CN105141492A - 一种can收发模块及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种CAN收发模块及其制作方法,其中,所述CAN收发模块包括:隔离DC-DC电源、隔离芯片、CAN收发器芯片、封装外壳和预设数量的引脚;其中,所述隔离DC-DC电源为所述隔离芯片和所述CAN收发器芯片提供驱动电压;所述隔离芯片用于对其接收到的信号进行隔离;所述CAN收发器芯片,用于接收所述隔离芯片发送的隔离信号,并向外发送,并将接收到的第二外界信号发送给所述隔离芯片;所述封装外壳用于将所述隔离DC-DC电源、隔离芯片、CAN收发器芯片封装在一起;所述预设数量的引脚作为所述收发模块的预留端。本申请公开的所述CAN收发模块相较于现有技术具有稳定性和集成度高、体积小的优点。
Description
技术领域
本发明涉及自动化领域,具体来说,涉及一种CAN收发模块及其制作方法。
背景技术
控制器局域网络(ControllerAreaNetwork,CAN)总线是国际上应用最广泛的现场总线之一,广泛应用于汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网等领域。在CAN总线的实际应用环境中,若存在共模干扰等影响因素,极易造成CAN收发器损坏,因此,在CAN总线的实际应用过程中一般需要在CAN控制器和CAN收发器之间增加隔离措施。
目前常用分离元件组成隔离电路实现CAN收发器隔离,如图1所示,所述隔离电路主要包括隔离DC-DC电源U1、第一光耦U2、第二光耦U3和CAN收发器U4;所述隔离电路采用第一光耦U2、第二光耦U3来达到隔离所述CAN收发器接收及发送的信号的目的,但是所述第一光耦U2、第二光耦U3在电路应用过程中需要搭配外围电阻器件,即第一电阻R11、第二电阻R22、第三电阻R33和第四电阻R44来实现所述信号隔离功能,因此整个电路的组成元件多,电连接关系复杂,集成度低,体积大,难以满足电子产品小型化的要求。
发明内容
本发明提供了一种CAN收发模块,以解决现有技术实现CAN收发器隔离采用的所述隔离电路的电路组成元件多,电连接关系复杂,集成度低,体积大,难以满足电子产品小型化要求的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种CAN收发模块,应用于CAN总线,所述收发模块包括:隔离DC-DC电源、隔离芯片、CAN收发器芯片、封装外壳和预设数量的引脚;其中,
所述隔离DC-DC电源的输出端与所述隔离芯片、所述CAN收发器芯片电连接,用于对其接收的信号进行电源隔离,为所述隔离芯片和所述CAN收发器芯片提供驱动电压;
所述隔离芯片与所述CAN收发器芯片电连接,用于对所述隔离芯片接收到的第一外界信号进行隔离并发送给所述CAN收发器芯片,并对所述CAN收发器芯片发送给所述隔离芯片的信号进行隔离并向外发送;
所述CAN收发器芯片,用于接收所述隔离芯片发送的隔离信号,并向外发送,并将接收到的第二外界信号发送给所述隔离芯片;
所述封装外壳用于将所述隔离DC-DC电源、隔离芯片、CAN收发器芯片封装在一起;
所述预设数量的引脚的一端分别与所述隔离DC-DC电源、隔离芯片、CAN收发器芯片电连接,另外一端穿过所述封装外壳作为所述收发模块的预留端。
优选的,所述收发模块还包括:灌封胶,所述灌封胶用于填充所述封装外壳与所述隔离DC-DC电源、隔离芯片、CAN收发器芯片之间的缝隙。
优选的,所述隔离DC-DC电源包括振荡变压单元和整流单元;其中,
所述振荡变压单元,用于对其接收的信号进行电压转换与隔离,获得隔离的交流驱动信号;
所述整流单元,用于将所述隔离的交流驱动信号转换为直流驱动信号,为所述隔离芯片和所述CAN收发器芯片提供驱动电压。
优选的,所述收发模块包括模块顶层和模块底层两层结构,所述隔离DC-DC电源包括环形磁芯变压器和所述隔离DC-DC电源除所述环形磁芯变压器外的剩余结构;
其中,所述CAN收发器芯片、所述隔离芯片、所述隔离DC-DC电源的剩余结构位于所述收发模块的底层;所述环形磁芯变压器位于所述收发模块顶层。
优选的,所述收发模块底层包括:通过基板隔离的第一子层和第二子层,所述第一子层位于所述基板朝向所述收发模块顶层一侧表面,包括沿预设方向排布的第一区域和第二区域,所述第二子层位于所述基板背离所述收发模块顶层一侧表面,包括沿所述预设方向排布的第三区域和第四区域,其中,所述隔离DC-DC电源中所述剩余结构位于所述第二区域和第四区域,所述隔离芯片位于所述第一区域,所述CAN收发器芯片位于所述第三区域。
