CN204595531U

CN204595531U - 一种回路总线控制电路

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Publication number: CN204595531U
Application number: CN201520299677.XU
Authority: CN
Inventors: 郑怡; 史建群
Original assignee: SONGJIANG FEIFAN ELECTRONIC CO Ltd
Current assignee: SONGJIANG FEIFAN ELECTRONIC CO Ltd
Priority date: 2015-05-11
Filing date: 2015-05-11
Publication date: 2015-08-26
Anticipated expiration: 2025-05-11

Abstract

本实用新型涉及电机技术领域，具体来说是一种回路总线控制电路，回路总线控制电路包括主控芯片，接插件，稳压模块电路，电压转换输出模块及信号输出模块，电压转换输出模块包括过流保护模块、总线电流采样电路，总线输出、短路保护电路，总线输出电压采样电路及EMC抑制回路，主控芯片分别连接接插件、信号输出模块、总线电流采样电路、总线输出电压采样电路、过流保护模块、总线输出、短路保护电路，总线输出电压采样电路连接EMC抑制回路，EMC抑制回路连接接插件。本电路总线电压输出为24V或30V，并通过电流及电压采样电路得到总线电流值、电压值从而监控总线输出是否过流或短路，并通过简单的三极管及电阻构成过流保护模块，电路稳定且成本较低。

Description

一种回路总线控制电路

[技术领域]

本实用新型涉及电路控制技术领域，具体来说是一种回路总线控制电路。

[背景技术]

随着我国现代化建设的发展，各种类型工业建筑建设正在加快发展，在建设过程中，尤其是对火灾的防范越来越被人们所重视。近年来国家消防法已颁布和实施了相关的法律法规，工程建设中对火灾的防范被提高到法律的高度。对消防系统要求贯彻的“预防为主，防消结合”的原则又标志着火灾自动报警系统将扮演更加重要的角色。

火灾自动报警系统是为了让人们早期发现火灾，并及时采取有效措施，控制和扑灭火灾，所以对于火灾自动报警系统来说，其中的回路总线控制电路的稳定性及可靠性尤为重要。回路总线控制板是总线制火灾报警控制器的核心部件，负责对连接在二根传输导线上(简称二总线)的所有火灾报警探测器、输入模块、输入输出模块等模块的供电，将各类命令传送给二总线上模块，接收二总线上模块的回答数据；通过SPI总线与上位机相连，既接收上位机的命令和数据，同时将二总线上模块的状态数据传送给上位机；回路总线控制板具有一定的智能算法能力，对模拟量型火灾报警探测器所采集的现场烟雾浓度、温度等物理参数，采用必要的技术处理，对各项环境数据进行对比判断，从而准确地预报火警，避免误报和漏报现象。

[发明内容]

本实用新型的目的是为了给火灾自动报警系统提供一种低成本、稳定可靠、能准确预报火警的采用简单元件组成的回路总线控制电路。

为了实现上述目的，设计一种回路总线控制电路，回路总线控制电路包括主控芯片U1，接插件J1、J2、J3，稳压模块电路，电压转换输出模块及信号输出模块，所述的电压转换输出模块包括过流保护模块、总线电流采样电路，总线输出、短路保护电路，总线输出电压采样电路及EMC抑制回路，所述的主控芯片U1分别连接接插件J1、J3、信号输出模块、总线电流采样电路、总线输出电压采样电路、过流保护模块、总线输出、短路保护电路，所述的总线输出电压采样电路连接EMC抑制回路，EMC抑制回路连接接插件J2。

所述的过流保护模块包括三极管T1、T2、T3及电阻R10、R11、R12，所述的主控芯片U1的12号PULSE管脚连接过流保护模块中的电阻R10，电阻R10另一端连接三极管T2的基极，三极管T2的集电极连接三极管T3的基极，并抽头一端连接电阻R11一端，R11的另一端连接电压3V，三极管T2、T3的发射极接地，三极管T3的集电极连接电阻R12后连接至三极管T1的基极，三极管T1的发射极连接电压30V，且并联电容C17及电解电容C18，三极管T1的集电极连接二极管D6的正极，二极管D6的负极连接总线电流采样电路中的电流放大器U3的3号管脚。

