CN114697157A - 一种can电路和can通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种CAN电路和CAN通信系统，包括信号生成单元、第一压差提高单元和第二压差提高单元。信号生成单元被构造为输入待传输的第一电平信号、并基于第一电平信号分别输出第一电平信号和第二电平信号；第一压差提高单元被构造为根据第二电平信号、基于第一电源提供第一电压至第一压差提高单元的第三端；第二压差提高单元被构造为根据第一电平信号、基于第二电源提供第二电压至第二压差提高单元的第三端；其中，第一信号线和第二信号线用于传输差分信号。在该CAN电路中，通过第一压差提高单元和第二压差提高单元，可提高第一节点和第二节点的电压，以提高第一信号线与第二信号线之间的压差，从而提高CAN电路的抗噪能力。

Description

一种CAN电路和CAN通信系统

技术领域

本发明实施例涉及CAN通讯电路技术领域，特别涉及一种CAN电路和CAN通信系统。

背景技术

CAN总线是一种基于多主方式的串行通信总线，其在通信能力、可靠性、灵活性、传输距离远等方面有着明显的优势，成为业界最有前途的现场总线之一。

由于电路中标准差分电压为2.5V，如果接入的CAN通讯节点变多，其差分电压会小于2.5V，并且，现有的CAN电路在长距离传输、或者在强干扰的环境、或者在双绞线绞合不好以及无屏蔽下，会出现开关噪音干扰、共膜转差模干扰等情况，抗噪能力低。

发明内容

本发明实施例提供一种CAN电路和CAN通信系统，能提高CAN电路的抗噪能力，提高系统的抗扰性。

本发明实施方式采用的一个技术方案是：提供一种CAN电路，包括：信号生成单元，被构造为输入待传输的第一电平信号、并基于所述第一电平信号分别输出第一电平信号和第二电平信号；第一压差提高单元，所述第一压差提高单元的第一端连接第一电源，第二端连接第二电源，第三端连接第一节点，所述第一节点位于第一信号线上，所述第一压差提高单元被构造为根据所述第二电平信号、基于所述第一电源提供第一电压至所述第一压差提高单元的第三端；第二压差提高单元，所述第二压差提高单元的第一端连接所述第一电源，第二端连接所述第二电源，第三端连接第二节点，所述第二节点位于第二信号线上，所述第二压差提高单元被构造为根据所述第一电平信号、基于所述第二电源提供第二电压至所述第二压差提高单元的第三端；其中，所述第一信号线和所述第二信号线用于传输差分信号。

在一些实施例中，所述信号生成单元包括反相模块和电源驱动模块；所述反相模块的输入端用于连接所述待传输的电平信号，所述反相模块的输出端用于连接所述电源驱动模块的第一输入端，所述电源驱动模块的第二输入端用于连接所述待传输的电平信号，所述电源驱动模块的第一输出端连接所述第一压差提高单元，所述电源驱动模块的第二输出端连接所述第二压差提高单元。

在一些实施例中，所述第一压差提高单元包括第一开关管、第二开关管和第一单向流通模块，所述第二压差提高单元包括第三开关管、第四开关管和第二单向流通模块；所述第一开关管的第一端和所述第二开关管的第一端均连接所述信号生成单元的第一输出端，所述第一开关管的第二端连接所述第一电源，所述第一开关管的第三端分别连接所述第二开关管的第二端和所述第一单向流通模块的第一端，所述第二开关管的第三端连接所述第二电源，所述第一单向流通模块的第二端用于连接所述第一节点；所述第三开关管的第一端和所述第四开关管的第一端均连接所述信号生成单元的第二输出端，所述第三开关管的第二端连接所述第一电源，所述第三开关管的第三端分别所述第四开关管的第二端和所述第二单向流通模块的第一端，所述第四开关管的第三端连接所述第二电源，所述第二单向流通模块的第二端用于连接所述第二节点。

在一些实施例中，所述第一单向流通模块包括第一二极管模块，所述第二单向流通模块包括第二二极管模块；所述第一二极管模块的阳极连接所述第一开关管的第三端和所述第二开关管的第二端，所述第一二极管模块的阴极用于连接所述第一节点；所述第二二极管模块的阳极连接所述第三开关管的第三端和所述第四开关管的第二端，所述第二二极管模块的阴极用于连接所述第二节点。

在一些实施例中，所述CAN电路还包括第一稳压单元和第二稳压单元；所述第一稳压单元的第一端连接所述第一节点，所述第一稳压单元的第二端用于连接CAN收发单元的CANH接口；所述第二稳压单元的第一端连接所述第二节点，所述第二稳压单元的第二端用于连接所述CAN收发单元的CANL接口。

