M-BUS总线本质安全栅

摘要

本发明公开了一种M-BUS总线本质安全栅，所述总线本质安全栅连接在M-BUS总线系统的主站和从站之间，包括依次连接的输入级、保护级、保护级和输出级，输入级实现M-BUS总线输入的极性转换，并限制M-BUS总线的短路电流；保护级和保护级均包括限压和过流保护电路，一起构成本质安全栅的冗余保护。输出级实现从一个通道到多个通道的扩展，增加驱动从站的数量。本发明实现了多级限压和过流保护，符合M-BUS总线的本质安全要求，并且能够扩展M-BUS总线系统的容量，降低了设备成本。

主权项

一种M‑BUS总线本质安全栅，所述总线本质安全栅连接在M‑BUS总线系统的主站和从站之间；其特征在于，所述总线本质安全栅包括依次连接的下述电路：输入级，实现M‑BUS总线输入的极性转换，并限制M‑BUS总线的短路电流；保护级 I，包括限压和过流保护电路，其输入端连接所述输入级的输出端，该保护级I的输出端连接保护级II的输入端；保护级II，所述保护级II与所述保护级I顺次连接，所述保护级II也包括一限压和过流保护电路，与所述保护级I一起构成M‑BUS总线的冗余保护；所述输入级包括一个桥式转换电路和一个小容量的限流电阻，所述桥式转换电路的输入端连接M‑BUS总线输入，输出端通过小容量的限流电阻连接所述保护级I输入端正极；所述M‑BUS总线本质安全栅还进一步包括输出级，该输出级的输入端连接所述保护级II的输出端，实现从一个通道到多个通道的扩展，增加驱动从站的数量；所述输出级包括顺序连接的信号隔离译码电路和开关矩阵电路，所述开关矩阵电路为组合电子开关矩阵或机械开关矩阵；所述输出级的信号隔离译码电路通过一个电阻驱动光耦，对经输入级的桥式转换电路极性变换后的通道选择信号进行光耦隔离，光耦隔离后的信号输入到芯片U5的输入端，经译码后输出信号，驱动开关矩阵电路；所述开关矩阵电路的每个通道开关的输入端与保护级II的输出端连接，输出端连接到输出端子，控制端与隔离译码电路输出端连接，通过通道开关，控制信号同时控制保护级II的输出端正极、负极与输出端子的导通或关断；所述保护级I包括一个电流采样电阻、一个电子开关、一个二极管、一个控制芯片，该保护级I输入的正极依次串联电流采样电阻、电子开关和二极管，通过电流采样电阻的电流采样信号和所述输出级的输出端电压采样信号输入至所述控制芯片，该控制芯片与所述电子开关的控制端相连；所述控制芯片内部集成故障定时器，在保护级I的输出端电压出现过电压情况时，通过调节电子开关将输出调节到设定的电压内，在该保护级I的输入端出现过电流情况时，控制电子开关断开输入端与输出端的连接。