CN206147316U - 基于rs485总线的低功耗控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于RS485总线的低功耗控制电路，应用于内机的供电方电路和外机的取电方电路通过RS485总线连接的装置中，述供电方电路包括第一继电器、第一通讯单元以及第二通讯单元，取电方电路包括第二继电器、第三通讯单元、第四通讯单元以及主电源唤醒单元。通过上述方案，解决了再内外机采用RS485总线通讯时，内机关闭或待机状态下无法切断外机电源的情况，从而实现了在外机不需要工作时自动的切断外机的主电源，节约了整机的功耗。

Description

基于RS485总线的低功耗控制电路

技术领域

本实用新型涉及电子电路领域，尤其涉及基于RS485总线的低功耗控制电路。

背景技术

RS485总线由于具有传输距离远、抗干扰能力强、成本低等优点，广泛应用于工业控制、空调等领域。但是在现有技术中，如果空调内外机采用RS485总线通讯时，空调关机或者待机条件下无法切断外机电源，或者无法控制外机主电源供电，从而外机一直处于供电状态，即在空调关机或者待机条件下，无法降低整机功耗。因此，提供一种基于RS485总线的低功耗控制方法或电路，成为目前亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供了一种利用切换供电线路的继电器来实现内机电路和外机电路通信状态或供电状态切换的电路，来解决外机采用RS485总线通讯时无法进入低功耗状态的问题。

本实用新型的技术方案是：基于RS485总线的低功耗控制电路，包括通过通讯线电连接的由内机控制板控制的内机电路以及由外机控制板控制的外机电路，所述内机电路包括与所述内机控制板电连接的第一继电器和以及连接在所述第一继电器的常闭触点上的第一通讯芯片，所述第一继电器的常开触点上接入固定电压；所述外机电路包括与所述外机控制板以及所述第一继电器电连接的第二继电器，以及与所述第二继电器电连接的第二通讯芯片和主电源唤醒单元，所述主电源唤醒单元包括唤醒继电器，所述唤醒继电器的开关触点上接入市电电压，电阻两端连接在第二继电器的一组常闭触点上。

较佳的，所述第一通讯芯片的两个收发引脚分别连接在所述第一继电器的一组常闭触点上，所述第一通讯芯片的数据接收端、使能控制端以及数据收发端均与所述内机控制板电连接；所述第二通讯芯片的数据发送端、使能切换端以及数据接收端均与所述外机控制板电连接。

较佳的，所述内机电路包括连接在所述第一继电器的一组常闭触点上的第二通讯单元，所述外机电路包括连接在所述第二继电器的一组常闭触点上的第四通讯单元，所述第二通讯单元和所述第四通讯单元电连接。

较佳的，所述唤醒继电器和所述第二继电器之间还串联有整流桥以及储能电容单元。

较佳的，所述内机控制板还与所述第一继电器的常开触点连接，以对该触点进行电流检测；所述外机控制板还连接在所述唤醒继电器和所述第二继电器之间，以对通讯总线电压进行检测。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：通过上述方法以及电路，解决了再内外机采用RS485总线通讯时，内机关闭或待机状态下无法切断外机电源的情况，从而实现了在外机不需要工作时自动的切断外机的主电源，节约了整机的功耗。除此之外，在内机唤醒外机的过程中，采用供电与通讯的切换方式，相应的外机通过相应的检测仅在内机处于通讯状态下对内机进行通信，这种方式更加智能化，提高了内机对外机的唤醒效率以及准确性。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本实用新型的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本实用新型范围的限制。

图1为本实用新型基于RS485总线的低功耗控制方法的内机电路工作的流程示意图一；

图2为本实用新型基于RS485总线的低功耗控制方法的内机电路工作的流程示意图二；

图3为本实用新型基于RS485总线的低功耗控制方法的外机电路工作的流程示意图；

图4为本实用新型基于RS485总线的低功耗控制电路中内机电路的电路图；

图5为本实用新型基于RS485总线的低功耗控制电路中外机电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型基于RS485总线的低功耗控制电路进行详细说明。

实施例一

本实用新型提供了一种基于RS485总线的低功耗控制方法，该方法应用于具有内机和外机的装置中，如空调。该方法具体包括内机进入、退出低功耗以及外机进入、退出低功耗的方法几个部分，下面对该方法进行详细说明。

基于RS485总线的低功耗控制方法，如图1所示，包括步骤：

S11、内机控制板退出低功耗状态，等待外机通讯，若接收到外机发送来的正确数据，则内机进入正常通讯，否则，执行步骤S12；

S12、内机控制板控制第一继电器RY4将内机电路切换至12V供电，内机电路向外机电路中的主电源唤醒单元供电，检测内机电路电流是否大于电流保护值，若是，进入步骤S14；否则，进入步骤S13；

