CN110838853A - 一种两线制通信电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种两线制通信电路，包括主模块和从模块，其中主模块包括：电源、采样电阻、与采样电阻并联的电压检测电路、电流输入端与电源和采样电阻均连接并形成电流回路的H桥电路；H桥电路的两个中点作为主模块的两个主接线柱；从模块包括：两端与两个从接线柱分别连接的电压极性检测电路、输入端与两个从接线柱分别连接的整流电路、两端与整流电路的输出端分别连接的动作电路、输入端与动作电路的两端分别连接的负载电路；动作电路包括串联的动作电阻和动作开关；主接线柱与从接线柱连接。本申请实现了稳定可靠、抗干扰较强的两线通信，正确率高且通信距离更远；与此同时主模块还通过这两条通信线对负载电路供电，明显降低了线路运行成本。

Description

一种两线制通信电路

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种两线制通信电路。

背景技术

目前空调主控板与线控器的通信，多使用四线制，即两根电源线加两根通信线，此通信方式电线成本高，且对线序有严格要求，易接错导致失效；因此研发人员在两根电源线上叠加通讯信号，实现了两线制通讯和无极性接线，如专利CN 207852079U与CN106326174A所示。

但是，在这两个专利中，通信双方都是通过电压幅值来传输数据“0”和“1”，这一方法的缺点在于，通信线上可能存在各种干扰电压，通信数据容易被干扰，导致通信数据正确率下降，且通讯距离相对较短，应用上受到限制。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是目前本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种两线制通信电路。其具体方案如下：

一种两线制通信电路，包括主模块和从模块，其中：

所述主模块包括：电源、采样电阻、与所述采样电阻并联的电压检测电路、电流输入端与所述电源和所述采样电阻均连接并形成电流回路的H桥电路；所述H桥电路的两个中点作为所述主模块的两个主接线柱；

所述从模块包括：两端与两个从接线柱分别连接的电压极性检测电路、输入端与两个所述从接线柱分别连接的整流电路、两端与所述整流电路的输出端分别连接的动作电路、输入端与所述动作电路的两端分别连接的负载电路；所述动作电路包括串联的动作电阻和动作开关；

所述主接线柱与所述从接线柱连接。

优选的，所述两线制通信电路还包括：

位于所述主模块或所述从模块、用于将所述主接线柱或所述从接线柱的两端电压反向的反向器。

优选的，所述反向器具体用于：

当校验不通过时，对所述主接线柱或所述从接线柱的两端电压反向。

优选的，所述负载电路的输入端通过二极管与所述动作电路的两端连接；所述二极管的阳极朝向所述整流电路的正输出端，或所述二极管的阴极朝向所述整流电路的负输出端。

优选的，所述负载电路的输入端通过稳压电路与所述二极管或所述动作电路连接。

优选的，所述稳压电路具体为三端稳压器或DC-DC电路。

优选的，所述H桥电路包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，其中：

所述第一开关的第一端和所述第三开关的第一端连接作为第一个所述电流输入端，所述第二开关的第一端与所述第四开关的第一端连接作为第二个所述电流输入端，所述第一开关的第二端和所述第四开关的第二端连接作为第一个所述主接线柱，所述第二开关的第二端和所述第三开关的第二端连接作为第二个所述主接线柱。