在一些实施例中，所述第一稳压单元包括第一稳压管，所述第二稳压单元包括第二稳压管；所述第一稳压管的阳极连接所述CANH接口，所述第一稳压管的阴极连接所述第一节点；所述第二稳压管的阳极连接所述CANL接口，所述第一稳压管的阴极连接所述第二节点。

在一些实施例中，所述CAN电路还包括电阻单元；所述电阻单元连接于所述CANH接口和所述CANL接口之间。

在一些实施例中，所述第一压差提高单元还包括第三二极管模块和第四二极管模块；所述第三二极管模块的阳极连接所述第一开关管的第三端，所述第三二极管模块的阴极分别连接所述第四二极管模块的阳极和所述第一单向流通模块的第一端，所述第四二极管模块的阴极连接所述第二开关管的第二端。

在一些实施例中，所述第二压差提高单元还包括第五二极管模块和第六二极管模块；所述第五二极管模块的阳极连接所述第三开关管的第三端，所述第五二极管模块的阴极分别连接所述第六二极管模块的阳极和所述第二单向流通模块的第一端，所述第六二极管模块的阴极连接所述第四开关管的第二端。

在一些实施例中，所述第一压差提高单元还包括第一电阻和第二电阻；所述第一电阻连接在所述第一开关管的第二端和所述第一开关管的第三端之间；所述第二电阻连接在所述第二开关管的第二端和所述第二开关管的第三端之间。

在一些实施例中，所述第二压差提高单元还包括第三电阻和第四电阻；所述第三电阻连接在所述第三开关管的第二端和所述第三开关管的第三端之间；所述第四电阻连接在所述第四开关管的第二端和所述第四开关管的第三端之间。

在一些实施例中，所述CAN电路还包括第一保险丝和第二保险丝；所述第一保险丝连接在所述第一单向流通模块的第二端和所述第一节点之间；所述第二保险丝连接在所述第二单向流通模块的第二端和所述第二节点之间。

第二方面，本发明实施例还提供一种CAN通信系统，该CAN通信系统包括如第一方面任意一项所述的CAN电路。

本发明实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例提供一种CAN电路和CAN通信系统，包括信号生成单元、第一压差提高单元和第二压差提高单元。信号生成单元被构造为输入待传输的第一电平信号、并基于第一电平信号分别输出第一电平信号和第二电平信号；第一压差提高单元的第一端连接第一电源、第二端连接第二电源、第三端连接第一节点，第一节点位于第一信号线上，第一压差提高单元被构造为根据第二电平信号、基于第一电源提供第一电压至第一压差提高单元的第三端；第二压差提高单元的第一端连接第一电源，第二端连接第二电源，第三端连接第二节点，第二节点位于第二信号线上，第二压差提高单元被构造为根据第一电平信号、基于第二电源提供第二电压至第二压差提高单元的第三端；其中，第一信号线和第二信号线用于传输差分信号。在该CAN电路中，通过第一压差提高单元和第二压差提高单元，可提高第一节点和第二节点的电压，以提高第一信号线与第二信号线之间的压差，从而提高CAN电路的抗噪能力。

附图说明

一个或多个实施例中通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件/模块和步骤表示为类似的元件/模块和步骤，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明实施例提供的一种CAN电路的结构框图；

图2是图1中CAN总线差分电压示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种CAN电路的结构框图；

图4是本发明实施例提供的一种CAN电路的部分电路结构示意图；

图5是本发明实施例提供的另一种CAN电路的部分电路结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种CAN总线差分电压示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施例，对本申请进行更详细的说明。除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请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，不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/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。

需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例中的各个特征可以相互结合，均在本申请的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分。此外，本文所采用的“第一”、“第二”等字样并不对数据和执行次序进行限定，仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。

为了便于理解本申请，下面先介绍下CAN通信系统，请参阅图1，为本发明实施例提供的一种CAN通信系统，该CAN通信系统包括CAN隔离传输单元100、CAN收发单元200和CAN差分传输及保护单元300。其中，CAN隔离传输单元100用于对CAN总线收发电路转换的波形隔离传输给处理器、以及对处理器的信号隔离传输给CAN总线收发单元200。CAN收发单元200用于将隔离后的处理器的信号转成差分信号输出至总线、以及对总线上的差分信号转换成电平信号发送至CAN隔离传输单元300。CAN差分传输及保护单元300就是对总线上异常情况进行防护。