S13、内机控制板控制第一继电器RY4将内机电路切换为通讯状态，若收到外机发送来的正确数据，进入正常通讯；否则，重复步骤S12；

S14、内机电路短路，不再将内机电路切换至12V供电，上报通讯故障。

具体来说，在上述方法中，主要是内机电路(即内机方)退出低功耗的过程。首先内机控制板退出低功耗状态，并等待接收待机的通讯数据。如果在预定的时间内接收到了外机发送来的正确数据，说明外机也正确的退出了低功耗过程，那么内机进入正常通讯。否则，内机控制板要通过控制第一继电器RY4将内机电路切换至12V供电，即此时向外机控制板供电，然后经一定时间后再将第一继电器RY4切换至通讯状态。如果此时接收到了外机发送来的正确数据，则说明外机已经退出低功耗，否则返回执行步骤S12，重复上述过程。

在将内机电路切换到12V供电时，需要检测供电回路电流是否大于电流保护值，若大于，说明内机电路短路，则内机控制板通过第一继电器RY4不再将内机电路切换为12V供电状态，并上报通讯故障。如果小于等于电流保护值，则说明内机电路没有出现短路故障。

其中，为了保证整个程序过程的有序进行，所以在步骤S11中，内机控制板退出低功耗状态后，等待外机通讯第一预定时间，即如果再该第一预定时间内接收到正确数据才能判定为正常通讯，否则进入步骤S12。该第一预定时间优选的为4s。在步骤S12中，内机电路切换至12V供电后，仅向主机供电第二预定时间，并在该第二预定时间内实时监控内机电路电流。该第二预定时间优选的为5S。在步骤S13中，内机电路切换至通讯状态后，仅等待通讯第三预定时间，优选的，该第三预定时间为8S。

近一步来讲，如图2所示，S13具体包括步骤：

S131、内机控制板控制第一继电器RY4将内机电路切换为通讯状态，若收到外机发送来的正确数据，进入正常通讯，否则，执行步骤S132；

S132、判断是否出现通讯故障，若不是，执行步骤S133；否则，执行步骤S134；

S133、判断第一继电器切换次数是否大于第一预定次数(优选为3)，若是，则将内机电路切换为通讯状态，经第四预定时间(优选的为30S)后返回执行步骤S11；否则，执行步骤S12；

S134、判断第一继电器切换次数是否大于第二预定次数(优选的为2000次)，若不是，执行步骤S135；否则，结束；

S135、经第五预定时间(优选的为5min)后返回执行步骤S11。

具体来说，在步骤S12、S13重复3次后还不能够进入正常通讯，则内机控制板控制第一继电器RY4将内机电路切换为485通讯，之后每经过第四预定时间就尝试唤醒外机，即返回执行步骤S11。其中，在每次通讯故障后，要经过第五预定时间后再返回执行步骤S11。值得指出的是，如果通讯故障次数大于了预定次数，那么说明内机或外机存在故障，结束整个程序。

近一步来讲，上述方法中还包括外机电路退出低功耗的过程，具体来说，如图3所示，该过程包括步骤：

S21、外机控制板在断电状况下，外机电路连接到通讯总线上，当通讯总线上的电压高于第一预定电压值(优选的为6V)时，唤醒继电器RY5吸合，主电源唤醒单元向外机控制板供电，外机控制板完成上电复位；

S22、根据外机控制板获取的电压值，判断内机电路是否处于通讯状态还是供电状态；

S23、于内机电路处于供电状态时，外机控制板不可控制第二继电器RY6切换至通讯线路，并重复执行步骤S22；于内机电路处于通讯状态时，外机控制板控制第二继电器RY6切换至通讯线路，开始正常通讯。

具体来说，当外机电路处于低功耗时，唤醒继电器RY5断开，且第二继电器RY6连接在常闭触点(即供电触点)上，整个外机电路处于断电状态。所以当内机电路切换至12V供电后，通讯线路之间的电压高于6V，此时唤醒继电器RY5吸合，主电源向外机电路供电，外机控制板上电复位。值得指出的是，外机控制板上电复位后，需要向主机控制板反馈数据，以告知主机控制板外机已退出低功耗模式。但是由于内机电路退出低功耗状态时，内机控制板控制向外机供电仅持续5S，所以外机控制板需要不停的监测外机电路经整流后的电压的大小，以确定此时内机电路是处于供电状态还是处于通讯状态，只有当确定了内机电路处于通讯状态时，外机控制板才控制第二继电器RY6切换至485通讯状态，于内机控制板建立正常通讯。值得指出的是，当外机控制板检测到的电压为6V时，说明内机电路处于供电状态，当外机控制板检测到的电压小于2.5V时，说明内机电路处于通讯状态。

