CN105322500A - 一种具有自恢复功能的M-Bus总线保护器 - Google Patents

Abstract

一种具有自恢复功能的M-Bus总线保护器，包括由依次级联的第一、第二和第三开关三极管组成的开关电路及其直流电源、反型分压电路；第一开关三极管的基极分别连接过压阈值、过流阈值产生电路，第二开关三极管的发射极分别与表计接入负端、延时电容的另一端连接，第二开关三极管的集电极与第三开关三极管的基极之间连接有限流偏置电阻；第三开关三极管的发射极与直流电源正端连接，且通过直流电源与集中抄表设备连接，第三开关三极管的集电极与表计接入正端连接。故障排除后可自行恢复工作，稳定可靠，实用性强，且整个线路插入耗损极小，不影响总线的带载能力，实施过压、过流、短路保护时，输出电压都为零，不存在死区电压和火灾安全隐患。

Description

一种具有自恢复功能的M-Bus总线保护器

技术领域

本发明涉及M-Bus总线，特别是涉及一种具有自恢复功能的M-Bus总线保护器。

背景技术

M-Bus是专门用于公共事业仪表的总线结构，称Meter-Bus，简称M-Bus。现有诸如智能水表、气表、热量表(以下简称表计)的集中抄表系统中，表计通过M-Bus总线连接到集中抄表设备，集中抄表设备通过无线、GPRS等方式连接到后台主站，实现智能远传抄读数据。M-Bus接口是二线制的接线方式，当并接在M-Bus总线上的某个表计出现故障时，比如工作电流过大或短路，将影响M-Bus总线下所有表计均不能抄读数据，维护人员或调试人员在排查故障表计时，难以及时查找出出现故障的表计，只能逐个断开表计M-Bus总线进行排查。总线下接表计数量越多，排查故障越困难。一旦调试人员错将M-Bus总线接到220V市电，还会导致表计批量烧坏，造成重大经济损失。针对以上问题，通常采用串接保险丝与并接负载方法解决，但是，这种方式存在以下问题和缺点：过压过流保护通过熔断保险丝方式实现，无法自行恢复，必须更换保险丝；不同的表计工作电流需要配备不同熔断电流的保险丝，通过性不强；对保险丝的熔断电流要求较高，在电压死区，无法起到保护作用；保护时需要熔断保险丝，存在火灾安全隐患。此外，输出电压无箝位功能，有残压输出，保护作用容易失效；且并接负载增加线路损耗，影响M-Bus总线的带载能力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种具有自恢复功能的M-Bus总线保护器。

本发明的技术问题通过以下技术方案予以解决。

这种具有自恢复功能的M-Bus总线保护器，连接方式是在集中抄表设备与至少一个表计之间，以及集成在每个表计内部的M-BUS总线接口前端、使用时与集中抄表设备连接中的一种，无熔断保险丝，不必并接负载。

这种具有自恢复功能的M-Bus总线保护器的特点是：

包括由依次级联的第一开关三极管、第二开关三极管和第三开关三极管组成的开关电路及其直流电源、连接在所述直流电源正、负端之间的由第一分压电阻、第二分压电阻组成的反型分压电路；

所述第一开关三极管、第二开关三极管和第三开关三极管的所述直流电源包括输入端连接所述集中抄表设备的整流电路；

所述第一开关三极管的基极分别连接由过压阈值稳压二极管和与其串联连接的所述反型分压电路组成的过压阈值产生电路，以及由过流阈值稳压二极管和与其串联连接的限流电阻、电流取样电阻组成的过流阈值产生电路，所述限流电阻一端与所述电流取样电阻一端的连接点与所述表计接入负端连接，所述电流取样电阻的另一端与所述直流电源负端连接，所述限流电阻一端与电流取样电阻一端的连接点，与所述直流电源正端之间连接有由延时电阻、延时电容组成的反型延时电路，所述延时电阻一端与所述延时电容一端的连接点，分别与所述第一开关三极管的集电极、所述第二开关三极管的基极连接，所述第一开关三极管的发射极与所述直流电源负端连接；

所述第二开关三极管的发射极，分别与所述表计接入负端、所述延时电容的另一端连接，所述第二开关三极管的集电极与所述第三开关三极管的基极之间连接有限流偏置电阻；

所述第三开关三极管的发射极与所述直流电源正端连接，且通过所述直流电源与所述集中抄表设备连接，所述第三开关三极管的集电极与所述表计接入正端连接，当所述第三开关三极管处于截止状态时，所述表计与所述集中抄表设备断开连接。

