MBUS主机发送接收电路的制作方法

本技术涉及一种mbus主机发送和接收数据的电路。

背景技术：

1、在热计量通信和水表通信等领域，mbus通信是广泛采用的一种通信方式。

2、mbus通信是一种半双工通信方式，其可以通过主机实现给终端仪表远程供电。其通信原理是：由主机向终端仪表传输的信号采用电压值的变化来表示，即集中器向终端仪表发送的数据码流是一种电压脉冲序列，用+36v表示逻辑“1”，用+24v表示逻辑“0”。在稳态时，线路将保持“1”状态。而从终端仪表向主机端传输的信号则采用电流值的变化来表示，即由终端仪表向主机发送的数据码流是一种电流脉冲序列，通常用1.5ma的电流值表示逻辑“1”，当传输“0”时，由终端仪表控制可使电流值增加11～20ma。在稳态时，线路上的值为持续的“1”状态。

3、现有技术中的通用型mbus电路多采用ti（德州仪器）公司的解决方案，ti的解决方案中需要配备正负双电源，电路中设计了扩流电路，设计较为复杂，且成本较高，限制了mbus通信在许多场景下的应用。

技术实现思路

1、本实用新型提出了一种mbus主机发送接收电路，其目的是：解决现有的发送接收电路结构复杂、成本高的问题。

2、本实用新型技术方案如下：

3、一种mbus主机发送接收电路，包括与mbus主机的mcu的数据发送端相连接的发送电路和与mbus主机的mcu的数据接收端相连接的接收电路，所述发送电路包括光耦u6、三极管q7和mos管q5；

4、所述光耦u6与mcu的数据发送端相连接，用于通过三极管q7控制mos管q5导通和断开；

5、mbus主机的36v电源与mos管q5的源极相连接，mos管q5的漏极通过二极管d8与mbus发送总线相连接；

6、mbus主机的24v电源通过二极管d9与mbus发送总线相连接。

7、作为所述mbus主机发送接收电路的进一步改进：所述光耦u6接收端的正极连接电源正极，接收端的负极与mcu的数据发送端相连接，光耦u6发射端的发射极接地、集电极通过电阻r30连接36v电源；光耦u6发射端的集电极还通过电阻r34与三极管q7的基极相连接；三极管q7的发射极接地，集电极依次通过电阻r28及电阻r24与36v电源相连接，电阻r28和电阻r24的中间点与mos管q5的栅极相连接。

8、作为所述mbus主机发送接收电路的进一步改进：所述发送电路还包括继电器re1，继电器re1的触点端子设置在mbus发送总线上。

9、作为所述mbus主机发送接收电路的进一步改进：所述发送电路还包括三极管q1，所述三极管q1的基极通过电阻r16与控制端con_re01相连接，集电极与二极管d4的正极相连接，二极管d4的负极与5v电源相连接；二极管d4的正极和负极还分别与继电器re1的线圈端子的负极和正极分别对应连接；

10、所述三极管q1的发射极接地，发射极还通过电阻r20与三极管q1的基极相连接。

11、作为所述mbus主机发送接收电路的进一步改进：所述发送电路还包括三极管q6，所述三极管q6的集电极与5v电源相连接，发射极通过电阻r37和发光二极管led2接地，基极则通过电阻r33与二极管d10的正极相连接，二极管d10的负极与光耦u6的发射端的集电极相连接。

12、作为所述mbus主机发送接收电路的进一步改进：所述接收电路包括采样放大电路、比较器u5a和光耦u3；

13、所述采样放大电路的采样端与mbus接收总线相连接，用于将mbus接收总线上的电流值转换为电压值并放大；

14、所述采样放大电路的输出端通过电阻r8与比较器u5a的正输入端相连接；比较器u5a的正输入端还通过并联的电阻r7和电容c5接地，该接地端还通过电容c14与24v电源连接；

15、所述采样放大电路的输出端还依次通过二极管d3及电阻r10与比较器u5a的负输入端相连接；比较器u5a的负输入端还通过电阻r42接地；

16、光耦u3的接收端的正极通过电阻r4与5v电源连接，负极与比较器u5a的输出端相连接，负极还通过电容c12接地；

17、光耦u3的发射端的集电极与mcu的数据接收端相连接，集电极还通过电阻r26与3.3v电源相连接，光耦u3的发射端的发射极接地。

18、作为所述mbus主机发送接收电路的进一步改进：所述接收电路还包括串联在5v电源与比较器u5a的输出端之间的发光二极管led1和电阻r5。

19、作为所述mbus主机发送接收电路的进一步改进：所述采样放大电路包括电阻r35、运算放大器u4a和运算放大器u4b；

20、所述电阻r35一端与mbus接收总线相连接，另一端接地；

21、所述运算放大器u4a的正输入端通过电阻r6与电阻r35的一端相连接，负输入端与运算放大器u4a的输出端相连接；

22、所述运算放大器u4b的正输入端与所述运算放大器u4a的输出端相连接，运算放大器u4b的负输入端通过电阻r11接地，还通过电阻r9与运算放大器u4b的输出端相连接；

