CN118353733A - Can驱动器及can总线收发器 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种CAN驱动器及CAN总线收发器，其中，CAN驱动器设置在CAN总线收发器中，外部系统中的主控芯片通过所述CAN总线收发器与CAN总线通信连接；所述CAN驱动器包括：工作状态选择模块、第一驱动模块以及第二驱动模块；所述工作状态选择模块分别与所述主控芯片、所述第一驱动模块以及所述第二驱动模块通信连接；所述第一驱动模块以及所述第二驱动模块均经由所述CAN驱动器的信号端与CAN总线通信连接；所述第一驱动模块用于在所述信号端存在高压冲击时，切换至断开状态，本公开所提供的CAN驱动器，能够耐受CAN总线的正负高压，且能够抗电磁干扰。

Description

CAN驱动器及CAN总线收发器

技术领域

本公开涉及通信技术领域，尤其涉及一种CAN(控制器局域网)总线驱动器电路、驱动器及CAN装置。

背景技术

CAN，全称为“Controller Area Network”，即控制器局域网，是一种串行异步数据通信协议。CAN最初出现在80年代末的汽车工业中，解决了现代汽车中庞大的电子控制装置之间的通讯，减少不断增加的信号线。CAN最终成为国际标准ISO11898(高速应用)，是国际上应用最广泛的现场总线之一。

在车载电子系统中，主控芯片(比如MCU(控制器)等)通过CAN收发器芯片与CAN总线进行电气连接，实现车载系统局域网内的数据传输和通讯。MCU发出的TXD(一种MCU发送给CAN驱动器的逻辑信号)信号通过CAN驱动器转换输出为CANH/CANL总线信号。当MCU发出信号TXD为低电平时，CANH/CANL理论输出分别为3.5V和1.5V，为显性工作模式；当MCU发出信号TXD为高电平时，CANH/CANL理论输出相同为2.5V，为隐性工作模式。CAN接收器接收并识别总线上的CANH/CANL，转换为MCU低压逻辑信号。

虽然CAN收发器芯片为低压5V供电，但是CAN总线有正负高耐压的要求，在车载12V供电系统中，要求CAN总线耐受±42V双向高压冲击；在车载24V或48V供电系统中要求更高，甚至需要CAN总线耐受±58V或±70V双向高压冲击。同时，稳态共模电平在显性和隐性状态下的不匹配引起的低频噪声和CANH和CANL在显隐性之间转换时存在时间差而引起的高频噪声，会直接影响体现为CAN驱动器输出总线CANH/CANL对外EMI(电磁干扰)辐射特性，因此对驱动电路提出了非常高的要求。

发明内容

本公开要解决的技术问题是为了克服现有技术中CAN驱动器不能耐受正负高压且抗电磁干扰能力弱等缺陷，提供一种CAN驱动器及CAN总线收发器。

本公开是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

根据本公开的第一方面，提供了一种CAN驱动器，所述CAN驱动器设置在CAN总线收发器中，外部系统中的主控芯片通过所述CAN总线收发器与CAN总线通信连接；

所述CAN驱动器包括：工作状态选择模块、第一驱动模块以及第二驱动模块；

所述工作状态选择模块分别与所述主控芯片、所述第一驱动模块以及所述第二驱动模块通信连接；

所述第一驱动模块以及所述第二驱动模块均经由所述CAN驱动器的信号端与CAN总线通信连接；

所述工作状态选择模块用于在接收到所述主控芯片输入的信号为低电平信号时，选择所述第一驱动模块和所述第二驱动模块均处于工作状态，所述第一驱动模块用于将所述低电平信号发送至所述CAN总线进行输出；

所述第一驱动模块还用于在所述信号端存在高压冲击时，切换至断开状态；

所述工作状态选择模块还用于在接收到所述主控芯片输入的信号为高电平信号时，选择所述第一驱动模块处于断开状态且所述第二驱动模块处于工作状态，所述第二驱动模块将所述高电平信号发送至所述CAN总线进行输出。

较佳地，所述第一驱动模块包括：第一PMOS(P-Channel-Oxide-Semiconductor,P沟道金属-氧化物-半导体)管、第一二极管、第一NMOS(N-Metal-Oxide-Semiconductor,N型金属-氧化物-半导体)管以及第二二极管；

