。
优选的，所述恒流二极管电路中，所述桥式整流电路的第一输出端、第二输出端之间分别并联设置第三电阻与第二电容。
优选的，所述恒流二极管电路中，所述桥式整流电路的第二输出端还通过第二电容连接到所述恒流电路的输出端；或者，所述桥式整流电路的第二输出端还连接第一二极管的阳极，第一二极管的阴极连接所述恒流电路的输出端。
优选的，所述恒流二极管电路中，所述数据接收电路设置一串行接口数据缓存器。
优选的，所述恒流二极管电路还设置一显示电路以及LED显示器；显示电路的接收端分别连接所述数据接收电路的数据接收端口、所述数据发送电路的数据发送端口，用于获取所述数据接收电路所接收的数据，以及所述数据发送电路所发送的数据；显示电路的发送端连接所述LED显示器，通过所述LED显示器显示所述数据；显示电路的输入端、输出端分别连接所述桥式整流电路的第一输出端、第二输出端。
采用上述方案，本发明能够提供省略接口芯片的仪表总线从设备接口的恒流二极管电路，调试生产间接快速，稳定性和一致性较高，温飘问题影响较小，成本低廉，市场价值高，从而具有很高的市场应用前景。
附图说明
图1为现有技术的主机和从机连接关系示意图；
图2为本发明一个实施例的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
考虑到m-bus规范规定，从机采用恒流发送数据，因此本发明采用恒流二极管作为恒流源，通过三极管或者场效应管开关控制发送数据。如图2所示，本发明的一个实施例是，一种仪表总线从设备接口的恒流二极管电路，其包括桥式整流电路、恒流电路、数据接收电路以及数据发送电路； 所述桥式整流电路的两个输入端用于分别连接仪表总线的两条传输线；即所述桥式整流电路的第一输入端1、第二输入端3用于分别连接仪表总线的两条传输线；所述桥式整流电路的第一输出端2分别连接所述恒流电路的输入端、所述数据接收电路；所述恒流电路K包括至少一恒流二极管；所述恒流电路的输出端通过所述开关电路连接所述桥式整流电路的第二输出端4；所述数据接收电路设置数据接收端口，用于接收数据；所述数据发送电路设置数据发送端口，用于发送数据；所述开关电路D的控制端连接所述数据发送电路，用于根据所述数据发送电路的发送数据控制所述开关电路的导通或关断。
优选的，所述恒流二极管电路还设置一个微处理器，其分别与数据接收端口、数据发送端口、所述桥式整流电路的第一输出端、第二输出端连接，用于处理所接收的数据以及所发送的数据。优选的，所述微处理器还设置对应的处理数据接收端口与处理数据发送端口，分别用于接收、发送相关数据。优选的，所述桥式整流电路的两个输入端之间并联第五电阻；优选的，所述桥式整流电路的两个输入端之间还并联第四电容。优选的，所述桥式整流电路的第一输入端通过第五电阻连接第一发光二极管的阳极，第一发光二极管的阴极连接所述桥式整流电路的第二输入端。
例如，所述数据接收电路的数据接收端口、所述数据发送电路的数据发送端口分别连接到外部的主设备的数据发送端口、数据接收端口。又如，所述数据接收电路的数据接收端口、所述数据发送电路的数据发送端口分别连接到外部的从设备的数据发送端口、数据接收端口。例如，所述数据接收电路的数据接收端口、所述数据发送电路的数据发送端口分别连接到外部的主设备的数据接收端口、数据发送端口。又如，所述数据接收电路的数据接收端口、所述数据发送电路的数据发送端口分别连接到外部的从设备的数据接收端口、数据发送端口。又如，所述微处理器的处理数据接收端口、处理数据发送端口分别连接到外部的主设备的数据发送端口、数据接收端口。又如，所述微处理器的处理数据接收端口、处理数据发送端口分别连接到外部的从设备的数据发送端口、数据接收端口。上述连接方式，主要应用在实际安装和连接过程中，依据相关协议与连接方式而确定。
优选的，所述恒流二极管电路中，所述桥式整流电路的第一输出端通过第一电阻后，再分别连接所述恒流电路、所述数据接收电路。优选的，所述第一电阻两端还并联第一电容，即组成一个RC电路，桥式整流电路的第一输出端连接该RC电路的一端，该RC电路的另一端分别连接所述恒流电路、所述数据接收电路。
优选的，所述恒流二极管电路中，所述恒流电路仅设置一个恒流二极管；或者，所述恒流电路包括若干串联的恒流二极管；串联的各恒流二极管，其规格相同或相异。即采用串联升压方法，例如，将几只性能或者规格相同的恒流二极管串联使用，可将耐压值提高到100V以上。又如，对于规格相异的恒流二极管，每只管子的恒流值不等，那么恒流值较小的管子将首先进入恒流状态。优选的，还给IH值较小的管子并联一只分流电阻，使各管子同时进入恒流状态。优选的，采用2个恒流二极管串联作为所述恒流电路。或者，所述恒流电路包括若干并联的恒流二极管；并联的各恒流二极管，其规格相同或相异。即采用并联扩流方法，通过将几只恒流二极管并联使用，可以扩大输出电流。例如某恒流二极管的IH=5mA，两只同样管子并联后为10mA，电流扩展了一倍；实施中需要注意的是，对于规格相异的恒流二极管，在将几只恒流二极管并联使用时，恒流源的起始电压等于这些管子中的最大值，而正向击穿电压则等于这些管子中的最小值。优选的，采用3个恒流二极管并联作为所述恒流电路。又一个例子是，采用2个恒流二极管串联后再并联1个恒流二极管作为所述恒流电路；优选的，上例的3个恒流二极管规格相异；这样，有利于根据实际使用情况灵活设置恒流电路。
