CN109445505B - 一种dali总线供电电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种DALI总线供电电路，包括依次连接的电压源、限流电路和端口，还包括电压基准元件、放大电路和反馈电路，所述电压基准元件和反馈电路并联，所述电压基准元件的输入端和反馈电路的输入端分别与端口连接，所述电压基准元件的输出端和反馈电路的输出端与放大电路的输入端连接，所述放大电路的输出端与限流电路连接。本发明的电压基准元件对总线设备状态进行判断，并根据总线设备状态对电路信号进行调整，放大电路确保了数据远距离传输有足够的压降，进而降低了对电压源的高电压要求，反馈电路保证了产品的稳定性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及供电电路的技术领域，尤其是一种DALI总线供电电路。
背景技术
DALI通讯接口协议编码简单，通信可靠，通过两线电压差识别高低电平，大于9.5V为高电平，小于6.5V为低电平。通常的DALI设备接口电路如图4所示，最大容许连接64个总线设备。现有的DALI总线供电电路如图2所示，包括依次连接的电压源、限流电路和端口，电压源采用18-22.5V的电压源，限流电路包括三极管Q1、电阻R1、电阻R15和复合二极管D6，端口与DALI设备接口电路连接。
现有的DALI总线供电电路的电路特点是，通过限流电路限定最大电流输出，输出电流大小由电阻R15决定，高电平压降由电阻R1决定，电阻R1的阻值越小，高电平压降越小，但同时低电平的电流输出将变大，为抑制这变化，R1的阻值不能太小，必须大于1kΩ。
现有的DALI总线供电电路存在如下几方面的问题：
1.当远端连接总线设备时，线路压降加大，低电平容易超标，导致数据传输距离能力下降。
2.为确保DALI设备接口电路连接64个从机设备的要求，必须保证输出总线电流大于130mA，输出总线电压大于12V，考虑三极管Q1正常工作所需压降，电压源必须大于18V。
3.当无总线设备拉低时，现有的DALI总线供电电路的输出总线电流大于130mA，输出总线电压小于6.5V，导致三极管Q1低电平功耗比高电平至少增加0.8W以上，三极管Q1发热，设备可靠性下降。
4.当总线出现短路时，缺乏短路保护功能，三极管Q1的功耗大于2W，很容易发热损坏，成本加大。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种能够确保数据长距离传输、对电压源要求低、产品可靠性更高、无器件损坏风险的DALI总线供电电路。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种DALI总线供电电路，包括依次连接的电压源、限流电路和端口，还包括电压基准元件、放大电路和反馈电路，所述电压基准元件和反馈电路并联，所述电压基准元件的输入端和反馈电路的输入端分别与端口连接，所述电压基准元件的输出端和反馈电路的输出端与放大电路的输入端连接，所述放大电路的输出端与限流电路连接。
进一步，所述电压基准元件采用稳压二极管D8，稳压二极管D8的阴极与端口的正极端连接，稳压二极管D8的阳极经一电阻R4与放大电路的输入端连接，稳压二极管D8的阳极还经一电阻R5接地。
进一步，所述反馈电路包括电容C44和电阻R63，电容C44和电阻R63串联，电容C44的一端与端口的正极端连接，电容C44的另一端与电阻R63的一端连接，电阻R63的另一端与放大电路的输入端连接。
进一步，所述放大电路包括三极管Q4，三极管Q4的基极分别与电压基准元件的输出端和反馈电路的输出端连接，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的集电极经一电阻R2与限流电路连接。
进一步，所述限流电路包括电阻R14、三极管Q3、复合二极管D5和电阻R16，三极管Q3的基极经复合二极管D5与电压源连接，三极管Q3的基极还与放大电路的输出端连接，三极管Q3的基极还经电阻R16与端口的正极端连接，三极管Q3的发射极经电阻R14与电压源连接，三极管Q3的集电极与端口的正极端连接。
进一步，所述电压源采用12-22.5V的电压源。
本发明的有益效果是：本发明的电压基准元件对总线设备状态进行判断，并根据总线设备状态对电路信号进行调整，放大电路确保了数据远距离传输有足够的压降，进而降低了对电压源的高电压要求，反馈电路保证了产品的稳定性和可靠性。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步描述：
图1是本发明DALI总线供电电路较佳实施例的工作原理框图；
图2是现有的DALI总线供电电路的电路图；
图3是本发明DALI总线供电电路较佳实施例的电路图；
图4是DALI设备接口电路的电路图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
参照图1、3，本实施例的DALI总线供电电路，包括依次连接的电压源1、限流电路2和端口3，还包括电压基准元件4、放大电路5和反馈电路6，所述电压基准元件4和反馈电路6并联，所述电压基准元件4的输入端和反馈电路6的输入端分别与端口3连接，所述电压基准元件4的输出端和反馈电路6的输出端与放大电路5的输入端连接，所述放大电路5的输出端与限流电路2连接。
