專利名稱：設備機器用通信電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及空調等住宅設備機器中的、機器的主要構成部分之間的數(shù)據(jù)通信電路，例如，涉及分體式空調的室外機與可有多臺的室內機之間的數(shù)據(jù)通信。特別涉及，能減少布線數(shù)量、且通信布線較長情況下也可以高速通信的電路。
背景技術：
如圖7所示，以往，空調的室內機與室外機之間的通信，采用3條布線，其中2條是交流電源，剩下的1條是通信線，通信的基準電源與交流電源的其中一方共用(例如，參照專利文獻1)。
該方法，通過1條通信線來發(fā)送接收數(shù)據(jù)，根據(jù)線上是否流動電流使接收用光耦合器526、536的一次側的LED發(fā)光，來讓控制電路521、531接收來自另一方的數(shù)據(jù)。這里，串聯(lián)插入在線路中的電阻529、539和二極管528、538，用于在布線的接線發(fā)生錯誤、通信電路被施加過大電壓時實行保護。
此外，作為另一種方法，也如圖8所示，采用以2條專用通信線進行無極性傳送的方式。在這種情況下，傳送速度可高于上述的使用3條線的方式。此外，這種情況下，電源線與通信線是分離的，如果電源線錯接到通信線，控制電路621、631將不被供電，所以，串聯(lián)插入通信電路的繼電器629、639不會接通，在接線錯誤時，電路不會被破壞(例如，參照非專利文獻1)。
專利文獻1特開平06-147616號公報非專利文獻1小川等“種類不同功率不同的建筑物用系統(tǒng)多路空調”National Technical Report，Vol.38，No.1，F(xiàn)eb.1992然而，在上述以往的結構中，圖7的用3條線實施通信的方法中，存在以下課題。這就是，為了防止接線錯誤時電路被破壞，通信線路上插入了電阻，所以，如果是長布線的話，在由線間的寄生電容和保護用電阻決定的時間常數(shù)的作用下，電路的應答變慢，使高速傳送無法實現(xiàn)。
此外，還有一個課題是，由于圖8情況下，通信線和電源線彼此獨立，因此至少需要4條線。
本發(fā)明就是要解決這種現(xiàn)有課題，目的是提供一種通信電路，即便在擁有多臺終端的情況下也可以用3條線進行布線，而且能夠實現(xiàn)高速通信，即使發(fā)生誤接線也不會損壞。

發(fā)明內容
為了解決上述課題，本發(fā)明中的設備機器用通信電路，連接總局(2)和至少一個分局來構成，該總局(2)內部設置有將交流轉換成直流的直流電源電路(22)；在所述直流電源電路的兩個輸出電極之間串聯(lián)連接的恒定電流電路(23)、開關元件(24；124)和電流檢測裝置(26)；在所述開關元件和所述電流檢測裝置間的接線、與通信線連接部之間設置的總局用繼電器(25；125)；所述通信線連接部與所述直流電源電路的負極之間設置的異常電壓檢測裝置(28，29；128，129，120)；以及，接收來自所述電流檢測裝置和所述異常電壓檢測裝置的輸入信號，控制所述開關元件和所述總局的繼電器的控制電路(21；121)，該分局內部設置有一端連接在通信線連接部上的分局用繼電器(35)、在所述分局用繼電器的另一端與所述交流電源之間串聯(lián)設置的分局用恒定電流電路(33)和分局用電流檢測裝置(36)；在所述分局用繼電器和所述交流電源之間設置的分局用開關元件(34)；所述通信線連接部與所述交流電源之間設置的分局用異常電壓檢測裝置(38，39；138，139，130)；以及，
接收來自所述分局用電流檢測裝置和所述分局用異常電壓檢測裝置的輸入信號，控制所述分局用繼電器和所述分局用開關元件的控制電路(31)，其中，所述總局和分局，在各自的通信線連接部上與通信線連接，且在共用線連接部上連線至交流電源。
通過具備上述結構，由于通信線路上不存在電阻元件，因此由寄生電容和電阻之積決定的時間常數(shù)帶來的電路的應答延遲幾乎消失，因而高速的數(shù)據(jù)傳送就可以實現(xiàn)。此外，通過將繼電器插入到通信電路中，可在因誤接線而導致高電壓被施加在通信線上的情況下，防止高電壓被施加在電路上，并可以利用包括機器電源的3條線實現(xiàn)機器間的供電和高速通信。
優(yōu)選實施方式中的設備機器用通信電路，連接總局和至少一個分局來構成，該總局內部設置有將交流轉換成直流的直流電源電路(122)；在所述直流電源電路的兩個輸出電極之間串聯(lián)連接的恒定電流電路(323)和電流檢測裝置(326)；在所述恒定電流電路和所述電流檢測裝置間的接線、與通信線連接部及所述直流電源電路的負電極之間設置的開關元件(319；324)；所述通信線連接部與所述直流電源電路的負極之間設置的異常電壓檢測裝置(128，129，120)；以及，接收來自所述電流檢測裝置和所述異常電壓檢測裝置的輸入信號，控制所述開關元件和所述總局的繼電器的控制電路(321)，該分局內部設置有一端連接在通信線連接部上的分局用繼電器(35)、在所述分局用繼電器的另一端與所述交流電源之間串聯(lián)設置的分局用恒定電流電路(33)和分局用電流檢測裝置(36)；在所述分局用繼電器和所述交流電源之間設置的分局用開關元件(34，32)；所述通信線連接部與所述交流電源之間設置的分局用異常電壓檢測裝置(38，139，130)；以及，