本发明的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。

所述第一分压电阻是由两个分压电阻串联的分压电阻，以提高整个电路的耐压能力。

所述延时电阻是由两个延时电阻串联的延时电阻，以提高整个电路的耐压能力。

所述限流偏置电阻是由两个限流偏置电阻串联的限流偏置电阻，以提高整个电路的耐压能力。

所述过压阈值由第一分压电阻、第二分压电阻和过压阈值稳压二极管的参数决定。

所述过流阈值由通过M-Bus总线连接到集中抄表设备的表计数量决定。表计数量为1，过流阈值最小，表计数量增加，过流阈值随之增大。

所述直流电源连接所述集中抄表设备的输入端接入220V市电时，第二开关三极管、第三开关三极管截止，第一开关三极管导通，由于第一分压电阻、第二分压电阻以及延时电阻的阻值高，流过第一分压电阻、第二分压电阻的电流，以及第一开关极管的C-E极的电流均在1mA以下，所有元器件均在轻载情况下工作，能承受在未工作的任意长时间内接入220V市电而不损坏；正常工作时，第一开关三极管截止，整个线路插入耗损极小，不影响M-Bus总线的带载能力。

本发明的技术问题通过以下再进一步的技术方案予以解决。

本发明的M-Bus总线自动过压保护功能以及自行延时恢复工作的实现过程如下：

所述直流电源连接所述集中抄表设备的输入端的输入电压高于过压阈值时，通过第一分压电阻、第二分压电阻分压，第二分压电阻两端的电压高于过压阈值稳压二极管的反向击穿电压，过压阈值稳压二极管反向击穿，反向电流流向第一开关三极管基极，第一开关三极管导通，由于第二开关三极管的基极连接第一开关三极管的C-E极，导通后Uce下降，第二开关三极管基极电压高于第二开关三极管导通要求的电压，第二开关三极管才能导通，此时第二开关三极管截止，第二开关三极管截止后，第三开关三极管截止，断开与表计的连接，实现自动过压保护功能；

所述直流电源连接所述集中抄表设备的输入端的输入电压低于过压阈值时,通过第一分压电阻、第二分压电阻分压，第二分压电阻两端的电压低于过压阈值稳压二极管的反向击穿电压，过压阈值稳压二极管未反向击穿，无反向电流流向第一开关三极管基极，第一开关三极管截止，此时输入电压通过延时电阻和延时电容组成的延时电路向第二开关三极管基极提供导通电流，第二开关三极管延时导通，第二开关三极管导通后，第三开关三极管导通，接通与表计的连接，实现自行延时恢复工作。

本发明的M-Bus总线自动过流保护功能以及自行延时恢复工作的实现过程如下：

流过M-Bus总线的电流高于过流阈值时，电流取样电阻两端的电压高于过流阈值稳压二极管的反向击穿电压，过流阈值稳压二极管反向击穿，反向电流流向第一开关三极管基极，第一开关三极管导通，由于第二开关三极管的基极连接第一开关三极管的C-E极，导通后Uce下降，第二开关三极管基极电压高于第二开关三极管导通要求的电压，第二开关三极管才能导通，此时第二开关三极管截止，第二开关三极管截止后，第三开关三极管截止，断开与表计的连接，实现自动过流保护功能；

流过M-Bus总线的电流低于过流阈值时,电流取样电阻两端的电压低于过流阈值稳压二极管的反向击穿电压，过流阈值稳压二极管未反向击穿，无反向电流流向第一开关三极管基极，第一开关三极管截止，此时输入电压通过延时电阻和延时电容组成的延时电路向第二开关三极管基极提供导通电流，第二开关三极管延时导通，第二开关三极管导通后，第三开关三极管导通，接通与表计的连接，实现自行延时恢复工作。

本发明的M-Bus总线自动短路保护功能以及自行延时恢复工作的实现过程如下：

M-Bus总线发生短路时，流过M-Bus总线的电流增大，电流取样电阻两端的电压远远高于过流阈值稳压二极管的反向击穿电压，过流阈值稳压二极管反向击穿，反向电流流向第一开关三极管基极，第一开关三极管导通，由于第二开关三极管的基极连接第一开关三极管的C-E极，导通后Uce下降，第二开关三极管基极电压高于第二开关三极管导通要求的电压，第二开关三极管才能导通，此时第二开关三极管截止，第二开关三极管截止后，第三开关三极管截止，断开与表计的连接，实现自动短路保护功能；

