[发明专利]具有光电隔离功能的智能M-BUS主机电路及控制方法

权利要求书

1.一种具有光电隔离功能的智能M-BUS主机电路控制方法，其特征在于，所述具有光电隔离功能的智能M-BUS主机电路控制方法包括：

M-BUS主机发送电路采用锂电池供电，通过调节升压DC-DC的输出电平实现总线数据发送；

M-BUS主机接收电路利用PWM调制电路，动态调节M-BUS主机接收特性，用以适应不同类型M-BUS从机的电气特性；后端采用运放比较器的方式，用以M-BUS从机信号的接收解调；

M-BUS总线状态采集电路通过采样电阻将M-BUS总线电流转换为电压信号，信号再通过压频转换电路转换为脉冲信号，经信号隔离电路传输到主控单元；信号隔离电路采用光耦将通信侧和系统侧全完隔离；

主控单元根据信号的频率，采集M-BUS总线的精确电流值和变化情况，对过流、线路断线、从机功耗异常问题进行研判。

2.如权利要求1所述的具有光电隔离功能的智能M-BUS主机电路控制方法，其特征在于，所述M-BUS主机发送电路到从机的下行数据通过控制总线电平实现，具体过程如下：

当MBUS_TX发送高电平时，三极管Q2导通，电阻R2和R3并联，升压DC-DCU1输出电压为

其中，V_REF为升压DC-DC的参考电压；

此时由于D2肖特基二极管的管压降，使Q1的基极电压高于射极电压，Q1不导通，M-BUS总线输出电压为V_mark-V_diode1，V_diode1为二极管D2的正向导通压降；

当MBUS_TX发送低电平时，三极管Q2截止，R2结束与R3并联，使U1升压DC-DC输出电压变为此时由于C2及总线的等效电容的存在，使得D2的负极电压高于正极电压，D2暂时截止，同时Q1的射极电压高于基极电压，使Q1导通，电容C2及总线的等效电容的电压通过三极管Q1、电阻R5快速泄放到地，直到三极管Q1关断，D2再次导通，M-BUS总线输出电压为V_space-V_diode2，V_diode2为二极管D2的正向导通压降。

3.如权利要求1所述的具有光电隔离功能的智能M-BUS主机电路控制方法，其特征在于，所述M-BUS主机接收电路实现过程如下：

从机发送数据通过电流调制实现，总线从机节点正常工作消耗的负载电流I_mark为逻辑“1”,此时R14将I_mark电流信号转化为电压信号V_imark＝R14*I_mark，并通过R13连接到U2运放的反相端；

当发送逻辑“0”时，节点会额外从M-BUS总线吸取10-20mA的脉冲电流，形成I_space，使得U2运放的反相端的电压变为V_ispace＝R14*I_space；

主控芯片发送一定频率、脉宽可调的脉冲信号，经光耦隔离后连接到U3的正相端，VCC_MBUS经过R21和R22的分压连接到U3反相端，使运放反相端电压为1/2的VCC_MBUS，运放U3的1脚会输出一个与3脚同频、同相的脉冲信号，并经过R9、R10、R11、C3、C4、C5组成的三级滤波的形成参比电压V_R，其大小为VCC_MBUS*脉冲信号占空比，通过R8输入U2运放的同相端；根据实际情况，调整脉冲信号的占空比，使V_imarkV_RV_ispace；

当总线电流为I_mark时，运放同相端电压V_R大于反相端V_imark，运放1脚输出高电平；

当总线电流为I_space时，运放同相端电压V_R小于反相端V_ispace，运放1脚输出低电平，运放1脚输出的电平通过驱动信号隔离电路,实现数据的接收。