所述的总线电流采样电路包括电流放大器U3、电阻R13、R14、R15、肖特基二极管D10、电容C19、C20，总线电流采样电路包括中的电流放大器U3的3号管脚与4号管脚之间并联电阻R13、R14及肖特基二极管D10，肖特基二极管D10的正极串联二极管D5后连接电压24V，电流放大器U3的5号与2号管脚之间连接电容C19，电流放大器U3的1号输出管脚串联电阻R15后接入主控芯片U1的10号CURRENT管脚，并抽头一端连接电容C20后接地。

所述的总线输出、短路保护电路包括三极管T4、T5、电阻R16、R17、R18，所述的总线电流采样电路中的电流放大器U3的4号管脚连接至总线输出、短路保护电路中的三极管T4的发射极，三极管T4的基极连接电阻R16后连接至三极管T5的集电极，三极管T5的发射极接地，基极连接电阻R18后连接至主控芯片U1的46号HOLD管脚，电阻R16两端并联电阻R17，三极管T4的集电极连接串联电阻R20及二极管D7之后连接EMC抑制回路。

所述的总线输出电压采样电路包括电阻R21、R22及R23，二极管D7的负端抽出一端串联电阻R21、电阻R22后接地，电阻R21另一端连接电阻R23之后连接主控芯片U1的11号VS+管脚。

所述的EMC抑制回路包括稳压二极管D3、D8、电容C21、C22、共模扼流圈L1，二极管D7的负极连接共模扼流圈L1的1号脚，共模扼流圈L1的1号脚与3号脚之间并联稳压二极管D3及电容C21，共模扼流圈L1的2号脚与4号脚之间并联电容C22、稳压二极管D8后连接接插件J2两端。

所述的主控芯片U1的14号SS管脚、15号SCK管脚、16号MISO管脚、17号MOSI管脚、29号EXTI管脚分别连接接插件J1的2号、10号、8号、6号及4号管脚，主控芯片U1的40号LED SPI管脚、41号LED R管脚、42号LED T管脚分别连接信号输出模块中的电阻R2、R3、R4后连接发光二极管LED1、LED2、LED3，主控芯片U1的10号CURRENT管脚连接总线电流采样电路中的电阻R15，11号VS+管脚连接总线输出电压采样电路中的电阻R23，12号PULSE管脚连接过流保护模块中的电阻R10，46号HOLD管脚连接总线输出、短路保护电路中的电阻R18，主控芯片U1的7号NRST管脚、34号JTMS-SWDIO管脚、37号JTCK/SWICH管脚连接接插件J3，主控芯片U1的7号、34号、37号管脚连接接插件端口J2。

所述的稳压模块电路包括电容C11、C13、C14、C15，电解电容C10、C12及稳压二极管D1、D2及稳压模块U1，稳压模块U1的1号、2号端口间并联电容C11、电解电容C10、稳压二极管D1，稳压模块U1的2号、3号端口间并联电容C13、C14、C15、电解电容C12、稳压二极管D2。

本实用新型通过STM32F100C8T6芯片控制脉冲输入信号从而控制总线电压稳定输出值为24V或30V，并通过电流及电压采样电路经过数模转换得到总线电流值、电压值从而监控总线输出是否过流或短路，电路安全可靠，通过简单的三极管及电阻构成过流保护模块，电路稳定且成本较低，从而准确地预报火警，避免误报和漏报现象。

[附图说明]

图1是本实用新型中主芯片的电路原理图；

图2是本实用新型中电压转换输出模块的电路原理图；

图3是本实用新型中稳压模块电路的电路原理图；

指定图2作为本实用新型的摘要附图。

[具体实施方式]

下面结合附图对本实用新型作进一步说明，这种电路的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

结合图1至图3，本电路包括主控芯片U1，接插件J1、J2、J3，稳压模块电路，电压转换输出模块及信号输出模块，电压转换输出模块包括过流保护模块总线电流采样电路，总线输出、短路保护电路，总线输出电压采样电路及EMC抑制回路，主控芯片U1分别连接接插件J1、J3、信号输出模块、总线电流采样电路、总线输出电压采样电路、过流保护模块、总线输出、短路保护电路，总线输出电压采样电路连接EMC抑制回路，EMC抑制回路连接接插件J2。