接收來自所述分局用電流檢測裝置和所述分局用異常電壓檢測裝置的輸入信號，控制所述分局用繼電器和所述分局用開關元件的控制電路(31)，其中，所述總局和分局，在各自的通信線連接部上與通信線連接，且在共用線連接部上連線至交流電源。
另一優(yōu)選實施方式中的設備機器用通信電路，連接總局和至少一個分局來構成，該總局內部設置有將交流轉換成直流的直流電源電路(22)；在所述直流電源電路的兩個輸出電極之間串聯(lián)連接的可改變電流值的恒定電流電路(223)和電流檢測裝置(26)；在所述可改變電流值的恒定電流電路和所述電流檢測裝置間的接線、與通信線連接部之間設置的總局用繼電器(25)；所述通信線連接部與所述直流電源電路的負極之間設置的異常電壓檢測裝置(28，29)；以及，接收來自所述電流檢測裝置和所述異常電壓檢測裝置的輸入信號，控制所述可改變電流值的恒定電流電路和所述總局的繼電器的控制電路(21)，該分局內部設置有一端連接在通信線連接部上的分局用繼電器(35)；在所述分局用繼電器的另一端與所述交流電源之間串聯(lián)設置的分局用恒定電流電路(33)和分局用電流檢測裝置(36)；在所述分局用繼電器和所述交流電源之間設置的分局用開關元件(331，34)；所述通信線連接部與所述交流電源之間設置的分局用異常電壓檢測裝置(38，39)；以及，接收來自所述分局用電流檢測裝置和所述分局用異常電壓檢測裝置的輸入信號，控制所述分局用繼電器和所述分局用開關元件的控制電路(31)，其中，所述總局和分局，在各自的通信線連接部上與通信線連接，且在共用線連接部上連線至交流電源。
優(yōu)選的實施方式的特征在于，在總局的直流電源電路(22)的兩個輸出電極之間，還設置穩(wěn)壓電路(27)。
優(yōu)選的實施方式的特征在于，在總局的電流檢測裝置(26)上串聯(lián)連接檢測更大電流的第2電流檢測裝置(231)，通過第2電流檢測裝置的輸出，使上述總局的電流檢測裝置中流動的電流繞行到其它路徑(232)上。
優(yōu)選的實施方式的特征在于，在總局的電流檢測裝置上串聯(lián)連接檢測更大電流的第2電流檢測裝置(211)，通過第2電流檢測裝置(211)的輸出，減少所述總局的可改變電流值的恒定電流電路(223)的電流值。
優(yōu)選的實施方式的特征在于，作為分局的發(fā)送用開關元件，將半導體開關元件(34)和阻抗元件(331)串聯(lián)起來使用。
由上述可知，本發(fā)明，在像空調的室外機與室內機之間這樣，需要電力布線和通信布線的情況下，由于能通過恒定電流電路對通往多臺終端的連接進行電壓調整并同時進行分配，因此通過該結構，電路上不存在串聯(lián)的電阻，從而，不存在作為寄生電容和電阻之積的時間常數(shù)，因而可以產生能高速地進行數(shù)據(jù)傳送的效果。
此外，由于本發(fā)明，檢測出被施加在通信線上的電壓，在為高電壓的情況下，用繼電器阻斷通信電路，因此根據(jù)該結構，不但可以防止因誤接線而導致的電路損壞，還可以區(qū)別是誤接線還是通信電路故障，達到可以向布線施工人員通知異常原因的效果。


圖1是表示本發(fā)明的第1實施方式的設備機器用通信電路的框圖。
圖2是表示本發(fā)明的第2實施方式的設備機器用通信電路的框圖。
圖3是表示本發(fā)明的第3實施方式的設備機器用通信電路的框圖。
圖4是本發(fā)明的實施方式的控制流程圖。
圖5是表示本發(fā)明的第4實施方式的設備機器用通信電路的框圖。
圖6是表示本發(fā)明的第5實施方式的設備機器用通信電路的框圖。
圖7是以往的通信電路的結構圖。
圖8是以往的另一個通信電路的結構圖。
圖9是表示本發(fā)明的第6實施方式的設備機器用通信電路的框圖。
圖10是表示本發(fā)明的第7實施方式的設備機器用通信電路的框圖。
圖11是表示本發(fā)明的第8實施方式的設備機器用通信電路的框圖。
圖12是表示可改變電流值的恒定電流電路的結構例的電路圖。
圖13是表示電流繞行控制的動作原理的電路圖。
圖14是表示本發(fā)明的第9實施方式的設備機器用通信電路的框圖。
圖15是表示本發(fā)明的第9實施方式中的總局的動作原理的電路圖。
圖16是表示本發(fā)明的第10實施方式的設備機器用通信電路的框圖。
圖中1-交流電源，2、202、302、802-總局，3～5、203～205、303～305、703、704、803、804-分局，21、31-控制電路，25、35-繼電器，24、34-發(fā)送用光耦合器，23、33、323-恒定電流電路，26、36-接收用光耦合器，29、39-AC光耦合器，22-直流電源電路，50-通信線連接部，50-共用線連接部。
