CN211266453U - Mbus水表数据采集控制器带短路保护的发送电路 - Google Patents
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Abstract
MBUS水表数据采集控制器带短路保护的发送电路，包括单片机、传输高电平电源转换低电平电源电路、MBUS高电平输出电路、MBUS低电平输出电路，传输高电平电源转换低电平电源电路包括DC‑DC转换芯片XL7035，MBUS高电平输出电路的包括MOS管Q3，栅极连接单片机，漏极连接电阻R2，电阻R2连接电阻R1，电阻R3连接在的MOS管Q1的漏极，另一端连接在三级管Q2的发射极上，三极管Q2的集电极连接在电阻R1和R2之间，基极连接MOS管Q1和电阻R3之间，二级管D1接MOS管Q1的漏极，另一端接MBUS输出。本发送电路能够实现短路关断输出的功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及用于水表计量电路，特别涉及一种MBUS水表数据采集控制器发送电路，属于控制电路技术领域。
背景技术
《全国城镇供水设施改造与建设“十二五”规划及2020年远景目标》中提出：“加强城镇供水改造，强化需求侧管理”。早在2014年1月，国家发改委发布阶梯水价指导意见，要求在2015年底前，所有城市全面推进“一户一表”改造，实行居民阶梯水价。目前国内户用表大多采用MBUS总线水表，通过MBUS总线进行远程抄表，无需登门抄表，节约人力，通过远程终端进行管理，促使供水运营企业运营管理数字化、规范化、智能化的实现。仪表总线MBUS（Meter-Bus）是一种专门为计量仪表，如热量表，水表远程数据传输设计的总线协议，它是测量仪表数据传输数字化的一种重要技术，已经广泛应用于国内计量仪表领域，并成为欧洲的计量仪表标准的一部分（欧洲标准EN1434-3）。MBUS发送电路是保证其正常工作的基础，经过大量的在实践中的应用发现，在传统的MBUS水表数据采集控制器中高低电平之间切换读取数据时，如遇到数据线短路，容易烧坏发送电路，导致整个数据链路出错，影响数据采集。
发明内容
本实用新型的目的在于克服目前的MBUS水表数据采集控制器中存在的上述问题，提供一种MBUS水表数据采集控制器带短路保护的发送电路。
为实现本实用新型的目的，采用了下述的技术方案：MBUS水表数据采集控制器带短路保护的发送电路，包括单片机、传输高电平电源转换低电平电源电路、MBUS高电平输出电路、MBUS低电平输出电路，
所述传输高电平电源转换低电平电源电路包括DC-DC转换芯片XL7035，电容C1、电容C2、二极管D3、电感L1、电阻R7、电阻R8、电容C3、电容C4、电容C5、电阻R9，电容C1，电容C2的一端连接输入高电平和XL7035的输入端VIN，另一端接GND，二极管D3一端连接XL7035的输出端SW,另一端接GND，电感L1一端连接在XL7035的输出端SW，另一端连接电阻R7，电阻R8一端连接电阻R7，另一端连接接GND，电容C3并联在电阻R7的两端，电容C4、电容C5一端连接电感L1，另一端连接在电阻R9上，电阻R9一端连接在DGND,另一端连接GND上；
所述MBUS高电平输出电路的MOS管Q3，MOS管Q3栅极连接单片机IO口输出端PIN_HIGH_OUT上，源极接地，漏极连接电阻R2，电阻R2连接电阻R1，电阻R1的另一端接+36V，电阻R3连接在的MOS管Q1的漏极，另一端连接在三级管Q2的发射极上，同时这一端也连接+36V电源上，三极管Q2的集电极连接在电阻R1和R2之间，基极连接MOS管Q1和电阻R3之间，二极管D1接MOS管Q1的漏极，另一端接MBUS输出；
