CN110611300B

CN110611300B - 一种电动车总线通讯高压短接关断保护电路

Info

Publication number: CN110611300B
Application number: CN201910944407.2A
Authority: CN
Inventors: 熊建
Original assignee: Yadea Technology Group Co Ltd
Current assignee: Yadea Technology Group Co Ltd
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2021-08-03
Anticipated expiration: 2039-09-30
Also published as: CN110611300A

Abstract

本发明公开一种电动车总线通讯高压短接关断保护电路，该电路包括485通讯IC、电容C21、电阻R10、电阻R12、电阻R14、电阻R15、电阻R16、瞬态抑制二极管D8、瞬态抑制二极管D9、三极管Q1、电阻R26、电阻R32、电容C120、三极管Q2、三极管Q3、电容C121、电阻R33、电阻R34、二极管D10、二极管D11、电阻R35、二极管D13、二极管D14。本发明能够在电动车通讯总线短接高压或者地时，不会造成总线IC的损坏，一旦总线短接，485总线切断与各模块内部IC之间通讯联系，直到短接故障移除，移除后继续恢复正常工作。

Description

一种电动车总线通讯高压短接关断保护电路

技术领域

本发明涉及电动车领域，尤其涉及一种电动车总线通讯高压短接关断保护电路。

背景技术

现有的国标，轻摩，电摩等系列车辆，装配带有485总线通讯的中控、GPS、控制器、电池、液晶屏，其之间所有的控制逻辑通过485总线系统完成；车身总线为485差分信号，常规增加的保护瞬态电压抑制二极管TVS，485通讯IC最大耐压不超过12V，但是实际上车体的电池电压在36V，48V，60V，72V等或者乃至更高，线皮长时间摩擦，老化损坏，一旦485总线A/B和电池正极高电压发生短接，会造成通讯电路部分永久性损坏，车身总线控制系统最坏至瘫痪。以上问题亟待解决。

发明内容

本发明的目的在于通过一种电动车总线通讯高压短接关断保护电路，来解决以上背景技术部分提到的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种电动车总线通讯高压短接关断保护电路，该电路包括485通讯IC、电容C21、电阻R10、电阻R12、电阻R14、电阻R15、电阻R16、瞬态抑制二极管D8、瞬态抑制二极管D9、三极管Q1、电阻R26、电阻R32、电容C120、三极管Q2、三极管Q3、电容C121、电阻R33、电阻R34、二极管D10、二极管D11、电阻R35、二极管D13、二极管D14；其中，所述485通讯IC的一端与电动车微控制单元(MCU)通讯连接，所述485通讯IC的电源引脚VCC接外接电源，所述485通讯IC的接地引脚GND接地，所述电阻R10并接在485通讯IC的总线引脚A与总线引脚B之间，所述电阻R14的一端与总线引脚A、电阻R16的一端连接，所述电阻R12的一端与总线引脚B、电阻R15的一端连接，所述电阻R14的另一端接外接电源，所述电阻R12的另一端接地，所述电阻R15的另一端与瞬态抑制二极管D8的一端、三极管Q2的源极连接，所述电阻R16的另一端与瞬态抑制二极管D9的一端、三极管Q1的源极连接，所述瞬态抑制二极管D8的另一端接地，所述瞬态抑制二极管D9的另一端接地；所述三极管Q1的栅极与电阻R26的一端、电阻R32的一端、电容C120的一端、三极管Q2的栅极、三极管Q3的漏极连接，电阻R26的另一端接电源，电阻R32的另一端与电容C120的另一端连接后接地，所述三极管Q1的漏极与二极管D13的正极连接，所述三极管Q2的漏极与二极管D14的正极连接，所述二极管D13的负极与二极管D14的负极连接后的结点与电阻R35的一端连接，电阻R35的另一端与二极管D10的正极、二极管D11的负极、电阻R34的一端连接，二极管D10的负极接电源，二极管D11的正极接地，电阻R34的另一端与电阻R33的一端、电容C121的一端、三极管Q3的栅极连接，电阻R33的另一端与电容C121的另一端、三极管Q3的源极连接后接地。

