PB331

POWE RBUS PB331 www.powerbus.com.cn V1.5 June 26, 2018 POWERBUS 总线收发器 TM Check for Samples: PB331 特性 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 描述 PB331是POWERBUS 技术的从站通讯芯片。 TM POWERBUS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。 无特殊线缆要求 最大总线电压可达48V 透明串口协议，可兼容原RS485系统 自适应9600bps和2400bps半双工通讯 低成本的解决方案 可隔离设计又可非隔离设计，保证电磁兼容特 性 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。 PB331可通过POWERBUS总线，满足设备供电和通讯的需 求。 应用 消防监控 智能楼宇 集中抄表 智能照明 传感器网络 自动化控制 产品数据信息截止到手册发布日期。参数规格以最新版本信息为准。如有更改恕不另行通知。 PB331 www.powerbus.com.cn 版权 © 2013, 北京强联通讯技术有限公司 PB331 www.powerbus.com.cn 历史修订记录 Rev.1.5 Jun,2018 (†) Rev.1.5 Jun,2018 页码 6 6 6 更新典型应用电路。R3从100Ω改成68Ω，合理增加信号发射功率。 更新典型应用电路。去掉EMC电容。 典型应用电路中输入构架优化，增加US1M可选ES1D，更低压降。 NOTE: 以前版本的页码可能与当前版本的页码不同。 版权 © 2013, 北京强联通讯技术有限公司 PB331 — Jun 2018 www.powerbus.com.cn PB331 Product data sheet 2 PB331 www.powerbus.com.cn Rev.1.5 Jun,2018 绝对最大值 (†) 引脚排列 表 1. 图1 引脚排列 参数 Vcc 至 GND电压 TX , RX , PI , PO 储存温度 工作温度 焊接温度（引脚,10 秒） ESD额定值（HBM） ESD额定值（CDM） ESD额定值（MM） 范围 -0.3V ~ 6.0V -0.3V ~ VCC+0.3V −65°C to +150°C −40°C to +85°C 220°C 4KV 2KV 400V TOP VIEW VCC 1 8 GND TX 2 7 NC * RX 3 6 PI NC * 4 5 PO SO8 PACKAGE 8-LEAD PLASTIC SO TJMAX = 150°C, JC = 100°C/W *NC = NO CONNECT. DO NOT CONNECT TO THIS PIN. 注：如果器件工作条件超过上述“绝对最大值”，可能引起器件 永久性损坏。这仅是极限参数，我们不建议器件在极限值或超过 上述极限值的条件下工作。器件长时间工作在极限条件下可能会 影响其可靠性。 ESD警告 ESD(静电放电)敏感器件。 带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放电。 尽管本产品具有专利或专有保护电路，但在遇到高 能量ESD时，器件可能会损坏。因此，应当采取适当 的ESD防范措施，以避免器件性能下降或功能丧失。 表2. 引脚功能描述 引脚编号 1 2 3 4 5 6 7 8 引脚名称 VCC TX RX NC PO PI NC GND 版权 © 2013, 北京强联通讯技术有限公司 PB331 — Jun 2018 说明 电源供电正 串行发送。接至MCU的RX 串行接收。接至MCU的TX 无连接 POWERBUS信号输出 POWERBUS信号输入 无连接 电源供电负 www.powerbus.com.cn PB331 Product data sheet 3 PB331 www.powerbus.com.cn Rev.1.5 Jun,2018 技术规格 除非另有说明，-40°C ≤ TA ≤ +85°C；所有所有电压测量都是相对GND。 表 3. 参数 一般DC规格 Vcc Icc 串口DC规格 VIL VIH VOL VOH 串口定时规格 Ton Tbit Td(TX) Td(RX) 测试条件 最小值 供电输入 静态工作电流 引脚 Vcc VCC = 3.3V，无数据通讯 VCC = 5V，无数据通讯 2.7 RX 低电平逻辑电压 RX 高电平逻辑电压 TX 低电平逻辑电压 TX 高电平逻辑电压 2.7 ≤ Vcc ≤ 5.5 2.7 ≤ Vcc ≤ 5.5 ITX = 1.1 mA ITX = 1.1 mA 单位 5.5 0.8 1.2 V mA mA 0.2Vcc V V V V 0.6 Vcc - 0.7 2 100 410 9600bps 2400bps (2) 最大值 0.6 Vcc (1) 上电延迟 1bit的通讯时间 典型值 20 108 428 11*Tbit 11*Tbit 104 416 发送延时 (2) 接收延时 mS uS uS uS uS (1) 从上电开始器件到正常工作的延时。 (2) 由于数据转发缓冲产生的延时，在连续发送或接收时，总延时不变。 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 TX LSB RX 起始位 数据位0 数据位1 数据位2 数据位3 数据位4 数据位5 数据位6 MSB STOP 数据位7 停止位 图2. 8位串口数据传输 TX LSB RX 起始位 数据位0 数据位1 数据位2 数据位3 数据位4 数据位5 数据位6 数据位7 MSB STOP 数据位8 停止位 图3. 9位串口数据传输 版权 © 2013, 北京强联通讯技术有限公司 PB331 — Jun 2018 www.powerbus.com.cn PB331 Product data sheet 4 PB331 www.powerbus.com.cn Rev.1.5 Jun,2018 应用信息 负载的电源供给 PB331供电 负载电源可以从图6的DCS端口处取得，可将此端口电 压当做普通DC直流供电线使用，进行降压供给低压系 统，或用于负载带载。 PB331为宽供电范围，可以使用LDO或DC/DC降压器。 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。 WALL OR + Battery 升压/降压 1 V CC PB331 OR + DCS 总线供电 PowerBus FUSE作用与从站短路保护 注意：不可将负载直接跨接在二总线上，这将会造 成主站检测到短路进行保护动作。 图6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。 可选器件，如不需要可以省略。 负载要求 定负载 POWERBUS总线是智能低压供电二总线，负载可以是 任意负载：阻性，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。 对于不需要通讯的线上定负载，如风机，常亮指示等 ，可以使用图5电路： ILOAD BRIDGE MB6S + FUSE DCS + 总线供电 ILOAD LOAD TVS M C1 C1 LOAD 图4 直流负载连接 PowerBus 图5 版权 © 2013, 北京强联通讯技术有限公司 PB331 — Jun 2018 定负载无极性应用 www.powerbus.com.cn PB331 Product data sheet 5 PB331 www.powerbus.com.cn Rev.1.5 Jun,2018 ① ③ R2 20k TVS R1 270k ③ T1 MMBTA05 6 PO V CC PB331 ① BRIDGE：MB6S或 1N4007（ M7） ， 不 得 使用肖特基整流桥 ② D1：ES1D或US1M，应使用快恢复二极管 正向压降ES1D：0.9V; US1M：1.4V *如需更低压降输入构架方案，请参见PBD02 ③ R1,R2：此值不要更改 DCS DC Supply For System C1 5 PI NOTE: R3 68Ω R4 1k D1 ② ES1D; US1M + FUSE BRIDGE MB6S RX TX GND 1 3 2 2.7V - 5V MCU TX RX 8 PowerBus 图6 PB331 基本应用电路 C1选择与DCS输出纹波情况 图6中C1为供电输出稳压电容，此电容位于DCS端口处，可根据负载电流选择C1值。突发电流时，DSC也遵循表5的参 数。此纹波大小并不影响通讯，但不要使DCS对地电压低于10V。C1可以是电解电容，钽电容，陶瓷电容。 表4. C1容量选择 DCS处纹波 (2) 10uF 22uF 33uF 47uF 100uF 220uF 400mV 250mV 170mV 100mV 40mV 不可测 10mA 2000mV 1100mV 600mV 400mV 180mV 90mV 50mA 4000mV 2000mV 1200mV 800mV 350mV 200mV 100mA 3000mV 2200mV 1600mV 700mV 350mV 200mA 5000mV 3500mV 2500mV 1300mV 600mV 300mA 5000mV 3800mV 2000mV 900mV 500mA 7800mV 4000mV 2000mV 1000mA (1) 持续负载电流。 (2) 此值仅与负载电流有关，跟总线所用电压无关。 负载电流 (1) 470uF 不可测 50mV 100mV 200mV 300mV 450mV 1000mV 1000uF 不可测 20mV 50mV 100mV 150mV 250mV 500mV POWERBUS总线工作电压 PowerBUS最低工作电压需要总线峰值电压在12V以上。请选择合适的主站电压，保证经过传输线后远端从站接口电 压峰值大于等于12V即可。 