CN203398843U - 一种基于m-bus总线设备的辅助电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于M-BUS总线设备的辅助电源，其主要技术特点是：包括电池电容器、恒流源和控制开关；恒流源的输入端与M-BUS总线接口电路的电源输出端VCC相连接，该恒流源的输出端与电池电容器相连接，该电池电容器的输出直接用作总线设备的电源连到总线设备主芯片的VDD端及采样端口，该总线设备主芯片的充电控制端通过控制开关控制恒流源输出的接通与断开。本实用新型采用电池电容器做辅助电源，支持总线设备持续小电流和瞬间大电流的工作，同时，每个总线设备的电池电容器只向总线驱动器攫取平均20mA左右的电流，减小了总线驱动器负载的波动，提高了总线通讯的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型属于电源技术领域，尤其是一种基于M-BUS总线设备的辅助电源。
背景技术
M-BUS总线可广泛用于工业控制领域。一般情况下，连接到M-BUS总线的设备可以通过2根通讯总线获得一定容量的电源供给。但是，当总线驱动器能力不能满足所有总线设备满负荷工作对电源容量的需求时，总线设备会出现工作不正常的情况，同时总线驱动器负载会变化剧烈，对整个总线通讯稳定性产生不利影响。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提出一种设计合理、性能稳定的基于M-BUS总线设备的辅助电源。
本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种基于M-BUS总线设备的辅助电源，包括电池电容器、恒流源和控制开关；恒流源的输入端与M-BUS总线接口电路的电源输出端VCC相连接，该恒流源的输出端与电池电容器相连接，该电池电容器的输出直接用作总线设备的电源连到总线设备主芯片的VDD端及采样端口，该总线设备主芯片的充电控制端通过控制开关控制恒流源输出的接通与断开。
而且，所述的恒流源由晶体管Q1、电压基准Z1、电阻R1、R2连接构成；所述的控制开关由晶体管Q2、电阻R3连接构成。
而且，所述恒流源、控制开关及电池电容器的连接关系为：晶体管Q1的集电极及电阻R1的一端与M-BUS总线接口电路的电源输出端VCC相连接，晶体管Q1的发射极与电阻R2的一端及电压基准Z1的参考极相连接，晶体管Q1的基极与晶体管Q2的集电极、电阻R1的另一端及电压基准Z1的阴极相连接，电阻R2的另一端、电压基准Z1的阳极及电池电容器的正极相连接，该电池电容器的正 极与总线设备主芯片的VDD端及MCU的采样端口相连接，所述的晶体管Q2的基极通过电阻R3与总线设备主芯片的充电控制端相连接。
而且，所述的电池电容器采用SPC1520电池电容器。
本实用新型的优点和积极效果是：
1、本实用新型采用电池电容器做辅助电源，支持总线设备持续小电流和瞬间大电流的工作，同时，每个总线设备的电池电容器只向总线驱动器攫取平均20mA左右的电流，减小了总线驱动器负载的波动，提高了总线通讯的稳定性。
2、本实用新型与用电池做辅助电源有很大优越性：电池电容器的能量储、放过程是物理过程，清洁、环保，同时电池电容器充放电的循环寿命是电池的几十、几百倍，成本大大低于电池，特别适合瞬间提供大功率输出的应用。
附图说明
图1是本实用新型的电路方框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述。
一种基于M-BUS总线设备的辅助电源，如图1所示，包括电池电容器CC、恒流源、控制开关。恒流源的输入端与MBUS总线接口电路的电源输出端VCC相连接，VCC为M-BUS总线接口电路输出的直流电压，约为20V，该恒流源的输出端与电池电容器相连接；所述的电池电容器CC采用SPC1520电池电容器，其标称电压≥3.6V，其最大持续放电电流可达500mA，该电池电容器的输出直接用作总线设备的电源连到总线设备主芯片MCU的VDD端，同时作为主芯片MCU的AD转换的电压采样输入连到MCU的采样端口（B端），MCU通过B点不断采样进行AD转换来监测电池电容器CC上的电压值，总线设备主芯片MCU的充电控制端（A端）与控制开关相连接用于控制恒流源输出的接通与断开。