M-Bus总线短路故障消除后,电流取样电阻两端的电压低于过流阈值稳压二极管的反向击穿电压，过流阈值稳压二极管未反向击穿，无反向电流流向第一开关三极管基极，第一开关三极管截止，输入电压通过延时电阻和延时电容组成的延时电路向第二开关三极管基极提供导通电流，第二开关三极管延时导通，第二开关三极管导通后，第三开关三极管导通，接通与表计的连接，实现自行延时恢复工作。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

本发明具有自动过压、过流、短路保护功能，故障排除后可自行恢复工作，稳定可靠，实用性强，且整个线路插入耗损极小，不影响M-Bus总线的带载能力，实施过压、过流、短路保护时，输出电压都为零，不存在死区电压，且工作电流极小，所有电子元器件不产生热量，不存在火灾安全隐患。

附图说明

附图是本发明具体实施方式的电路图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式并对照附图对本发明进行说明。

一种如附图所示的具有自恢复功能的M-Bus总线保护器，连接方式是在集中抄表设备与至少一个表计之间，无熔断保险丝，不必并接负载。包括由依次级联的型号为MMBTA44的第一开关三极管Q1、型号为MMBTA44的第二开关三极管Q2和型号为MMBTA94第三开关三极管Q3组成的开关电路及其直流电源、连接在直流电源正、负端之间的由第一分压电阻R1、R2、第二分压电阻R9组成的反型分压电路；

第一开关三极管Q1、第二开关三极管Q2和第三开关三极管Q3的直流电源包括输入端连接集中抄表设备的整流电路DB1；

第一开关三极管Q1的基极分别连接由型号为ZMM5V1的过压阈值为45V的过压阈值稳压二极管D1和与其串联连接的反型分压电路组成的过压阈值产生电路，以及由型号为ZMM2V2的过流阈值为30mA的过流阈值稳压二极管D2和与其串联连接的限流电阻R3、电流取样电阻R4组成的过流阈值产生电路，限流电阻R3一端与电流取样电阻R4一端的连接点与表计接入负端连接，电流取样电阻R4的另一端与直流电源负端连接，限流电阻R3一端与电流取样电阻R4一端的连接点，与直流电源正端之间连接有由延时电阻R5、R6、延时电容C1组成的反型延时电路，延时电阻R6一端与延时电容C1一端的连接点，分别与第一开关三极管Q1的集电极、第二开关三极管Q2的基极连接，第一开关三极管Q1的发射极与直流电源负端连接；

第二开关三极管Q2的发射极，分别与表计接入负端、延时电容C1的另一端连接，第二开关三极管Q2的集电极与第三开关三极管Q3的基极之间连接有限流偏置电阻R7、R8；

第三开关三极管Q3的发射极与直流电源正端连接，且通过直流电源与集中抄表设备连接，第三开关三极管Q3的集电极与表计接入正端连接，当第三开关三极管Q3处于截止状态时，表计与集中抄表设备断开连接。

第一分压电阻、延时电阻和限流偏置电阻是分别由两个是由两个电阻串联的电阻，以提高整个电路的耐压能力。

过压阈值由第一分压电阻R1、R2、第二分压电阻R9和过压阈值稳压二极管D1的参数决定。

过流阈值由通过M-Bus总线连接到集中抄表设备的表计数量决定。表计数量为1，过流阈值最小，表计数量增加，过流阈值随之增大。

直流电源连接集中抄表设备的输入端接入220V市电时，第二开关三极管Q2、第三开关三极管Q3截止，第一开关三极管Q1导通，由于第一分压电阻R1、R2、第二分压电阻R9以及延时电阻R5、R6的阻值高，流过第一分压电阻R1、R2、第二分压电阻R9的电流，以及第一开关极管Q1的C-E极的电流均在1mA以下，所有元器件均在轻载情况下工作，能承受在未工作的任意长时间内接入220V市电而不损坏；正常工作时，第一开关三极管Q1截止，整个线路插入耗损极小，不影响M-Bus总线的带载能力。