特别地，所述485通讯IC通过连接电动车微控制单元(MCU)的RS485_TX引脚、RS485_EN引脚、RS485_RX引脚连接进行通讯。

特别地，所述三极管Q1、三极管Q2及三极管Q3均采用MOS管。

特别地，所述电阻R10为终端匹配电阻，所述电阻R12为下拉电阻，所述电阻R14为上拉电阻，所述电阻R15和电阻R16为总线限流电阻。

特别地，所述电阻R35为限流电阻，所述二极管D10为钳位二极管，所述电阻R33和电阻R34为分压电阻。

本发明提出的电动车总线通讯高压短接关断保护电路能够在电动车通讯总线短接高压或者地时，不会造成总线IC的损坏，一旦总线短接，485总线切断与各模块内部IC之间通讯联系，直到短接故障移除，移除后继续恢复正常工作。

附图说明

图1为本发明实施例提供的电动车总线通讯高压短接关断保护电路结构图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参照图1所示，图1为本发明实施例提供的电动车总线通讯高压短接关断保护电路结构图。

本实施例中电动车总线通讯高压短接关断保护电路具体包括485通讯IC、电容C21、电阻R10、电阻R12、电阻R14、电阻R15、电阻R16、瞬态抑制二极管D8、瞬态抑制二极管D9、三极管Q1、电阻R26、电阻R32、电容C120、三极管Q2、三极管Q3、电容C121、电阻R33、电阻R34、二极管D10、二极管D11、电阻R35、二极管D13、二极管D14。在本实施例中所述485通讯IC的一端与电动车微控制单元(MCU)通讯连接，所述485通讯IC的电源引脚VCC接外接电源，所述485通讯IC的接地引脚GND接地，所述电阻R10并接在485通讯IC的总线引脚A与总线引脚B之间，所述电阻R14的一端与总线引脚A、电阻R16的一端连接，所述电阻R12的一端与总线引脚B、电阻R15的一端连接，所述电阻R14的另一端接外接电源，所述电阻R12的另一端接地，所述电阻R15的另一端与瞬态抑制二极管D8的一端、三极管Q2的源极连接，所述电阻R16的另一端与瞬态抑制二极管D9的一端、三极管Q1的源极连接，所述瞬态抑制二极管D8的另一端接地，所述瞬态抑制二极管D9的另一端接地；所述三极管Q1的栅极与电阻R26的一端、电阻R32的一端、电容C120的一端、三极管Q2的栅极、三极管Q3的漏极连接，电阻R26的另一端接电源，电阻R32的另一端与电容C120的另一端连接后接地，所述三极管Q1的漏极与二极管D13的正极连接，所述三极管Q2的漏极与二极管D14的正极连接，所述二极管D13的负极与二极管D14的负极连接后的结点与电阻R35的一端连接，电阻R35的另一端与二极管D10的正极、二极管D11的负极、电阻R34的一端连接，二极管D10的负极接电源，二极管D11的正极接地，电阻R34的另一端与电阻R33的一端、电容C121的一端、三极管Q3的栅极连接，电阻R33的另一端与电容C121的另一端、三极管Q3的源极连接后接地。

在本实施例中所述485通讯IC通过连接电动车微控制单元(MCU)的RS485_TX引脚、RS485_EN引脚、RS485_RX引脚连接进行通讯。所述三极管Q1、三极管Q2及三极管Q3均采用MOS管。所述电阻R10为终端匹配电阻，所述电阻R12为下拉电阻，所述电阻R14为上拉电阻，所述电阻R15和电阻R16为总线限流电阻。所述电阻R35为限流电阻，所述二极管D10为钳位二极管，所述电阻R33和电阻R34为分压电阻。

下面对本发明的工作原理扼要说明如下：

一、正常情况：

电动车微控制单元(MCU)通过RS485_TX，RS485_EN，RS485_RX与485通讯IC通讯，总线引脚A接上拉电阻R14，总线引脚B接下拉电阻R12，R10为终端匹配电阻；R15和R16为总线限流电阻；D8和D9为瞬态抑制管TVS；

在本实施例中Q2和Q1为总线A，B控制Nmos；3.3V供电485通讯IC，485总线A/B正常电平对地≤3.3V，通过R35，R34和R33电阻，调整分压值＜Q3Nmos管的开启电压VGth，Q3Nmos管处于截止状态；

