XY?CN總線通信系統(tǒng)的電源系統(tǒng)設計

XY·CN總線是一種低成本的、一點對多點的現(xiàn)場總線通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)的優(yōu)勢之一是其無與倫比的節(jié)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。總線電壓在12～36 V范圍系統(tǒng)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(tǒng)的電源設計原理及方法。

1 總線電壓的選取

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，總線使用RVl．5雙絞線為介質(zhì)，其千米阻抗為30Q左右，我們只有考慮系統(tǒng)在最大工作電流下末端電壓大于10．5 V即可。如果供電時間比為3：5(有3／5的時間供申)，則總線電壓計算公式如下：





N為節(jié)點個數(shù)，L為雙絞線長的，Ii為i節(jié)點電流。

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

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

也就是說標準系統(tǒng)在監(jiān)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(tǒng)是不能這樣應用的，因為設備動作后會使靜態(tài)電流增大。

1．2 設備功耗影響

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

為解決這種系統(tǒng)對電源功率的要求，我們可以選用36V系統(tǒng)，以售飯系統(tǒng)為例說明的功率系統(tǒng)的設計方法：售飯機主要功耗是啟動16只中型數(shù)碼LED，其驅(qū)動最大電流達220 mA，啟動射頻卡可采用與數(shù)碼管分時驅(qū)動的辦法解決，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關(guān)電源，按效率80％計算，25 V輸入電壓下(5 V為總線損耗)，輸入電流為200／((25／3)*0．8)=30 mA。將總電流控制在600mA之內(nèi)，每路總線可以安裝20臺售飯機。







注意：總線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末端，要保持電壓25 V，使用RVl．5雙絞線該系統(tǒng)總線通信距離為5／(0．05*O．6)=160 m。[next]

2 系統(tǒng)功率計算

2．1 輸入設備

多數(shù)的輸入設備直接使用XY001芯片的串聯(lián)穩(wěn)壓器供電，靜態(tài)功耗ISTAICT/O在O．6 mA左右，動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

由于該類節(jié)點設備功耗較高，多采用3 V系統(tǒng)及開關(guān)穩(wěn)壓電源，因此其功率計算要考慮由于長距離總線降壓引起的電流變化，以24 V系統(tǒng)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(tǒng)需要使用200 mA顯示電流，按開關(guān)電源效率80％計算，總線供電電流IPOW為3×200×80％／16=30 mA。

2．3 分時啟動設備

由于設備是在控制器控制下分時啟動，只計算同時可啟動數(shù)量n的總電流n×ISIPTLME。

2．3．1 偶然啟動設備

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

2．3．2 系統(tǒng)總功率計算

主電功率一總線工作電壓×總線最大工作電流+控制器最大功率+充電功率。

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