本具体实施方式的直流电源连接集中抄表设备的输入端接入220V市电时，第二开关三极管Q2、第三开关三极管Q3截止，第一开关三极管Q1导通，由于第一分压电阻R1、R2、第二分压电阻R9阻值：R1＝1MΩ、R2＝1MΩ、R9＝300KΩ，流过的电流＝(220V-5.1V-0.7V)/(1MΩ+1MΩ)＝107μA,延时电阻R5、R6阻值：R5＝R6＝510KΩ，流过第一开关极管的C-E极电流＝220V/(510KΩ+510KΩ)＝0.215mA，所有元器件均在轻载情况下工作，能承受在未工作的任意长时间内接入220V市电而不损坏。

本具体实施方式正常工作时，第一开关三极管Q1截止，整个线路插入耗损极小，不影响M-Bus总线的带载能力。

在直流电源工作电压为36V时：

第一分压电阻R1、R2阻值：R1＝R2＝1MΩ、第二分压电阻R9阻值：R9＝300KΩ，流过第一分压电阻R1、R2、第二分压电阻R9的电流为：36/(1MΩ+1MΩ+0.3MΩ)≈16μA；

延时电阻R5、R6阻值：R5＝R6＝510KΩ，流过延时电阻R5、R6的电流为：(36V-0.7V)/(510KΩ+510KΩ)＝35μA；

限流偏置电阻R7、R8阻值：R7＝R8＝68KΩ，流过限流偏置电阻R7、R8的电流为：(36V-0.7V-0.3V)/(68KΩ+68KΩ)＝257μA；

整个线路插入耗损＝16μA+35μA+257μA＝308μA。

本具体实施方式的自动过压保护功能以及自行延时恢复工作的实现过程如下：

所述直流电源连接所述集中抄表设备的输入端的输入电压高于过压阈值45V时，通过第一分压电阻R1、R2、第二分压电阻R9分压，第二分压电阻R9两端的电压高于5.1V，过压阈值稳压二极管D1反向击穿，反向电流流向第一开关三极管Q1基极，第一开关三极管Q1导通，由于第二开关三极管Q2的基极连接第一开关三极管Q1的C-E极，导通后Uce≤0.3V，第二开关三极管Q2基极电压≥0.7V时，第二开关三极管Q2才能导通，此时第二开关三极管Q2截止，第二开关三极管Q2截止后，第三开关三极管Q3截止，断开与表计的连接，实现自动过压保护功能。

所述直流电源连接所述集中抄表设备的输入端的输入电压低于过压阈值45V时,通过第一分压电阻R1、R2、第二分压电阻R9分压，第二分压电阻R9两端的电压低于5.1V，过压阈值稳压二极管D1未反向击穿，无反向电流流向第一开关三极管Q1基极，第一开关三极管Q1截止，此时输入电压通过延时电阻R5、R6和延时电容C1组成的延时电路向第二开关三极管Q2基极提供导通电流，第二开关三极管Q2延时导通，第二开关三极管Q2导通后，第三开关三极管Q3导通，接通与表计的连接，实现自行延时恢复工作。

本具体实施方式的自动过流保护功能以及自行延时恢复工作的实现过程如下：

当流过M-Bus总线的电流高于过流阈值30mA时，电流取样电阻R4两端的电压(R4＝100Ω，产生的压降＝0.03×100＝3.0V)等于3.0V，过流阈值稳压二极管D2反向击穿电压＝2.2V+0.7V＝2.9V(第一开关三极管Q1基极导通电压0.7V)，过流阈值稳压二极管D2反向击穿，反向电流流向第一开关三极管Q1基极，第一开关三极管Q1导通，由于第二开关三极管Q2的基极连接第一开关三极管Q1的C-E极，导通后Uce≤0.3V，第二开关三极管Q2基极电压≥0.7V时，第二开关三极管Q2才能导通，此时第二开关三极管Q2截止，第二开关三极管Q2截止后，第三开关三极管Q3截止，断开与表计的连接，实现自动过流保护功能。

流过M-Bus总线的电流低于过流阈值30mA时,电流取样电阻R4两端的电压低于3.0V，过流阈值稳压二极管D2未反向击穿，无反向电流流向第一开关三极管Q1基极，第一开关三极管Q1截止，此时输入电压通过延时电阻R5、R6和延时电容C1组成的延时电路向第二开关三极管Q2基极提供导通电流，第二开关三极管Q2延时导通，第二开关三极管Q2导通后，第三开关三极管Q3导通，接通与表计的连接，实现自行延时恢复工作。