具體實施例方式
下面，參照附圖，對本發(fā)明的實施方式進行說明。另外，本發(fā)明并不限于該實施方式。
(實施方式1)在圖1中，電路塊2為總局的電路，電路塊3、4、5為分局的電路。總局電路中，直流電源22根據(jù)從用于驅動機器全體的交流電源1中得到電力生成直流電源。從直流電源22的正極側起，串聯(lián)連接恒定電流電路23、發(fā)送用光耦合器24的二次側、接收用光耦合器26的一次側、穩(wěn)壓電路27，到達直流電源22的負極側。發(fā)送用光耦合器24構成開關元件，接收用光耦合器26構成電流檢測裝置。通過令直流電源22的負極側與交流電源1的一端同線，包含電源能夠用3條線實現(xiàn)通往分局的線路。另外，發(fā)送用光耦合器24的二次側和接收用光耦合器26的一次側的連接點，與繼電器25連接，繼電器25的另一端作為通往通信線的連接部，經布線與分局3、4、5連接。此外，在通信端子與直流電源22的負極側之間，具備有電阻28和交流用光耦合器29(下稱為AC光耦合器)，該交流用光耦合器29的一次側的發(fā)光二極管在兩個方向上構成。電阻28和光耦合器29構成異常電壓檢測裝置。此外，總局2上的控制電路21進行通常的數(shù)據(jù)通信處理，將發(fā)送信號輸出到發(fā)送用光耦合器24的一次側，并從接收用光耦合器26的二次側輸入接收信號。此外，控制電路21，監(jiān)視AC光耦合器29的輸出，在由于誤接線等導致高電壓施加在通信端子的情況下，控制繼電器25使其關斷。另外，毋庸贅言，即使恒定電流電路23與發(fā)送用光耦合器24的二次側的連接順序顛倒，電路也可以工作。同樣，發(fā)送用光耦合器26的二次側與穩(wěn)壓電路27的連接順序也可以顛倒，且即使電阻28和AC光耦合器29的一次側的連接順序顛倒，電路也可以同樣工作。
下面，說明電路塊3的分局的結構。分局與總局同樣，在通信線、與機器電源和通信的共用線之間，連接電阻38和AC光耦合器39。電阻38和AC光耦合器39，構成異常電壓檢測裝置。
此外，從通信線起，經繼電器35，一路經恒定電流電路33和接收用光耦合器36的一次側，連接至共用線；另一路經發(fā)送用光耦合器34的二次側，連接至共用線。接收用光耦合器36，構成分局用電流檢測裝置。分局3中的控制電路31與總局2的同樣，進行通常的數(shù)據(jù)通信處理，將發(fā)送信號輸出到發(fā)送用光耦合器34的一次側，并從接收用光耦合器36的二次側輸入接收信號。此外，控制電路31，監(jiān)視AC光耦合器39的輸出，在由于誤接線等導致高電壓施加在通往通信線的連接部上的情況下，控制繼電器35使其關斷。此外，與總局2同樣，即使恒定電流電路33與接收用光耦合器36的一次側的連接順序、電阻38和AC光耦合器39的一次側的連接順序分別顛倒，電路也同樣工作。
由以上可知，總局的控制電路21，根據(jù)總局的異常電壓檢測裝置28、29的輸出，在通信線連接部與直流電源電路之間的電壓小于規(guī)定值時，進行接通總局的繼電器25的控制；分局的控制電路31，根據(jù)分局的異常電壓檢測裝置38、39的輸出，在通信線連接部與直流電源電路之間的電壓小于規(guī)定值時，進行接通分局的繼電器35的控制。
另外，在圖1中，可對作為總局的電流檢測裝置的發(fā)送用光耦合器26、與穩(wěn)壓電路27的串聯(lián)連接，并聯(lián)連接電阻，使電流由該電阻分流出去一部分。
交流電源線和通信線的總共3條線，可同樣連接至分局4、5。
圖4是表示對總局2和分局3中的各個控制電路21或31的繼電器25或35的控制的順序的流程圖?？刂齐娐?1或31在接通電源、重置程序、并由步驟401進行各種變量和輸入輸出的初始化之后，在步驟402中，將繼電器25或35分別暫時斷開(OFF)，接著，進入步驟403，根據(jù)AC光耦合器29或39的輸出進行判斷。
在步驟403中，如果AC光耦合器29或39為斷開，則判斷為高電壓有可能沒有施加在通往通信線的連接部上，沒有檢測出異常電壓，并進入步驟404。如果AC光耦合器29或39為接通(ON)，則高電壓被施加在通信端子上，異常電壓被檢測出。這種情況下，由于存在誤接線，所以要使用裝置上所具備的顯示裝置(未圖示)，將存在誤接線的信息顯示出來，通知進行接線作業(yè)的人員是誤接線，而非通信電路的故障。作為顯示方法，可以令發(fā)光二極管閃爍或用液晶等進行文字顯示。另一方面，步驟404中，確認AC光耦合器29或39的斷開狀態(tài)是否持續(xù)了一定時間。如果檢測到通信線與共用線之間沒有被施加電壓規(guī)定時間以上，例如持續(xù)至少比交流電源的電源周期長的期間規(guī)定次數(shù)的時間以上，控制電路21將繼電器25接通。如果斷開持續(xù)了一定時間，則進入處理405，如果沒有經過一定時間，則返回步驟402。步驟405中，由于確認沒被施加高電壓，因此將繼電器25或35接通，使之能夠通信。然后，進入到步驟406，進行通常的通信控制處理。