优选的,所述预设数量的引脚为7个引脚。
一种CAN收发模块的制作方法,包括:
提供基板;
将隔离DC-DC电源、隔离芯片和CAN收发器芯片固定在所述基板上,其中,所述隔离DC-DC电源的输出端与所述隔离芯片、所述CAN收发器芯片电连接,用于对其接收的信号进行电源隔离,为所述隔离芯片和所述CAN收发器芯片提供驱动电压,所述隔离芯片与所述CAN收发器芯片电连接,用于对所述隔离芯片接收到的第一外界信号进行隔离并发送给所述CAN收发器芯片,并对所述CAN收发器芯片发送给所述隔离芯片的信号进行隔离并向外发送;
将预设数量的引脚插接在所述基板上,所述预设数量的引脚一端分别与所述隔离DC-DC电源、隔离芯片、CAN收发器芯片电连接,另外一端作为所述收发模块的预留端;
对所述隔离DC-DC电源、所述隔离芯片、所述CAN收发器芯片和所述预设数量的引脚进行封装,所述预设数量的引脚的预留端穿过所述封装外壳至其外部。
优选的,该制作方法还包括:向所述封装外壳与所述隔离DC-DC电源、所述隔离芯片、所述CAN收发器芯片的缝隙内注入灌封胶。
优选的,所述基板的一面为第一子层,另一面为第二子层,所述第一子层包括沿预设方向排布的第一区域与第二区域,所述第二子层包括沿所述预设方向排布的第三区域与第四区域,所述隔离DC-DC电源包括环形磁芯变压器和所述隔离DC-DC电源除所述环形磁芯变压器外的剩余结构;将所述隔离DC-DC电源、隔离芯片和CAN收发器芯片固定在所述基板上包括:
将所述隔离芯片固定在所述第一区域上;
将所述CAN收发器芯片固定在所述第三区域上;
将所述隔离DC-DC电源中的剩余结构固定在所述第二区域和第四区域上;
在所述第一子层背离所述第二子层一侧放置所述环形磁芯变压器,并将所述环形磁芯变压器的输入端和输出端固定在所述基板上。
优选的,所述预设数量的引脚在所述基板上分两列排布,同列相邻引脚间的间距为2.54mm,两列间的间距为7.62mm。
优选的,所述隔离DC-DC电源中的剩余结构、所述隔离芯片、所述CAN收发器芯片与所述基板之间的固定工艺为贴装工艺。
优选的,所述环形磁芯变压器与所述基板的固定工艺为:焊接工艺。
从上述技术方案可以看出,本发明实施例提供的一种CAN收发模块,包括隔离DC-DC电源、隔离芯片、CAN收发器芯片,相较于现有技术,其电路组成元件少,电连接关系简单,因此在实际使用过程中出现问题的几率小,稳定性高,并且所述收发模块仅采用隔离芯片就可以实现对所述隔离芯片接收到的第一外界信号和所述CAN收发器芯片发送给所述隔离芯片的信号的隔离,不需要搭配外围电阻器件,相较于现有技术中采用分离元件组成隔离电路实现CAN收发器隔离相比,具有集成度高且体积小的优点,从而迎合了电子产品小型化的潮流。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术实现CAN收发器隔离的隔离电路的电路连接示意图;
图2为本发明一个实施例提供的一种CAN收发模块的隔离DC-DC电源、隔离芯片、CAN收发器芯片的连接示意图;
图3为本发明一个实施例提供的一种隔离DC-DC电源的电路图;
图4为本发明一个实施例提供的一种CAN收发模块的引脚排布示意图;
图5为本发明的一个具体实施例提供的一种CAN收发模块的隔离DC-DC电源、隔离芯片、CAN收发器芯片的连接关系示意图;
图6为本发明一个实施例提供的一种CAN收发模块的制作方法的流程图;
图7为本发明一个实施例提供的一种CAN收发模块的剖面结构示意图。
具体实施方式
正如背景技术所述,现有技术中实现CAN收发器隔离的隔离电路的组成元件多,电连接关系复杂,集成度低,体积大,难以满足电子产品小型化的要求。
有鉴于此,本发明实施例提供了一种CAN收发器模块,应用于CAN总线,所述收发模块包括:隔离DC-DC电源、隔离芯片、CAN收发器芯片、封装外壳和预设数量的引脚;其中,
所述隔离DC-DC电源的输出端与所述隔离芯片、所述CAN收发器芯片电连接,用于对其接收的信号进行电源隔离,为所述隔离芯片和所述CAN收发器芯片提供驱动电压;
所述隔离芯片与所述CAN收发器芯片电连接,用于对所述隔离芯片接收到的第一外界信号进行隔离并发送给所述CAN收发器芯片,并对所述CAN收发器芯片发送给所述隔离芯片的信号进行隔离并向外发送;
