发送电路:
如上图示 ,图 一 为带 扩流电路 的 MBUS 发送电路,图二为去掉扩流电路的MBUS发送电路
事实证明,当为 图一电路时 在大负载情况下 数据 发送接收,都不正确,特别是接收数据错误 。
当 有扩流电路时 由于扩流电路起作用 ,电阻 R208 即使在MBUS 大负载电流的情况下也不热
当去掉扩流电路 在MBUS 大负载电流的情况下,电阻 R208 很热。此时所有电流都有主机芯片TLE2301提供,流过R208.
现 采用 图二所示电路,下面以此电路为例说明
首先 明确一点MBUS总线的特点 是由MBUS主机、从机共同的协作得到的电路特点,比如总线供电是MBUS主机的功能,总线接线无正负极性,则是从机电路功劳,等等。
其次 MBUS 接收、发送的原理
MBUS主机发送 时 由于 MBUS从机的 Rxd端保持高阻,此时MBUS主机通过 信号对 MBUS总线电压的调制来进行数据的发送,此时总线电流保持不变。MBUS总线电压的调制幅度为 TLE2301 的输出对地电压。
MBUS主机接收时,由于此时MBUS主机的TXD端保持高阻,此时MBUS总线TLE2301的电压保持不变,MBUS总线的电流会跟随MBUS从机的信号进行变化,此时总线电压不变。
综上所述实际上MBUS主机发送电路就是一个可调稳压电源,电路,当发送是,调制此稳压电源输出一个高电压或输出一个低电压,当接收时,就保持电压不变,电流自然会因为从机的数据发送而变化。
考虑到MBUS主机给总线的供电因素,调制的电压变化不能有0V,因此可以有个正负电源,此变化可以从负电源的基础进行变化,保证供电。
第一、发送信号的幅度:
对于 上图二,TLE2301运放构成一个电压放大电路 放大倍数为 1+R205/R204 ,输出电压B0为 3.3×(1+R205/R204 ),通过TXD2的调制 可以输出 0-BO的电压范围,此电路设计为 11.7V的最大幅度,此幅度会随着负载的增大而降低,因为有电流取样电路串在电路中,此电压幅度也是 MBUS 有规定的为 12V,空号电压(0v)=传号电压跌落12V。
MBUS 总线电压范围 (空载): 24-36V 最大 42V,静态最低电压 24V,
因此如果要调整此幅度,不是通过 调整 供电电压,而是调节 TLE2301 的输出 ,通过调整电阻 R205,R204
第二、总线电压的幅度:
1、通过提高供电电压,如 从 正负 15v提高到 正负 18v,那么实际总线电压提高了3v
2、通过提高电压变化幅度,通过调整TLE2301运放的输出电压来实现,调整此电压后要相应调整接收电路中的阻容参数保证比较器的 负端 的 电压维持时间不变。
接收电路 :
如上图示:
原理:
1、数据发送时对接收的影响
当数据 发送时 ,BO、B2电压同时变化,以上电路 由于比较器 的输出设计为跟随 B2的变化,因此光耦的发射端始终没有电流,光耦输出无变化,数据发送时并不会影响接收
2、接收过程:当电路处于 接收数据状态时,总线电压不变,因此B0不变,由于有取样电阻27欧 1欧串在电路中,因此B2的电压会根据接收数据的数据流变化,因此经比较器进行转换为0-电源电压的信号,经光耦转换为单片机可接收的电压信号由单片机接收。
3、如何将一个模拟电压变化通过比较器变为 一个0、1变化的数字信号
如上图示,R302 R303 C302 组成一个电容充放电电路,只要保证这个电路 放电 的速度 低于信号低电压的时间,充电的速度低于信号高电压的时间 即可,这样输出总是跟随输入的状态。
因此,在实验时 ,增加了TLE2301的输出后,B2电压变化的基值也会增加,因此对电容的充电也会变快,通过增大R302来增加其充电时间后 OK。
过载报警电路:
第一、原理:
如上图示 : B1、B2的电压为 B1>=B2,当总线无电流时B1=B2,此时比较器正输入端的电压为 B2,比较器负输入端由于有电阻分压得到,因此小于B1、B2,所以此时比较器输出为高,LED不亮,状态正常
当总线电流增加,B1、B2电压都会逐渐降低,但压差会逐渐增大,当 比较器负端经电阻分压得到的电压大于B2时,比较器输出低,LED点亮,过载报警。
第二、计算方法:
首先确定 过载 电流大小,计算出此电流下B1 B2的值,根据B1 B2 的值,在R403阻值不变的情况下,计算出,流经R404的电流,而B2为R404上的电压 根据电压、电流计算出R404的大小即可。
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