下面，對用圖1的電路結構進行的數(shù)據(jù)傳送進行說明。要想從總局2傳送數(shù)據(jù)，通過將各分局的發(fā)送用光耦合器34斷開使分局3、4、5可以進行接收，將總局2的發(fā)送用光耦合器24接通/斷開，通信線路中流有電流，分局3的接收用光耦合器36接通/斷開。這時，在接收用光耦合器36的一次側中，恒定電流電路23、33中的較小的電流時斷時續(xù)。
如圖1所示，在存在多個分局的情況下，將比分局側恒定電流電路的設定電流值的總值、和總局2的接收用光耦合器26中流過的電流的總值略大的值，設為總局2的恒定電流電路23的設定電流值。要從分局3發(fā)送數(shù)據(jù)，將總局2的發(fā)送用光耦合器24接通，將分局3的發(fā)送用光耦合器34接通/斷開。由于將發(fā)送用光耦合器34接通后，線路與共用線之間的電位差幾乎為零，所以總局2的接收用光耦合器26變?yōu)閿嚅_狀態(tài)。同樣在其它分局中，接收用光耦合器也變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，將發(fā)送用光耦合器34斷開后，總局2和分局的接收用光耦合器變?yōu)榻油ā＿@樣一來，從分局發(fā)送來的信號，可以同時由其它分局和總局接收。
(實施方式2)圖2是表示第2實施方式的電路圖。在圖2中，總局302的電路結構與實施方式1不同。從總局22中的直流電源22的正極側起，串聯(lián)連接發(fā)送用光耦合器24的二次側、接收用光耦合器26的一次側、恒定電流電路323，到達直流電源22的負極側。
而且，根據(jù)本實施方式，可以省略實施方式1中的穩(wěn)壓電路27?？刂齐娐?1、31中的發(fā)送接收、和繼電器的控制方法，與實施方式1相同。流動在通信線中的電流，是總局302和各分局303、304、305中的恒定電流電路的總值。
另外，在總局302中，即便將接收用光耦合器26與恒定電流電路323的連接順序顛倒過來，也可以得到同樣的效果。
(實施方式3)圖3是表示第3實施方式的電路圖。圖3的電路與實施方式1所示的電路的區(qū)別在于，在接收用光耦合器26、36的一次側上，并聯(lián)連接有促進放電用的電阻220、230。由此，在將通信線路的電流斷開時，能將儲存在寄生電容等中的電荷迅速放電，因而通信速度可進一步加快。
(實施方式4)圖5是表示第4實施方式的分局的電路圖。相對于實施方式1、2所示的電路，圖5的電路圖中，對接收用光耦合器36的一次側，追加了一個放電電路732，可以用通信線的電壓進行強制放電。當通信線相對于共用線是高電位時，放電電路732不將接收用光耦合器36的一次側的短路。但是，將通信線路的電流斷開，通信線的電壓開始下降后，則發(fā)生動作將接收用光耦合器36的一次側短路。然后，通信線的電壓充分下降后，放電電路732停止動作并解除短路，使通信線的電壓可以再次上升。
(實施方式5)圖6是表示第5實施方式的總局電路圖。與圖1相比，圖6中，接收用光耦合器26和穩(wěn)壓電路27的連接順序是顛倒的，而且，放電電路820被設在接收用光耦合器26的一次側。相對于實施方式1所示的總局2的電路結構，圖6電路圖中，接收用光耦合器26的一次側追加有一個放電電路820，可以用通信線的電壓進行強制放電。當通信線相對于共用線為高電平時，放電電路820不將接收用光耦合器26的一次側的短路。但是，將通信線路的電流斷開，通信線的電壓開始下降后，則發(fā)生動作將接收用光耦合器36的一次側短路。然后，通信線的電壓充分下降后，放電電路820停止動作并解除短路，使通信線的電壓可以再次上升。
(實施方式6)圖9中，電路塊102為總局的電路，電路塊3、4、5為分局的電路?？偩蛛娐酚弥绷麟娫?22，根據(jù)從用于驅動機器全體的交流電源1處得到電力，生成直流電源。從直流電源122的正極側起，串聯(lián)連接恒定電流電路123、被發(fā)送用光耦合器119的二次側驅動的PNP晶體管124、接收用光耦合器126的一次側、穩(wěn)壓電路127，到達直流電源122的負極側。發(fā)送用光耦合器124構成開關元件，接收用光耦合器126構成電流檢測裝置。通過令直流電源122的負極側與交流電源1的一端同線，包含電源能用3條線實現(xiàn)通往分局的線路。另外，PNP晶體管124和接收用光耦合器126的一次側的連接點，與繼電器125連接，繼電器125的另一端作為通往通信線的連接部，經布線與分局3、4、5連接。此外，在通信端子與直流電源122的負極側之間，具備有電阻128和光耦合器129，光耦合器129構成為，一次側的發(fā)光二極管與直流電源122的極性為逆向，并相對光耦合器129的一次側的發(fā)光二極管逆極性地連接二極管120。電阻128、光耦合器129和二極管120，構成異常電壓檢測裝置。也就是說，異常電壓檢測裝置，由電阻128、以及并聯(lián)連接發(fā)光二極管與二極管120的電路構成，所述發(fā)光二極管的一次側被施加與通信時極性相反的電壓后會發(fā)光，且二極管120的極性與上述發(fā)光二極管相反。
