[实用新型]一种M-BUS总线驱动电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域,具体是指一种M-BUS总线驱动电路。

背景技术

M-BUS（Meter-BUS，EN1434-3）是消费类仪表国际通行标准，其拓扑结构为总线结构，采用普通的两芯电缆连接，两芯电缆同时完成电源供给和数据通信的功能，其广泛应用于三表集抄、智能家庭控制网络、消防报警及联动网络、小区智能化控制网络、中央空调控制系统等领域。

M-BUS总线驱动电路结构主要包括七部分，分别为：电源模块、发送模块、接收模块、M-BUS接口、过载检测电路、中继电路、主机通讯接口。如图1，为现有的M-BUS总线驱动电路图，其存在以下不足：

（1）带负载能力弱。传统的M-BUS总线电源模块是采用DC/DC转化器将18V的电压转换到总线驱动需要的电压30V。18V电源可带负载电流大约为1.5A，当总线电流Ibus=150mA时，能够确保放大器输入电压有一个稳定的工作点。各个结点终端在数据通讯时，所有的结点设备全部从睡眠状态转换到工作状态，终端结点设备的功耗成倍增加（普遍从5uA增加到300uA左右），而完成所有终端结点的通讯总时间比较长，通讯过程中，总线驱动发热比较严重，总线压降增大，超过一定负荷时，通讯不能正常进行。大量实践使用证明，现有的M-BUS总线驱动电路可带终端结点设备（睡眠模式5uA、被唤醒时300uA）只能带约150台终端结点设备，超过180台-200台就容易出现通讯失败现象。

（2）由于通讯下行脉冲的幅度相对比较小(10V-12V)，外界的干扰信号叠加在总线上时，容易造成数据出错，必须要靠降低波特率来保证其通讯的可靠性。

如图1 所示：传统的M-BUS发送电路中主设备到从设备方向的信息发送是通过总线电压调制传输的，输出信号辐值为12V ，由电阻R204和R205 以及Vcc 电压设定。信号发送电路包括来自M-BUS 的电源端电源放大器IC201，其配置为与地共模模式以确保参考电压Vcc 与总线电平及总线的低阻抗相匹配，以能够精确地设定输出引脚（3、6） 相对于地的电势为12V。

电源放大器IC201输出端，使用基本负载R208、R213 和C206 来设定特定数据传输率的工作点。这样外部电容对脉冲上升时间和下降时间的影响就能够保持在限制范围内。图1中电路的其他部分为从设备向主设备传输数据时提供总线电流及总线电流检测，这些功能电路的实现也仅当总线电压保持恒定时才是可能的。

（3）由于各个结点终端靠电流环的转换进行数据上行传送，外界干扰信号叠加在电流环上容易导致信号出错，适当增大终端结点设备电流环的电流对提高其抗干扰能力有良好帮助，而增大终端设备电流环的电流会导致其功耗增大，终端设备功耗的增大必然导致M-BUS所带终端设备数量减少。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可带负载能力强通讯可靠的新型M-BUS总线驱动电路。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案实现：一种M-BUS总线驱动电路，包括信号发送电路，所述信号发送电路包括光耦、第一MOSFET管及第二MOSFET管。其中，第一MOSFET管栅极连接于第一光耦集电极，漏极连接总线电源正极，源极连接第一光耦发射极，同时该端作为信号发送电路正输出端；第二MOSFET管栅极连接于第二光耦发射极，漏极连接总线电源负极，源极连接第二光耦集电极，同时该端作为信号发送电路负输出端；所述第一光耦、第二光耦输入端二极管正极均连接3.3V驱动电源，待发送信号TXD端接入第一光耦输入端二极管负极，控制信号BUSKG端接入第二光耦输入端二极管负极。所述第一光耦集电极通过第一偏置电阻连接驱动电源+VA，第二光耦发射极通过第二偏置电阻连接驱动电源-VB。

优选的，所述M-BUS总线驱动电路还包括过流检测电路，检测信号由信号发送电路+B2端输入比较器同相输入端，比较器反相输入端输入设定电压；当电流过载时，比较器输出低电平，与其连接的光耦导通则LOAD端电平被拉低，MCU检测LOAD端的信号变化则将控制信号BUSKG端置低，第二MOSFET管截止，切断M-BUS总线电源输出。

更优选的，M-BUS总线驱动电路进一步包括过压检测电路，总线电源正极电压输入比较器反相输入端，比较器同相输入端接设定电压；当电压过载时，比较器输出端输出低电平则与其连接的光耦导通，拉低LOADV端电平，MCU检测到LOADV端的信号变化则将控制信号BUSKG端置低，第二MOSFET管截止，切断M-BUS总线电源输出。