在该通信系统中，请参阅图2，由于CAN电路中标准差分信号为2.5V，以及CAN总线收发电路中的CAN收发器识别高电平信号的门限为900mV、识别低电平信号的门限为500mV。当差分信号传输过程中受到干扰时，例如，当传输2.5V的差分信号时，若出现一个开关或干扰的向下噪音L1在差分传输过程中超过2.5-0.9＝1.4V时，则CAN收发器识别错误；或者，当传输0V的差分信号时，若出现一个超过0.5V的向上噪音L2时，CAN收发器同样识别错误，导致通信失败。

可见，这种通信系统中抗噪能力弱，为了解决这一问题，本发明实施例还提供一种CAN电路和CAN通信系统，能够通过提高CANH和CANL的对地电压，提高CAN电路的抗噪能力，从而解决在长距离、长干扰环境下中CAN噪音过高带来的干扰问题，从而提高通信系统的稳定性和抗扰性。

第一方面，本发明实施例提供一种CAN电路，请参阅图3，该CAN电路包括信号生成单元10、第一压差提高单元20、第二压差提高单元30。

信号生成单元10被构造为输入待传输的第一电平信号、并基于第一电平信号分别输出第一电平信号和第二电平信号。第一压差提高单元20的第一端连接第一电源VCC，第一压差提高单元20的第二端连接第二电源GND，第一压差提高单元20的第三端连接第一节点A，第一节点A位于第一信号线上，第一压差提高单元20被构造为根据第二电平信号、基于第一电源VCC提供第一电压至第一压差提高单元20的第三端。第二压差提高单元30的第一端连接第一电源VCC，第二压差提高单元30的第二端连接第二电源GND，第二压差提高单元30的第三端连接第二节点B，第二节点B位于第二信号线上，第二压差提高单元30被构造为根据第一电平信号、基于第二电源GND提供第二电压至第二压差提高单元30的第三端。其中，第一信号线和第二信号线用于传输差分信号。

其中，待传输的第一电平信号可以是处理器输出的第一逻辑信号，也可以是经过CAN隔离单元输出的第一逻辑信号。应注意的是，待传输的电平信号不仅包括第一电平信号，还包括第二电平信号。第一电平信号与第二电平信号为反相信号。

具体的，对于CAN通信系统，第一电平信号可以是逻辑低电平信号，第一信号线为CANH总线，第二信号线为CANL总线，实际应用中，第一信号线可以为CANL总线，第二信号线为CANH总线，在此不做限定。在下面的描述中均以CANH总线作为第一信号线，以CANL总线作为第二信号线进行阐述，实际应用中不做限定。

另外，第一电源之间可以用总线相互连接，第二电源之间也可以用总线相互连接，且第一电源和第二电源的电压大小可根据实际需要进行设置，在此不做限定，另外，在图3所示的实施例中第二电源选用地GND，实际应用中不做限定，只需满足第二电源的电压大小低于第一电源的电压大小即可。

在该驱动电路中，当待传输的电平信号为第一电平信号时，信号生成单元10分别输出第一电平信号至第二压差提高单元30、输出第二电平信号至第一压差提高单元20；接着，第一压差提高单元20根据该第二电平信号、基于第一电源VCC提供第一电压至第一压差提高单元20的第三端，从而提高第一节点A的电压；同时，第二压差提高单元30根据该第一电平信号、基于第二电源GND提供第二电压至第二压差提高单元30的第三端，从而提高第二节点B的电压。在上述方式下，通过调整第一压差提高单元20输出的第一电压和第二压差提高单元30输出的第二电压，可以提高第一节点A和第二节点B之间的电压差，从而提高CANH总线和CANL总线之间的电压差。

可见，在该驱动电路中，通过第一压差提高单元20和第二压差提高单元30，可以提高第一节点A和第二节点B的对地电压，从而提高第一信号线与第二信号线之间的压差，提高CAN电路的抗噪能力，提高电路的抗扰性。

在其中一些实施例中，请参阅图4，信号生成单元10包括反相模块U1和电源驱动模块U2。反相模块U1的输入端用于连接待传输的电平信号CAN_TXD_SUPA，反相模块U1的输出端用于连接电源驱动模块U2的第一输入端INA，电源驱动模块U2的第二输入端INB用于连接待传输的电平信号CAN_TXD_SUPA，电源驱动模块U2的第一输出端OUTA连接第一压差提高单元20，电源驱动模块U2的第二输出端OUTB连接第二压差提高单元30。

具体的，反相模块U1可以采用反相器或者是其他一切可用于将电平信号转换为反相信号的器件，例如可以采用反相器74LVC1G14。电源驱动模块U2可以采用双输入双输出的器件，其中，第一输出端OUTA输出的信号与第一输入端INA输入的信号同相，第二输出端OUTB输出的信号与第二输入端INB输入的信号同相，且可以提高输出信号的电压大小，例如可以采用电源驱动芯片TC4424AVOA713或者是其他一切合适的器件，在此均不需拘泥于本实施例中的限定。