所述CAN收发器芯片,用于接收所述隔离芯片发送的隔离信号,并向外发送,并将接收到的第二外界信号发送给所述隔离芯片;
所述封装外壳用于将所述隔离DC-DC电源、隔离芯片、CAN收发器芯片封装在一起;
所述预设数量的引脚的一端分别与所述隔离DC-DC电源、隔离芯片、CAN收发器芯片电连接,另外一端穿过所述封装外壳作为所述收发模块的预留端。
相应的,本发明实施例还提供了一种CAN收发模块的制作方法,包括:
提供基板;
将隔离DC-DC电源、隔离芯片和CAN收发器芯片固定在所述基板上,其中,所述隔离DC-DC电源的输出端与所述隔离芯片、所述CAN收发器芯片电连接,用于对其接收的信号进行电源隔离,为所述隔离芯片和所述CAN收发器芯片提供驱动电压,所述隔离芯片与所述CAN收发器芯片电连接,用于对所述隔离芯片接收到的第一外界信号进行隔离并发送给所述CAN收发器芯片,并对所述CAN收发器芯片发送给所述隔离芯片的信号进行隔离并向外发送;
将预设数量的引脚插接在所述基板上,所述预设数量的引脚一端分别与所述隔离DC-DC电源、隔离芯片、CAN收发器芯片电连接,另外一端作为所述收发模块的预留端;
对所述隔离DC-DC电源、所述隔离芯片、所述CAN收发器芯片和所述预设数量的引脚进行封装,所述预设数量的引脚的预留端穿过所述封装外壳至其外部。
本发明实施例提供的一种CAN收发模块及其制作方法中,所述收发模块包括隔离DC-DC电源、隔离芯片、CAN收发器芯片,相较于现有技术,其电路组成元件少,电连接关系简单,因此在实际使用过程中出现问题的几率小,稳定性高,并且所述收发模块仅采用隔离芯片就可以实现对所述隔离芯片接收到的第一外界信号和所述CAN收发器芯片发送给所述隔离芯片的信号的隔离,不需要搭配外围电阻器件,相较于现有技术中采用分离元件组成隔离电路实现CAN收发器隔离相比,具有集成度高且体积小的优点,从而迎合了电子产品小型化的潮流。
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种CAN收发模块,应用于CAN总线,所述收发模块包括:隔离DC-DC电源、隔离芯片、CAN收发器芯片、封装外壳和预设数量的引脚;其中,
所述隔离DC-DC电源的输出端与所述隔离芯片、所述CAN收发器芯片电连接,用于对其接收的信号进行电源隔离,为所述隔离芯片和所述CAN收发器芯片提供驱动电压;
所述隔离芯片与所述CAN收发器芯片电连接,用于对所述隔离芯片接收到的第一外界信号进行隔离并发送给所述CAN收发器芯片,并对所述CAN收发器芯片发送给所述隔离芯片的信号进行隔离并向外发送;
所述CAN收发器芯片,用于接收所述隔离芯片发送的隔离信号,并向外发送,并将接收到的第二外界信号发送给所述隔离芯片;
所述封装外壳用于将所述隔离DC-DC电源、隔离芯片、CAN收发器芯片封装在一起;
所述预设数量的引脚的一端分别与所述隔离DC-DC电源、隔离芯片、CAN收发器芯片电连接,另外一端穿过所述封装外壳作为所述收发模块的预留端。
需要说明的是,在本发明的一个优选实施例中,所述隔离芯片的型号为ADUM3201,但本发明对所述隔离芯片的具体型号并不做限定,具体视实际情况而定。
图2是本发明一个实施例提供的CAN收发模块中隔离DC-DC电源100、所述隔离芯片200、所述CAN收发器芯片300之间的连接关系示意图,如图2所示,在本发明实施例中,所述隔离DC-DC电源100的输入端与电压输入端Vin电连接,接收所述电压输入端Vin输出的电压驱动信号,并在接收到该电压驱动信号后开始工作。由于所述隔离芯片200由两个相互隔离的部分组成,每个部分都需要输入电源才能够正常工作,而为了达到隔离的效果,需要输入两路相互隔离的电源,因此所述隔离芯片200的第一信号输入端与所述电压输入端Vin电连接,第二信号输入端与所述隔离DC-DC电源100的输出端电连接,从而在同时接收到所述电压输入端Vin输出的电压驱动信号和所述隔离DC-DC电源100的输出端输出的驱动电压后,开始工作;所述CAN收发器芯片300的第一信号输入端与所述DC-DC电源100的输出端电连接,用于接收所述DC-DC电源100的输出端输出的驱动电压,作为工作触发信号。