优选的，所述恒流二极管电路中，所述恒流电路通过第二电阻连接所述开关电路；和/或，所述恒流电路的输出端还连接第二发光二极管的阳极，该第二发光二极管的阴极连接所述开关电路；这样可以直接明了地判断开关电路的通断情况，便于用户了解应用状况。优选的，第二电阻为可调阻值电阻。
优选的，所述恒流二极管电路中，所述开关电路为三极管或者场效应管。例如，开关只有两种状态：通、断，三极管和场效应管工作有三种状态，1、截止，2、线性放大，3、饱和。开关电路使三极管或者场效应管只工作在状态1和状态3，例如以三极管和场效应管截止，集电极不吸收电流表示关；以三极管和场效应管饱和，发射极和集电极之间的电压差接近于0V时表示开。又如，开关电路用于数字电路时，输出电位接近0V时表示0，输出电位接近电源电压时表示1。所述开关电路的控制端连接所述数据发送电路，用于根据所述数据发送电路的发送数据控制所述开关电路的导通或关断。控制端为基极、发射极或集电极，优选的，控制端为基极；对应的，对于场效应管，控制端为栅极、漏极或源极，优选的，控制端为栅极；优选的，场效应管选用绝缘栅型场效应管（MOSFET，Metal Oxide Semiconductor FET）。优选的，绝缘栅型场效应管控制端为栅极，其漏极连接所述恒流电路，源极连接所述桥式整流电路的第二输出端；又如，其源极连接所述恒流电路，漏极连接所述桥式整流电路的第二输出端。
优选的，所述恒流二极管电路中，所述桥式整流电路的第一输出端、第二输出端之间分别并联设置第三电阻与第二电容，即组成又一个RC电路，桥式整流电路的第一输出端连接该RC电路的一端，该RC电路的另一端连接所述桥式整流电路的第二输出端。
优选的，所述恒流二极管电路中，所述桥式整流电路的第二输出端还通过第二电容连接到所述恒流电路的输出端；和/或，所述桥式整流电路的第二输出端还连接第一二极管的阳极，第一二极管的阴极连接所述恒流电路的输出端。
优选的，所述恒流二极管电路中，所述数据接收电路设置一串行接口数据缓存器，用于缓存数据。优选的，所述恒流二极管电路还设置一显示电路以及LED显示器；显示电路的接收端分别连接所述数据接收电路的数据接收端口、所述数据发送电路的数据发送端口，用于获取所述数据接收电路所接收的数据，以及所述数据发送电路所发送的数据；显示电路的发送端连接所述LED显示器，通过所述LED显示器显示所述数据；显示电路的输入端、输出端分别连接所述桥式整流电路的第一输出端、第二输出端。例如，从串行接口数据缓存器中获取所述数据接收电路所接收的数据。优选的，还在所述桥式整流电路的第一输出端与所述数据发送电路的数据发送端口之间设置第四电阻。
进一步地，本发明的实施例还可以是，上述各实施例的各技术特征，相互组合形成的仪表总线从设备接口的恒流二极管电路。上述各实施例，可以省去TSS721等接口芯片，也不需要恒流调试，大大提高了工作效率，增强了系统稳定性与一致性，也大大降低了温飘的影响。
需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种仪表总线从设备接口的恒流二极管电路，其特征在于，包括桥式整流电路、恒流电路、数据接收电路以及数据发送电路； 
所述桥式整流电路的两个输入端用于分别连接仪表总线的两条传输线；
所述桥式整流电路的第一输出端分别连接所述恒流电路的输入端、所述数据接收电路；
所述恒流电路包括至少一恒流二极管；
所述恒流电路的输出端通过所述开关电路连接所述桥式整流电路的第二输出端；
所述数据接收电路设置数据接收端口，用于接收数据；
所述数据发送电路设置数据发送端口，用于发送数据；
所述开关电路的控制端连接所述数据发送电路，用于根据所述数据发送电路的发送数据控制所述开关电路的导通或关断。
2.根据权利要求1所述恒流二极管电路，其特征在于，所述桥式整流电路的第一输出端通过第一电阻后，再分别连接所述恒流电路、所述数据接收电路。
3.根据权利要求2所述恒流二极管电路，其特征在于，所述第一电阻两端还并联第一电容。
4.根据权利要求1所述恒流二极管电路，其特征在于，所述恒流电路仅设置一个恒流二极管；或者，所述恒流电路包括若干串联的恒流二极管；或者，所述恒流电路包括若干并联的恒流二极管。
5.根据权利要求4所述恒流二极管电路，其特征在于，所述恒流电路通过第二电阻连接所述开关电路。
6.根据权利要求4所述恒流二极管电路，其特征在于，所述开关电路为三极管或者场效应管。
7.根据权利要求6所述恒流二极管电路，其特征在于，所述桥式整流电路的第一输出端、第二输出端之间分别并联设置第三电阻与第二电容。
8.根据权利要求7所述恒流二极管电路，其特征在于，所述桥式整流电路的第二输出端还通过第二电容连接到所述恒流电路的输出端。
9.根据权利要求1至8任一所述恒流二极管电路，其特征在于，所述数据接收电路设置一串行接口数据缓存器。
10.根据权利要求7所述恒流二极管电路，其特征在于，还设置一显示电路以及LED显示器；
显示电路的接收端分别连接所述数据接收电路的数据接收端口、所述数据发送电路的数据发送端口，用于获取所述数据接收电路所接收的数据，以及所述数据发送电路所发送的数据；
显示电路的发送端连接所述LED显示器，通过所述LED显示器显示所述数据；
显示电路的输入端、输出端分别连接所述桥式整流电路的第一输出端、第二输出端。
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