在其中一些实施例中，第一压差提高单元包括第一开关管、第二开关管和第一单向流通模块，第二压差提高单元包括第三开关管、第四开关管和第二单向流通模块。其中，第一开关管的第一端和第二开关管的第一端均连接信号生成单元的第一输出端，第一开关管的第二端连接第一电源，第一开关管的第三端分别连接第二开关管的第二端和第一单向流通模块的第一端，第二开关管的第三端连接第二电源，第一单向流通模块的第二端用于连接第一节点。第三开关管的第一端和第四开关管的第一端均连接信号生成单元的第二输出端，第三开关管的第二端连接第一电源，第三开关管的第三端分别第四开关管的第二端和第二单向流通模块的第一端，第四开关管的第三端连接第二电源，第二单向流通模块的第二端用于连接第二节点。

具体的，请参阅图4，第一开关管包括第一NPN三极管Q1、第三开关管包括第二NPN三极管Q3，第二开关管包括第一PNP三极管Q2，第四开关管包括第二PNP三极管Q4，其中，第一NPN三极管Q1的基极和第一PNP三极管Q2的基极均连接电源驱动模块U2的第一输出端，第一NPN三极管Q1的集电极连接第一电源VCC，第一NPN三极管Q1的发射极分别连接第一PNP三极管Q2的发射极和第一单向流通模块21的第一端，第一PNP三极管Q2的集电极接地GND，第二NPN三极管Q3的基极和二PNP三极管的基极均连接电源驱动模块U2的第二输出端，第二NPN三极管Q3的集电极连接第一电源VCC，第二NPN三极管Q3的发射极分别第二PNP三极管Q4的发射极和第二单向流通模块31的第一端，第二PNP三极管Q4的集电极接地GND。

那么，当待传输的电平信号CAN_TXD_SUPA为低电平的第一电平信号时，经反相模块U1反相后，电源驱动模块U2的第一输出端输出高电平信号，第一NPN三极管Q1导通，第一PNP三极管Q2断开，第一电源VCC通过第一NPN三极管Q1和第一单向流通模块21输出第一电压至第一节点A；同时，电源驱动模块U2的第二输出端输出低电平信号，第二NPN三极管Q3断开，第二PNP三极管Q4导通，第二电源GND通过第二PNP三极管Q4和第二单向流通模块31输出第二电压至第二节点B，从而提高第一信号线与第二信号线之间的电压。

当待传输的电平信号CAN_TXD_SUPA为高电平的第二电平信号时，经反向模块反相后，电源驱动模块U2的第一输出端输出低电平信号，第一NPN三极管Q1断开，第一PNP三极管Q2导通，同时，电源驱动模块U2的第二输出端输出高电平信号，第二NPN三极管Q3导通，第二PNP三极管Q4断开，由于第一单向流通模块21和第二单向流通模块31的作用，第一电源VCC无法通过第二NPN三极管Q3输出电压至第二节点B，第二电源GND也无法通过第一PNP三极管Q2输出电压至第一节点A，此时，第一节点A的电压由第一信号线的电压决定，第二节点B的电压由第二信号线的电压决定，那么，当第一信号线的电压和第二信号线的电压均为0时，第一节点A和第二节点B的电压均为0，第一信号线和第二信号线的相对电压为0，符合CAN通信的逻辑。实际应用中，第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管的还可以为其他类型的三极管、MOS管或者是其他一切合适的开关器件，在此不需拘泥于本实施例中的限定。

综上，在该CAN电路中，利用第一开关管和第二开关管组合成第一推挽模块，第二开关管和第三开关管组合成第二推挽模块，结合第一单向流通模块21和第二单向流通模块31，可以根据待传输的电平信号进行工作，并且电路逻辑与CAN收发器逻辑一致，从而可以应用于CAN电路中，并且提高了CAN总线的差分电压，从而提高CAN电路的抗噪性。

在其中一些实施例中，请继续参阅图4，第一单向流通模块21包括第一二极管模块D1，第二单向流通模块31包括第二二极管模块D2。第一二极管模块D1的阳极连接第一开关管的第三端和第二开关管的第二端，第一二极管模块D1的阴极用于连接第一节点A。第二二极管模块D2的阳极连接第三开关管的第三端和第四开关管的第二端，第二二极管模块D2的阴极用于连接第二节点B。