此外,所述隔离芯片200的第一信号输出端与所述CAN收发器芯片300的第二信号输入端电连接,所述隔离芯片200的第三信号输入端与所述CAN收发器芯片300的信号输出端电连接,作为所述CAN收发模块的信号隔离通路,用于隔离所述隔离芯片200接收到的第一外界信号和所述CAN收发器芯片发送给所述隔离芯片的信号;图中所示RXD、TXD为所述隔离芯片200的预留连接端,其中,RXD代表数据发送端、TXD代表数据接收端;CANL、CANH为所述CAN收发器300的预留连接端,其中,CANL代表第一信号传输端、CANH代表第二信号传输端;Vin代表所述隔离芯片200、隔离DC-DC电源100的电压输入端;GND代表所述隔离DC-DC电源100、隔离芯片200的第一接地端;CANG代表所述隔离DC-DC电源100、隔离芯片200、CAN收发器芯片300的第二接地端。
在上述实施例的基础上,在本发明的一个实施例中,所述收发模块还包括:灌封胶,所述灌封胶用于填充所述封装外壳与所述隔离DC-DC电源100、隔离芯片200、CAN收发器芯片300之间的缝隙,以增强所述封装外壳与所述述隔离DC-DC电源100、隔离芯片200、CAN收发器芯片300之间的稳固性,从而使得所述收发模块具有防潮、抗震的优点。
在上述实施例的基础上,在本发明的又一个实施例中,所述隔离DC-DC电源100包括振荡变压单元和整流单元;其中,
所述振荡变压单元,用于对其接收的信号进行电压转换与隔离,获得隔离的交流驱动信号;
所述整流单元,用于将所述隔离的交流驱动信号转换为直流驱动信号,为所述隔离芯片200和所述CAN收发器芯片300提供驱动电压。
图3是本发明一个实施例所提供的隔离DC-DC电源100的电路图,如图3所示,在本实施例中,所述隔离DC-DC电源100的电路类型为洛埃耶电路。其中,所述振荡变压单元包括:第一电容C1、第二电容C3、启动电阻R1、第一晶体管Tr1、第二晶体管Tr2、环形磁芯变压器,所述环形磁芯变压器包括第一绕组T1-1和第二绕组T1-2。具体的,所述第一电容C1两端分别作为所述隔离DC-DC电源100的电压输入端Vin与第一接地端GND,所述第二电容C3串接所述启动电阻R1,且与所述第一电容C1并联;第一晶体管Tr1和第二晶体管Tr2的发射极共同接于所述第一接地端GND;第一晶体管Tr1、第二晶体管Tr2的集电极分别接于所述第一绕组T1-1的初级绕组的两端,第一绕组T1-1初级绕组的中间抽头接于所述电压输入端Vin;第一晶体管Tr1、第二晶体管Tr2的基极分别接于所述第二绕组T1-2的两端,所述第二绕组T1-2的中间抽头接于所述启动电阻R1与第二电容C3的连接节点;所述第一绕组T1-1的次级绕组与所述整流单元电连接。
所述整流单元包括:第一二极管D1、第二二极管D2和第三电容C2。具体的,所述第三电容C2两端作为所述隔离DC-DC电源100的第二接地端CANG和电压输出端Vo;所述第一二极管D1和第二二极管D2的阴极共同接于电压输出端Vo,所述第一二极管D1和第二二极管D2的阳极分别接于所述第一绕组T1-1的次级绕组的两端,所述第一绕组T1-1次级绕组的中间抽头接于所述第二接地端CANG。
在本实施例中,所述隔离DC-DC电源100的工作原理简述如下,当所述隔离DC-DC电源100接入电源时,通过所述启动电阻R1给第一晶体管Tr1和第二晶体管Tr2加上偏压,由于第一晶体管Tr1和第二晶体管Tr2的阈值电压的不均匀性,阈值电压低的晶体管先导通。假设第一晶体管Tr1首先导通,电源电压加载在所述第一绕组T1-1的初级绕组,所述第二绕组T1-2的感应电压使所述第一晶体管Tr1完全导通,所述第二晶体管Tr2完全截止。随着流过所述第一晶体管Tr1的电流不断增大,所述第一绕组T1-1出现饱和现象,所述第二绕组T1-2感应出反向电压,使得所述第一晶体管Tr1截止,所述第二晶体管Tr2导通。重复上述过程形成振荡的电压,通过所述第一绕组T1-1完成电压的转换与隔离,获得隔离的交流驱动信号,并通过第一二极管D1和第二二极管D2的整流之后为所述隔离芯片200和所述CAN收发器芯片300提供驱动电压。
在上述实施例的基础上,在本发明的又一个实施例中,所述收发模块包括模块顶层和模块底层两层结构,所述隔离DC-DC电源100包括环形磁芯变压器和所述隔离DC-DC电源100除所述环形磁芯变压器外的剩余结构;其中,所述CAN收发器芯片300、所述隔离芯片200、所述隔离DC-DC电源100的剩余结构位于所述收发模块的底层;所述环形磁芯变压器位于所述收发模块顶层。