本具体实施方式的自动短路保护功能以及自行延时恢复工作的实现过程如下：

M-Bus总线发生短路时，流过M-Bus总线的电流＝VCC/100＝36V/100Ω＝0.36A，(正常工作下：总线电压VCC＝36V～42V)，电流取样电阻R4产生的压降＝0.36A×100Ω＝36V，远远高于过流阈值稳压二极管D2的反向击穿电压，过流阈值稳压二极管D2反向击穿，反向电流流向第一开关三极管Q1基极，第一开关三极管Q1导通，由于第二开关三极管Q2的基极连接第一开关三极管Q1的C-E极，导通后Uce≤0.3V，第二开关三极管Q2基极电压≥0.7V时，第二开关三极管Q2才能导通，此时第二开关三极管Q2截止，第二开关三极管Q2截止后，第三开关三极管Q31截止，断开与表计的连接，实现自动短路保护功能。

M-Bus总线短路故障消除后,电流取样电阻R4两端的电压低于3.0V，此时过流阈值稳压二极管D2未反向击穿，无反向电流流向第一开关三极管Q1基极，第一开关三极管Q1截止，输入电压通过延时电阻R5、R6和延时电容C1组成的延时电路向第二开关三极管Q2基极提供导通电流，第二开关三极管Q2延时导通，第二开关三极管Q2导通后，第三开关三极管Q3导通，接通与表计的连接，实现自行延时恢复工作。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种具有自恢复功能的M-Bus总线保护器，连接方式是在集中抄表设备与至少一个表计之间，以及集成在每个表计内部的M-BUS总线接口前端、使用时与集中抄表设备连接中的一种，其特征在于：

包括由依次级联的第一开关三极管、第二开关三极管和第三开关三极管组成的开关电路及其直流电源、连接在所述直流电源正、负端之间的由第一分压电阻、第二分压电阻组成的反型分压电路；

所述第一开关三极管、第二开关三极管和第三开关三极管的所述直流电源包括输入端连接所述集中抄表设备的整流电路；

所述第一开关三极管的基极分别连接由过压阈值稳压二极管和与其串联连接的所述反型分压电路组成的过压阈值产生电路，以及由过流阈值稳压二极管和与其串联连接的限流电阻、电流取样电阻组成的过流阈值产生电路，所述限流电阻一端与所述电流取样电阻一端的连接点与所述表计接入负端连接，所述电流取样电阻的另一端与所述直流电源负端连接，所述限流电阻一端与电流取样电阻一端的连接点，与所述直流电源正端之间连接有由延时电阻、延时电容组成的反型延时电路，所述延时电阻一端与所述延时电容一端的连接点，分别与所述第一开关三极管的集电极、所述第二开关三极管的基极连接，所述第一开关三极管的发射极与所述直流电源负端连接；

所述第二开关三极管的发射极，分别与所述表计接入负端、所述延时电容的另一端连接，所述第二开关三极管的集电极与所述第三开关三极管的基极之间连接有限流偏置电阻；

所述第三开关三极管的发射极与所述直流电源正端连接，且通过所述直流电源与所述集中抄表设备连接，所述第三开关三极管的集电极与所述表计接入正端连接，当所述第三开关三极管处于截止状态时，所述表计与所述集中抄表设备断开连接。

2.如权利要求1所述的具有自恢复功能的M-Bus总线保护器，其特征在于：

所述第一分压电阻是由两个分压电阻串联的分压电阻，以提高整个电路的耐压能力。

3.如权利要求1所述的具有自恢复功能的M-Bus总线保护器，其特征在于：

所述延时电阻是由两个延时电阻串联的延时电阻，以提高整个电路的耐压能力。

4.如权利要求1所述的具有自恢复功能的M-Bus总线保护器，其特征在于：

所述限流偏置电阻是由两个限流偏置电阻串联的限流偏置电阻，以提高整个电路的耐压能力。

5.如权利要求1所述的具有自恢复功能的M-Bus总线保护器，其特征在于：

所述过压阈值由第一分压电阻、第二分压电阻和过压阈值稳压二极管的参数决定。

6.如权利要求1所述的具有自恢复功能的M-Bus总线保护器，其特征在于：

所述过流阈值由通过M-BUS总线连接到集中抄表设备的表计数量决定。

7.如权利要求1～6任意一项所述的具有自恢复功能的M-Bus总线保护器，其特征在于：

所述直流电源连接所述集中抄表设备的输入端接入220V市电时，第二开关三极管、第三开关三极管截止，第一开关三极管导通，由于第一分压电阻、第二分压电阻以及延时电阻的阻值高，流过第一分压电阻、第二分压电阻的电流，以及第一开关极管的C-E极的电流均在1mA以下，所有元器件均在轻载情况下工作，能承受在未工作的任意长时间内接入220V市电而不损坏；正常工作时，第一开关三极管截止，整个线路插入耗损极小，不影响M-Bus总线的带载能力。