具体的，请继续参阅图4，第一二极管模块D1的阳极分别连接第一NPN三极管Q1的发射极和第一PNP三极管Q2的发射极，第二二极管模块D2的阳极分别连接第二NPN三极管Q3的发射极和第二PNP三极管Q4的发射极。通过设置第一二极管模块D1和第二二极管模块D2，可以限制电流的流通方向，保证该CAN电路正常工作。其中，第一二极管模块D1、第二二极管模块D2可以包括一个二极管或一个二极管对，并且，第一二极管模块D1、第二二极管模块D2中的二极管数目不做限定，在图4中仅以一个二极管作为二极管模块进行示例。

为了调整第一电压值，在其中一些实施例中，请参阅图4，第一压差提高单元20还包括第三二极管模块D3和第四二极管模块D4。第三二极管模块D3的阳极连接第一开关管的第三端，第三二极管模块D3的阴极分别连接第四二极管模块D4的阳极和第一单向流通模块21的第一端，第四二极管模块D4的阴极连接第二开关管的第二端。

具体的，请继续参阅图4，第三二极管模块D3的阳极连接第一NPN三极管Q1的发射极，第四二极管模块D4的阴极连接第一PNP三极管Q2的发射极，通过设置第三二极管模块D3和第四二极管模块D4，可以保证电路正常工作。如第四二极管模块D4可避免第一节点A出现负压值影响电路。其中，第三二极管模块D3、第四二极管模块D4可以包括一个二极管或一个二极管对，并且，第三二极管模块D3、第四二极管模块D4中的二极管数目不做限定，在图4中仅以一个二极管作为二极管模块进行示例。

为了调整第二电压值，在其中一些实施例中，请参阅图4，第二压差提高单元30还包括第五二极管模块D5和第六二极管模块D6；第五二极管模块D5的阳极连接第三开关管的第三端，第五二极管模块D5的阴极分别连接第六二极管模块D6的阳极和第二单向流通模块31的第一端，第六二极管模块D6的阴极连接第四开关管的第二端。

具体的，请继续参阅图4，第五二极管模块D5的阳极连接第二NPN三极管Q3的发射极，第六二极管模块D6的阴极连接第二PNP三极管Q4的发射极，通过第五二极管模块D5和第六二极管模块D6，可以保护电路。如设置第五二极管模块D5可防止第二节点B出现高于第一电源VCC电压值，从而保证电路可以正常工作。其中，第五二极管模块D5、第六二极管模块D6可以包括一个二极管或一个二极管对，并且，第五二极管模块D5、第六二极管模块D6中的二极管数目不做限定，在图4中仅以一个二极管作为二极管模块进行示例。

为了保护第一开关管，在其中一些实施例中，请参阅图4，第一压差提高单元20还包括第一电阻R1和第二电阻R2。第一电阻R1连接在第一开关管的第二端和第一开关管的第三端之间。第二电阻R2连接在第二开关管的第二端和第二开关管的第三端之间。具体的，第一电阻R1连接在第一NPN三极管Q1的集电极和发射极之间，第二电阻R2设置在第一PNP三极管Q2的集电极和发射极之间，通过设置第一电阻R1和第二电阻R2，可以防止在异常情况下三极管承受反向压力过大，避免损坏第一开关管和第二开关管。

在其中一些实施例中，请参阅图4，第二压差提高单元30还包括第三电阻R3和第四电阻R4。第三电阻R3连接在第三开关管的第二端和第三开关管的第三端之间。第四电阻R4连接在第四开关管的第二端和第四开关管的第三端之间。第三电阻R3连接在第二NPN三极管Q3的集电极和发射极之间，第四电阻R4设置在第二PNP三极管Q4的集电极和发射极之间，通过设置第三电阻R3和第四电阻R4，可以防止在异常情况下三极管承受反向压力过大，避免损坏第三开关管和第四开关管。

在其中一些实施例中，请参阅图4，CAN电路还包括第一保险丝RF1和第二保险丝RF2。第一保险丝RF1连接在第一单向流通模块21的第二端和第一节点A之间。第二限流电阻RF2连接在第二单向流通模块31的第二端和第二节点B之间。通过设置第一保险丝RF1和第二保险丝RF2，可以提高电路的安全性和可靠性。具体的，第一保险丝RF1和第二保险丝RF2可以使用正温度系数(Positive Temperature Coefficient，PTC)热敏电阻或者其他一切合适的可用于保护电路的保险丝。保险丝的数量可根据实际需要进行设置，在此不需拘泥于本实施例中的限定。