此外，總局102上的控制電路121，進行通常的數(shù)據(jù)通信處理，將發(fā)送信號輸出到發(fā)送用光耦合器124的一次側，并從接收用光耦合器126的二次側輸入接收信號。此外，控制電路121監(jiān)視光耦合器129的輸出，在由于誤接線等導致交流電壓施加在通信端子上的情況下，控制繼電器125使其關斷。另外，毋庸贅言，即使恒定電流電路123與PNP晶體管124的連接順序顛倒，電路也可以工作。同樣，接收用光耦合器126的二次側與穩(wěn)壓電路127的連接順序可以顛倒，即使電阻128和光耦合器129的一次側的連接順序顛倒，也可以同樣工作。
控制電路121進行以下控制，即在根據(jù)總局的異常電壓檢測裝置128、129、120的輸出，沒有檢測出總局的通信線連接部與直流電源電路之間的電壓與通信時極性相反的情況下，將總局的繼電器125接通。分局的控制電路31進行以下控制，即在根據(jù)分局的異常電壓檢測裝置138、139、130的輸出，沒有檢測出通信線連接部與直流電源電路之間的電壓與通信時極性相反的情況下，將分局的繼電器35接通。
下面，說明電路塊3的分局的結構。分局中也與總局同樣，在通信線、與機器的電源和通信的共用線之間，連接電阻138和光耦合器139。光耦合器139，與總局102中的光耦合器129同樣，與通常下的電壓方向相反地連接一次側的發(fā)光二極管，并與通常下的電壓方向相同地連接二極管30。電阻138、光耦合器139和二極管130，構成異常電壓檢測裝置。
此外，從通信線起，經繼電器35，經被發(fā)送用光耦合器34的二次側驅動的NPN晶體管32，與共用線連接。其他與圖1的分局3相同。
由上可知，總局的開關元件由光耦合器和PNP晶體管構成，對光耦合器的二次側的光敏晶體管，將發(fā)射極側連接在共用線上的，將集電極側連接在PNP晶體管的基極上的，連同PNP晶體管的發(fā)射極和集電極構成開關電路。分局的開關元件也可以同樣構成。
此外，分局的開關元件由光耦合器和晶體管構成，對光耦合器的二次側的光敏晶體管，將發(fā)射極側連接在晶體管的基極上的，將集電極側連接在晶體管的集電極上的，將晶體管的發(fā)射極連接在共用線上，連同晶體管的發(fā)射極和集電極構成開關電路。
本實施方式的動作與圖3所示的流程圖相同，所以省略說明。
通過形成上述結構，總局102側，通過恒定電流電路123、PNP晶體管124、接收用光耦合器126、穩(wěn)壓二極管127的各個部件中是否流有電流的動作來進行通信，分局3側，通過恒定電流電路33、接收用光耦合器36、發(fā)送用光耦合器34、晶極管32的各個部件中否在流有電流的動作來進行通信。與圖1相比，總局102中，由于從恒定電流電路123流入接收用光耦合器126的恒定電流，不通過發(fā)送用光耦合器119的二次側，因此不會受到發(fā)送用光耦合器119的二次側的內部電阻的影響。其結果，由于在通信電流流動的部分中，形成無電阻的電路結構，因此即便在通信線較長的情況下，通信線與共用線之間的線間電容的電容增大，決定應答延遲的主要因素、即作為電阻值與電容的乘積的時間常數(shù)也非常小，使高速的數(shù)據(jù)傳送成為可能。
此外，如圖9所示，分局的數(shù)量是多個，即便存在誤接線，通信線與共用線之間的電壓有時也不會變得那么高。即便在這種情況下，本實施方式中，由于在異常電壓檢測裝置上使用了光耦合器和二極管，因此能容易地辨別出高電壓與通常通信時的電壓。另外，對于本實施方式的異常電壓檢測裝置，即便交流電壓1的電壓變動較大，也可以辨別出是由于誤接線而引起的高電壓，還是由于交流電壓上升而帶來的高電壓。
(實施方式7)圖10是表示第7實施方式的電路圖。圖10中，總局302的電路結構與實施方式6有所不同。從總局302的直流電源122的正極側起，串聯(lián)恒定電流電路323、接收用光耦合器326的一次側、穩(wěn)壓二極管327，到達直流電源122的負極側。此外，在恒定電流電路323和接收用光耦合器326的一次側的連接點、與直流電源122的負極側之間，連接被發(fā)送用光耦合器319驅動的晶體管324。此外，與實施方式6相同，在恒定電流電路323和接收用光耦合器326的一次側的連接點、與通信線之間，連接繼電器125，并在誤接線發(fā)生時，能夠將通信電路阻斷。
而且，根據(jù)本實施方式，串聯(lián)連接在直流電源122兩極的電路很少，所以，可以將直流電源122的電壓設定得較低。
另外，在總局302中，顛倒接收用光耦合器326和穩(wěn)壓電路327的連接順序，也可以得到同樣的效果。
