CN203775233U - 一种短路保护自恢复的m-bus电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及到一种M-BUS通信电路，尤其是一种涉及热力行业的能自动适应短路检测、自动恢复通道的短路保护自恢复的M-BUS电路，由上、下位机，前端电源保护电路，数据电平转换电路，总线下行电压信号调制电路，上行电流信号接收解调电路，总线通道切换电路，总线短路保护电路组成，本实用新型利用运算放大器的特性，增强远程负载对主站电压调制的影响，保障总线电压作稳定；分立器件的使用使成本降低；多级隔离方式的采用，提高电路抗干扰性能，提升远程通信能力；总线连接无方向，拓扑连接可使用任意连接方式，配套总线下行电压信号调制电路和上行电流信号接收解调电路，提高数据传输稳定性，不易短路，功耗低，结构简单安全实用。

Description

一种短路保护自恢复的M-BUS电路
技术领域
本实用新型涉及一种M-BUS通信电路，尤其是一种涉及热力行业的能自动适应短路检测、自动恢复通道的短路保护自恢复的M-BUS电路。
背景技术
M-BUS仪表总线是热力行业应用较多的一种仪表总线结构，M-BUS主要特点是两条无极性传输线，同时供电和传输串行数据，而各个子站（以不同的ID确认）并联在M-BUS总线上，从而实现主站和从机的组网通信；M-BUS总线以其结构简单，造价低廉的优势，应用于各类仪表或相关装置的能耗类智能管理系统中传输数据，但目前在实际使用中，因用户或不可抗拒的因素往往导致两条传输线容易短路，而市场上应用的M-BUS总线没有通信短路的保护措施，容易造成通信电路短路瘫痪。
发明内容
本实用新型针对现有M-BUS通信电路的技术不足，提供了一种短路保护自恢复的M-BUS电路，该实用新型使用方便，简单可靠，不仅提高了总线的负载量，并适时检测短路故障，自动切断故障源，上报短路信息，在故障排除后自动恢复通道，解决总线短路问题。
本实用新型通过以下技术方案来实现：一种短路保护自恢复的M-BUS电路，由上位机、下位机、前端电源保护电路、数据电平转换电路、总线下行电压信号调制电路、上行电流信号接收解调电路、总线通道切换电路和总线短路保护电路组成；所述上位机连接数据电平转换电路、总线下行电压信号调制电路、上行电流信号接收解调电路和总线通道切换电路，并通过M-BUS连接下位机；
所述数据电平转换电路、总线下行电压信号调制电路和上行电流信号接收解调电路通过前端电源保护电路连接供电电源；
所述总线通道切换电路连接总线短路保护电路；
所述前端电源保护电路由自恢复保险丝、压敏电阻和TVS管组成，以避免电源电压异常现象导致烧毁器件，起到保护作用；
所述数据电平转换电路，是将处理器TTL电平转换为符合M-BUS电平协议的信号，由光耦隔离器件、三极管、运算放大器组成，以实现低电压信号转换为高电压信号；
所述总线下行电压信号调制电路，是将数据转换电路出来的信号按M-BUS电平特性下发给从机，由运算放大器，阻容器件组成；
所述上行电流信号接收解调电路，由比较器、高速隔离光耦器件和高精度阻容器件组成，用来检测从机在上传数据时以总线电流变化的形式表示的数据信号，它将电流信号转换为电压信号，它借比较器高精度高速率特点，来准确无误的接受上传的数据，从而实现下位机和上位机通信； 
所述总线通道切换电路，由光耦继电器、三极管、稳压管和电阻组成；多通道的设置方式，解决单通道负载量超载，用来提高带负载能力，更好的解决了从机供电问题，有效避免了单通道多负载通信时供电干扰问题；
所述总线短路保护电路，由光耦继电器、热敏电阻以及TVS管组成，以实现实时检测，快速自动切断通道，将故障点隔离出去，上报故障信息给主站集中器，当故障解除后，自动恢复通道，再次正常工作。
本实用新型的有益效果是，一种短路保护自恢复的M-BUS电路，利用运算放大器的特性，增强了远程负载对主站电压调制的影响，使从机对主站的影响消除，保障了总线电压的工作稳定；分立器件的使用，使本实用新型成本较低；多级隔离方式的采用，提高了电路的抗干扰性能，提升了远程通信能力；总线连接无方向，拓扑连接可使用任意连接方式，配套的总线下行电压信号调制电路和上行电流信号接收解调电路，提高数据传输稳定性，不易短路，功耗低，结构简单，安全实用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为一种短路保护自恢复的M-BUS电路的结构框图。
图中，1.上位机，2.下位机，3.数据电瓶转换电路，4.总线下行电压信号调制电路，5.上行电流信号接收解调电路，6.总线通道切换电路，7.前端电源保护电路，8.总线短路保护电路，9.供电电源。
具体实施方式
参照附图，一种短路保护自恢复的M-BUS电路，由上位机1、下位机2、前端电源保护电路7、数据电平转换电路3、总线下行电压信号调制电路4、上行电流信号接收解调电路5、总线通道切换电路6和总线短路保护电路8组成，所述上位机1连接数据电平转换电路3、总线下行电压信号调制电路4、上行电流信号接收解调电路5和总线通道切换电路6，并通过M-BUS连接下位机2。
所述数据电平转换电路3、总线下行电压信号调制电路4和上行电流信号接收解调电路5通过前端电源保护电路7连接供电电源9。
所述总线通道切换电路6连接总线短路保护电路8。
所述前端电源保护电路7由自恢复保险丝、压敏电阻和TVS管组成，以避免电源电压异常现象导致烧毁器件，起到保护作用。
所述数据电平转换电路3，是将处理器TTL电平转换为符合M-BUS电平协议的信号，由光耦隔离器件、三极管、运算放大器组成，以实现低电压信号转换为高电压信号。
所述总线下行电压信号调制电路4，是将数据转换电路出来的信号按M-BUS电平特性下发给从机，由运算放大器，阻容器件组成。
所述上行电流信号接收解调电路5，由比较器、高速隔离光耦器件和高精度阻容器件组成，用来检测从机在上传数据时以总线电流变化的形式表示的数据信号，它将电流信号转换为电压信号，它借比较器高精度高速率特点，来准确无误的接受上传的数据，从而实现下位机和上位机通信。 
所述总线通道切换电路6，由光耦继电器、三极管、一个稳压管和电阻组成；多通道的设置方式，解决单通道负载量超载，用来提高带负载能力，更好的解决了从机供电问题，有效避免了单通道多负载通信时供电干扰问题。
所述总线短路保护电路8，由光耦继电器、热敏电阻以及TVS管组成，以实现实时检测，快速自动切断通道，将故障点隔离出去，上报故障信息给主站集中器，当故障解除后，自动恢复通道，再次正常工作。