所述电压基准元件4采用稳压二极管D8，稳压二极管D8的阴极与端口3的正极端DVLI+连接，稳压二极管D8的阳极经一电阻R4与放大电路5的输入端连接，稳压二极管D8的阳极还经一电阻R5接地。所述反馈电路6包括电容C44和电阻R63，电容C44和电阻R63串联，电容C44的一端与端口3的正极端DVLI+连接，电容C44的另一端与电阻R63的一端连接，电阻R63的另一端与放大电路5的输入端连接。所述放大电路5包括三极管Q4，三极管Q4的基极分别与电压基准元件4的输出端和反馈电路6的输出端连接，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的集电极经一电阻R2与限流电路2连接。所述限流电路2包括电阻R14、三极管Q3、复合二极管D5和电阻R16，三极管Q3的基极经复合二极管D5与电压源1连接，三极管Q3的基极还与放大电路5的输出端连接，三极管Q3的基极还经电阻R16与端口3的正极端DVLI+连接，三极管Q3的发射极经电阻R14与电压源1连接，三极管Q3的集电极与端口3的正极端DVLI+连接。所述电压源1采用12-22.5V的电压源。
本实施例的DALI总线供电电路在供电时存在以下几种情况：
1.当无总线设备拉低时，端口3的正极端DVLI+和负极端DALI-间总线压差大于12V，稳压二极管D8导通，电流I4b经电阻R4流到三极管Q4的bc极，三极管Q4的ce极开启，I4c＝β4*I4b，I4c＝Ix+I3b，I3b＝0.7/[(β3+1)*R14]，I3c<0.7/R14，三极管Q3处于饱和导通状态，供电回路压降小，三极管Q3的发热功耗小；同时，总线压差与识别高电平9.5V存在压差，确保高电平远距离传输有足够的压降；
2.当总线设备拉低总线时，即图3DALI设备接口电路的端口3的DALI TX1端输入低电平时，三极管Q2导通，端口3的正极端DVLI+和负极端DALI-间总线压差降低，I4b变小，导致I4c变小；同时，总线压差变化经电容C44、电阻R63组成的反馈电路6，耦合到三极管Q4的基极，促使三极管Q4加速截止，当I4c<I3c/(β3+1)时，I3c变小，总线压差减小，当总线压差<6.5V时，三极管Q4完全截止，I3c≈β3*(15-6.5)/16，通过电阻R16的取值可使该电流I3c限制在8-20mA间，当远端连接总线设备时，线路压降很低，确保低电平远距离传输有足够的压降，提升了设备的稳定性和可靠性；
3.当拉低设备放弃拉低时，即图3DALI设备接口电路的端口3的三极管Q2截止，因I3c约8-20mA间的电流未变，总线压差快速上升，当总线压差>6.5v时，稳压二极管D8导通，电流I4b经电阻R4到三极管Q4的bc极，电流I4c变大，输出电平变化经反馈电路6加速耦合到三极管Q4基极，促使三极管Q4加速导通，电流I3c跟随电流I4c变大，加速高电平的建立，直到三极管Q3饱和导通，进入情况1所描述的状态；
4.当总线短路时，稳压二极管D8截止，三极管Q4也完全截止，I3c≈β3*15/R16<20mA，三极管Q3功耗小于0.3W，能够有效保护电压源1及三极管Q3不受损坏。
综上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然能够对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中不乏技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种DALI总线供电电路，包括依次连接的电压源(1)、限流电路(2)和端口(3)，其特征在于：还包括电压基准元件(4)、放大电路(5)和反馈电路(6)，所述电压基准元件(4)和反馈电路(6)并联，所述电压基准元件(4)的输入端和反馈电路(6)的输入端分别与端口(3)连接，所述电压基准元件(4)的输出端和反馈电路(6)的输出端与放大电路(5)的输入端连接，所述放大电路(5)的输出端与限流电路(2)连接，所述限流电路(2)包括电阻R14、三极管Q3、复合二极管D5和电阻R16，三极管Q3的基极经复合二极管D5与电压源(1)连接，三极管Q3的基极还与放大电路(5)的输出端连接，三极管Q3的基极还经电阻R16与端口(3)的正极端连接，三极管Q3的发射极经电阻R14与电压源(1)连接，三极管Q3的集电极与端口(3)的正极端连接。
2.根据权利要求1所述的DALI总线供电电路，其特征在于：所述电压基准元件(4)采用稳压二极管D8，稳压二极管D8的阴极与端口(3)的正极端连接，稳压二极管D8的阳极经一电阻R4与放大电路(5)的输入端连接，稳压二极管D8的阳极还经一电阻R5接地。
3.根据权利要求1所述的DALI总线供电电路，其特征在于：所述反馈电路(6)包括电容C44和电阻R63，电容C44和电阻R63串联，电容C44的一端与端口(3)的正极端连接，电容C44的另一端与电阻R63的一端连接，电阻R63的另一端与放大电路(5)的输入端连接。
4.根据权利要求1所述的DALI总线供电电路，其特征在于：所述放大电路(5)包括三极管Q4，三极管Q4的基极分别与电压基准元件(4)的输出端和反馈电路(6)的输出端连接，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的集电极经一电阻R2与限流电路(2)连接。
5.根据权利要求1所述的DALI总线供电电路，其特征在于：所述电压源(1)采用12-22.5V的电压源。
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