优选的，所述第一开关和所述第二开关由第一信号控制，所述第三开关和所述第四开关由第二信号控制，所述第一信号和所述第二信号反向。

优选的，所述两线制通信电路还包括主控制器，用于发送所述第一信号和所述第二信号，并通过所述电压检测电路获取从通讯信号。

优选的，所述两线制通信电路还包括从控制器，用于控制所述动作开关，并通过所述电压极性检测电路获取主通讯信号。

本申请公开了一种两线制通信电路，包括主模块和从模块，其中：所述主模块包括：电源、采样电阻、与所述采样电阻并联的电压检测电路、电流输入端与所述电源和所述采样电阻均连接并形成电流回路的H桥电路；所述H桥电路的两个中点作为所述主模块的两个主接线柱；所述从模块包括：两端与两个从接线柱分别连接的电压极性检测电路、输入端与两个所述从接线柱分别连接的整流电路、两端与所述整流电路的输出端分别连接的动作电路、输入端与所述动作电路的两端分别连接的负载电路；所述动作电路包括串联的动作电阻和动作开关；所述主接线柱与所述从接线柱连接。本申请实现了稳定可靠、抗干扰较强的两线通信：主模块通过H桥电路上的通断可产生两种相反极性的电压，从模块接收该电压并可利用电压极性检测电路识别；从模块通过动作开关的通断来控制和改变通过主模块中采样电阻的电流大小，主模块利用电压检测电路识别不同电流下采样电阻的电压。这种通信方式正确率高且通信距离更远；与此同时，本申请中主模块还通过这两条通信线对负载电路供电，明显降低了线路运行成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中一种两线制通信电路的结构分布图；

图2为本发明实施例中一种采样电压的波形示意图；

图3为本发明实施例中一种具体的两线制通信电路的结构分布图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前空调主控板与线控器的通信，多使用四线制，即两根电源线加两根通信线，此通信方式电线成本高，且对线序有严格要求，易接错导致失效；因此研发人员在两根电源线上叠加通讯信号，实现了两线制通讯和无极性接线，在当前技术中，通信双方都是通过电压幅值来传输数据“0”和“1”，这一方法的缺点在于，通信线上可能存在各种干扰电压，通信数据容易被干扰，导致通信数据正确率下降，且通讯距离相对较短，应用上受到限制。

本申请实现了稳定可靠、抗干扰较强的两线通信：主模块通过H桥电路上的通断可产生两种相反极性的电压，从模块接收该电压并可利用电压极性检测电路识别；从模块通过动作开关的通断来控制和改变通过主模块中采样电阻的电流大小，主模块利用电压检测电路识别不同电流下采样电阻的电压。这种通信方式正确率高且通信距离更远；与此同时，本申请中主模块还通过这两条通信线对负载电路供电，明显降低了线路运行成本。

本发明实施例公开了一种两线制通信电路，参见图1所示，包括主模块1和从模块2，其中：

主模块1包括：电源VCC、采样电阻R1、与采样电阻R1并联的电压检测电路V1、电流输入端与电源VCC和采样电阻R1均连接并形成电流回路的H桥电路；H桥电路的两个中点作为主模块1的两个主接线柱B11和B12；

从模块2包括：两端与两个从接线柱B21和B22分别连接的电压极性检测电路V2、输入端与两个从接线柱B21和B22分别连接的整流电路21、两端与整流电路21的输出端分别连接的动作电路22、输入端与动作电路22的两端分别连接的负载电路23；动作电路22包括串联的动作电阻R2和动作开关K2；

主接线柱B11和B12，与从接线柱B21和B22连接。

可以理解的是，本实施例中的H桥电路，即为常见的以H结构连接的四个开关，也就是说，H桥电路包括第一开关K11、第二开关K12、第三开关K13和第四开关K14，其中：

第一开关K11的第一端和第三开关K13的第一端连接作为第一个电流输入端，第二开关K12的第一端与第四开关K14的第一端连接作为第二个电流输入端，第一开关K11的第二端和第四开关K14的第二端连接作为第一个主接线柱B11，第二开关K12的第二端和第三开关K13的第二端连接作为第二个主接线柱B12。

可以理解的是，本实施例中的H桥电路的电流输入端与电源VCC和采样电阻R1均连接并形成电流回路，也就是说，H桥电路、电源VCC、采样电阻R1之间的连接方式有两种，既可以是电源VCC的正极与采样电阻R1的第一端连接，采样电阻R1的第二端与H桥电路的一个电流输入端连接，电源VCC的负极与H桥电路的另一个电流输入端连接，也可以是电源VCC的正极与H桥电路的一个电流输入端连接，H桥输入端的另一个电流输入端与采样电阻R1的第一端连接，电源VCC的负极与采样电阻R1的第二端连接。其中附图1则是按照第一种情况作的图。

