如果时序符合1-Wire 协议规范，稳压电源可以在1-Wire网络上供电并保持通信。通过将电压源电阻、1线上拉电阻和1线网络建模为容性负载，简化分析过程。这样，您就可以计算与1线网络初始充电和将1线寄生电容拉到供电轨道和地相关的一阶方程。时间常数e, d, tREC和tf有助于指定最大总典型电容，该电容允许在给定的上拉电阻和上拉电压下进行适当的1线通信。该申请说明的类似版本最初出现在2018年5月30日的《电力电子》杂志上。

1线网络初始充电

1线 设备寄生上电通过充电从1线通信线路的内部蓄水池。1线网络上的上拉电压V(PUP)取决于V(OUT)和R(PUP)。可以提供给1-Wire网络的最大电流也取决于这两个参数。

当从高阻抗源(如MAX66242稳压器V(OUT))为1线网络供电时，在发送1线功能命令之前，请注意确保在连接到1线网络的设备充电并准备好通信之前有足够的时间。当其I/O引脚处的初始电容C(IO)充电时，就会发生这种情况。

大多数1-Wire设备指定存在于其1-Wire I/O端口上的典型和最大C(IO)值。当V(PUP)首次应用于1-Wire网络时，存在最大C(IO)。1-Wire网络充满电后，只有典型的C(IO)影响1-Wire通信。因此，C(IO-MAX)应充电至1线设备所需的最小上拉电压V(MIN-PUP)。式(1)定义了1线网络总最大电容C(total - max)的最小上拉电压V(MIN-PUP)。

V (MIN-PUP) = (S) (1 - e (t(电荷)/ C - r (S +小狗)(TOTAL-MAX)))[1]式。

式中C(TOTAL-MAX) = S(N)(i=0) (C(MAX-IO, i) + C(LAYOUT))， R(S+PUP) = R(S) + R(PUP)， V(MIN-PUP)为1线网络所需的最小上拉电压，VS为V(OUT)处的开路电压。电容C(LAYOUT)表示由于1-Wire节点上的结而引入到1-Wire网络的电容(参见图1为了描绘。)

图1所示 1线网络建模为一系列I/O电容C(IO)和寄生布局电容C(layout)，这是1线节点上结的结果

V(MIN-PUP)是1线网络中最大的最小上拉电压。因此，如果设备1的最小上拉电压为2.8V，设备2的最小上拉电压为3.0V，那么对于1线网络，V(MIN-PUP)应该等于3.0V。

式(2)确定了将总最大电容C(total - max)充电到1线网络的最小上拉电压V(MIN-PUP)所需的时间t(CHARGE):

t(费用)= - r C (S +小狗)(TOTAL-MAX) ln (1 - V (MIN-PUP) / (S))[2]式。

单线通信时的寄生电容

1线网络上电后的总典型电容C(total - typ)定义为所有典型电容C(type - io)加布局C(layout)的寄生电容之和。用C(type - io,N)代替C(MAX-IO,N)在图9中的示意图中表示了这一点，其中C(TOTAL-TYP) = ?(N) (i=1)C(type - io, i) + C(LAYOUT)。典型电容C(type - io)是指来自每个设备内部1线接收器/发射器的I/O处的寄生电容。在每一个1线通信序列中，典型电容C(type - io)、上拉电压V(PUP)和上拉电阻R(PUP)负责以下四个基本时序参数:

1. e -从0V上升到1线网络的阈值-高压V(TH)所花费的时间。

2. 得尔塔 -从0V拉到1线主机输入高压V(IH-HOST)所需的时间。

3. t(REC) -从V(TH)拉到V(PUP)所花费的时间。t(REC)定义了1-Wire网络在通信期间充电的最大可用时间。

4. t(f)—从V(PUP)拉下到1线网络阈值低电压V(TL)所花费的时间。

时间常数e， 得尔塔， t(REC)和t(f)有助于指定最大总典型电容C(total - typ)，可以允许给定R(PUP)和V(PUP)进行适当的1线通信。如果超过C(TOTAL-TYP)，则不满足时间约束，使1-Wire通信变得不可能。关于四个时间约束的值，请参见各自1-Wire设备的数据表。

上拉基本时序参数e， 得尔塔和t(REC)

图2说明将1线总典型电容CTOTAL-TYP从0V充电到VTH所需的时间。图3以示意图的形式提出这个概念。

图2 将总典型电容C(type - total)从0V充电到V(TH)的时间

图31线网络建模为等效总典型电容C(total - typ)，其中包括寄生布局电容C(layout)

