楼宇控制系统中的隔离模块设计

在万物互联的趋势下，楼宇作为占据人们日常生活一大半时间的地点更需要凸显其应用价值。提升楼宇的智能化以及提高楼宇的能源效率和可持续发展都是其价值的体现，打造智能楼宇是构建智慧生活的基石。

在我国经济快速发展的今天，人们日益增长的美好需求和生活习惯的改变都在促使着科学技术的人性化发展，而目前楼宇控制主要面临以下三个主要问题：

1. 能源成本高昂、楼宇能耗高；

2. 通信协议繁而杂，信息协同响应低；

3. 维护人员劳动强度高，楼宇生命周期成本高。

针对以上三个问题，楼宇控制系统的解决方案需要通过将各种类型的智能终端应用进行整合、组合并统一到同一操作系统平台上进行管理。

图1

首先，针对楼宇中的终端应用，其供电方式大多由电源模块供电，ZLG立功科技·致远电子基于近二十年的电源设计经验积累，自主研发设计自主电源IC，打造全工况优选型DC-DC电源。全新推出的P系列全工况优选定压电源相较于传统方案内部集成短路保护、过温保护等保护功能，具备更高的集成度与可靠性，能够为用户I/O及通信隔离等应用提供标准、可靠的供电解决方案。

图2

l 满载效率高达83%，轻载效率仍高至79%

l 产品封装：SIP、DIP等兼容国内、国际产品的封装

l P系列隔离电源模块全系列支持短路自恢复功能

l 基于自主研发的开关电源芯片ZLG1001，相较于传统设计，纹波噪声低至40mV

l 低至5mA的静态电流，待机功耗仅为25mW

l 准汽车级温度适应范围，覆盖-40℃~105℃                        

l 采用阻燃封装材料、外壳、符合UL94 V-0、符合RoHS的生产工艺以及完善的老化测试、EMC测试。

表1

其次，在信号传输上，智慧楼宇主要以稳定可靠为主，大多会用到CAN、485和232。ZLG立功科技·致远电子2003发布公司研发的第一款总线隔离收发器，已有近二十年串口总线隔离技术积累。目前RSM系列隔离收发器传输通道覆盖单路、双路和四路，传输速率支持9.6kbps~1Mbps，CTM系列隔离收发器覆盖CAN2.0A、CAN2.0B、容错CAN和CAN FD等所有CAN-bus通讯协议，被广泛应用于工业通讯、煤矿行业、电力监控、楼宇自动化等工业领域，是国内隔离RS-485和CAN收发器代表产品。

隔离RS-485收发器

图3

l 波特率支持：1Mbps，500kbps，115.2kbps，9.6kbps等；

l 节点数量：256个、128个、32个等；

l 通道数量：单路、双路、四路等；

l 工作温度：-40~85℃或-40~105℃；

l 隔离电压：2500VDC或3500VDC；

l Mini小体积或标准模块化封装；

l 外壳及灌封材料符合UL94 V-0标准；

l 具有低电磁辐射和高抗电磁干扰性；

表 2

隔离CAN收发器

图4

l 波特率支持：5k~1Mbps或40k~1Mbps

l 协议支持：CAN2.0A/B、容错CAN、CAN FD

l 节点数量：110个

l 工作温度：-40~85℃或-40~105℃

l 隔离电压：2500VDC或3500VDC

l 符合“ISO 11898-2”国际标准

l Mini小体积或标准模块化封装

l 外壳及灌封材料符合UL94 V-0标准

l 具有低电磁辐射和高抗电磁干扰性

表 3

隔离RS-232收发器

图5

l 产品线支持：单路、双路或全功能RS-232；

l 宽电压输入：3.15~5.25；

l 隔离电压:2500VDC；

l 工作温度：-40~85℃；

l 外壳及灌封材料符合 UL94-V0 标准；

表 4

此外，针对更高的集成度与可靠性的产品要求，致远电子还提供了表贴式隔离CAN和隔离RS-485收发器表贴式产品不仅具备更高的集成度与可靠性，并且支持业内所有常用的贴片封装，适用于需要高稳定性总线通讯的场合，能够最大程度的提升用户的生产效能，帮助用户提升总线通信防护等级。有关表贴式隔离收发器的具体信息，可以参见文末网址。

最后，在智慧楼宇中，应对不同品牌终端，信号传输方式也都有所差异，ZLG立功科技·致远电子CSM系列嵌入式 SPI/UART 转 CAN 模块可以帮助用户快速实现具有 CAN-bus 通讯接口的仪器、仪表设备的项目设计，其内部集成了32bit 微处理器、CAN 控制器、CAN收发器、电源电路、隔离电路、总线保护于一身，所有元器件布置在一个微型的封装模块之内。模块尺寸仅 31.80×20.30×6.50mm，相当于一个 DIP-24 集成电路。麻雀虽小，五脏俱全，不需要连接任何外围元件，CSM系列即可以使设备通过 SPI或UART 端口连接到 CAN-bus 网络中。

图6

l 支持：SPI或UART转CAN；

l 模式：透传、透明带标识、自定义；

l CAN接口符合ISO1898标准；

l 工作电压：5V、3.3V；

l 隔离电压2500VDC；

l 超小型模块化封装；