需要说明的是,在本发明实施例中所述环形磁芯变压器与所述隔离DC-DC电源100除所述环形磁芯变压器外的剩余结构、所述隔离芯片200、所述CAN收发器芯片300分两层叠放,以缩小所述收发模块的体积。但本发明对此并不做限定,在本发明的其他实施例中,所述收发模块也可以只包括一层结构,所述隔离DC-DC电源100除所述环形磁芯变压器外的剩余结构、所述环形磁芯变压器、所述隔离芯片200和所述CAN收发器芯片300均位于同一层。
在上述实施例的基础上,在本发明的另一个实施例中,所述收发模块底层包括:通过基板隔离的第一子层和第二子层,所述第一子层位于所述基板朝向所述收发模块顶层一侧表面,包括沿预设方向排布的第一区域和第二区域,所述第二子层位于所述基板背离所述收发模块顶层一侧表面,包括沿所述预设方向排布的第三区域和第四区域,其中,所述隔离DC-DC电源100中所述剩余结构位于所述第二区域和第四区域,所述隔离芯片200位于所述第一区域,所述CAN收发器芯片300位于所述第三区域。
需要说明的是,在本实施例中,所述环形磁芯变压器的输入端及输出端可以均固定于所述收发模块的第一子层,也可以均固定于第二子层,还可以一个固定于模块的第一子层,一个固定于模块的第二子层,本发明对此并不做限定,具体视情况而定。还需要说明的是,当所述环形磁芯变压器的输入端和/或输出端固定于所述收发模块的第二子层时,可以通过将所述收发模块的基板打孔,以便使所述环形磁芯变压器的输入端和/或输出端通过,并固定在所述收发模块的第二子层的方式实现所述环形磁芯变压器的输入端和/或输出端固定于所述收发模块的第二子层。本发明对其具体实现形式不做限定,具体视实际情况而定。
在上述实施例的基础上,在本发明的一个优选实施例中,所述第一区域与所述第三区域关于所述基板相对设置,所述第二区域与所述第四区域关于所述基板相对设置,但本发明对所述第一区域、第二区域、第三区域和第四区域的位置关系和具体位置并不做限定,具体视实际情况而定。
在上述实施例的基础上,在本发明的一个具体实施例中,所述预设数量的引脚为7个引脚。但本发明对此并不做限定,在本发明的其他实施例中,所述引脚的数量还可以为其他数值,具体视情况而定。下面以所述引脚的数量为7对本发明实施例所提供的收发模块进行说明。
如图4所示,在本发明的一个具体实施例中,所述7个引脚分两列排布,同列排布的相邻引脚之间的距离为2.54mm,不同列的相邻引脚之间的距离为7.62mm。其中,第一引脚10一端与所述隔离芯片200电连接,另一端作为预留信号输出引脚;第二引脚20一端与所述隔离芯片200电连接,另一端作为预留信号输入引脚;第三引脚30一端与所述隔离DC-DC电源100、所述隔离芯片200电连接,另一端作为第一预留接地引脚;第四引脚40一端与所述隔离DC-DC电源100、所述隔离芯片200电连接,另一端作为预留电压输入引脚;第五引脚50一端与所述隔离DC-DC电源100、所述隔离芯片200、所述CAN收发器芯片300电连接,另一端作为第二预留接地引脚;第六引脚60一端与所述CAN收发器芯片300电连接,另一端作为第一预留信号传输引脚;第七引脚70一端与所述CAN收发器芯片300电连接,另一端作为第二预留信号传输引脚。
在上述实施例的基础上,本发明的一个具体实施例提供了一种所述收发模块的具体连接方式,如图5所示:
电压输入端Vin与所述隔离DC-DC电源100的输入端电连接,接收所述电压输入端Vin输出的电压驱动信号,并在接收到该电压驱动信号后开始工作。所述隔离芯片200的第一信号输入端VDD1与所述电压输入端Vin电连接,第二信号输入端VDD2与所述隔离DC-DC电源100的输出端Vo电连接,从而在同时接收到所述电压输入端Vin输出的电压驱动信号和所述隔离DC-DC电源100的输出端Vo输出的驱动电压后,开始工作;所述CAN收发器芯片300的第一信号输入端VCC与所述DC-DC电压100的输出端Vo电连接,用于接收所述DC-DC电压100的输出端Vo输出的驱动电压,此为工作触发信号。