23、运算放大器u4b的输出端即为采样放大电路的输出端。

24、作为所述mbus主机发送接收电路的进一步改进：还包括过载报警电路，所述过载报警电路包括比较器u5b；

25、比较器u5b的正输入端通过电阻r27与5v电源相连接，还通过并联的电阻r25和电容c4接地；

26、比较器u5b的负输入端通过电阻r31与电阻r5的一端相连接，还通过并联的电阻r36和电容c7接地；

27、比较器u5b的输出端即为过载报警电路的输出端，该输出端通过电容c6接地，还与发光二极管led3的负极相连接，发光二极管led3的正极通过电阻r29与3.3v电源相连接。

28、作为所述mbus主机发送接收电路的进一步改进：还包括用于将24v电压转换为36v电压的电源部分。

29、相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

30、（1）本实用新型的发送电路部分通过光耦和三极管控制mos管通断，从而控制mbus发送总线所接入的电压，实现信号的发送，电路结构简单，成本低，可靠性高；

31、（2）发送电路还通过继电器实现了非工作状态下的断电功能；

32、（3）接收电路利用电容c5两端电压不能突变的特性，使比较器u5a的输出端状态跟随mbus接收总线上电流值变化，本电路仅采用了放大器和比较器与陶瓷电阻电容，电路结构更简单、成本更低；

33、（4）本实用新型还设置有过载报警电路，当mbus接收总线电流过大时，比较器u5b输出端为低电平时，可以输出报警信号并点亮发光二极管led3。

技术特征：

1.一种mbus主机发送接收电路，包括与mbus主机的mcu的数据发送端相连接的发送电路和与mbus主机的mcu的数据接收端相连接的接收电路，其特征在于：所述发送电路包括光耦u6、三极管q7和mos管q5；

2.如权利要求1所述的mbus主机发送接收电路，其特征在于：所述光耦u6接收端的正极连接电源正极，接收端的负极与mcu的数据发送端相连接，光耦u6发射端的发射极接地、集电极通过电阻r30连接36v电源；光耦u6发射端的集电极还通过电阻r34与三极管q7的基极相连接；三极管q7的发射极接地，集电极依次通过电阻r28及电阻r24与36v电源相连接，电阻r28和电阻r24的中间点与mos管q5的栅极相连接。

3.如权利要求1所述的mbus主机发送接收电路，其特征在于：所述发送电路还包括继电器re1，继电器re1的触点端子设置在mbus发送总线上。

4.如权利要求3所述的mbus主机发送接收电路，其特征在于：所述发送电路还包括三极管q1，所述三极管q1的基极通过电阻r16与控制端con_re01相连接，集电极与二极管d4的正极相连接，二极管d4的负极与5v电源相连接；二极管d4的正极和负极还分别与继电器re1的线圈端子的负极和正极分别对应连接；

5.如权利要求2所述的mbus主机发送接收电路，其特征在于：所述发送电路还包括三极管q6，所述三极管q6的集电极与5v电源相连接，发射极通过电阻r37和发光二极管led2接地，基极则通过电阻r33与二极管d10的正极相连接，二极管d10的负极与光耦u6的发射端的集电极相连接。

6.如权利要求1至5任一所述的mbus主机发送接收电路，其特征在于：所述接收电路包括采样放大电路、比较器u5a和光耦u3；

7.如权利要求6所述的mbus主机发送接收电路，其特征在于：所述接收电路还包括串联在5v电源与比较器u5a的输出端之间的发光二极管led1和电阻r5。

8.如权利要求6所述的mbus主机发送接收电路，其特征在于：所述采样放大电路包括电阻r35、运算放大器u4a和运算放大器u4b；

9.如权利要求8所述的mbus主机发送接收电路，其特征在于：还包括过载报警电路，所述过载报警电路包括比较器u5b；

10.如权利要求1所述的mbus主机发送接收电路，其特征在于：还包括用于将24v电压转换为36v电压的电源部分。

技术总结
本技术公开了一种MBUS主机发送接收电路，包括与MBUS主机的MCU的数据发送端相连接的发送电路和与MBUS主机的MCU的数据接收端相连接的接收电路。发送电路包括光耦U6、三极管Q7和MOS管Q5。本技术的发送电路部分通过光耦和三极管控制MOS管通断，从而控制MBUS发送总线所接入的电压，实现信号的发送，电路结构简单，成本低，可靠性高；接收电路利用电容C5两端电压不能突变的特性，使比较器U5A的输出端状态跟随MBUS接收总线上电流值变化，同样具有结构简单、成本低的优点。

技术研发人员：王鑫,严林燕
受保护的技术使用者：烟台绿州能源科技有限公司
技术研发日：20230731
技术公布日：2024/2/1