参见图2，过流保护模块为图2中A区域，包括三极管T1、T2、T3及电阻R10、R11、R12，主控芯片U1的12号PULSE管脚连接过流保护模块中的电阻R10，当PULSE＝1时，T1截止，总线输出24V，当PULSE＝0时，T1导通，总线输出30V，电阻R10另一端连接三极管T2的基极，三极管T2的集电极连接三极管T3的基极，并抽头一端连接电阻R11一端，R11的另一端连接电压3V，三极管T2、T3的发射极接地，三极管T3的集电极连接电阻R12后连接至三极管T1的基极，三极管T1的发射极连接电压30V，且并联电容C17及电解电容C18，三极管T1的集电极连接二极管D6的正极，二极管D6的负极连接总线电流采样电路中的电流放大器U3的3号管脚。

总线电流采样电路见图2中的B区域，包括电流放大器U3、电阻R13、R14、R15、肖特基二极管D10、电容C19、C20，总线电流采样电路包括中的电流放大器U3的3号管脚与4号管脚之间并联电阻R13、R14及肖特基二极管D10，肖特基二极管D10管压降最大0.2V，电流放大器最大输入电压为0.2，保护U3不至于因输入过高损坏U1，通过对U3输出进行AD变换得到总线电流值，判断回路是否过流，读取总线设备的回答信号，肖特基二极管D10的正极串联二极管D5后连接电压24V，电流放大器U3的5号与2号管脚之间连接电容C19，电流放大器U3的1号输出管脚串联电阻R15后接入主控芯片U1的10号CURRENT管脚，并抽头一端连接电容C20后接地。其中I为总线电流，总线电流的计算公式为：Vout＝输入电压Vin*20，输入电压Vin＝Vin+(-Vin)。

总线输出、短路保护电路见图2中的C区域，包括三极管T4、T5、电阻R16、R17、R18，总线电流采样电路中的电流放大器U3的4号管脚连接至总线输出、短路保护电路中的三极管T4的发射极，三极管T4的基极连接电阻R16后连接至三极管T5的集电极，三极管T5的发射极接地，基极连接电阻R18后连接至主控芯片U1的46号HOLD管脚，HOLD＝1时，T4导通总线输出，总线过流或短路时，HOLD＝0，T4截止总线关闭，电阻R16两端并联电阻R17，三极管T4的集电极连接串联电阻R20及二极管D7之后连接EMC抑制回路。

总线输出电压采样电路见图2中的D区域，包括电阻R21、R22及R23，二极管D7的负端抽出一端串联电阻R21、电阻R22后接地，电阻R21另一端连接电阻R23之后连接主控芯片U1的11号VS+管脚，U1通过对+VS进行AD变换得到总线输出电压值，判断总线输出是否短路。

EMC抑制回路见图2中的E区域，包括稳压二极管D3、D8、电容C21、C22、共模扼流圈L1，二极管D7的负极连接共模扼流圈L1的1号脚，共模扼流圈L1的1号脚与3号脚之间并联稳压二极管D3及电容C21，共模扼流圈L1的2号脚与4号脚之间并联电容C22、稳压二极管D8后连接接插件J2两端。

见图1，主控芯片U1的14号SS管脚、15号SCK管脚、16号MISO管脚、17号MOSI管脚、29号EXTI管脚分别连接接插件J1的2号、10号、8号、6号及4号管脚，主控芯片U1的40号LED SPI管脚、41号LED R管脚、42号LEDT管脚分别连接信号输出模块中的电阻R2、R3、R4后连接发光二极管LED1、LED2、LED3，主控芯片U1的10号CURRENT管脚连接总线电流采样电路中的电阻R15，11号VS+管脚连接总线输出电压采样电路中的电阻R23，12号PULSE管脚连接过流保护模块中的电阻R10，46号HOLD管脚连接总线输出、短路保护电路中的电阻R18，主控芯片U1的7号NRST管脚、34号JTMS-SWDIO管脚、37号JTCK/SWICH管脚连接接插件J3，主控芯片U1的7号、34号、37号管脚连接接插件端口J2。

参见图3，稳压模块电路包括电容C11、C13、C14、C15，电解电容C10、C12及稳压二极管D1、D2及稳压模块U1，稳压模块U1的1号、2号端口间并联电容C11、电解电容C10、稳压二极管D1，稳压模块U1的2号、3号端口间并联电容C13、C14、C15、电解电容C12、稳压二极管D2。

Claims

1.一种回路总线控制电路，回路总线控制电路包括主控芯片U1，接插件J1、J2、J3，稳压模块电路，电压转换输出模块及信号输出模块，其特征在于所述的电压转换输出模块包括过流保护模块、总线电流采样电路，总线输出、短路保护电路，总线输出电压采样电路及EMC抑制回路，所述的主控芯片U1分别连接接插件J1、J3、信号输出模块、总线电流采样电路、总线输出电压采样电路、过流保护模块、总线输出、短路保护电路，所述的总线输出电压采样电路连接EMC抑制回路，EMC抑制回路连接接插件J2。

