CN209088977U - 一种knx总线供电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种KNX总线供电电路，包括正极消尖峰电路和负极消尖峰电路，正极消尖峰电路包括并联连接的第一电感线圈、第一释放电路和第二释放电路，并联后的一端与电压源供电端连接，另一端与总线供电正极端连接，第一释放电路分别连接有第一充电电路和第一放电电路；负极消尖峰电路包括并联连接的第二电感线圈、第三释放电路和第四释放电路，并联后的一端与电压源接地端连接，另一端与总线供电负极端连接，第三释放电路分别连接有第二充电电路和第二放电电路；第一电感线圈和第二电感线圈为双线圈差模电感。本实用新型能够有效消除感应尖峰电压，同时保证了KNX总线的传输质量，有效降低总线设备损坏的风险。

Description

一种KNX总线供电电路

技术领域

本实用新型涉及供电电路的技术领域，尤其是一种KNX总线供电电路。

背景技术

现有的KNX总线供电电路通常是直流电源通过双线圈差模电感供电，如图3所示，该电路具有消除感应尖峰电压的功能，但实际应用效果不理想。尽管每个总线设备的输入端都采取了过电压保护措施，但因二极管器件的参数离散性及动作特性曲线特性，不能有效的限制电感感应电压，导致高电平偏高，KNX设备接口电路损坏。

经实验室搭接模拟系统，分析测试的数据传输波形图如图4所示，检测到Ue达到14.8V，总线电压最高到44.8V，已接近KNX设备接口芯片的最大耐压值45V，给KNX设备的安全可靠运行带来极大风险。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种有效消除感性尖峰电压、保证输出传输质量和有效降低总线设备损坏风险的KNX总线供电电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种KNX总线供电电路，包括正极消尖峰电路和负极消尖峰电路，所述正极消尖峰电路包括并联连接的第一电感线圈、第一释放电路和第二释放电路，并联后的一端与电压源供电端连接，另一端与总线供电正极端连接，所述第一释放电路分别连接有第一充电电路和第一放电电路；所述负极消尖峰电路包括并联连接的第二电感线圈、第三释放电路和第四释放电路，并联后的一端与电压源接地端连接，另一端与总线供电负极端连接，所述第三释放电路分别连接有第二充电电路和第二放电电路；所述第一电感线圈和第二电感线圈为双线圈差模电感。

进一步，所述第一释放电路包括三极管Q1和电阻R2，三极管Q1的发射极与总线供电正极端连接，三极管Q1的集电极经电阻R2与电压源供电端连接，三极管Q1的基极经第一充电电路与电压源供电端连接，三极管Q1的基极还经第一放电电路与电压源供电端连接；所述第三释放电路包括三极管Q2和电阻R5，三极管Q2的发射极与电压源接地端连接，三极管Q2的集电极经电阻R5与总线供电负极端连接，三极管Q2的基极经第二充电电路与总线供电负极端连接，三极管Q2的基极还经第二放电电路与总线供电负极端连接。

进一步，所述第二释放电路包括阻尼电阻R3，阻尼电阻R3的一端与电压源供电端连接，阻尼电阻R3的另一端与总线供电正极端连接；所述第四释放电路包括阻尼电阻R4，阻尼电阻R4的一端与电压源接地端连接，阻尼电阻R4的另一端与总线供电负极端连接。

进一步，所述第一充电电路包括电容C1，电容C1的一端与电压源供电端连接，电容C1的另一端与三极管Q1的基极连接；所述第二充电电路包括电容C2，电容C2的一端与总线供电负极端连接，电容C2的另一端与三极管Q2的基极连接。

进一步，所述第一放电电路包括电阻R1，电阻R1的一端与电压源供电端连接，电阻R1的另一端与三极管Q1的基极连接；所述第二放电电路包括电阻R6，电阻R6的一端与总线供电负极端连接，电阻R6的另一端与三极管Q2的基极连接。

进一步，还包括保护电路，所述保护电路连接在第二电感线圈、第三释放电路和第四释放电路并联后的一端与电压源接地端之间。

进一步，所述保护电路包括二极管D1和电阻R7，二极管D1的阳极分别与第二电感线圈、第三释放电路、第四释放电路和电阻R7的一端连接，二极管D1的阴极分别与电压源接地端和电阻R7的另一端连接，电阻R7的另一端还接地。

进一步，所述电压源供电端采用30V直流电压源供电端。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过充电电路和放电电路，替代现有的KNX总线供电电路中的二极管器件，能够有效消除感应尖峰电压，同时保证了KNX总线的传输质量，有效降低总线设备损坏的风险，且比现有的KNX总线供电电路节约了二极管器件，降低了产品材料成本和加工费用。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步描述：