在正常使用本实施例中的通信电路时，设置第一开关K11和第二开关K12由第一信号控制，第三开关和第四开关由第二信号控制，第一信号和第二信号反向。

也就是说，在同一通讯时刻，只有一组开关闭合，另一组开关断开，通讯时有两种情况，一是第一开关K11和第二开关K12闭合，第三开关K13和第四开关K14断开；二是第一开关K11和第二开关K12断开，第三开关K13和第四开关K14闭合。明显可以看出，两个主接线柱B11和B12在这两种情况下的电压差极性刚好相反，因此利用主控制器发送第一信号和第二信号来控制H桥电路的四个开关，进而可以控制两个主接线柱B11和B12以不同极性的两种电压差的形式向从模块2发送数据1和0，从接线柱B21和B22接收到主模块1发送的数据，电压极性检测电路V2对电压差进行极性检测，获取得到主通讯信号发送给从控制器。

可以理解的是，第一信号和第二信号可以有一个I/O端口和外加反向器控制，也可以分别由两个I/O端口控制，在由两个I/O端口控制时，还可以使四个开关都断开以切断从模块2的电源。

具体的，本实施例中提到的H桥电路中的第一开关K11、第二开关K12、第三开关K13和第四开关K14，通常为可控开关管，可选三极管、IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)管等。主控制器则可选MCU(Micro Control Unit，微控制单元)、CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)等，还可以由电源VCC直接供电。

类似的，从模块2的信号发送同样与开关的通断状态有关。可以理解的是，由于主接线柱B11和B12，与从接线柱B21和B22连接，在主模块1向从模块2发送主通讯信号的同时，电源VCC还向通过整流电路21向负载电路23供电。因此，动作电路22同样处于整流电路21的输出端，动作开关K2的通断控制动作电阻R2是否接入电源VCC的整个供电回路中，体现在通过采样电阻R1的电流值大小不同，进而电压检测电路V1采集到的电压值不同，如图2所示，对采样电阻R1和/或动作电阻R2的阻值适当调整，是检测点刚好在波形的设定值上下即可。

可以理解的是，动作开关K2的通断通常由从控制器来控制以发送从通讯信号，主控制器通过电压检测电路V1获取采样电阻的实际电压值，比较该实际电压值与设定值的大小，进而获取从通讯信号。

类似的，本实施例中提到的动作开关K2通常为可控开关管，可选三极管、IGBT管等。从控制器则可选MCU、CPLD、FPGA等，还可以作为负载电路23的一部分由整流电路21供电。

本申请公开了一种两线制通信电路，包括主模块和从模块，其中：主模块包括：电源、采样电阻、与采样电阻并联的电压检测电路、电流输入端与电源和采样电阻均连接并形成电流回路的H桥电路；H桥电路的两个中点作为主模块的两个主接线柱；从模块包括：两端与两个从接线柱分别连接的电压极性检测电路、输入端与两个从接线柱分别连接的整流电路、两端与整流电路的输出端分别连接的动作电路、输入端与动作电路的两端分别连接的负载电路；动作电路包括串联的动作电阻和动作开关；主接线柱与从接线柱连接。本申请实现了稳定可靠、抗干扰较强的两线通信：主模块通过H桥电路上的通断可产生两种相反极性的电压，从模块接收该电压并可利用电压极性检测电路识别；从模块通过动作开关的通断来控制和改变通过主模块中采样电阻的电流大小，主模块利用电压检测电路识别不同电流下采样电阻的电压。这种通信方式正确率高且通信距离更远；与此同时，本申请中主模块还通过这两条通信线对负载电路供电，明显降低了线路运行成本。

本发明实施例公开了一种具体的两线制通信电路，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。具体的：

本实施例中两线制通信电路还包括：

位于主模块1或从模块2、用于将主接线柱B11和B12或从接线柱B21和B22的两端电压反向的反向器。

具体的，反向器用于：当校验不通过时，对主接线柱B11和B12或从接线柱B21和B22的两端电压反向。

可以理解的是，虽然主接线柱B11和B12，与从接线柱B21和B22连接，但是由于电源线需要设计为无极性接线，从模块2接收到的主通讯信号有可能是反向的，此时需要为电压极性检测电路V2设置反向器，当多次接收到的数据错误、校验不通过时，控制反向器将电平反向；此外还可以有主控制器直接按需控制反向器使之工作。