所述的恒流源由晶体管Q1、电压基准Z1、电阻R1、R2连接构成，该恒流源用于向电池电容器CC提供一个较为恒定的充电电流，电流大小约为(2.5V-0.6V)/R1=20mA。所述的控制开关由晶体管Q2、电阻R3连接构成，该晶体管Q2的基极通过电阻R3与总线设备主芯片MCU的充电控制端（A端）相连接，由MCU控制恒流源输出的接通与断开。在本实施例中，晶体管Q1、Q2采用8050 三极管，电压基准Z1采用TL431可控精密稳压源。本辅助电源电路的具体连接关系为：晶体管Q1的集电极及电阻R1的一端与MBUS总线接口电路的电源输出端VCC相连接，晶体管Q1的发射极与电阻R2的一端及电压基准Z1的参考极相连接，晶体管Q1的基极与晶体管Q2的集电极、电阻R1的另一端及电压基准Z1的阴极相连接，电阻R2的另一端、电压基准Z1的阳极及电池电容器CC的正极相连接，该电池电容器CC的正极与总线设备主芯片MCU的电源端VDD及MCU的采样端口（B端）相连接。
本实用新型的工作原理是：总线设备主芯片MCU的MCU的充电控制端（A端）输出低电平，令晶体管Q2截止，晶体管Q1导通，恒流源输出接通，向CC充电。当CC上的电压上升到3.7V即已充满电时，被MCU监测到，MCU的充电控制端（A端）输出高电平，令Q2导通，Q1截止，恒流源输出断开，停止向CC充电。当CC向总线设备放电，电压下降到约3.3V时，MCU的充电控制端（A端）输出低电平，令Q2截止，Q1导通，又启动新一轮充电过程。当总线设备需要瞬时大功率输出时，其能量完全可以从CC上攫取。
需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。
Claims (4)
1.一种基于M-BUS总线设备的辅助电源，其特征在于：包括电池电容器、恒流源和控制开关；恒流源的输入端与M-BUS总线接口电路的电源输出端VCC相连接，该恒流源的输出端与电池电容器相连接，该电池电容器的输出直接用作总线设备的电源连到总线设备主芯片的VDD端及采样端口，该总线设备主芯片的充电控制端通过控制开关控制恒流源输出的接通与断开。
2.根据权利要求1所述的一种基于M-BUS总线设备的辅助电源，其特征在于：所述的恒流源由晶体管Q1、电压基准Z1、电阻R1、R2连接构成；所述的控制开关由晶体管Q2、电阻R3连接构成。
3.根据权利要求2所述的一种基于M-BUS总线设备的辅助电源，其特征在于：所述恒流源、控制开关及电池电容器的连接关系为：晶体管Q1的集电极及电阻R1的一端与M-BUS总线接口电路的电源输出端VCC相连接，晶体管Q1的发射极与电阻R2的一端及电压基准Z1的参考极相连接，晶体管Q1的基极与晶体管Q2的集电极、电阻R1的另一端及电压基准Z1的阴极相连接，电阻R2的另一端、电压基准Z1的阳极及电池电容器的正极相连接，该电池电容器的正极与总线设备主芯片的VDD端及MCU的采样端口相连接，所述的晶体管Q2的基极通过电阻R3与总线设备主芯片的充电控制端相连接。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种基于M-BUS总线设备的辅助电源，其特征在于：所述的电池电容器采用SPC1520电池电容器。
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|---|---|---|---|---|
| CN110311845A (zh) * | 2019-07-27 | 2019-10-08 | 深圳市骏普科技开发有限公司 | 一种电池供电式m-bus总线供电方法 |
| CN110492567A (zh) * | 2019-06-26 | 2019-11-22 | 上海云衡科技有限公司 | 供电系统 |
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2013
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