8.如权利要求1～6任意一项所述的具有自恢复功能的M-Bus总线保护器，其特征在于：

所述直流电源连接所述集中抄表设备的输入端的输入电压高于过压阈值时，通过第一分压电阻、第二分压电阻分压，第二分压电阻两端的电压高于过压阈值稳压二极管的反向击穿电压，过压阈值稳压二极管反向击穿，反向电流流向第一开关三极管基极，第一开关三极管导通，由于第二开关三极管的基极连接第一开关三极管的C-E极，导通后Uce下降，第二开关三极管基极电压高于第二开关三极管导通要求的电压，第二开关三极管才能导通，此时第二开关三极管截止，第二开关三极管截止后，第三开关三极管截止，断开与表计的连接，实现自动过压保护功能；

所述直流电源连接所述集中抄表设备的输入端的输入电压低于过压阈值时,通过第一分压电阻、第二分压电阻分压，第二分压电阻两端的电压低于过压阈值稳压二极管的反向击穿电压，过压阈值稳压二极管未反向击穿，无反向电流流向第一开关三极管基极，第一开关三极管截止，此时输入电压通过延时电阻和延时电容组成的延时电路向第二开关三极管基极提供导通电流，第二开关三极管延时导通，第二开关三极管导通后，第三开关三极管导通，接通与表计的连接，实现自行延时恢复工作。

9.如权利要求1～6任意一项所述的具有自恢复功能的M-Bus总线保护器，其特征在于：

流过M-Bus总线的电流高于过流阈值时，电流取样电阻两端的电压高于过流阈值稳压二极管的反向击穿电压，过流阈值稳压二极管反向击穿，反向电流流向第一开关三极管基极，第一开关三极管导通，由于第二开关三极管的基极连接第一开关三极管的C-E极，导通后Uce下降，第二开关三极管基极电压高于第二开关三极管导通要求的电压，第二开关三极管才能导通，此时第二开关三极管截止，第二开关三极管截止后，第三开关三极管截止，断开与表计的连接，实现自动过流保护功能；

流过M-Bus总线的电流低于过流阈值时,电流取样电阻两端的电压低于过流阈值稳压二极管的反向击穿电压，过流阈值稳压二极管未反向击穿，无反向电流流向第一开关三极管基极，第一开关三极管截止，此时输入电压通过延时电阻和延时电容组成的延时电路向第二开关三极管基极提供导通电流，第二开关三极管延时导通，第二开关三极管导通后，第三开关三极管导通，接通与表计的连接，实现自行延时恢复工作。

10.如权利要求1～6任意一项所述的具有自恢复功能的M-Bus总线保护器，其特征在于：

M-Bus总线发生短路时，流过M-Bus总线的电流增大，电流取样电阻两端的电压远远高于过流阈值稳压二极管的反向击穿电压，过流阈值稳压二极管反向击穿，反向电流流向第一开关三极管基极，第一开关三极管导通，由于第二开关三极管的基极连接第一开关三极管的C-E极，导通后Uce下降，第二开关三极管基极电压高于第二开关三极管导通要求的电压，第二开关三极管才能导通，此时第二开关三极管截止，第二开关三极管截止后，第三开关三极管截止，断开与表计的连接，实现自动短路保护功能；

M-Bus总线短路故障消除后,电流取样电阻两端的电压低于过流阈值稳压二极管的反向击穿电压，过流阈值稳压二极管未反向击穿，无反向电流流向第一开关三极管基极，第一开关三极管截止，输入电压通过延时电阻和延时电容组成的延时电路向第二开关三极管基极提供导通电流，第二开关三极管延时导通，第二开关三极管导通后，第三开关三极管导通，接通与表计的连接，实现自行延时恢复工作。