此外,所述隔离芯片200的第一信号输出端VOA与所述CAN收发器芯片300的第二信号输入端TXD1电连接,所述隔离芯片200的第三信号输入端VIB与所述CAN收发器芯片300的信号输出端RXD1电连接,作为所述CAN收发模块的信号隔离通路,用于隔离所述隔离芯片200接收到的第一外界信号和所述CAN收发器发送给所述隔离芯片的信号;图中所示GND1、GND2代表所述隔离芯片200的接地端口,其中GND1接于所述收发模块的第一接地端GND,GND2接于所述收发模块的第二接地端CANG;VIA代表所述隔离芯片200的第四信号输入端口,接于所述收发模块的数据接收端TXD;VOB代表所述隔离芯片200的第二信号输出端口,接于所述收发模块的数据发送端RXD;GND3代表所述CAN收发器芯片300的接地端口,接于所述收发模块的第二接地端CANG;CANH1、CANL1代表所述收发模块300的两个信号传输端口,其中CANL1接于所述收发模块的第一信号传输端CANL,CANH1接于所述收发模块的第二信号传输端CANH。通过上述连接关系可以发现,本发明实施例提供的所述收发模块相较于现有技术中采用分离元件组成的所述隔离电路,具有电连接关系简单的优点,因此在使用过程中出现问题的几率小,稳定性高。
综上所述,本发明实施例提供的一种CAN收发模块,包括隔离DC-DC电源100、隔离芯片200、CAN收发器芯片300,相较于现有技术,其电路组成元件少,电连接关系简单,因此在实际使用过程中出现问题的几率小,稳定性高,并且所述收发模块仅采用隔离芯片200就可以实现对所述隔离芯片200接收到的第一外界信号和所述CAN收发器芯片发送给所述隔离芯片的信号的隔离,不需要搭配外围电阻器件,相较于现有技术中采用分离元件组成隔离电路实现CAN收发器隔离相比,具有集成度高且体积小的优点,从而迎合了电子产品小型化的潮流。
相应的,本发明实施例还提供了一种CAN收发模块的制作方法,如图6所示,包括:
步骤1:提供基板。
需要说明的是,由于基板的制作流程已为本领域技术人员所熟知,本发明在此不做赘述。
步骤2:将隔离DC-DC电源100、隔离芯片200和CAN收发器芯片300固定在所述基板上,其中,所述隔离DC-DC电源100的输出端与所述隔离芯片200、所述CAN收发器芯片300电连接,用于对其接收的信号进行电源隔离,为所述隔离芯片200和所述CAN收发器芯片300提供驱动电压,所述隔离芯片200与所述CAN收发器芯片300电连接,用于对所述隔离芯片200接收到的第一外界信号进行隔离并发送给所述CAN收发器芯片300,并对所述CAN收发器芯片300发送给所述隔离芯片200的信号进行隔离并向外发送。
在上述实施例的基础上,在本发明的一个实施例中,所述基板的一面为第一子层,另一面为第二子层,所述第一子层包括沿预设方向排布的第一区域与第二区域,所述第二子层包括沿所述预设方向排布的第三区域与第四区域,所述隔离DC-DC电源100包括环形磁芯变压器和所述隔离DC-DC电源100除所述环形磁芯变压器外的剩余结构;所述将隔离DC-DC电源100、隔离芯片200和CAN收发器芯片300固定在所述基板上包括:
将所述隔离芯片200固定在所述第一区域上;
将所述CAN收发器芯片300固定在所述第三区域上;
将所述隔离DC-DC电源100中的剩余结构固定在所述第二区域和第四区域上;
在所述第一子层背离所述第二子层一侧放置所述环形磁芯变压器,并将所述环形磁芯变压器的输入端和输出端固定在所述基板上。
需要说明的是,在本实施例中,所述环形磁芯变压器的输入端及输出端可以均固定于所述第一子层,也可以均固定于所述第二子层,还可以一个固定于所述第一子层,一个固定于所述第二子层,本发明对此并不做限定,具体视情况而定。还需要说明的是,当所述环形磁芯变压器的输入端和/或输出端固定于所述收发模块的第二子层时,可以通过将所述基板打孔,以便使所述环形磁芯变压器的输入端和/或输出端通过,并固定在所述第二子层的方式实现所述环形磁芯变压器的输入端和/或输出端固定于所述第二子层。本发明对其具体实现形式不做限定,具体视实际情况而定。
在上述实施例的基础上,在本发明的一个优选实施例中,所述第一区域与所述第三区域关于所述基板相对设置,所述第二区域与所述第四区域关于所述基板相对设置,但本发明对所述第一区域、第二区域、第三区域和第四区域的位置关系和具体位置并不做限定,具体视实际情况而定。
在上述实施例的基础上,在本发明的一个具体实施例中,所述将隔离DC-DC电源100中的剩余结构、所述隔离芯片200、所述CAN收发器芯片300与所述基板之间的固定工艺为贴装工艺。需要说明的是,由于向所述基板上贴装元器件的具体流程已为本领域技术人员所熟知,本发明在此不做赘述。
在上述实施例的基础上,在本发明的另一个具体实施例中,所述环形磁芯变压器与所述基板的固定工艺为:焊接工艺。
