[实用新型]一种M-Bus电平转换电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种仪表总线M-Bus的实现电路，是一种实现其它电平与M-Bus电平之间的转换的电路，主要应用在消耗测量仪器和计数器的数据传送，在建筑物、工业能源消耗、数据采集有多方面的应用。

背景技术

在传统的数据传输总线，如RS485，电力载波等应用在小区远程抄表系统或其它数据远传集成系统中。由于这些总线本身的特点及局限性，在实际应用中有许多不够理想的地方。比如RS485对总线电缆要求较高，负载能力较低，在实际工程应用中，对环境要求也较高；总之，实际性能往往很难达到理论参数的性能。而电力载波，由于国内电网的不稳定，及技术难度较大，因此实际应用也不多。

由于M-Bus总线不用区分极性，而且其本身就是专门为消耗测量仪器和计数器传送信息而设计的数据总线，M-Bus可按照任意拓扑结构布线施工，并且支持级联。所以针对集中抄表环境中未知的拓扑结构，M-Bus可以展现出优于传统抄表总线适应未知拓扑结构的能力，而且连接的任意节点故障不影响系统的正常工作，系统可靠性也大大加强，并且施工成本和难度大大下降，因此M-Bus总线是十分适合于在集中抄表领域使用的。

由于M-Bus为一个新型的仪表总线，目前国内技术还不是很成熟，在实际的M-Bus电平转换产品中存在总线输出阻抗大，直接导致总线传输距离大大缩短，负载能力远远达不到理论水平，并且总线电平受负载大小影响很大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种M-Bus电平转换电路。它可以实现其它电平与M-Bus电平之间的转换，且可使总线输出阻抗较小，克服现有技术的不足。

本实用新型的技术方案：一种M-Bus电平转换电路，其特征在于，包括：

信号输入电路，待转换的信号通过信号输入电路输入，它的主要功能是把待转换的电平信号转换成合适的控制信号去控制可控电压源的输出，可控电压源把电压输出到M-Bus总线上，从而实现输入信号到M-Bus电平的转换，通过信号转换电路的电流采样电路对M-Bus总线的电流进行采样，采样信号在信号转换电路中进行整形后，以电压信号形式输出，信号转换电路输出的信号通过信号输入电路把这个电压信号转换成外部的电平信号；

可控电压源，根据信号输入电路输入的控制信号，输出相应的变化的电平至M-Bus总线，通过信号输入电路输出的控制信号对可控电压源的控制，可控电压源输出相应的M-Bus电平信号，可控电压源可以是具有可变电压输出的集成芯片、可编程电压源或是具有此类功能的电路，其特征是输出电压可以直接或间接通过控制端控制；

信号转换电路，通过电流采样电路对M-Bus总线的电流进行采样，并对采样信号进行放大、整形输出至信号输入电路，信号转换电路包含电流采样、电压转换、峰值检测、电流信号转换电路这几个主要部分。主要是实现对M-Bus总线上的电流信号提取，转换、放大、整形输出的功能，通过电流采样电路，和电压转换，就可以把总线电流信号转换成电压信号，并放大输出，再经过峰值检测、电流信号转换，最终输出与电流信号相对应的电压信号；

可控恒流源，提供M-Bus总线所需要的驱动电流，并根据信号转换提供的控制信号改变输出电流的大小，通过信号转换电路输出的一路控制信号对可控恒流源进行控制，从而输出总线所需要的总线驱动电流，可控恒流源可以是具有控制端及恒流输出特性的某些集成芯片，也可以是由分立器件组成的电路，其特征是输出电流可以直接或间接通过控制端控制。

前述的M-Bus电平转换电路中，它还包括：

保护电路，用于对M-Bus总线进行短路保护，通过电压监测电路对总线电压的监测，并输入到控制信号产生电路，控制信号产生电路把电压监测输出的信号与一个设定好的阀值电压进行比较，当总线发生短路，控制信号产生电路便输出一个控制信号至可控断路器的控制端，断开总线连接；

过载指示电路，用于对M-Bus总线进行过载保护，为了保证M-Bus输出功率超过额定输出功率，在总线电流过大时，过载指示电路可以输出信号提示；

电源，对整个电路提供稳定的电流和电压。

前述的M-Bus电平转换电路，其特征在于，所述信号转换电路包括：

电流采样电路，用于采集M-Bus总线上的电流信号；(可为采样电阻或其他等效电路。)

电压转换电路，用于将电流采样电路采集的电流信号转化为电压信号；(可为集成运算放大器芯片)

峰值检测电路，用于对电压转换电路输出的信号进行提取和放大，并进行电压保持；