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POWERBUS总线从站设计方案
yzd1994
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POWERBUS总线属于低压供电总线技术。通过在供电电缆上调制控制信号，替代了传统分离的控制电缆和供电电缆并大幅度提高通讯稳定性。POWERBUS总线采用满幅电压发送，电流信号回传的方式，提供了高通讯抗干扰能力。其特性如下：
总线可供电，通讯和供电无需电气隔离
总线抗干扰能力强，可与市电并走
可支持总线电流20A（2400bps）
具备总线短路保护，短路移除自动恢复总线
故障信号上报功能
可同时挂接256个设备
通讯距离可达3000m
支持无极性布线
支持任意拓扑布线：树形，星形，总线型
无特殊线缆要求
最新的更低成本解决方案
最大总线电压可达48V
透明串口协议，可兼容原RS485系统
支持通讯速率9600bps和2400bps半双工通讯
可隔离设计又可非隔离设计，保证电磁兼容特性
采用PB620作为主站进行设计时，需注意以下几点：
（1）总线短路保护
PB620具备完整的总线故障检测机制。当总线发生线上短路时，PB620会立刻关断总线，防止线路意外，并保护主站功率器件防止损坏。
总线正常时PB620的BRK（Pin20）引脚会输出高电平（3.3V典型值），可将此信号用于上报信号进行处理，或用于切换继电器或LED指示信号。总线短路发生后，BRK引脚会输出低电平。当短路移除后，PowerBus总线会自动开启，并恢复BRK引脚高电平。
（2）HP模式
HP为高功率模式切换引脚，内部设有上拉电阻。此引脚用来选择工作模式和通讯速率。将此引脚空悬或者拉高：UART通讯速率为9600bps，支持总线电流为5A。将此引脚接地，进入高功率模式：UART通讯速率为2400bps，可支持最大总线电流为20A。
（3）总线供电电压
PB620为PowerBus技术主机IC，属于低压直流供电总线，支持总线电压直流12V-48V。总线电压请根据行业要求、从站电压需求、线材电压损耗，在这个范围内选取。通常与直流供电线无异。将外置直流电源或备用电池连接至V+和GND之间。并根据总线电流，设置合适容量的稳压电容。
（4）PB620供电电源
PB620使用3.3V直流电源供给。可使用线性稳压器或LDO为PB620提供电源供给，也可以和MCU使用同一电源输入。注意请尽量不要使用DC/DC开关稳压器为PB620供电。注意，不要使用5V为PB620供电，会导致损坏。如系统主机中使用多个PB620，可使用同一供电电源。
（5）多回路应用
经常有一些主机端多回路输出的应用。当使用一个电源为多个PB620回路供电的时候，现场可能会出现供电引起的多回路之间串扰干扰，如电源只供给一个PB620使用将不存在串扰问题。在这种应用条件下，不可使用“图2PB620基本应用电路”中的外围电路设置，而要使用PB620隔离电路。
4.2POWERBUS总线从站设计
在本设计中，灯具作为POWERBUS总线的从站，其将自身运行及报警信息实时回传。从站采用PB331芯片设计，PB331是POWERBUS技术的从站通讯芯片。POWERBUS采用电压发送，电流信号回传的方式，提供了高通讯抗干扰能力。PB331能适应现场使用的各种线材并实现远距离通讯的功能。电缆可以总线型、树型或星型等任意方式铺设，极大方便施工布线，并且可以防止错接发生，简化施工维护。其基本应用电路如图3所示：
采用PB331作为从站进行设计时，需注意以下几点：
（1）UART通讯接口
PB331波特率根据主机设置自适应9600bps和2400bps。接收和发送自适应支持8位9位数据方式，第9位可以是数据位、校验位、地址位。
8位串口数据:起始位+8位数据位+停止位。
9位串口数据:起始位+8位数据位+第9位数据位+停止位。
（2）负载要求
POWERBUS总线是智能低压供电二总线，负载可以是任意负载，包括阻性或感性。负载可以是：电动机、步进电机、电热执行器、继电器、高功率LED。负载电流动态变化，不会影响通讯。
（3）PB331的供电
PB331为宽供电范围，可以使用LDO或DC/DC降压器，且可以与MCU共用供电系统。供电电源可以从总线提供，也可以从备电电池或者其他外部市电降压供电。
（4）短路保护
图3中FUSE可以是可恢复保险丝PPTC，也可以是电阻。作用为防止短路和减少上电冲击。若从站损坏变成短路状态时，FUSE可以使此从站从总线脱离，而不影响总线和其他从站。主站可以通过巡检检测到此故障。
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yzd1994
2023-10-09
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