图1是本实用新型KNX总线供电电路较佳实施例的工作原理框图；

图2是本实用新型KNX总线供电电路较佳实施例的电路图；

图3是现有的KNX总线供电电路的电路图；

图4是现有的KNX总线供电电路的数据传输波形图；

图5是本实用新型KNX总线供电电路较佳实施例的数据传输波形图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合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的实施例，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作出创造性劳动前提下获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

参照图1、2，本实施例的KNX总线供电电路，包括正极消尖峰电路1和负极消尖峰电路2，所述正极消尖峰电路1包括并联连接的第一电感线圈15、第一释放电路13和第二释放电路14，并联后的一端与电压源供电端连接，另一端与总线供电正极端连接，所述第一释放电路13分别连接有第一充电电路11和第一放电电路12；所述负极消尖峰电路2包括并联连接的第二电感线圈25、第三释放电路23和第四释放电路24，并联后的一端与电压源接地端连接，另一端与总线供电负极端连接，所述第三释放电路23分别连接有第二充电电路21和第二放电电路22；所述第一电感线圈15和第二电感线圈25为双线圈差模电感L1。

所述电压源供电端采用30V直流电压源供电端，所述第一释放电路13包括三极管Q1和电阻R2，三极管Q1的发射极与总线供电正极端连接，三极管Q1的集电极经电阻R2与电压源供电端连接，三极管Q1的基极经第一充电电路11与电压源供电端连接，三极管Q1的基极还经第一放电电路12与电压源供电端连接；所述第三释放电路23包括三极管Q2和电阻R5，三极管Q2的发射极与电压源接地端连接，三极管Q2的集电极经电阻R5与总线供电负极端连接，三极管Q2的基极经第二充电电路21与总线供电负极端连接，三极管Q2的基极还经第二放电电路22与总线供电负极端连接；所述第二释放电路14包括阻尼电阻R3，阻尼电阻R3的一端与电压源供电端连接，阻尼电阻R3的另一端与总线供电正极端连接；所述第四释放电路24包括阻尼电阻R4，阻尼电阻R4的一端与电压源接地端连接，阻尼电阻R4的另一端与总线供电负极端连接。所述第一充电电路11包括电容C1，电容C1的一端与电压源供电端连接，电容C1的另一端与三极管Q1的基极连接；所述第二充电电路21包括电容C2，电容C2的一端与总线供电负极端连接，电容C2的另一端与三极管Q2的基极连接。所述第一放电电路12包括电阻R1，电阻R1的一端与电压源供电端连接，电阻R1的另一端与三极管Q1的基极连接；所述第二放电电路22包括电阻R6，电阻R6的一端与总线供电负极端连接，电阻R6的另一端与三极管Q2的基极连接。KNX总线供电电路还包括保护电路26，所述保护电路26连接在第二电感线圈25、第三释放电路23和第四释放电路24并联后的一端与电压源接地端之间。所述保护电路26包括二极管D1和电阻R7，二极管D1的阳极分别与第二电感线圈25、第三释放电路23、第四释放电路24和电阻R7的一端连接，二极管D1的阴极分别与电压源接地端和电阻R7的另一端连接，电阻R7的另一端还接地。

KNX总线供电电路供电时存在以下几种情况：

1.当KNX总线有数据传输时，总线供电正极端KNX+和总线供电负极端KNX-间接入拉低电阻时，电压源供电端的电流经第一电感线圈15 L1B到总线供电正极端KNX+，经拉低电阻到总线供电负极端KNX-，再经第二电感线圈25 L1A、保护电路26回到电压源的接地端。双线圈差模电感L1的电流不能突变，电感电流ΔI＝(Ua/L)Δt，电压Ua约在6V-9V间，L＝1.2mH，Δt＝40μS，电感最大电流变化ΔI约为300mA。

2.当KNX总线数据传输激活时间结束，总线供电正极端KNX+和总线供电负极端KNX-间接入的拉低电阻断开时，总线电流突然变小，但第一电感线圈15 L1B及第二电感线圈25 L1A的电流不能突变，感应电流的一部分经电阻R3、电阻R4释放；

第一电感线圈15 L1B两端的感应电压导致三极管Q1的BE结开启，感应电流经三极管Q1的发射极流到基极，对电容C1充电，形成基极电流，使三极管Q1瞬间进入饱和导通状态，感应电流经三极管Q1的基极到发射极，再通过电阻R2回到第一电感线圈15 L1B释放，随着第一电感线圈15 L1B能量的释放，感应电压下降到0.7V后，电容C1通过电阻R1进行放电；

