CN207720135U - 一种基于Boost升压电路的MBus-RS485数据中继器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于Boost升压电路的MBus‑RS485数据中继器，包括DCDC降压电路、BOOST升压电路和DCDC隔离电路，DCDC降压电路通过稳压降压器U1的输出端连接BOOST升压电路，DCDC隔离电路中设有型号为ADM2483的收发器；本基于Boost升压电路的MBus‑RS485数据中继器，采用单一宽电压输入，DCDC降压电路用于稳压，电压采用Boost方式生成，可高效率输出大功率电流，可适合节点少，电流微弱的工作场合，DCDC隔离电路、放大电路和比较电路相结合，最后经EMC防护电路后输出，可保正其远距离可靠传输。

Description

一种基于Boost升压电路的MBus-RS485数据中继器

技术领域

本实用新型涉及升压电路技术领域，具体为一种基于Boost升压电路的MBus-RS485数据中继器。

背景技术

MBus总线又称为Meter Bus总线，主要用于电表、水表、气表和热量表的远程数据传输，其主要特点是利用电源线在给设备供电的同时，完成数据的收发采集。由此可以将MBus分为主机、从机两部分，主机用于给从机供电，并完成发送采集命令和接收返回能耗数据的功能；从机则为各个能耗表(包括电表、水表、气表和热量表)，其从通信线路上获取能量，并监听主机发送过来的命令，从而将自身的能耗数据上传给主机系统。RS485是当前应用最为广泛长距离通讯接口协议和接口规范，其最长传输距离可达1.2Km，所以在工业现场总线等应用场合有着广泛的应用。现有的数据中继器设备，内部电压供给不稳定，无法做到长时间稳定输出高效率大功率电流的能力，MBus是一种具有特定应用范围的总线形式，其虽应用电源线传输信号，但当从机数目增加时，其线损增大，所以一般MBus总线的传输距离均不长。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于Boost升压电路的MBus-RS485数据中继器，具备电压稳定性好、可高效率输出大功率电流，可适合节点少，电流微弱的工作场合和可远距离可靠传输等优点，可以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于Boost升压电路的MBus-RS485数据中继器，包括DCDC降压电路、BOOST升压电路和DCDC隔离电路，所述DCDC降压电路包括稳压降压器U1、电感L1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、端子P1、二极管D2、二极管D4和电阻R2，端子P1的一端接地，端子P1还与电容C1连接，电容C1通过并联的方式连接电容C2，电容C2的两端与稳压降压器U1连接，稳压降压器U1的输出接口连接有电感L1，电感L1的另一端连接电容C3，电容C3的两端并联有电容C4和电容C5，电容C4的两端连接有二极管D4和电阻R2，二极管D4与电阻R2想串联，二极管D4的输出端连接二极管D2，二极管D2连接稳压降压器U1，稳压降压器U1的输出端还连接有BOOST升压电路，所述BOOST升压电路包括电流型PWM控制器U3、电阻R3、电容C5、电阻R4、电容C8、电容C9、电阻R7、三极管Q3、电阻R11、电阻R14、电容C11、电阻R10、电阻R9、电阻R6、电阻R5、三极管Q2、电感L2和电容C7，电流型PWM控制器U3的1号引脚连接电阻R3，电阻R3的外侧并联有电容C5，电阻R3还与电阻R4连接，电阻R4的一端连接电流型PWM控制器U3的2号引脚，电阻R4的另一端接地，电阻R4的外侧并联有电容C8，电容C8连接有三极管Q3，所述三极管Q3的集电极连接电容C8，三极管Q3的基极连接电流型PWM控制器U3的4号引脚，三极管Q3的发射极连接有电阻R14，电阻R14连接电流型PWM控制器U3的3号引脚，电流型PWM控制器U3的6号引脚连接电阻R5，电阻R5的一端连接电阻R6，电阻R6连接电阻R9，电阻R9连接电流型PWM控制器U3的3号引脚，电阻R9还连接电容C11的一端，电容C11的另一端连接电阻R10并接地，电阻R10的一端连接有三极管Q2，三极管Q2通过电阻R5连接电流型PWM控制器U3的6号引脚，三极管Q2还连接有电感L2和电容C7，电容C7的一端接地，电容C7的另一端连接DCDC隔离电路；所述DCDC隔离电路包括收发器、电容C14、电容C15、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容C16、电容C17、二极管D5、二极管D6、二极管D8、二极管D7、电阻R11、电阻R15和端子P3，收发器的1号引脚连接电容C14，电容C14的一端接地，收发器的8号引脚和9号引脚均接地，收发器的16号引脚连接电容C15，电容C15的一端接地，收发器的12号引脚连接电阻R12、电阻R13和电阻R14，收发器的12号引脚还通过电感连接二极管D6，二极管D6的两端连接有电容C16和电容C17，二极管D6的两端还并联有二极管D5和二极管D8，二极管D5的一端连接有电阻R11，电阻R11连接端子P3的一个接口，端子P3的另一个接口连接电阻R15，端子P3的两端还并连有二极管D7。

