XY?CN總線(xiàn)通信系統的電源系統設計

XY·CN總線(xiàn)是一種低成本的、一點(diǎn)對多點(diǎn)的現場(chǎng)總線(xiàn)通信系統，該系統的優(yōu)勢之一是其無(wú)與倫比的節電優(yōu)勢，要發(fā)揮該優(yōu)勢，就要注意各部分的電源設計方法。總線(xiàn)電壓在12～36 V范圍系統均能正常工作，對不同的應用可選用不同的工作電壓，本文將全面論述其系統的電源設計原理及方法。

1 總線(xiàn)電壓的選取

1．1 距離影響

標準XY001組成的從站接收電路的極限工作電壓為10．5 V，總線(xiàn)使用RVl．5雙絞線(xiàn)為介質(zhì)，其千米阻抗為30Q左右，我們只有考慮系統在最大工作電流下末端電壓大于10．5 V即可。如果供電時(shí)間比為3：5(有3／5的時(shí)間供申)，則總線(xiàn)電壓計算公式如下：





N為節點(diǎn)個(gè)數，L為雙絞線(xiàn)長(cháng)的，Ii為i節點(diǎn)電流。

按以上公式，如果將所有節點(diǎn)設備均安裝在2000 m處標準系統，總線(xiàn)最大輸出電流為：

(24—10．5)／(0．05*2C)00)=O．135(A)=135(mA)

也就是說(shuō)標準系統在監視狀態(tài)下(130 mA)，可全部工作在2000 m處。該計算也可以看出，系統是不能這樣應用的，因為設備動(dòng)作后會(huì )使靜態(tài)電流增大。

1．2 設備功耗影響

XY·CN總線(xiàn)為主機供電方式，為設計需要備電工作的系統提供了極大的方便。但一些系統功耗較大，這時(shí)總線(xiàn)電壓的選用就會(huì )完全考慮滿(mǎn)足系統對電源功率的要求。如食堂、快餐店售飯系統，消防的報警顯示系統，這些系統均需要為設備提供大的電壓功率。

為解決這種系統對電源功率的要求，我們可以選用36V系統，以售飯系統為例說(shuō)明的功率系統的設計方法：售飯機主要功耗是啟動(dòng)16只中型數碼LED，其驅動(dòng)最大電流達220 mA，啟動(dòng)射頻卡可采用與數碼管分時(shí)驅動(dòng)的辦法解決，因此按200 mA的平均電流計算。電源部分使用由MC34063芯片組成的低成本開(kāi)關(guān)電源，按效率80％計算，25 V輸入電壓下(5 V為總線(xiàn)損耗)，輸入電流為200／((25／3)*0．8)=30 mA。將總電流控制在600mA之內，每路總線(xiàn)可以安裝20臺售飯機。







注意：總線(xiàn)入口換向及隔離二極管采用1N5819肖特基二極管。

如果所有售飯機均在總線(xiàn)末端，要保持電壓25 V，使用RVl．5雙絞線(xiàn)該系統總線(xiàn)通信距離為5／(0．05*O．6)=160 m。[next]

2 系統功率計算

2．1 輸入設備

多數的輸入設備直接使用XY001芯片的串聯(lián)穩壓器供電，靜態(tài)功耗ISTAICT/O在O．6 mA左右，動(dòng)作指示后的最大功耗IMAXI/O為1．5 mA左右。

2．2 大功率控制設備

由于該類(lèi)節點(diǎn)設備功耗較高，多采用3 V系統及開(kāi)關(guān)穩壓電源，因此其功率計算要考慮由于長(cháng)距離總線(xiàn)降壓引起的電流變化，以24 V系統計算，2 km的供電最大壓降達12 V，平均壓降達6 V，因此其平均的開(kāi)關(guān)電源輸入電壓為24—2(電路損耗)一6=16 V，如果3 V系統需要使用200 mA顯示電流，按開(kāi)關(guān)電源效率80％計算，總線(xiàn)供電電流IPOW為3×200×80％／16=30 mA。

2．3 分時(shí)啟動(dòng)設備

由于設備是在控制器控制下分時(shí)啟動(dòng)，只計算同時(shí)可啟動(dòng)數量n的總電流n×ISIPTLME。

2．3．1 偶然啟動(dòng)設備

使用自備電的短時(shí)供電設備，如聲光訊響器，由于該設備動(dòng)作時(shí)不消耗總線(xiàn)能量，只需要計算其平均脈沖充電功耗ILITTIME即可。

2．3．2 系統總功率計算

主電功率一總線(xiàn)工作電壓×總線(xiàn)最大工作電流+控制器最大功率+充電功率。

備電容量一要求靜態(tài)工作時(shí)間×靜態(tài)功率+要求終止工作后最大功率工作時(shí)間×最大功率。