圖10的電路結構下進行的數(shù)據(jù)傳送，與圖9中的數(shù)據(jù)傳送相比不同點在于，在總局進行接收時，事先將發(fā)送用光耦合器319斷開，其他部分與實施方式6相同。
此外，與實施方式6相同，由于數(shù)據(jù)通信部分中幾乎沒有電阻，因此即便是長布線，也可以進行高速的數(shù)據(jù)傳送。
另外，為了對多個分局進行發(fā)送，作為總局需要發(fā)出多份的電流，發(fā)送用光耦合器需要較多的電流。而本實施方式7，可以用小于實施方式6的電流來對分局進行發(fā)送。
另外，在實施方式7中，由于將發(fā)送用光耦合器319設置在通信線和共用線之間，因此來自直流電源122的電源電流經由恒定電流電路323，負載電流恒定。因此，直流電源122易于設計。此外，由于線路不為斷開狀態(tài)，因此電路的阻抗較低，不易受到外來噪聲的影響。
(實施方式8)在圖11中，電路塊2為總局的電路，電路塊3、4、5為分局的電路?？偩蛛娐酚弥绷麟娫?2，根據(jù)從用于驅動機器全體的交流電源1處得到的電力生成直流電源。從直流電源22的正極側起，串聯(lián)連接可改變電流值的恒定電流電路223、接收用光耦合器26的一次側、穩(wěn)壓電路27、電流檢測用電阻231，到達直流電源22的負極側。
可改變電流值的恒定電流電路223的詳細情況，將在后面進行敘述。通過令直流電源22的負極側與交流電源1的一端同線，包含電源能用3條線實現(xiàn)通往分局的線路。另外，從電流檢測用電阻231與穩(wěn)壓二極管27之間，往繞行控制電路232輸入控制信息。繞行控制電路232進行動作，使從可改變電流值的恒定電流電路223和光耦合器26的連接端，經光耦合器26流向直流電源22的負極側的電流繞行。
另外，可改變電流值的恒定電流電路223和接收用光耦合器26的一次側的連接點，與繼電器25連接，繼電器25的另一端作為通往通信線的連接部，經布線與分局3、4、5連接。
此外，在通信端子與直流電源22的負極側之間，具備有電阻28和光耦合器29，該光耦合器29構成為一次側的發(fā)光二極管的方向與直流電源22的極性相反。
此外，總局2上的控制電路21，向可改變電流值的恒定電流電路223輸出發(fā)送信號，作為電流可變的信息指令。此外，控制電路21根據(jù)從接收用光耦合器26的二次側輸入的接收信號，進行通常的數(shù)據(jù)通信處理。另外，控制電路21，監(jiān)視逆電壓檢測光耦合器29的輸出，在由于誤接線等導致交流混入通信端子，并被施加含有逆電壓的電壓的情況下，控制繼電器25使其關斷。另外，毋庸贅言，即使電阻28與逆電壓檢測光耦合器29的一次側的連接順序顛倒，也可以同樣工作。
下面，說明電路塊3的分局的結構。分局中也與總局同樣，在通信線、與機器的電源和通信的共用線之間，連接電阻38和逆電壓檢測光耦合器39。
此外，從通信線起，經繼電器35，一路經恒定電流電路33和接收用光耦合器36的一次側，與共用線連接。
另一路經電阻331和發(fā)送用光耦合器34的二次側，與共用線連接。
要想從分局3發(fā)送數(shù)據(jù)，在將總局2的可改變電流值的恒定電流電路223的設定電流值設成較大的值的狀態(tài)下，將分局3的發(fā)送用光耦合器34接通/關斷。接通發(fā)送用光耦合器34后，由于線路和共用線之間的阻抗為電阻331的值，因此從總局2發(fā)送的電流，會流經該電阻331和分局3的發(fā)送用光耦合器34的二次側，通信線的端子電壓，比總局2的穩(wěn)壓二極管27的電壓低，接收用光耦合器26變?yōu)閿嚅_狀態(tài)。
此外，由于插入了電阻331，因此電流的急劇變化能得到緩和，通信線路上的高頻噪聲被減少。
圖12是圖11中的可改變電流值的恒定電流電路223的結構例。
將穩(wěn)壓二極管215與晶體管210的基極端子相連，將電流檢測用電阻211與晶體管210的發(fā)射極相連，即構成所謂的射極跟隨電路。電阻211兩端的電壓被控制為，幾乎與從穩(wěn)壓二極管215中減去晶體管210的基極—發(fā)射極間的電壓所得到的值相等。
電阻211兩端的電壓恒定，表明晶體管210的發(fā)射極電流恒定，由于發(fā)射極電流與集電極電流幾乎相等，因此從晶體管210的集電極貫通發(fā)射極的電流大致恒定。
這里，電阻212進行如下動作，即在光耦合器216斷開時，使穩(wěn)壓二極管215中流有微小電流，使其產生很小的壓降。
所以，從上至下在圖12的電路中流動的電流，為較小的值。
通過接通光耦合器216，經電阻213，稍大的電流流入穩(wěn)壓二極管215，穩(wěn)壓二極管215產生基本恒定的壓降，形成流有所希望電流的恒定電流電路。
此外，還與穩(wěn)壓二極管215并列地配置電阻214和電容217。
