XY·CN总线供电及通信系统(连载)——总线电压的选取及电源系统的设计

　　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。

　　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。