所述MBUS低电平输出电路包括的MOS管Q6，MOS管Q6的栅极连接单片机IO口输出端PIN_LOW_OUT上，源极接地，漏极连接电阻R5，电阻R5连接电阻R4，电阻R4的另一端接+24V，电阻R6连接的MOS管Q4的漏极，另一端连接在三极管Q5的发射极上，同时这一端也连接+24V电源上，三极管Q5的集电极连接在电阻R4和R5的中间，基极连接Q4和R6之间，二极管D2接Q4的漏极，另一端接MBUS输出。
进一步的；所述的单片机型号为PIC16F67K40。
进一步的；MOS管Q1、MOS管Q4型号为IRF9540NPBF;三级管 Q2、三级管Q5的型号为PNP形的TP42C，MOS管Q3、MOS管Q6型号为：2N7002。
本实用新型的积极有益技术效果在于：本发送电路高电压电源采用1路+36V电压，通过DC-DC转换成MBUS低电压发送电压+24V,MBUS总线发送高电平时，单片机控制+36V输出，通过二级管D2的单向导通性，+24V电压截止。当发送低电压+24V时，通过单片机控制端IO口输出0，则关断+36V输出，这样+24V可以输出到总线上。无论是输出高电平还是低电平期间，当总线发生短路时，检测电流的电阻（电阻R3、电阻R6）上的电压增加，检测电流的电阻上电压增加，大于设定电流时，保护电路中的PNP型三级管导通，从而使输出MOS管的漏极和栅极电压相同，从而关断MOS管的输出，从而实现短路关断输出的功能。
附图说明
图1是本实用新型的36V电源变换24V电源电路原理图。
图2是本实用新型的MBUS高电平输出电路原理图。
图3是本实用新型的MBUS低电平输出电路原理图。
具体实施方式
如附图所示，MBUS水表数据采集控制器带短路保护的发送电路，包括单片机、传输高电平电源转换低电平电源电路、MBUS高电平输出电路、MBUS低电平输出电路，所述的单片机型号为PIC16F67K40，所述传输高电平电源转换低电平电源电路包括DC-DC转换芯片XL7035，电容C1、电容C2、二极管D3、电感L1、电阻R7、电阻R8、电容C3、电容C4、电容C5、电阻R9，电容C1，电容C2的一端连接输入高电平和XL7035的输入端VIN，另一端接GND，二极管D3一端连接XL7035的输出端SW,另一端接GND，电感L1一端连接在XL7035的输出端SW，另一端连接电阻R7，电阻R8一端连接电阻R7，另一端连接接GND，电容C3并联在电阻R7的两端，电容C4、电容C5一端连接电感L1，另一端连接在电阻R9上，电阻R9一端连接在DGND,另一端连接GND上；所述MBUS高电平输出电路的MOS管Q3，MOS管Q3栅极连接单片机IO口输出端PIN_HIGH_OUT上，源极接地，漏极连接电阻R2，电阻R2连接电阻R1，电阻R1的另一端接+36V，电阻R3连接在的MOS管Q1的漏极，另一端连接在三级管Q2的发射极上，同时这一端也连接+36V电源上，三极管Q2的集电极连接在电阻R1和R2之间，基极连接MOS管Q1和电阻R3之间，二级管D1接MOS管Q1的漏极，另一端接MBUS输出；所述MBUS低电平输出电路包括的MOS管Q6，MOS管Q6的栅极连接单片机IO口输出端PIN_LOW_OUT上，源极接地，漏极连接电阻R5，电阻R5连接电阻R4，电阻R4的另一端接+24V，电阻R6连接的MOS管Q4的漏极，另一端连接在三级管Q5的发射极上，同时这一端也连接+24V电源上，三级管Q5的集电极连接在电阻R4和R5的中间，基极连接Q4和R6之间，二级管D2接Q4的漏极，另一端接MBUS输出。MOS管Q1、MOS管Q4型号为IRF9540NPBF;三级管 Q2、三级管Q5的型号为PNP型，型号为TP42C，MOS管Q3、MOS管Q6型号为：2N7002。GND指接地，DGND指数字接地。