2.如权利要求1所述的一种回路总线控制电路，其特征在于所述的过流保护模块包括三极管T1、T2、T3及电阻R10、R11、R12，所述的主控芯片U1的12号PULSE管脚连接过流保护模块中的电阻R10，电阻R10另一端连接三极管T2的基极，三极管T2的集电极连接三极管T3的基极，并抽头一端连接电阻R11一端，R11的另一端连接电压3V，三极管T2、T3的发射极接地，三极管T3的集电极连接电阻R12后连接至三极管T1的基极，三极管T1的发射极连接电压30V，且并联电容C17及电解电容C18，三极管T1的集电极连接二极管D6的正极，二极管D6的负极连接总线电流采样电路中的电流放大器U3的3号管脚。

3.如权利要求1所述的一种回路总线控制电路，其特征在于所述的总线电流采样电路包括电流放大器U3、电阻R13、R14、R15、肖特基二极管D10、电容C19、C20，总线电流采样电路包括中的电流放大器U3的3号管脚与4号管脚之间并联电阻R13、R14及肖特基二极管D10，肖特基二极管D10的正极串联二极管D5后连接电压24V，电流放大器U3的5号与2号管脚之间连接电容C19，电流放大器U3的1号输出管脚串联电阻R15后接入主控芯片U1的10号CURRENT管脚，并抽头一端连接电容C20后接地。

4.如权利要求1所述的一种回路总线控制电路，其特征在于所述的总线输出、短路保护电路包括三极管T4、T5、电阻R16、R17、R18，所述的总线电流采样电路中的电流放大器U3的4号管脚连接至总线输出、短路保护电路中的三极管T4的发射极，三极管T4的基极连接电阻R16后连接至三极管T5的集电极，三极管T5的发射极接地，基极连接电阻R18后连接至主控芯片U1的46号HOLD管脚，电阻R16两端并联电阻R17，三极管T4的集电极连接串联电阻R20及二极管D7之后连接EMC抑制回路。

5.如权利要求1所述的一种回路总线控制电路，其特征在于所述的总线输出电压采样电路包括电阻R21、R22及R23，二极管D7的负端抽出一端串联电阻R21、电阻R22后接地，电阻R21另一端连接电阻R23之后连接主控芯片U1的11号VS+管脚。

6.如权利要求1所述的一种回路总线控制电路，其特征在于所述的EMC抑制回路包括稳压二极管D3、D8、电容C21、C22、共模扼流圈L1，二极管D7的负极连接共模扼流圈L1的1号脚，共模扼流圈L1的1号脚与3号脚之间并联稳压二极管D3及电容C21，共模扼流圈L1的2号脚与4号脚之间并联电容C22、稳压二极管D8后连接接插件J2两端。

7.如权利要求1所述的一种回路总线控制电路，其特征在于所述的主控芯片U1的14号SS管脚、15号SCK管脚、16号MISO管脚、17号MOSI管脚、29号EXTI管脚分别连接接插件J1的2号、10号、8号、6号及4号管脚，主控芯片U1的40号LED SPI管脚、41号LED R管脚、42号LED T管脚分别连接信号输出模块中的电阻R2、R3、R4后连接发光二极管LED1、LED2、LED3，主控芯片U1的10号CURRENT管脚连接总线电流采样电路中的电阻R15，11号VS+管脚连接总线输出电压采样电路中的电阻R23，12号PULSE管脚连接过流保护模块中的电阻R10，46号HOLD管脚连接总线输出、短路保护电路中的电阻R18，主控芯片U1的7号NRST管脚、34号JTMS-SWDIO管脚、37号JTCK/SWICH管脚连接接插件J3，主控芯片U1的7号、34号、37号管脚连接接插件端口J2。

8.如权利要求1所述的一种回路总线控制电路，其特征在于所述的稳压模块电路包括电容C11、C13、C14、C15，电解电容C10、C12及稳压二极管D1、D2及稳压模块U1，稳压模块U1的1号、2号端口间并联电容C11、电解电容C10、稳压二极管D1，稳压模块U1的2号、3号端口间并联电容C13、C14、C15、电解电容C12、稳压二极管D2。