第二电感线圈25 L1A两端的感应电压导致三极管Q2的BE结开启，感应电流经三极管Q2的发射极流到基极，对电容C2充电，形成基极电流，使三极管Q2瞬间进入饱和导通状态，感应电流经三极管Q2的基极到发射极，再通过电阻R5回到第二电感线圈25 L1A释放，随着第二电感线圈25 L1A能量的释放，感应电压下降到0.7V后，电容C2通过电阻R6进行放电。

参照图5，根据电路参数计算：

三极管饱和压降Uemax≈{2/[1/2R14+1/2R12]}dI+0.6＝7.5V，

经实际电路测试后，本实用新型KNX总线供电电路的总线电压最高到36.2V，总线电压最低到21.6V，总线平均电压为29.6V，均未超过KNX设备接口芯片的最大耐压值45V，保证了KNX总线设备的安全可靠运行。

综上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然能够对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中不乏技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种KNX总线供电电路，其特征在于：包括正极消尖峰电路(1)和负极消尖峰电路(2)，所述正极消尖峰电路(1)包括并联连接的第一电感线圈(15)、第一释放电路(13)和第二释放电路(14)，并联后的一端与电压源供电端连接，另一端与总线供电正极端连接，所述第一释放电路(13)分别连接有第一充电电路(11)和第一放电电路(12)；所述负极消尖峰电路(2)包括并联连接的第二电感线圈(25)、第三释放电路(23)和第四释放电路(24)，并联后的一端与电压源接地端连接，另一端与总线供电负极端连接，所述第三释放电路(23)分别连接有第二充电电路(21)和第二放电电路(22)；所述第一电感线圈(15)和第二电感线圈(25)为双线圈差模电感。

2.根据权利要求1所述的KNX总线供电电路，其特征在于：所述第一释放电路(13)包括三极管Q1和电阻R2，三极管Q1的发射极与总线供电正极端连接，三极管Q1的集电极经电阻R2与电压源供电端连接，三极管Q1的基极经第一充电电路(11)与电压源供电端连接，三极管Q1的基极还经第一放电电路(12)与电压源供电端连接；所述第三释放电路(23)包括三极管Q2和电阻R5，三极管Q2的发射极与电压源接地端连接，三极管Q2的集电极经电阻R5与总线供电负极端连接，三极管Q2的基极经第二充电电路(21)与总线供电负极端连接，三极管Q2的基极还经第二放电电路(22)与总线供电负极端连接。

3.根据权利要求1所述的KNX总线供电电路，其特征在于：所述第二释放电路(14)包括阻尼电阻R3，阻尼电阻R3的一端与电压源供电端连接，阻尼电阻R3的另一端与总线供电正极端连接；所述第四释放电路(24)包括阻尼电阻R4，阻尼电阻R4的一端与电压源接地端连接，阻尼电阻R4的另一端与总线供电负极端连接。

4.根据权利要求2所述的KNX总线供电电路，其特征在于：所述第一充电电路(11)包括电容C1，电容C1的一端与电压源供电端连接，电容C1的另一端与三极管Q1的基极连接；所述第二充电电路(21)包括电容C2，电容C2的一端与总线供电负极端连接，电容C2的另一端与三极管Q2的基极连接。

5.根据权利要求2所述的KNX总线供电电路，其特征在于：所述第一放电电路(12)包括电阻R1，电阻R1的一端与电压源供电端连接，电阻R1的另一端与三极管Q1的基极连接；所述第二放电电路(22)包括电阻R6，电阻R6的一端与总线供电负极端连接，电阻R6的另一端与三极管Q2的基极连接。

6.根据权利要求1所述的KNX总线供电电路，其特征在于：还包括保护电路(26)，所述保护电路(26)连接在第二电感线圈(25)、第三释放电路(23)和第四释放电路(24)并联后的一端与电压源接地端之间。

7.根据权利要求6所述的KNX总线供电电路，其特征在于：所述保护电路(26)包括二极管D1和电阻R7，二极管D1的阳极分别与第二电感线圈(25)、第三释放电路(23)、第四释放电路(24)和电阻R7的一端连接，二极管D1的阴极分别与电压源接地端和电阻R7的另一端连接，电阻R7的另一端还接地。

8.根据权利要求6所述的KNX总线供电电路，其特征在于：所述电压源供电端采用30V直流电压源供电端。