本发明实施例公开了一种具体的两线制通信电路，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。具体的，参见图3所示：

负载电路23的输入端通过二极管D1与动作电路22的两端连接；

二极管D1的阳极朝向整流电路21的正输出端，或二极管D1的阴极朝向整流电路21的负输出端。

容易理解的是，二极管D1的设置，是为了避免动作开关K2动作时电流突变使负载电路23的电流反向对动作电阻R2放电，因此其内部电流方向也即为正常的整流电路21与负载电路23之间的电流方向。图3为二极管D1的阳极朝向整流电路21的正输出端的举例。

同时，二极管D1的设置可以改善通信波形，但二极管D1并非必须元件，当负载电路23的电容较小时，可以取消设置二极管D1。

进一步的，负载电路23的输入端通过稳压电路24与二极管D1或动作电路22连接。

具体的，稳压电路24具体为三端稳压器或DC-DC电路，具体连接方式可如图3示例。

可以理解的是，稳压电路24是为了进一步调整输入负载电路23的电压波形，使之更为稳定，提高电压质量。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种两线制通信电路进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种两线制通信电路，其特征在于，包括主模块和从模块，其中：

所述主模块包括：电源、采样电阻、与所述采样电阻并联的电压检测电路、电流输入端与所述电源和所述采样电阻均连接并形成电流回路的H桥电路；所述H桥电路的两个中点作为所述主模块的两个主接线柱；

所述从模块包括：两端与两个从接线柱分别连接的电压极性检测电路、输入端与两个所述从接线柱分别连接的整流电路、两端与所述整流电路的输出端分别连接的动作电路、输入端与所述动作电路的两端分别连接的负载电路；所述动作电路包括串联的动作电阻和动作开关；

所述主接线柱与所述从接线柱连接。

2.根据权利要求1所述两线制通信电路，其特征在于，还包括：

位于所述主模块或所述从模块、用于将所述主接线柱或所述从接线柱的两端电压反向的反向器。

3.根据权利要求2所述两线制通信电路，其特征在于，所述反向器具体用于：

当校验不通过时，对所述主接线柱或所述从接线柱的两端电压反向。

4.根据权利要求1所述两线制通信电路，其特征在于，所述负载电路的输入端通过二极管与所述动作电路的两端连接；所述二极管的阳极朝向所述整流电路的正输出端，或所述二极管的阴极朝向所述整流电路的负输出端。

5.根据权利要求4所述两线制通信电路，其特征在于，

所述负载电路的输入端通过稳压电路与所述二极管或所述动作电路连接。

6.根据权利要求5所述两线制通信电路，其特征在于，所述稳压电路具体为三端稳压器或DC-DC电路。

7.根据权利要求1至6任一项所述两线制通信电路，其特征在于，所述H桥电路包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，其中：

所述第一开关的第一端和所述第三开关的第一端连接作为第一个所述电流输入端，所述第二开关的第一端与所述第四开关的第一端连接作为第二个所述电流输入端，所述第一开关的第二端和所述第四开关的第二端连接作为第一个所述主接线柱，所述第二开关的第二端和所述第三开关的第二端连接作为第二个所述主接线柱。

8.根据权利要求7所述两线制通信电路，其特征在于，

所述第一开关和所述第二开关由第一信号控制，所述第三开关和所述第四开关由第二信号控制，所述第一信号和所述第二信号反向。

9.根据权利要求8所述两线制通信电路，其特征在于，还包括主控制器，用于发送所述第一信号和所述第二信号，并通过所述电压检测电路获取从通讯信号。

10.根据权利要求9所述两线制通信电路，其特征在于，还包括从控制器，用于控制所述动作开关，并通过所述电压极性检测电路获取主通讯信号。

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