電阻214，是用于在減小決定晶體管210的基極電位的穩(wěn)壓二極管215的壓降時迅速進行放電的電阻，電容217用于緩和晶體管210的基極電位變化的急劇性。
通過設置這些電阻214和電容217，可以只緩和基極電位變化的急劇性，而不會降低變化的速度。
由于基極電位的變化是電流指令的變化，因此可以實現(xiàn)電流高速且非急劇變化的恒定電流電路。
因此，由于電流的急劇性得到緩和，所以通信線中包含的高頻成分減少，從通信線產生的高頻噪聲也減少。
圖13是表示電流繞行控制電路232的結構的電路圖，在圖11的總局2的內部中，僅將相關的部分抽出表示。
在可改變電流值的恒定電流電路223與直流電源22的負極側之間，設置由電阻234和晶體管233構成的電流繞行控制電路232。
晶體管233的基極與電流檢測用電阻231連接。
電流檢測用電阻231中流有較大電流后，晶體管233會導通，流過接收用光耦合器26的二極管和穩(wěn)壓二極管的電流，經由電阻234流入晶體管233的集電極。
通過這樣來構成，使得流過接收用光耦合器26的二極管和穩(wěn)壓二極管的電流，不會增加至規(guī)定值以上。
這里的規(guī)定值，被事先設定成大于接通接收用光耦合器26所需要的電流值。
(實施方式9)圖14是表示第2實施方式的電路圖。在圖12中，總局302的電路結構以及動作·效果，與實施方式8的有所不同。
與實施方式8結構上的差異在于，具備電流減少電路242來代替電流繞行控制電路232。與實施方式8同樣，當流過接收用光耦合器26的一次側和穩(wěn)壓二極管27的電流增加時，對可改變電流值的恒定電流電路23，使其動作來使電流值減少。
圖15表示總局的相應部分的電路圖。其中，晶體管410、穩(wěn)壓二極管415、光耦合器416、電阻411、412、413、414與實施方式8相同，構成可改變電流值的恒定電流電路。
當流過光耦合器26的一次側和穩(wěn)壓二極管27的電流過大時，電阻231的電壓上升，使晶體管433接通。
晶體管433接通后如下進行動作，晶體管435接通，穩(wěn)壓二極管415兩端的電壓會幾乎為零，流過光耦合器26的一次側和穩(wěn)壓二極管27的電流減少。
流過光耦合器26的一次側和穩(wěn)壓二極管27的電流減少后，電阻231的電壓下降，晶體管433變成關斷狀態(tài)，晶體管435也關斷，流過光耦合器26的一次側和穩(wěn)壓二極管27的電流會再次增加。結果，流過光耦合器26的一次側和穩(wěn)壓二極管27的電流得到控制，不會成為預先設定的過大電流。
而且，根據(jù)本實施方式，不僅可以防止流過接收用光耦合器26的一次側和穩(wěn)壓二極管27的電流變得過大，還可以將從直流電源流出的電流自動控制成與分局的數(shù)量相應的電流。
(實施方式10)圖16表示實施方式10的框圖，其基于將實施方式7(圖10)的特征和實施方式8的特征(圖11)的特征組合得到的結構。在該實施方式中，再在總局中，在直流電源122的負極側與共用線之間設置二極管160，同時，在分局中，將二極管161插入在來自通信線的輸入線上，此外，將穩(wěn)壓電路162設置在晶體管32與共用線之間。
當較大的外來噪音從共用線進入時，總局上設置的二極管160和分局上設置的二極管161，防止逆電壓被施加到電路上。由此，可以防止電路因逆電壓而受到損傷。
此外，當分局的發(fā)送用光耦合器34接通、晶體管32導通后，如果較大的外來噪音從共用線進入，分局上設置的穩(wěn)壓電路162，防止過大的電壓被施加到總局的恒定電流電路223上。
另外，對于使用直流電源等、即使被施加逆電壓也不會受損的電路的情況下，無需經由二極管160與共用線連接。
至此，雖然對幾個實施方式進行了說明，但一個實施方式中說明的結構，可以應用到其它實施方式中。
產業(yè)上利用的可能性本發(fā)明可應用于設備機器用通信電路。
權利要求
1.一種設備機器用通信電路，連接總局(2)和至少一個分局來構成，該總局(2)內部設置有將交流轉換成直流的直流電源電路(22)；在所述直流電源電路的兩個輸出電極之間串聯(lián)連接的恒定電流電路(23)、開關元件(24；124)和電流檢測裝置(26)；在所述開關元件和所述電流檢測裝置間的接線、與通信線連接部之間設置的總局用繼電器(25；125)；所述通信線連接部與所述直流電源電路的負極之間設置的異常電壓檢測裝置(28，29；128，129，120)；以及，接收來自所述電流檢測裝置和所述異常電壓檢測裝置的輸入信號，控制所述開關元件和所述總局的繼電器的控制電路(21；121)，該分局內部設置有一端連接在通信線連接部上的分局用繼電器(35)、在所述分局用繼電器的另一端與所述交流電源之間串聯(lián)設置的分局用恒定電流電路(33)和分局用電流檢測裝置(36)；在所述分局用繼電器和所述交流電源之間設置的分局用開關元件(34)；所述通信線連接部與所述交流電源之間設置的分局用異常電壓檢測裝置(38，39；138，139，130)；以及，接收來自所述分局用電流檢測裝置和所述分局用異常電壓檢測裝置的輸入信號，控制所述分局用繼電器和所述分局用開關元件的控制電路(31)，其中，所述總局和分局，在各自的通信線連接部上與通信線連接，且在共用線連接部上連線至交流電源。