Claims (5)

1.一种短路保护自恢复的M-BUS电路，由上位机、下位机、前端电源保护电路、数据电平转换电路、总线下行电压信号调制电路、上行电流信号接收解调电路、总线通道切换电路、总线短路保护电路组成；其特征在于，上位机连接数据电平转换电路、总线下行电压信号调制电路、上行电流信号接收解调电路和总线通道切换电路，并通过M-BUS连接下位机；数据电平转换电路、总线下行电压信号调制电路和上行电流信号接收解调电路，通过前端电源保护电路连接供电电源，总线通道切换电路连接总线短路保护电路。
2.根据权利要求1所述的短路保护自恢复的M-BUS电路，其特征在于，所述前端电源保护电路由自恢复保险丝、压敏保护器以及TVS管组成。
3.根据权利要求1所述的短路保护自恢复的M-BUS电路，其特征在于，所述下行电压信号调制电路，由运算放大器，阻容器件组成。
4.根据权利要求1所述的短路保护自恢复的M-BUS电路，其特征在于，所述上行电流信号接收解调电路，由比较器、高速隔离光耦器件、高精度阻容器件组成。
5.根据权利要求1所述的短路保护自恢复的M-BUS电路，其特征在于，所述总线通道切换电路，由光耦继电器、三极管、稳压管和电阻组成。
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