式(3)定义了e -通过R(S+PUP)将C(TOTAL-TYP)从0V充电到V(TH)所需的时间。

e = - r (S+PUP)C(total - type)ln(1 - V(TH) / V(S))[3]式。

图4说明将1线总典型电容C(total - typ)从0V充电到V(IH-HOST)所需的时间得尔塔。

图4 充电总典型电容C(type - total)从0V到V(IH-HOST)的时间得尔塔

式(4)定义了e -通过R(S+PUP)将C(TOTAL-TYP)从0V充电到V(TH)所需的时间。

得尔塔= - r (S +小狗)C (TOTAL-TYP) ln (1 - V (IH-HOST) / (S))[4]式。

图5说明了将1线总典型电容C(total - typ)从V(TH)充电到V(PUP-MIN)所需的最短时间t(REC)。

图5 将总典型电容C(type - total)从V(TH)充电到V(PUP-MIN)的最短时间t(REC)

按照以下三步程序计算t(REC):

1. 计算从0V充电到V(TH)所需的时间——这相当于公式(3)中的e。

2. 计算从0V充电到V所需的时间(PUP-MIN)。
   t ' = - r (S +小狗)C (TOTAL-TYP) ln (1 - V (PUP-MIN) / (S))

3. 用除法求出t(REC) = t ' - e。
   t (REC) = R C (S +小狗)(TOTAL-TYP) ln ((1 - V (TH) / (S)) / (1 - V (PUP-MIN) / (S)))[5]式。

下拉时序参数t(f)
与e、得尔塔和t(REC)不同，时间t(f)不依赖于R(S)和R(PUP)，因为时间t(f)定义了1线主机或设备拉下1线网络所需的时间。因此，1线主机或设备的下拉电阻R(PDOWN)定义了将C(TOTAL-TYP)从V(PUP)放电到V(TL)所需的时间，如图所示图6．

图6 时间t(f)将总典型电容C(type - total)从V(PUP-MIN)放电到V(TL)

1线主机和设备的下拉电阻R(PDOWN)来自各自数据表的电气特性表中提供的最大输出低压V(OL)和相应的输出低电流I(OL)。图7示出下拉电阻R(PDOWN)和下拉电流I(OL)。

图7  简化RC电路，从1线主机或设备中模拟下拉电阻R(PDOWN)。I(OL)为下拉电流

例如，DS2484 I(2) c -to-1线桥在4mA时的最大V(OL)为0.4V。这意味着最大下拉电阻R(PDOWN)为100?

式(6)定义了放电时间t(f)。

t (f) = C (TOTAL-TYP) ln - r (p下)(V (TL) / (PUP-MIN))[6]式。

注意，对于1-Wire主机和设备，时间t(f)应该满足。1- wire主机在每个基本操作开始时拉下1- wire节点，即复位，写1位，写0位，读1位。1-Wire设备在复位操作期间拉下1-Wire节点以产生存在脉冲。

当满足网络上所有设备的四个基本参数e， 得尔塔， t(REC)和t(f)时，可以进行线通信和供电。通过了解满足1-Wire协议指定的所有边缘时序的总允许电容，可以确定nfc供电系统中可实现的最大设备数量和总线长度。

有关e， 得尔塔和t(REC)的更多信息，以及它们如何影响标准或超速模式下的1线通信，请参阅应用说明126 -通过软件进行1线通信。有关典型电容如何影响单线通信的更多信息，请参阅应用说明148 -可靠长线单线网络指南。

兼容的1线设备

表1列出1线器件的输入/输出电容C(IO)、上拉电压V(PUP)、上拉电阻R(PUP)、低V电压阈值(TL)和高V电压阈值(TH)规格。V(TL)是在1线网络下降沿期间检测到逻辑低电压的电压。V(TH)是在1线网络上升沿期间检测到逻辑高电压的电压。V(TL)和V(TH)都是V(PUP)和1线恢复时间的函数。

结论

通过将连接到1线网络的NFC转发器建模为RC电路，我们可以验证收集的电力传输和通信是否可行。在ISO15693和FIPS180-4标准下，智能手机或任何配备NFC收发器的设备都可以对1线网络进行身份验证、识别、访问内存、进行数据采集和控制。通过NFC系统，我们可以为1-Wire网络无线供电，并为封闭移动系统和物联网(IoT)设备的节点提供安全的资产和信息管理。