优选的，所述收发器的型号为ADM2483。

优选的，所述电容C3的一端接地。

优选的，所述三极管Q3的基极还连接有电阻R7，三极管Q3通过电阻R7连接电流型PWM控制器U3的8号引脚。

优选的，所述电阻R12、电阻R13和电阻R14间相串联，电阻R14的一端接地。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本基于Boost升压电路的MBus-RS485数据中继器，包括DCDC降压电路、BOOST升压电路和DCDC隔离电路，采用单一宽电压输入，DCDC降压电路用于稳压，电压采用Boost方式生成，可高效率输出大功率电流，可适合节点少，电流微弱的工作场合，DCDC隔离电路、放大电路和比较电路相结合，最后经EMC防护电路后输出，可保正其远距离可靠传输。

附图说明

图1为本实用新型的整体原理框图；

图2为本实用新型的DCDC降压电路原理图；

图3为本实用新型的BOOST升压电路原理图；

图4为本实用新型的DCDC隔离电路原理图；

图5为本实用新型的收发器示意图。

图中：1DCDC降压电路、2BOOST升压电路、3DCDC隔离电路、31收发器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-5，一种基于Boost升压电路的MBus-RS485数据中继器，包括DCDC降压电路1、BOOST升压电路2和DCDC隔离电路3，DCDC降压电路1包括稳压降压器U1、电感L1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、端子P1、二极管D2、二极管D4和电阻R2，端子P1的一端接地，端子P1还与电容C1连接，电容C1通过并联的方式连接电容C2，电容C2的两端与稳压降压器U1连接，稳压降压器U1的输出接口连接有电感L1，电感L1的另一端连接电容C3，电容C3的一端接地，电容C3的两端并联有电容C4和电容C5，电容C4的两端连接有二极管D4和电阻R2，二极管D4与电阻R2想串联，二极管D4的输出端连接二极管D2，二极管D2连接稳压降压器U1，稳压降压器U1的输出端还连接有BOOST升压电路2，BOOST升压电路2包括电流型PWM控制器U3、电阻R3、电容C5、电阻R4、电容C8、电容C9、电阻R7、三极管Q3、电阻R11、电阻R14、电容C11、电阻R10、电阻R9、电阻R6、电阻R5、三极管Q2、电感L2和电容C7，电流型PWM控制器U3的1号引脚连接电阻R3，电阻R3的外侧并联有电容C5，电阻R3还与电阻R4连接，电阻R4的一端连接电流型PWM控制器U3的2号引脚，电阻R4的另一端接地，电阻R4的外侧并联有电容C8，电容C8连接有三极管Q3，三极管Q3的集电极连接电容C8，三极管Q3的基极还连接有电阻R7，三极管Q3通过电阻R7连接电流型PWM控制器U3的8号引脚，三极管Q3的基极连接电流型PWM控制器U3的4号引脚，三极管Q3的发射极连接有电阻R14，电阻R14连接电流型PWM控制器U3的3号引脚，电流型PWM控制器U3的6号引脚连接电阻R5，电阻R5的一端连接电阻R6，电阻R6连接电阻R9，电阻R9连接电流型PWM控制器U3的3号引脚，电阻R9还连接电容C11的一端，电容C11的另一端连接电阻R10并接地，电阻R10的一端连接有三极管Q2，三极管Q2通过电阻R5连接电流型PWM控制器U3的6号引脚，三极管Q2还连接有电感L2和电容C7，电容C7的一端接地，电容C7的另一端连接DCDC隔离电路3；DCDC隔离电路3包括收发器31、电容C14、电容C15、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容C16、电容C17、二极管D5、二极管D6、二极管D8、二极管D7、电阻R11、电阻R15和端子P3，收发器31的1号引脚连接电容C14，电容C14的一端接地，收发器31的8号引脚和9号引脚均接地，收发器31的16号引脚连接电容C15，电容C15的一端接地，收发器31的12号引脚连接电阻R12、电阻R13和电阻R14，电阻R12、电阻R13和电阻R14间相串联，电阻R14的一端接地，收发器31的型号为ADM2483，收发器31的12号引脚还通过电感连接二极管D6，二极管D6的两端连接有电容C16和电容C17，二极管D6的两端还并联有二极管D5和二极管D8，二极管D5的一端连接有电阻R11，电阻R11连接端子P3的一个接口，端子P3的另一个接口连接电阻R15，端子P3的两端还并连有二极管D7。