在其中一些实施例中，请继续参阅图4，该CAN电路还包括第一电容C1和第二电容C2，第一电容C1设置在第一NPN三极管Q1的集电极和地GND之间，第二电容C2设置在第二NPN三极管Q3的集电极和地GND之间，通过设置第一电容C1和第二电容C2，可以分别对输入至第一NPN三极管Q1、第二NPN三极管Q3的电源进行滤波，提高电路的抗干扰性。

由于CAN收发单元的CANH接口和CANL接口具有一定的接收阈值，为了避免在提高CAN总线上的电压损坏CAN收发单元，在其中一些实施例中，请参阅图5，CAN电路还包括第一稳压单元41和第二稳压单元42。第一稳压单元41的第一端连接第一节点A，第一稳压单元41的第二端用于连接CAN收发单元200的CANH接口；第二稳压单元42的第一端连接第二节点B，第二稳压单元42的第二端用于连接CAN收发单元200的CANL接口。

在该CAN电路中，通过设置第一稳压单元41和第二稳压单元42，可以对提高的电压进行还原，降低第一压差提高单元20输出至CANH接口的电压、以及降低第二压差提高单元30输出至CANL接口的电压，从而保证CAN收发单元不被损坏。

具体的，在其中一些实施例中，请参阅图5，第一稳压单元41包括第一稳压管ZD1，第二稳压单元42包括第二稳压管ZD2。第一稳压管ZD1的阳极连接CANH接口，第一稳压管ZD1的阴极连接第一节点A。第二稳压管ZD2的阳极连接CANL接口，第一稳压管ZD1的阴极连接第二节点B。

在其中一些实施例中，请参阅图5，CAN电路还包括电阻单元50；电阻单元50连接于CANH接口和CANL接口之间。通过设置电阻单元50，可以充当匹配电阻，使电路稳定。其中，电阻单元包括的电阻数量和阻值可以根据实际需要进行设置，在此不做限定。

在其中一些实施例中，请参阅图5，CAN电路还包括第三电容C3，第三电容C3设置在第一节点A和第二节点B之间，该第三电容可用于对CAN总线上的电压进行滤波，从而提高电路的抗干扰性。

下面结合图4和图5所示的实施例详细阐述本发明实施例提供的CAN电路的具体工作过程。其中，第一电源VCC选用15V，第二电源选用地GND，第一NPN三极管Q1、第二NPN三极管Q3、第一PNP三极管Q2和第二PNP三极管Q4的压降选用0.7V，第一二极管模块D1、第二二极管模块D2、第三二极管模块D3、第四二极管模块D4、第五二极管模块D5和第六二极管模块D6的压降均为0.3V，第一稳压管ZD1和第二稳压管的正向压降为0.7V，反向压降为3.3V。

在该CAN电路中，当待传输的电平信号CAN_TXD_SUPA为低电平的第一电平信号时，经过反向模块U1反相后，电源驱动模块U2的第一输出端OUTA输出高电平信号、第二输出端OUTB输出低电平信号；此时，对于第一压差提高单元20，第一NPN三极管Q1导通、第一PNP三极管Q2断开，对于第二压差提高单元30，第二NPN三极管Q3断开、第二PNP三极管Q4导通。由于第一节点A位于CANH总线，第二节点B位于CANL总线，那么，第一电源VCC、第一NPN三极管Q1、第三二极管模块D3、第一二极管模块D1、第一节点A、第一稳压管ZD1、第二稳压管ZD2、第二节点B、第二二极管模块D2、第六二极管模块D6、第二PNP三极管Q4和地GND之间将形成回路，此时，第一节点A的电压为第一电源VCC-第一NPN三极管Q1的压降-第三二极管模块D3的压降-第一二极管模块D1的压降＝(15-0.7-0.3-0.3)V＝13.7V，第二节点B的电压为地GND电压+第二PNP三极管Q4的压降+第六二极管模块D6的压降+第二二极管模块D2的压降＝(0+0.7+0.3+0.3)V＝1.3V，则CANH总线之间的电压差为13.7V-1.3V＝12.4V，该差分信号为显性，表示逻辑0。

另外，该电压差通过第一稳压管ZD1和第二稳压管ZD2后，第一稳压管ZD1反向击穿，母线上电压变为12.4V-3.3V-0.7V＝8.4V，依然为高电位，并且该电压能够保护CAN收发单元200的CANH接口和CANL接口。请参阅图6，当CAN电路中有一个向下噪音L3时，若要让该向下噪音L3影响CAN收发单元200的高电位接收逻辑时，该向下噪音L3的电压必须要达到8.4V-0.9V＝7.5V，相比于图2中的向下噪音1.6V，该CAN电路对向下噪音抗干扰能力提高了四倍左右。可以理解的是，当第一电源VCC的电压大小越大时，该CAN电路对向下噪音的抑制能力越强。