上述为内机电路和外机电路分别退出低功耗状态的过程，下面对内机电路和外机电路进入低功耗状态的过程进行详细说明：

1、内机电路进入低功耗状态：于内机控制板进入关机状态第六预定时间(优选为10min)后，进入低功耗等待状态并持续第七预定时间(优选为10s)，向外机发送低功耗等待信号，内机进入低功耗状态，切断芯片外围电路；

2、外机电路进入低功耗状态：于外机控制板接收到内机的低功耗等待信号后，进入低功耗等待状态，并在第八预定时间(优选为3s)内没有接收到内机控制板发送来的信号后，切断自身电源。

通过上述方法，解决了再内外机采用RS485总线通讯时，内机关闭或待机状态下无法切断外机电源的情况，从而实现了在外机不需要工作时自动的切断外机的主电源，节约了整机的功耗。除此之外，在内机唤醒外机的过程中，采用供电与通讯的切换方式，相应的外机通过相应的检测仅在内机处于通讯状态下对内机进行通信，这种方式更加智能化，提高了内机对外机的唤醒效率以及准确性。

实施例二

根据上述实施例提出的基于RS485总线的低功耗控制方法，本实施例提出了一种基于RS485总线的低功耗控制电路。

一种基于RS485总线的低功耗控制电路，包括内机电路和外机电路，两者之间通过通讯线相连接。下面分别对内机电路和外机电路进行详细说明。

内机电路与内机控制板(用于对内机电路的控制)以及外机电路连接，如图4所示，包括：

第一继电器RY4，控制端与内机控制板相连，常开触点上连接有固定电源(即12V电源)，常闭触点分别连接在两根通讯线路上，用以切换内机电路的工作状态；

第一通讯单元，与第一继电器RY4的一组常闭触点以及内机控制板连接，用以建立与外机电路之间通讯；

第二通讯单元，与第一继电器RY4的另一组常闭触点连接，并与外机电路联通。

其中，第一通讯单元包括一第一通讯芯片IC6，该第一通讯芯片IC6的两个收发引脚(Z引脚和Y引脚)分别连接在第一继电器RY4的一组常闭触点上，在第一通讯芯片IC6的Y引脚和第一继电器RY4之间还并联有一接地的电阻R2。此外，第一通讯芯片IC6的的数据接收端(RO引脚)、使能控制端(RE引脚、DE引脚)以及数据发送端(DI引脚)均连接至内机控制板。其中，RO引脚和内机控制板之间并联一电阻R48，RE引脚和DE引脚还串联一接地电阻R53，DI引脚通过串联电阻R49连接在第一通讯芯片IC6上。在数据发送端连接有上拉电阻R54，数据接收端连接有上拉电阻R55，电阻R54和电阻R55的一端均接入5V电压。最后，第一通讯芯片IC6的RXP引脚和TXP引脚联通，作为AB极性切换端与内机控制板连接。

近一步来讲，内机控制板还与第一继电器RY4的通讯/供电切换控制端连接，两者之间串联有发射极接地的三极管Q4，以及与三极管基级连接的电阻R63，三极管Q4的集电极与第一继电器RY4的线圈连接，第一继电器RY4的线圈并联一二极管D7。此外，第一继电器RY4的常开触点还与内机控制器连接，内机控制器通过对该触点的电流检测，以判断内机电路电流是否大于电流保护值。在第一继电器RY4的常开触点和内机控制器之间还串联有分流电路，该分流电路由三个并联并接地的电阻R44、R45和R62构成。

外机电路与外机控制板以及内机电路连接，如图5所示，具体包括：

第二继电器RY6，用以切换外机电路的工作状态；

第三通讯单元，与第二继电器RY6的一组常开触点以及外机控制板连接，用以通过第一通讯单元与内机电路建立通讯连接；

第四通讯单元，连接在第二继电器RY6的一组常闭触点上，并与内机电路上的第二通讯单元电连接；

主电源唤醒单元，连接在第二继电器RY6的另一组常闭触点上，用以向外机电路提供主电源。

具体来说，该第三通讯单元包括一第二通讯芯片IC4，该第二通讯芯片IC4的数据发送端、使能切换端以及数据接收端均与外机控制板电联通，且该第二通讯芯片IC4还与第一通讯芯片IC6电连接，用于建立内机电路和外机电路的通讯连接，即内机控制板和外机控制之间的信号传递是通过第一通讯芯片IC6和第二通讯芯片IC4完成的。值得指出的是，第一通讯芯片IC6和第二通讯芯片IC4优选的为485通信芯片，型号可以为MAX13089。此外，外机控制板还与第二继电器RY6的线圈连接，用以进行外机电路的供电/485通讯切换控制，即整个外机电路的供电/485通讯切换控制端与外机控制板电连接。值得指出的是，第二继电器RY6的线圈并联有一二极管D22，外机控制板与二极管D22的正极之间串联有一发射极接地的三极管Q3以及与三极管Q3的基级连接的电阻R18。