本基于Boost升压电路的MBus-RS485数据中继器，包括DCDC降压电路1、BOOST升压电路2和DCDC隔离电路3，采用DC10-30V宽电压输入，由于其宽电压供电，所以可以支持单节12V电池供电，或双节12V电池串联供电，直流电源输入后，分别送入DCDC降压电路1和BOOST升压电路2，DCDC降压电路1，将输入电压转换为5V稳定电压，给CPU、放大器和比较器供电，并通过DCDC隔离电路3产生5V电源，BOOST升压电路2分别得到24V电压和36V电压，将24V电压和36V电压送入输出电平转换电路，此电路由传递到本模块的数据发送引脚TXD进行控制，产生MBus的输出电平，本实用新型所设计的模块，首先将采样电阻上所得的电压信号送入“放大电路”进行信号放大，并将此信号同时送入CPU的采样端，使得CPU可实时监控总线上的电流情况，放大后的信号送入比较器，同时CPU通过PWM+阻容滤波方式也产生一路直流模拟量送比较器，由于CPU本身知道采样信号的大小，所以可以实时调整送入比较器的电压，通过比较器整型出数字信号送RXD；通过CPU控制比较器还可达到另外一个显著优点，由于MBus是半双工工作方式，当有TXD信号时，不会产生RXD信号，当将TXD信号转换为MBus信号时，线路上也会产生电流变化，如果没有CPU进行控制，就直接在RXD上产生误动作信号，这将增加用户使用MBus模块上的工作量，本实用新型将TXD信号同时接入CPU，当TXD有信号发出时，CPU调节送入比较器的电压幅度，锁死比较器的输出电压，保证RXD信号没有数据输出，从而完成可靠的半双工的工作方式，极大程度的减小了用户使用本实用新型所设计模块的工作复杂度；TXD和RXD信号经过隔离电路后，送RS485电平转换芯片输出，产生RS485信号，RS485电平转换芯片供电由隔离DCDC产生，最后经EMC防护电路后输出，可保正其远距离可靠传输。