版权 © 2013, 北京强联通讯技术有限公司 PB331 — Jun 2018 www.powerbus.com.cn PB331 Product data sheet 6 PB331 www.powerbus.com.cn Rev.1.5 Jun,2018 应用信息 隔离设计与其他供电系统 如果从站负载使用其他接地回路供电，如市电。可使用图7所示电路。 相对RS485的隔离应用，此电路无需使用DC/DC隔离模块，光耦侧供电可由总线提供。 其他供电系统 DCS DC Supply For System + LDO 1 C1 V CC RX 3 V DD MCU TX PB331 RX TX GND 2 8 图7 PB331 隔离设计应用电路 从站设备电池备电 如从站使用电池作为备电，可使用图8拓扑，从站的供电既可以来自总线也可以来自电池。 可以自行设计供电切换路径和切换条件，控制电池供电与总线供电。 DCS 总线供电 Battery LDO DC/DC + 路径切换 图8 版权 © 2013, 北京强联通讯技术有限公司 PB331 — Jun 2018 电源管理 ILOAD 从站备电电路拓扑 www.powerbus.com.cn PB331 Product data sheet 7 PB331 www.powerbus.com.cn Rev.1.5 Jun,2018 应用信息 与其他电源系统共地时 在实际应用中，可能会碰到需要与其他外接供电系统配接的需求。如RS485接口，AC降压供电系统。 POWERBUS总线采用电流环技术，接入其他供电系统将造成地电位差，造成通讯误码，在这种应用条件下必须将DCS 总线供电输出地与其共地。 此应用需求，可以通过图9所示电路满足： BRIDGE MB6S M7 M7 L2 L2 MOSFET 270K S S 1nF MMBZX84C9V1 * G D * G D 270K 1nF MMBZX84C9V1 MOSFET GND 共地桥电路 *注：MOSFET应选择低开启门限（VGS(th)）的功率MOSFET。 推荐型号：AO4828、ME4046、FDS9945、IRF7341 图9 无极性共地桥电路 将典型应用图6中的整流桥部分，如左图，替换为右图中的电路。通过MOSFET低导通的特性，将两个地系统连接起 来即可实现与其他接地回路配接，并保留无极性特性。 版权 © 2013, 北京强联通讯技术有限公司 PB331 — Jun 2018 www.powerbus.com.cn PB331 Product data sheet 8 PB331 www.powerbus.com.cn Rev.1.5 Jun,2018 外形尺寸及推荐LAYOUT板图 8引脚塑封SOIC 4.9 mm 1.27 mm 8 3.9 mm 6 mm 注 0.51 mm 0.31 mm 1.75 mm Max 1.1 mm Min 0.25 mm 0.17 mm 0°-8° 0.25 mm 0.1 mm 0.25 mm 0.1 mm 注： 1 .引脚1的标注方式可能不同，但必须在阴影区域内 2 .所有的数据单位都是毫米 3 .尺寸C和D不包括塑模毛边或突起。塑模每侧的毛边或突起不超过0.15毫米 推荐的焊盘布局 8 × 0.55 mm 6 × 1.27mm 6 × 1.27 mm 8 × 1.95 mm 4.8 mm 版权 © 2013, 北京强联通讯技术有限公司 PB331 — Jun 2018 4.8 mm www.powerbus.com.cn PB331 Product data sheet 9 PB331 www.powerbus.com.cn Rev.1.5 Jun,2018 TAPE AND REEL INFORMATION *All dimensions are nominal Device PB331 Package Package Pins Type Drawing SOIC 版权 © 2013, 北京强联通讯技术有限公司 PB331 — Jun 2018 D 8 SPQ 3000 Reel Reel A0 Diameter Width (mm) (mm) W1 (mm) 330.0 12.4 6.4 B0 (mm) K0 (mm) P1 (mm) 5.2 2.1 8.0 W Pin1 (mm) Quadrant 12.0 Q1 www.powerbus.com.cn PB331 Product data sheet 10 PB331 www.powerbus.com.cn Rev.1.5 Jun,2018 *All dimensions are nominal Device Package Type Package Drawing Pins SPQ Length (mm) Width (mm) Height (mm) PB331 SOIC D 8 3000 367.0 367.0 35.0 版权 © 2013, 北京强联通讯技术有限公司 PB331 — Jun 2018 www.powerbus.com.cn PB331 Product data sheet 11