需要说明的是,在本发明实施例中所述环形磁芯变压器与所述隔离DC-DC电源100除所述环形磁芯变压器外的剩余结构、所述隔离芯片200、所述CAN收发器芯片300分两层叠放。但本发明对此并不做限定,在本发明的其他实施例中,所述收发模块也可以只包括一层结构,所述隔离DC-DC电源100除所述环形磁芯变压器外的剩余结构、所述环形磁芯变压器、所述隔离芯片200和所述CAN收发器芯片300均位于同一层。
步骤3:将预设数量的引脚插接在所述基板上,所述预设数量的引脚一端分别与所述隔离DC-DC电源100、隔离芯片200、CAN收发器芯片300电连接,另外一端作为所述收发模块的预留端。
在上述实施例的基础上,在本发明的另一个实施例中,所述预设数量的引脚为7个引脚。但本发明对此并不做限定,在本发明的其他实施例中,所述引脚的数量还可以为其他数值,具体视情况而定。下面以所述引脚的数量为7对本发明实施例所提供的收发模块进行说明。
如图4所示,在本发明的一个具体实施例中,所述7个引脚分两列排布,同列相邻引脚间的间距为2.54mm,两列间的间距为7.62mm。其中第一引脚10一端与所述隔离芯片200电连接,另一端作为预留信号输出引脚;第二引脚20一端与所述隔离芯片200电连接,另一端作为预留信号输入引脚;第三引脚30一端与所述隔离DC-DC电源100、所述隔离芯片200电连接,作为第一预留接地引脚;第四引脚一端40与所述隔离DC-DC电源100、所述隔离芯片200电连接,另一端作为预留电压输入引脚;第五引脚一端50与所述隔离DC-DC电源100、所述隔离芯片200、所述CAN收发器芯片300电连接,另一端作为第二预留接地引脚;第六引脚一端60与所述CAN收发器芯片300电连接,另一端作为第一预留信号传输引脚;第七引脚一端70与所述CAN收发器芯片300电连接,另一端作为第二预留信号传输引脚。
步骤4:对所述隔离DC-DC电源100、所述隔离芯片200、所述CAN收发器芯片300和所述预设数量的引脚进行封装,所述预设数量的引脚的预留端穿过所述封装外壳至其外部。
在上述实施例的基础上,在本发明的一个优选实施例中,所述方法还包括:
步骤5:向所述封装外壳与所述隔离DC-DC电源100、所述隔离芯片200、所述CAN收发器芯片300的缝隙内注入灌封胶。
需要说明的是,该步骤的目的是增强所述封装外壳与所述隔离DC-DC电源100、隔离芯片200、CAN收发器芯片300之间的稳固性,从而使得所述制作方法制作的收发模块具有防潮、抗震的优点。
在上述实施例的基础上,本发明的一个具体实施例提供了所述制作方法制作的收发模块的剖面结构,如图7所示:
在所述基板4的贴装区域1上贴装所述隔离芯片200、所述CAN收发器芯片300、所述隔离DC-DC电源100除所述环形磁芯变压器外的剩余结构,所述环形磁芯变压器2放置在所述第一子层背离所述第二子层一侧,其输入端与输出端与所述基板4连接;所述引脚3插接在所述基板4上;所述封装外壳的壳体5和壳盖6完成对所述收发模块的封装;所述灌封胶7填充所述封装外壳内部的缝隙,增强所述封装外壳与所述隔离DC-DC电源100、隔离芯片200、CAN收发器300之间的稳固性,从而使得所述收发模块具有防潮、抗震的优点。
综上所述,本发明实施例提供的一种CAN收发模块及其制作方法中,所述收发模块包括隔离DC-DC电源100、隔离芯片200、CAN收发器芯片300,相较于现有技术,其电路组成元件少,电连接关系简单,因此在实际使用过程中出现问题的几率小,稳定性高,并且所述收发模块仅采用隔离芯片200就可以实现对所述隔离芯片200接收到的第一外界信号和所述CAN收发器芯片300发送给所述隔离芯片200的信号的隔离,不需要搭配外围电阻器件,相较于现有技术中采用分离元件组成隔离电路实现CAN收发器隔离相比,具有集成度高且体积小的优点,从而迎合了电子产品小型化的潮流。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (12)
1.一种CAN收发模块,应用于CAN总线,其特征在于,所述收发模块包括:隔离DC-DC电源、隔离芯片、CAN收发器芯片、封装外壳和预设数量的引脚;其中,
所述隔离DC-DC电源的输出端与所述隔离芯片、所述CAN收发器芯片电连接,用于对其接收的信号进行电源隔离,为所述隔离芯片和所述CAN收发器芯片提供驱动电压;
所述隔离芯片与所述CAN收发器芯片电连接,用于对所述隔离芯片接收到的第一外界信号进行隔离并发送给所述CAN收发器芯片,并对所述CAN收发器芯片发送给所述隔离芯片的信号进行隔离并向外发送;