2.根據(jù)權利要求1所述的設備機器用通信電路，其特征在于，總局的所述控制電路(21)，根據(jù)總局的所述異常電壓檢測裝置(28、29)的輸出，在通信線連接部與直流電源電路之間的電壓低于規(guī)定值時，實施接通總局的繼電器(25)的控制，分局的所述控制電路(31)，根據(jù)分局的所述異常電壓檢測裝置(38、39)的輸出，在通信線連接部與直流電源電路之間的電壓低于規(guī)定值時，實施接通分局的繼電器(35)的控制。
3.根據(jù)權利要求1所述的設備機器用通信電路，其特征在于，在總局的直流電源電路(22)的兩個輸出電極之間，還設置穩(wěn)壓電路(27)。
4.根據(jù)權利要求1所述的設備機器用通信電路，其特征在于，異常電壓檢測裝置，由電阻(28；38)和光耦合器(29；39)構成，該光耦合器(29；39)的1次側由雙方向的發(fā)光二極管構成。
5.根據(jù)權利要求1所述的設備機器用通信電路，其特征在于，電流檢測裝置(26；36)，由光耦合器構成。
6.根據(jù)權利要求5所述的設備機器用通信電路，其特征在于，在光耦合器的1次側上，并聯(lián)連接電阻(220；230)。
7.根據(jù)權利要求3所述的設備機器用通信電路，其特征在于，對總局的電流檢測裝置(26)和穩(wěn)壓電路(27)的串聯(lián)連接，并聯(lián)連接電阻。
8.根據(jù)權利要求1所述的設備機器用通信電路，其特征在于，如果在至少比交流電源的電源周期長的期間內，連續(xù)規(guī)定次數(shù)地檢測出通信線與共用線之間沒有被施加規(guī)定值以上的電壓，則所述控制電路(21；31)將繼電器(25；35)接通。
9.根據(jù)權利要求1所述的設備機器用通信電路，其特征在于，如果在通信線與共用線之間檢測到規(guī)定值以上的高電壓，所述控制電路(21；31)進行規(guī)定的顯示。
10.根據(jù)權利要求1所述的設備機器用通信電路，其特征在于，所述控制電路(121)，根據(jù)總局的所述異常電壓檢測裝置(128，129，120)的輸出，在沒有檢測到總局的通信線連接部與直流電源電路之間的電壓與通信時極性相反時，實施接通總局的繼電器(125)的控制，分局的所述控制電路(31)，根據(jù)分局的所述異常電壓檢測裝置(138，139，130)的輸出，在沒有檢測到通信線連接部與直流電源電路之間的電壓與通信時極性相反時，實施接通分局的繼電器(35)的控制。
11.根據(jù)權利要求1所述的設備機器用通信電路，其特征在于，異常電壓檢測裝置(128，129，120)，由電阻(128)、和并聯(lián)連接發(fā)光二極管與二極管(120)的電路構成，所述發(fā)光二極管的一次側被施加與通信時極性相反的電壓時發(fā)光，所述二極管(120)的極性與所述發(fā)光二極管相反。
12.根據(jù)權利要求1所述的設備機器用通信電路，其特征在于，總局和分局的至少一方的開關元件，由光耦合器和PNP晶體管構成，對光耦合器的二次側的光敏晶體管，將發(fā)射極側連接在所述共用線上，將集電極側連接在所述PNP晶體管的基極上，由所述PNP晶體管的發(fā)射極和集電極實現(xiàn)開關電路。
13.根據(jù)權利要求1所述的設備機器用通信電路，其特征在于，分局的開關元件，由光耦合器和晶體管構成，對光耦合器的二次側的光敏晶體管，將發(fā)射極側連接在所述晶體管的基極上，將集電極側連接在晶體管的集電極上，將所述晶體管的發(fā)射極連接在所述共用線上，由所述晶體管的發(fā)射極和集電極實現(xiàn)開關電路。
全文摘要
本發(fā)明提供一種設備機器用通信電路，可以用包含電源的3條線，來實現(xiàn)誤接線保護、長布線、高速傳送的通信電路。通信系統(tǒng)將2條交流電源線的一方作為共用線，總局一側，從電源的正側起到成為基準的負側，串聯(lián)連接第1恒定電流源和總局發(fā)送用光耦合器、接收用光耦合器、穩(wěn)壓二極管，并從發(fā)送用和接收用的光耦合器之間，經由繼電器將通信線路布線至分局側。各分局內，經由繼電器將第2恒定電流源和分局接收用光耦合器串聯(lián)連接在基準線上的電路、與配置為可令上述繼電器輸出和基準線短路的光耦合器并聯(lián)連接，檢測出上述通信線路與基準線之間的電位差為規(guī)定值以下后，將繼電器控制為接通。
文檔編號H02H11/00GK1871786SQ200480030989
公開日2006年11月29日 申請日期2004年10月20日 優(yōu)先權日2003年10月21日
發(fā)明者土山吉朗, 武田芳彥 申請人:松下電器產業(yè)株式會社