[发明专利]一种用于MBus主站电路的短路保护和过载检测电路

说明书

本发明涉及通信技术领域，提出一种用于MBus主站电路的短路保护和过载检测电路，包括短路保护子电路、过载检测子电路、MBus输出子电路，各部分之间用导线连接，并安装在电路板上。短路保护子电路使用自恢复保险丝作为保护元件，具有响应快、可靠性高、能够自动恢复等特点；过载检测子电路通过将采样到的电压信号输入到NPN型硅三极管的基级，当电压信号超过三极管的导通电压，就输出过载信号，具有结构简单、使用方便等特点。本发明电路简单可靠，使用方便且易于实现，设备成本低，所以本发明具有良好的应用前景。

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种用于MBus主站电路的短路保护和过载检测电路。

背景技术

MBus作为一种主从半双工的通信技术，具有抗干扰能力强、通信距离远、供电方式灵活多样等特点，在各种智能仪表的数据采集中应用广泛。传统MBus主站电路的短路保护和过载保护电路往往比较复杂，并且可靠性不高，复杂的电路导致成本增加，可靠性不高则将导致MBus主机电路在MBus总线短路时损坏，或者在过载时导致通信错误。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种电路结构简单可靠、抗干扰能力强、能提供实时过载和短路保护、并且当短路故障或者过载故障消除后能自动恢复正常工作的用于MBus主站电路的短路和过载保护电路。

为解决上述问题，本发明采取的技术方案为：一种用于MBus主站电路的短路保护和过载检测电路，其特征在于：包括短路保护子电路、过载检测子电路、MBus输出子电路，各部分之间用导线连接，并安装在电路板上。其中短路保护子电路的输入端(MBusTX)接 MBus主站电路的MBus总线信号发送端，短路保护子电路的第一输出端(Short)输出短路指示信号，接MBus主站电路的处理器引脚，短路保护子电路的第二输出端(MBus+)接MBus 输出子电路的输入端(MBus+)；过载检测子电路的输入端(OverloadDetection)接MBus 输出子电路的第一输出端，过载检测子电路的输出端(OverLoad)输出过载指示信号，接 MBus主站电路的处理器引脚；MBus输出子电路的输入端(MBus+)接短路保护子电路的第二输出端，MBus短路保护子电路的第一输出端(OverloadDetection)接过载检测子电路的输入端，MBus输出子电路的第二输出端(MBusReceive)接MBus主站电路的MBus信号接收模块输入端。MBus短路保护子电路和MBus过载检测子电路的电源输入端用导线与MBus 主站电路的处理器电源VCC连接。

所述的短路保护子电路由自恢复保险丝、3个电阻和1个光电耦合器组成，其间通过导线连接，自恢复保险丝可以为一个或者多个，为多个时串联在总线上，本发明给出的实例为三个相同的自恢复保险丝串联，即F1、F2、F3。来自MBus主站电路的MBus总线发送信号MBusTX经过自恢复保险丝输出到MBus输出子电路。当MBus总线短路时，总线上的电流迅速增加，当电流超过自恢复保险丝的额定电流，即阀值1(I₁)时，自恢复保险丝截止，从而关断总线，此时电流一路经过短路限流电阻R3流向GND，另一路经过R4、光电耦合器的1、2引脚，再经过短路的总线和采样电阻R5和R6回到GND，导致光电耦合器导通，短路指示信号输出端(Short)被拉低，该信号输出到MBus主站电路的处理器，以便做相应的处理。

所述的过载检测子电路由一个电阻和一个NPN型硅三极管(Q2)组成。正常工作时，Q2的V_be小于0.7伏，即Q2不导通；当MBus总线上所接的从站数量超过额定数量时，总线的上的电流超过阀值2(I₂)，导致Q2导通，即：I₂*R5>0.7V，此时过载检测子电路的输出端(OverLoad)被拉低，该信号输出到MBus主站电路的处理器，以便做相应的处理。

所述的MBus输出子电路由采样电阻R5和R6、交流信号采样电容C1、和瞬态抑制二极管TVS组成，瞬态抑制二极管TVS用于虑除MBus总线上的瞬间尖峰电流，J1端子用于外接相应的MBus总线。