所述CAN收发器芯片,用于接收所述隔离芯片发送的隔离信号,并向外发送,并将接收到的第二外界信号发送给所述隔离芯片;
所述封装外壳用于将所述隔离DC-DC电源、隔离芯片、CAN收发器芯片封装在一起;
所述预设数量的引脚的一端分别与所述隔离DC-DC电源、隔离芯片、CAN收发器芯片电连接,另外一端穿过所述封装外壳作为所述收发模块的预留端。
2.根据权利要求1所述的收发模块,其特征在于,所述收发模块还包括:灌封胶,所述灌封胶用于填充所述封装外壳与所述隔离DC-DC电源、隔离芯片、CAN收发器芯片之间的缝隙。
3.根据权利要求1所述的收发模块,其特征在于,所述隔离DC-DC电源包括振荡变压单元和整流单元;其中,
所述振荡变压单元,用于对其接收的信号进行电压转换与隔离,获得隔离的交流驱动信号;
所述整流单元,用于将所述隔离的交流驱动信号转换为直流驱动信号,为所述隔离芯片和所述CAN收发器芯片提供驱动电压。
4.根据权利要求1所述的收发模块,其特征在于,所述收发模块包括模块顶层和模块底层两层结构,所述隔离DC-DC电源包括环形磁芯变压器和所述隔离DC-DC电源除所述环形磁芯变压器外的剩余结构;
其中,所述CAN收发器芯片、所述隔离芯片、所述隔离DC-DC电源的剩余结构位于所述收发模块的底层;所述环形磁芯变压器位于所述收发模块顶层。
5.根据权利要求4所述的收发模块,其特征在于,所述收发模块底层包括:通过基板隔离的第一子层和第二子层,所述第一子层位于所述基板朝向所述收发模块顶层一侧表面,包括沿预设方向排布的第一区域和第二区域,所述第二子层位于所述基板背离所述收发模块顶层一侧表面,包括沿所述预设方向排布的第三区域和第四区域,其中,所述隔离DC-DC电源中所述剩余结构位于所述第二区域和第四区域,所述隔离芯片位于所述第一区域,所述CAN收发器芯片位于所述第三区域。
6.根据权利要求1所述的收发模块,其特征在于,所述预设数量的引脚为7个引脚。
7.一种CAN收发模块的制作方法,其特征在于,包括:
提供基板;
将隔离DC-DC电源、隔离芯片和CAN收发器芯片固定在所述基板上,其中,所述隔离DC-DC电源的输出端与所述隔离芯片、所述CAN收发器芯片电连接,用于对其接收的信号进行电源隔离,为所述隔离芯片和所述CAN收发器芯片提供驱动电压,所述隔离芯片与所述CAN收发器芯片电连接,用于对所述隔离芯片接收到的第一外界信号进行隔离并发送给所述CAN收发器芯片,并对所述CAN收发器芯片发送给所述隔离芯片的信号进行隔离并向外发送;
将预设数量的引脚插接在所述基板上,所述预设数量的引脚一端分别与所述隔离DC-DC电源、隔离芯片、CAN收发器芯片电连接,另外一端作为所述收发模块的预留端;
对所述隔离DC-DC电源、所述隔离芯片、所述CAN收发器芯片和所述预设数量的引脚进行封装,所述预设数量的引脚的预留端穿过所述封装外壳至其外部。
8.根据权利要求7所述的制作方法,其特征在于,该制作方法还包括:
向所述封装外壳与所述隔离DC-DC电源、所述隔离芯片、所述CAN收发器芯片的缝隙内注入灌封胶。
9.根据权利要求7所述的制作方法,其特征在于,所述基板的一面为第一子层,另一面为第二子层,所述第一子层包括沿预设方向排布的第一区域与第二区域,所述第二子层包括沿所述预设方向排布的第三区域与第四区域,所述隔离DC-DC电源包括环形磁芯变压器和所述隔离DC-DC电源除所述环形磁芯变压器外的剩余结构;将所述隔离DC-DC电源、隔离芯片和CAN收发器芯片固定在所述基板上包括:
将所述隔离芯片固定在所述第一区域上;
将所述CAN收发器芯片固定在所述第三区域上;
将所述隔离DC-DC电源中的剩余结构固定在所述第二区域和第四区域上;
在所述第一子层背离所述第二子层一侧放置所述环形磁芯变压器,并将所述环形磁芯变压器的输入端和输出端固定在所述基板上。
10.根据权利要求7所述的制作方法,其特征在于,所述预设数量的引脚在所述基板上分两列排布,同列相邻引脚间的间距为2.54mm,两列间的间距为7.62mm。
11.根据权利要求7所述的制作方法,其特征在于,所述隔离DC-DC电源中的剩余结构、所述隔离芯片、所述CAN收发器芯片与所述基板之间的固定工艺为贴装工艺。
12.根据权利要求9所述的制作方法,其特征在于,所述环形磁芯变压器与所述基板的固定工艺为:焊接工艺。
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