当待传输的电平信号CAN_TXD_SUPA为高电平的第二电平信号时，经过反向模块U1反相后，电源驱动模块U2的第一输出端OUTA输出低电平信号、第二输出端OUTB输出高电平信号；此时，对于第一压差提高单元20，第一NPN三极管Q1断开、第一PNP三极管Q2导通，对于第二压差提高单元30，第二NPN三极管Q3导通、第二PNP三极管Q4断开。由于第一二极管模块D1和第二二极管模块D2的方向，导致第一电源VCC、第二NPN三极管Q3、第五二极管模块D5、第二二极管模块D2、第二节点B、第二稳压管ZD2、第一稳压管ZD1、第一节点A、第一二极管模块D1、第四二极管模块D4、第一PNP三极管Q2和地之间无法形成回路，且当第一信号线和第二信号线上的电压均为0V时，第一节点A的电压和第二节点B的电压均为0V，则CANH总线之间的电压差也为0V，该差分信号为隐性，表示逻辑1。

另外，该电压差通过第一稳压管ZD1和第二稳压管ZD2后，依然是0V，即为低电位。请参阅图6，当CAN电路中有一个向上噪音L4时，若要让该向上噪音L4影响CAN收发单元200的低电位接收逻辑时，该向上噪音L4的电压必须要达到3.3V+0.7V+0.5V＝4.5V，相比于图2中的向上噪音0.5V，该CAN电路对向上噪音抗干扰能力提高了9倍左右。可以理解的时，当选择的稳压管的压降更高时，该CAN电路对向上噪音的抑制能力也会相应提高。

综上，该CAN电路能够将待传输的电平信号CAN_TXD_SUPA的高低电平逻辑映射到CAN通信的显隐性变化，并且逻辑一致，可以适用于常规的CAN通信电路中。该CAN电路还提高了CAN总线的差分信号的电压，从而提高CAN电路的抗噪能力和抗噪容限，解决在长距离、长干扰环境中CAN噪音过高带来的CAN通讯干扰问题，使电路对向下噪音和向上噪音的抑制能力都大幅度提高，加强了系统的抗干扰能力，非常适合在长距离传输、强干扰环境、无有效屏蔽的场合使用，能有效提高通信的稳定性和抗扰性。

第二方面，本发明实施例还提供一种CAN通信系统，该通信系统包括如第一方面任意一项所述的CAN电路。在该CAN通信系统中，通过第一压差提高单元和第二压差提高单元，可提高第一节点和第二节点的电压，以提高第一信号线与第二信号线之间的压差，从而提高CAN通信系统的抗噪能力。

本发明实施例提供一种CAN电路和CAN通信系统，包括信号生成单元、第一压差提高单元和第二压差提高单元。信号生成单元被构造为输入待传输的第一电平信号、并基于第一电平信号分别输出第一电平信号和第二电平信号；第一压差提高单元的第一端连接第一电源、第二端连接第二电源、第三端连接第一节点，第一节点位于第一信号线上，第一压差提高单元被构造为根据第二电平信号、基于第一电源提供第一电压至第一压差提高单元的第三端；第二压差提高单元的第一端连接第一电源，第二端连接第二电源，第三端连接第二节点，第二节点位于第二信号线上，第二压差提高单元被构造为根据第一电平信号、基于第二电源提供第二电压至第二压差提高单元的第三端；其中，第一信号线和第二信号线用于传输差分信号。在该CAN电路中，通过第一压差提高单元和第二压差提高单元，可提高第一节点和第二节点的电压，以提高第一信号线与第二信号线之间的压差，从而提高CAN电路的抗噪能力。

需要说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (13)

1.一种CAN电路，其特征在于，包括：

信号生成单元，被构造为输入待传输的第一电平信号、并基于所述第一电平信号分别输出第一电平信号和第二电平信号；

第一压差提高单元，所述第一压差提高单元的第一端连接第一电源，第二端连接第二电源，第三端连接第一节点，所述第一节点位于第一信号线上，所述第一压差提高单元被构造为根据所述第二电平信号、基于所述第一电源提供第一电压至所述第一压差提高单元的第三端；

第二压差提高单元，所述第二压差提高单元的第一端连接所述第一电源，第二端连接所述第二电源，第三端连接第二节点，所述第二节点位于第二信号线上，所述第二压差提高单元被构造为根据所述第一电平信号、基于所述第二电源提供第二电压至所述第二压差提高单元的第三端；