R26和R32之间的电平仅受5V通过R26和R32分压决定，Vgs＞mos管的开启电压VGth，Q2和Q1 Nmos处于导通状态；

总线可正常通讯；

二、短路情况：

总线485_A，485_B任意一点对电池电压(举例VBAT＝60V，V485_A＝VBAT＝60V)短接；

485_A总线为60V，经过D13二极管正向导通，降低为59.3V，经过限流电阻R35和钳位二极管D10后，D10钳位点电压在5.7V左右，5.7V通过分压电阻R34和R33分压，该点电压＞Q3 Nmos管开启电压VGth，导致Q3导通，漏极D接源极S＝DGND 0V；

导致R26和R32点电位为0V，Q2和Q1 Nmos管VGS＜VGth，Q2和Q1 Nmos管都处于截止状态；

总线关闭；保护内部485IC；

三、短路移除：

总线485_A，485_B和VBAT电压短接故障移除后；即485_A，485_B两点电压低于5V以下后，Q3 Nmos管截止；Q2、Q1Nmos管导通；回到上述正常情况，具体过程同上，在此不再赘述。

本发明的技术方案能够在电动车通讯总线短接高压或者地时，不会造成总线IC的损坏，一旦总线短接，485总线切断与各模块内部IC之间通讯联系，直到短接故障移除，移除后继续恢复正常工作。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims

1.一种电动车总线通讯高压短接关断保护电路，其特征在于，该电路包括485通讯IC、电容C21、电阻R10、电阻R12、电阻R14、电阻R15、电阻R16、瞬态抑制二极管D8、瞬态抑制二极管D9、三极管Q1、电阻R26、电阻R32、电容C120、三极管Q2、三极管Q3、电容C121、电阻R33、电阻R34、二极管D10、二极管D11、电阻R35、二极管D13、二极管D14；其中，所述485通讯IC的一端与电动车微控制单元通讯连接，所述485通讯IC的电源引脚VCC接外接电源，所述485通讯IC的接地引脚GND接地，所述电阻R10并接在485通讯IC的总线引脚A与总线引脚B之间，所述电阻R14的一端与总线引脚A、电阻R16的一端连接，所述电阻R12的一端与总线引脚B、电阻R15的一端连接，所述电阻R14的另一端接外接电源，所述电阻R12的另一端接地，所述电阻R15的另一端与瞬态抑制二极管D8的一端、三极管Q2的源极连接，所述电阻R16的另一端与瞬态抑制二极管D9的一端、三极管Q1的源极连接，所述瞬态抑制二极管D8的另一端接地，所述瞬态抑制二极管D9的另一端接地；所述三极管Q1的栅极与电阻R26的一端、电阻R32的一端、电容C120的一端、三极管Q2的栅极、三极管Q3的漏极连接，电阻R26的另一端接电源，电阻R32的另一端与电容C120的另一端连接后接地，所述三极管Q1的漏极与二极管D13的正极连接，所述三极管Q2的漏极与二极管D14的正极连接，所述二极管D13的负极与二极管D14的负极连接后的结点与电阻R35的一端连接，电阻R35的另一端与二极管D10的正极、二极管D11的负极、电阻R34的一端连接，二极管D10的负极接电源，二极管D11的正极接地，电阻R34的另一端与电阻R33的一端、电容C121的一端、三极管Q3的栅极连接，电阻R33的另一端与电容C121的另一端、三极管Q3的源极连接后接地。

2.根据权利要求1所述的电动车总线通讯高压短接关断保护电路，其特征在于，所述485通讯IC通过连接电动车微控制单元的RS485_TX引脚、RS485_EN引脚、RS485_RX引脚连接进行通讯。

3.根据权利要求1所述的电动车总线通讯高压短接关断保护电路，其特征在于，所述三极管Q1、三极管Q2及三极管Q3均采用MOS管。

4.根据权利要求1所述的电动车总线通讯高压短接关断保护电路，其特征在于，所述电阻R10为终端匹配电阻，所述电阻R12为下拉电阻，所述电阻R14为上拉电阻，所述电阻R15和电阻R16为总线限流电阻。

5.根据权利要求1至4之一所述的电动车总线通讯高压短接关断保护电路，其特征在于，所述电阻R35为限流电阻，所述二极管D10为钳位二极管，所述电阻R33和电阻R34为分压电阻。