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详解如何设计XY·CN总线通信系统的电源系统?

详解如何设计XY·CN总线通信系统的电源系统?

1 总线电压的选取



1.1 距离影响



标准XY001组成的从站接收电路的极限工作电压为10.5  V,总线使用RVl.5双绞线为介质,其千米阻抗为30Q左右,我们只有考虑系统在最大工作电流下末端电压大于10.5  V即可。如果供电时间比为3:5(有3/5的时间供申),则总线电压计算公式如下:







N为节点个数,L为双绞线长的,Ii为i节点电流。



按以上公式,如果将所有节点设备均安装在2000 m处标准系统,总线最大输出电流为:



(24—10.5)/(0.05*2C)00)=O.135(A)=135(mA)



也就是说标准系统在监视状态下(130 mA),可全部工作在2000 m处。该计算也可以看出,系统是不能这样应用的,因为设备动作后会使静态电流增大。



1.2 设备功耗影响



XY·CN总线为主机供电方式,为设计需要备电工作的系统提供了极大的方便。但一些系统功耗较大,这时总线电压的选用就会完全考虑满足系统对电源功率的要求。如食堂、快餐店售饭系统,消防的报警显示系统,这些系统均需要为设备提供大的电压功率。



为解决这种系统对电源功率的要求,我们可以选用36V系统,以售饭系统为例说明的功率系统的设计方法:售饭机主要功耗是启动16只中型数码LED,其驱动最大电流达220  mA,启动射频卡可采用与数码管分时驱动的办法解决,因此按200 mA的平均电流计算。电源部分使用由MC34063芯片组成的低成本开关电源,按效率80%计算,25  V输入电压下(5 V为总线损耗),输入电流为200/((25/3)*0.8)=30 mA。将总电流控制在600mA之内,每路总线可以安装20台售饭机。







注意:总线入口换向及隔离二极管采用1N5819肖特基二极管。



如果所有售饭机均在总线末端,要保持电压25 V,使用RVl.5双绞线该系统总线通信距离为5/(0.05*O.6)=160 m。



2 系统功率计算



2.1 输入设备



多数的输入设备直接使用XY001芯片的串联稳压器供电,静态功耗ISTAICT/O在O.6 mA左右,动作指示后的最大功耗IMAXI/O为1.5  mA左右。



2.2 大功率控制设备



由于该类节点设备功耗较高,多采用3 V系统及开关稳压电源,因此其功率计算要考虑由于长距离总线降压引起的电流变化,以24 V系统计算,2  km的供电最大压降达12 V,平均压降达6 V,因此其平均的开关电源输入电压为24—2(电路损耗)一6=16 V,如果3 V系统需要使用200  mA显示电流,按开关电源效率80%计算,总线供电电流IPOW为3×200×80%/16=30 mA。



2.3 分时启动设备



由于设备是在控制器控制下分时启动,只计算同时可启动数量n的总电流n×ISIPTLME。



2.3.1 偶然启动设备



使用自备电的短时供电设备,如声光讯响器,由于该设备动作时不消耗总线能量,只需要计算其平均脉冲充电功耗ILITTIME即可。



2.3.2 系统总功率计算



主电功率一总线工作电压×总线最大工作电流+控制器最大功率+充电功率。



备电容量一要求静态工作时间×静态功率+要求终止工作后最大功率工作时间×最大功率。



3 常用总线电压的电源系统设计



XY·CN BUS系统备电设计非常简便,只需要按系统对电源容量的要求总和在控制器上设计备电,因此低成本的大容量的铅畜电池是备电的首选。

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