其中，所述第一信号线和所述第二信号线用于传输差分信号。

2.根据权利要求1所述的CAN电路，其特征在于，所述信号生成单元包括反相模块和电源驱动模块；

所述反相模块的输入端用于连接所述待传输的电平信号，所述反相模块的输出端用于连接所述电源驱动模块的第一输入端，所述电源驱动模块的第二输入端用于连接所述待传输的电平信号，所述电源驱动模块的第一输出端连接所述第一压差提高单元，所述电源驱动模块的第二输出端连接所述第二压差提高单元。

3.根据权利要求1或2所述的CAN电路，其特征在于，所述第一压差提高单元包括第一开关管、第二开关管和第一单向流通模块，所述第二压差提高单元包括第三开关管、第四开关管和第二单向流通模块；

所述第一开关管的第一端和所述第二开关管的第一端均连接所述信号生成单元的第一输出端，所述第一开关管的第二端连接所述第一电源，所述第一开关管的第三端分别连接所述第二开关管的第二端和所述第一单向流通模块的第一端，所述第二开关管的第三端连接所述第二电源，所述第一单向流通模块的第二端用于连接所述第一节点；

所述第三开关管的第一端和所述第四开关管的第一端均连接所述信号生成单元的第二输出端，所述第三开关管的第二端连接所述第一电源，所述第三开关管的第三端分别所述第四开关管的第二端和所述第二单向流通模块的第一端，所述第四开关管的第三端连接所述第二电源，所述第二单向流通模块的第二端用于连接所述第二节点。

4.根据权利要求3所述的CAN电路，其特征在于，所述第一单向流通模块包括第一二极管模块，所述第二单向流通模块包括第二二极管模块；

所述第一二极管模块的阳极连接所述第一开关管的第三端和所述第二开关管的第二端，所述第一二极管模块的阴极用于连接所述第一节点；

所述第二二极管模块的阳极连接所述第三开关管的第三端和所述第四开关管的第二端，所述第二二极管模块的阴极用于连接所述第二节点。

5.根据权利要求4所述的CAN电路，其特征在于，所述CAN电路还包括第一稳压单元和第二稳压单元；

所述第一稳压单元的第一端连接所述第一节点，所述第一稳压单元的第二端用于连接CAN收发单元的CANH接口；

所述第二稳压单元的第一端连接所述第二节点，所述第二稳压单元的第二端用于连接所述CAN收发单元的CANL接口。

6.根据权利要求5所述的CAN电路，其特征在于，所述第一稳压单元包括第一稳压管，所述第二稳压单元包括第二稳压管；

所述第一稳压管的阳极连接所述CANH接口，所述第一稳压管的阴极连接所述第一节点；

所述第二稳压管的阳极连接所述CANL接口，所述第一稳压管的阴极连接所述第二节点。

7.根据权利要求6所述的CAN电路，其特征在于，所述CAN电路还包括电阻单元；

所述电阻单元连接于所述CANH接口和所述CANL接口之间。

8.根据权利要求7所述的CAN电路，其特征在于，所述第一压差提高单元还包括第三二极管模块和第四二极管模块；

所述第三二极管模块的阳极连接所述第一开关管的第三端，所述第三二极管模块的阴极分别连接所述第四二极管模块的阳极和所述第一单向流通模块的第一端，所述第四二极管模块的阴极连接所述第二开关管的第二端。

9.根据权利要求8所述的CAN电路，其特征在于，所述第二压差提高单元还包括第五二极管模块和第六二极管模块；

所述第五二极管模块的阳极连接所述第三开关管的第三端，所述第五二极管模块的阴极分别连接所述第六二极管模块的阳极和所述第二单向流通模块的第一端，所述第六二极管模块的阴极连接所述第四开关管的第二端。

10.根据权利要求9所述的CAN电路，其特征在于，所述第一压差提高单元还包括第一电阻和第二电阻；

所述第一电阻连接在所述第一开关管的第二端和所述第一开关管的第三端之间；

所述第二电阻连接在所述第二开关管的第二端和所述第二开关管的第三端之间。

11.根据权利要求10所述的CAN电路，其特征在于，所述第二压差提高单元还包括第三电阻和第四电阻；

所述第三电阻连接在所述第三开关管的第二端和所述第三开关管的第三端之间；

所述第四电阻连接在所述第四开关管的第二端和所述第四开关管的第三端之间。

12.根据权利要求11所述的CAN电路，其特征在于，所述CAN电路还包括第一保险丝和第二保险丝；

所述第一保险丝连接在所述第一单向流通模块的第二端和所述第一节点之间；

所述第二保险丝连接在所述第二单向流通模块的第二端和所述第二节点之间。

13.一种CAN通信系统，其特征在于，包括如权利要求1-12任意一项所述的CAN电路。

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