解读安森美远程抄表M-Bus方案
符合描述M-BUS物理层要求的EN 13757-2和EN 1434-3标准所要求的全部功能,提供达38,400波特(baud)的通用异步接收器/发射器(UART)通信速度,包含达2个单位负载(SOIC封装版本)或6个单位负载(QFN封装版本)的可编程功率等级,可通过集成的3.3 V低压降(LDO)稳压器用于外部电路。低内部能耗使应用中传感器能够获得更多电能,而低压总线工作(低至9.2 V)配合在扩展型M-BUS网络中工作。
![](../img/eep/emb/emb-44497cyxu4riredy.jpg)
图6:针对远程抄表应用的NCN5150单芯片集成M-Bus从收发器典型应用电路图。
NCN5150提供SOIC-16及QFN-20封装选择。SOIC-16与当前市场上已有器件引脚对引脚兼容,外加多处性能提升。QFN封装的尺寸使其非常适用于数量不断增长的空间受限型应用。 NCN5150提供-40 °C至+85 °C的宽工作温度范围,使其非常适用于各种通常不可预测的工作环境。这器件与极性无关,其它关键特性包括掉电保护功能、快速启动,并能够配合从总线或外部电源为从设备供电。
3) 家居及楼宇自动化控制KNX收发器方案
KNX是一种针对各种家居及楼宇控制应用的全球性标准,涵盖从照明及百叶窗控制到各种保安系统、供暖、通风、空调、监视、报警、水控制、能源管理、仪表及家用电器、音响等应用。安森美半导体推出了用于KNX双绞线网络((KNX TP1-256))的NCN5120收发器,用于处理总线上的数据发射和接收,支持连接建筑物网络中的致动器(actuator)、传感器、微控制器、开关或其它应用。
![](../img/eep/emb/emb-4449821fafxtqega.jpg)
图7:NCN5120 KNX收发器产品及应用示意图。
NCN5120内置混合信号技术,在单片集成电路(IC)中集成了模拟前端、数字处理能力及电源功能。集成的KNX EIB收发器包含嵌入式物理层(PHY)及媒体存取控制器(MAC)层,提供9,600波特通信速度(TP1),可选择KNX总线电流斜坡,并且提供 KNX总线电压监控功能。NCN5120还提供20 V稳压器及两个高能效DC-DC转换器,从总线产生3.3 V固定电压及可调节的3.3 V至21 V稳压电压,各自的驱动电流能力均为100毫安(mA)。
这收发器适合大功率应用,其设计旨在减少外围器件,成本更低,还支持安全及可靠地耦合至总线,因为它具备可选择扇入(fan-in)模式、总线电压及温度监测等特性。NCN5120的其它重点特性和优势包括:发送数据帧缓冲、可选自动确认、支持模拟模式、支持休眠模式、可选择UART或SPI接口、可选择至主控制器的波特率、完整的时钟系统(采用业界标准低成本16 MHz石英工作,能为外部MCU产生8/16 MHz时钟)等。这器件采用QFN40 6x6 mm封装,工作温度范围为-25℃至+85℃。
4) 符合UL943安全保护标准的GFCI信号处理器
接地故障断路器(GFCI)是针对北美地区法规要求的一种特殊保护设备,用于防止触电事故风险,被要求用于检测接地-中性故障(三线)。GFCI的参考标准是UL943,涵盖美国标准。而在欧洲等地区,法规要求使用残余电流保护装置(RCD)来降低触电事故及着火风险。RCD的参考标准是IEC 61008及IEC 61009,涵盖欧洲标准。GFCI和RCD的工作原理都是感测火线和中线导线电流之差,并在超过阈值的条件下触发断路器/开关。
安森美半导体提供NCS370xx系列GFCI信号处理器,用于火线-中性-地线保护。这系列器件采用专有测量方法,提供高集成度方案,帮助减少外围元件数量,控制成本,尤其是可以减少额外的电流互感器。NCS370xx提供优异的抗噪性能,提供LED及蜂鸣器选择,能够触发指示器/负载监视,其响应时间取决于故障电流。这系列器件目前包括NCS37000、NCS37005、NCS37010、NCS37012及NCS37007ST RCD等,其简要功能简介如表1所示。
![](../img/eep/emb/emb-444992kjzh1k1llg.jpg)
表1:安森美半导体NCS370xx系列GFCI产品功能概览。
总结:
安森美半导体为智能电网、智能家庭、智能楼宇控制等应用提供丰富的产品及方案。本文重点介绍了安森美半导体用于此类应用的PLC通信方案、远程抄表M- Bus从收发器方案、楼宇自动化控制KNX收发器方案以及安全保护方案,帮助设计工程师开发配合智能电网及智能家庭/楼宇自动化技术发展趋势的产品,从而在市场上占据更有利位置。
- 工业通信及安全保护方案(12-20)
- 安森美半导体汽车前照灯和尾灯典型应用方案(12-19)
- 安森美汽车自适应前照灯系统(AFS)方案及其设计要点(12-20)
- 安森美半导体超低功耗单芯片方案 为移动设备用户带(09-12)
- 安森美半导体超低功耗单芯片方案(09-12)
- 一款汽车级高频启停升压控制器设计(04-23)