XY・CN总线通信系统的电源系统设计

XY·CN总线是一种低成本的、一点对多点的现场总线通信系统，该系统的优势之一是其无与伦比的节电优势，要发挥该优势，就要注意各部分的电源设计方法。总线电压在12～36 V范围系统均能正常工作，对不同的应用可选用不同的工作电压，本文将全面论述其系统的电源设计原理及方法。

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。[next]

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。