下面对主电源唤醒单元进行详细描述，该主电源唤醒单元包括唤醒继电器RY5，该唤醒继电器RY5的开关触点两端分别与220V的火线输入端和火线输出端连接，即该唤醒继电器RY5是用来控制220V主电源是否向外机电路供电的。此外，该唤醒继电器RY5和第二继电器RY6的一组常闭触点之间还串联有整流桥以及储能电容单元。其中，整流桥有四个二极管D19、D20、D9和D18构成，储能电容由并联的电容C21和有极性电容E21构成。此外，外机控制板还连接在储能电容单元和唤醒继电器RY5之间。串联的电阻R15和电阻R16与有极性电容E21，外机控制板通过串联电阻R21连接在电阻R15和电阻R16之间，用于对通讯总线上的电压进行检测。

值得指出的是，内机控制板和外机控制板均为MCU控制芯片，分别用以对内机和外机的整体工作状态进行控制。工作时，当内机控制板退出低功耗工作状态并唤醒外机控制板时，内机控制板控制第一继电器RY4的双刀双掷开关切换至常开触点，即将12V电源接入该第一继电器RY4的常开触点上，此时内机通过向外机供电。由于唤醒继电器RY5在电感两端电压达到6V时自动吸合，所以唤醒继电器RY5闭合主电源向外机电路供电，外机控制板上电复位。值得指出的是，外机控制板上电复位后，需要向主机控制板反馈数据，以告知主机控制板外机已退出低功耗模式。但是由于内机电路退出低功耗状态时，内机控制板控制向外机供电仅持续5S，所以外机控制板需要不停的监测外机电路经整流后的电压的大小，以确定此时内机电路是处于供电状态还是处于通讯状态，只有当确定了内机电路处于通讯状态时，外机控制板才控制第二继电器RY6切换至485通讯状态，于内机控制板建立正常通讯。值得指出的是，当外机控制板检测到的电压为6V时，说明内机电路处于供电状态，当外机控制板检测到的电压小于2.5V时，说明内机电路处于通讯状态。

另外，在第一继电器RY4的双刀双掷开关切换至常开触点，即将12V电源接入该第一继电器RY4的常开触点上时，为了保证整个系统的安全性，内机控制板需要在内机电路的电流检测端不断的测量电流，一旦发现电流值大于电流保护值，则不再将内机电路切换至12V供电状态，并上报通信故障。

通过上述电路，解决了再内外机采用RS485总线通讯时，内机关闭或待机状态下无法切断外机电源的情况，从而实现了在外机不需要工作时自动的切断外机的主电源，节约了整机的功耗。除此之外，在内机唤醒外机的过程中，采用供电与通讯的切换方式，相应的外机通过相应的检测仅在内机处于通讯状态下对内机进行通信，这种方式更加智能化，提高了内机对外机的唤醒效率以及准确性。

对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本实用新型的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本实用新型的意图和范围内。

Claims (5)

1.基于RS485总线的低功耗控制电路，包括通过RS485总线电连接的由内机控制板控制的内机电路以及由外机控制板控制的外机电路，其特征在于，所述内机电路包括与所述内机控制板电连接的第一继电器和以及连接在所述第一继电器的常闭触点上的第一通讯芯片，所述第一继电器的常开触点上接入固定电压；所述外机电路包括与所述外机控制板以及所述第一继电器电连接的第二继电器，以及与所述第二继电器电连接的第二通讯芯片和主电源唤醒单元，所述主电源唤醒单元包括唤醒继电器，所述唤醒继电器的开关触点上接入市电电压，继电器线圈两端连接在第二继电器的一组常闭触点上。

2.根据权利要求1所述的基于RS485总线的低功耗控制电路，其特征在于，所述第一通讯芯片的两个收发引脚分别连接在所述第一继电器的一组常闭触点上，所述第一通讯芯片的数据接收端、使能控制端以及数据收发端均与所述内机控制板电连接；所述第二通讯芯片的数据发送端、使能切换端以及数据接收端均与所述外机控制板电连接。

3.根据权利要求2所述的基于RS485总线的低功耗控制电路，其特征在于，所述内机电路包括连接在所述第一继电器的一组常闭触点上的第二通讯单元，所述外机电路包括连接在所述第二继电器的一组常闭触点上的第四通讯单元，所述第二通讯单元和所述第四通讯单元电连接。

4.根据权利要求1所述的基于RS485总线的低功耗控制电路，其特征在于，所述唤醒继电器和所述第二继电器之间还串联有整流桥以及储能电容单元。

5.根据权利要求1所述的基于RS485总线的低功耗控制电路，其特征在于，所述内机控制板还与所述第一继电器的常开触点连接，以对该触点进行电流检测；所述外机控制板还连接在所述唤醒继电器和所述第二继电器之间，以对通讯总线电压进行检测。