MBUS的高电平输出+36V和低电平输出+24V原理一样，短路保护原理一样。在此以高电平为例说明。如图2所示，当MBUS总线需要输出高电平+36V时，单片机控制的IO口在PIN_HIGH_OUT上输出高电平，则MOS管Q3导通，电流流过电阻R1、电阻R2。则MOS管Q1的栅极电压为V1，MOS管Q1的漏极电压为V2，选择合适的电阻R1和电阻R2，使V2-V1>10V，从而使Q1导通，MBUS的高电平+36V输出。检测电流电阻是电阻R3，设流经电阻R3的电流为，当I很小时，电阻R3两端的电压V小于0.3V，三级管Q2不导通，电路能够正常工作。当短路时，I增大，电阻R3两端的电压V也增大，当V大于0.3V时，三级管Q2导通，从而使MOS管Q1的漏极和栅极电压相同，MOS管Q1关断输出，实现输出短路保护功能。通过单片机的IO口控制，输出高电平+36V时，控制PIN_HIGH_OUT为高电平。输出低电平+24V时，控制控制PIN_HIGH_OUT为低电平，PIN_LOW_OUT为高电平。图2中二级管D1，图3中的二级管D2，起单向输出，又起总线高低电平切换时电流回路作用。
Claims (3)
1.MBUS水表数据采集控制器带短路保护的发送电路，包括单片机、传输高电平电源转换低电平电源电路、MBUS高电平输出电路、MBUS低电平输出电路，其特征在于：
所述传输高电平电源转换低电平电源电路包括DC-DC转换芯片XL7035，电容C1、电容C2、二极管D3、电感L1、电阻R7、电阻R8、电容C3、电容C4、电容C5、电阻R9，电容C1，电容C2的一端连接输入高电平和XL7035的输入端VIN，另一端接GND，二极管D3一端连接XL7035的输出端SW,另一端接GND，电感L1一端连接在XL7035的输出端SW，另一端连接电阻R7，电阻R8一端连接电阻R7，另一端连接接GND，电容C3并联在电阻R7的两端，电容C4、电容C5一端连接电感L1，另一端连接在电阻R9上，电阻R9一端连接在DGND，另一端连接GND上；
所述MBUS高电平输出电路的MOS管Q3，MOS管Q3栅极连接单片机IO口输出端PIN_HIGH_OUT上，源极接地，漏极连接电阻R2，电阻R2连接电阻R1，电阻R1的另一端接+36V，电阻R3连接在的MOS管Q1的漏极，另一端连接在三级管Q2的发射极上，同时这一端也连接+36V电源上，三极管Q2的集电极连接在电阻R1和R2之间，基极连接MOS管Q1和电阻R3之间，二极管D1接MOS管Q1的漏极，另一端接MBUS输出；
所述MBUS低电平输出电路包括的MOS管Q6，MOS管Q6的栅极连接单片机IO口输出端PIN_LOW_OUT上，源极接地，漏极连接电阻R5，电阻R5连接电阻R4，电阻R4的另一端接+24V，电阻R6连接的MOS管Q4的漏极，另一端连接在三极管Q5的发射极上，同时这一端也连接+24V电源上，三极管Q5的集电极连接在电阻R4和R5的中间，基极连接Q4和R6之间，二极管D2接Q4的漏极，另一端接MBUS输出。
2.根据权利要求1所述的MBUS水表数据采集控制器带短路保护的发送电路，其特征在于：所述的单片机型号为PIC16F67K40。
3.根据权利要求1所述的MBUS水表数据采集控制器带短路保护的发送电路，其特征在于：MOS管Q1、MOS管Q4型号为IRF9540NPBF;三级管 Q2、三级管Q5的型号为TP42C，MOS管Q3、MOS管Q6型号为：2N7002。
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