综上所述：本基于Boost升压电路的MBus-RS485数据中继器，包括DCDC降压电路1、BOOST升压电路2和DCDC隔离电路3，采用单一宽电压输入，DCDC降压电路1用于稳压，电压采用Boost方式生成，可高效率输出大功率电流，可适合节点少，电流微弱的工作场合，DCDC隔离电路3、放大电路和比较电路相结合，最后经EMC防护电路后输出，可保正其远距离可靠传输。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种基于Boost升压电路的MBus-RS485数据中继器，包括DCDC降压电路(1)、BOOST升压电路(2)和DCDC隔离电路(3)，其特征在于：所述DCDC降压电路(1)包括稳压降压器U1、电感L1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、端子P1、二极管D2、二极管D4和电阻R2，端子P1的一端接地，端子P1还与电容C1连接，电容C1通过并联的方式连接电容C2，电容C2的两端与稳压降压器U1连接，稳压降压器U1的输出接口连接有电感L1，电感L1的另一端连接电容C3，电容C3的两端并联有电容C4和电容C5，电容C4的两端连接有二极管D4和电阻R2，二极管D4与电阻R2想串联，二极管D4的输出端连接二极管D2，二极管D2连接稳压降压器U1，稳压降压器U1的输出端还连接有BOOST升压电路(2)，所述BOOST升压电路(2)包括电流型PWM控制器U3、电阻R3、电容C5、电阻R4、电容C8、电容C9、电阻R7、三极管Q3、电阻R11、电阻R14、电容C11、电阻R10、电阻R9、电阻R6、电阻R5、三极管Q2、电感L2和电容C7，电流型PWM控制器U3的1号引脚连接电阻R3，电阻R3的外侧并联有电容C5，电阻R3还与电阻R4连接，电阻R4的一端连接电流型PWM控制器U3的2号引脚，电阻R4的另一端接地，电阻R4的外侧并联有电容C8，电容C8连接有三极管Q3，所述三极管Q3的集电极连接电容C8，三极管Q3的基极连接电流型PWM控制器U3的4号引脚，三极管Q3的发射极连接有电阻R14，电阻R14连接电流型PWM控制器U3的3号引脚，电流型PWM控制器U3的6号引脚连接电阻R5，电阻R5的一端连接电阻R6，电阻R6连接电阻R9，电阻R9连接电流型PWM控制器U3的3号引脚，电阻R9还连接电容C11的一端，电容C11的另一端连接电阻R10并接地，电阻R10的一端连接有三极管Q2，三极管Q2通过电阻R5连接电流型PWM控制器U3的6号引脚，三极管Q2还连接有电感L2和电容C7，电容C7的一端接地，电容C7的另一端连接DCDC隔离电路(3)；所述DCDC隔离电路(3)包括收发器(31)、电容C14、电容C15、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容C16、电容C17、二极管D5、二极管D6、二极管D8、二极管D7、电阻R11、电阻R15和端子P3，收发器(31)的1号引脚连接电容C14，电容C14的一端接地，收发器(31)的8号引脚和9号引脚均接地，收发器(31)的16号引脚连接电容C15，电容C15的一端接地，收发器(31)的12号引脚连接电阻R12、电阻R13和电阻R14，收发器(31)的12号引脚还通过电感连接二极管D6，二极管D6的两端连接有电容C16和电容C17，二极管D6的两端还并联有二极管D5和二极管D8，二极管D5的一端连接有电阻R11，电阻R11连接端子P3的一个接口，端子P3的另一个接口连接电阻R15，端子P3的两端还并连有二极管D7。

2.根据权利要求1所述的一种基于Boost升压电路的MBus-RS485数据中继器，其特征在于：所述收发器(31)的型号为ADM2483。

3.根据权利要求1所述的一种基于Boost升压电路的MBus-RS485数据中继器，其特征在于：所述电容C3的一端接地。

4.根据权利要求1所述的一种基于Boost升压电路的MBus-RS485数据中继器，其特征在于：所述三极管Q3的基极还连接有电阻R7，三极管Q3通过电阻R7连接电流型PWM控制器U3的8号引脚。

5.根据权利要求1所述的一种基于Boost升压电路的MBus-RS485数据中继器，其特征在于：所述电阻R12、电阻R13和电阻R14间相串联，电阻R14的一端接地。