其中，所述第一PMOS管的栅极接地，所述第一PMOS管的源极与第一电源模块电连接，所述第一PMOS管的漏极与所述第一二极管的正极电连接，所述第一二极管的负极与所述CAN总线的第一信号端CANH电连接；

所述第一NMOS管的栅极与外部电源电连接，所述第一NMOS管的源极与所述第一电源模块电连接，所述第一NMOS管的漏极与所述第二二极管的负极电连接，所述第二二极管的正极与所述CAN总线的第二信号端CANL电连接。

较佳地，所述第一驱动模块在所述第一信号端CANH上发出第一正脉冲信号时，通过所述第一二极管切换至断开状态；

在所述第二信号端CANL上发出第二正脉冲信号时，通过所述第一NMOS管切换至断开状态；

在所述第一信号端CANH上发出第一负脉冲信号时，通过所述第一PMOS管切换至断开状态；

在所述第二信号端CANL上发出第二负脉冲信号时，通过所述第二二极管切换至断开状态。

较佳地，所述第一驱动模块还包括：第二PMOS管以及第二NMOS管；

其中，所述第二PMOS管的栅极与所述第一PMOS管的源极电连接，所述第二PMOS管的源极与外部电源电连接，所述第二PMOS管的漏极与所述第一PMOS管的源极电连接；

所述第二NMOS管的栅极与所述第一电源模块电连接，所述第二NMOS管的源极接地，所述第二NMOS管的漏极与所述第一NMOS管的源极电连接。

较佳地，所述第一电源模块包括：第一供电单元；

所述第一供电单元与所述第一驱动模块电连接；

所述第一供电单元包括：内部电源、第三PMOS管以及第四PMOS管；

其中，所述第三PMOS管的栅极与所述第四PMOS管的源极电连接，所述第三PMOS管的源极与所述内部电源电连接，所述第三PMOS管的漏极与所述第一PMOS管的源极电连接；

所述第四PMOS管的栅极接地，所述第四PMOS管的漏极与所述外部电源电连接。

较佳地，所述第一电源模块还包括：第一调整单元；

所述第一调整单元的输入端与所述主控芯片电连接，所述第一调整单元的输出端与所述第一供电单元的输入端电连接；

其中，所述第一调整单元包括：反相器、第五PMOS管、第六PMOS管以及第七PMOS管；

其中，所述反相器的输入端与所述主控芯片电连接；

所述第五PMOS管的栅极与所述反相器的输出端向连接，所述第五PMOS管的源极与所述第六PMOS管的漏极电连接；所述第五PMOS管的漏极与所述第七PMOS管的源极电连接；

所述第六PMOS管的栅极接地，所述第六PMOS管的源极与外部电源电连接，所述第六PMOS管的漏极与所述第五PMOS管的源极电连接；

所述第七PMOS管的栅极接地，所述第七PMOS管的源极与所述第五PMOS管的漏极电连接，所述第七PMOS管的漏极与所述第一供电单元电连接。

较佳地，所述第一电源模块还包括：第二调整单元；

所述第二调整单元的输入端与所述第一供电单元电连接，所述第二调整单元的输出端与所述第一驱动模块电连接；

其中，所述第二调整单元包括：第八PMOS管、第九PMOS管以及第三NMOS管；

其中，所述第八PMOS管的栅极与所述第一供电单元电连接，所述第八PMOS管的源极与所述第九PMOS管的漏极电连接，所述第八PMOS管的漏极与所述第三NMOS管的漏极电连接；

所述第九PMOS管的栅极接地，所述第九PMOS管的源极与外部电源电连接，所述第九PMOS管的漏极与所述第八PMOS管的源极电连接；

所述第三NMOS管的栅极与所述第一驱动模块电连接，所述第三NMOS管的源极接地，所述第三NMOS管的漏极所述第八PMOS管的漏极电连接。

较佳地，所述第二驱动模块包括：第一电阻、第十PMOS管以及第十一PMOS管；

其中，所述第十PMOS管的栅极通过第一开关接地，所述第十PMOS管的源极与所述第一电阻的第一端电连接，所述第一电阻的第二端与外部电源电连接，所述第十PMOS管的漏极与所述第十一PMOS管的漏极电连接；

所述第十一PMOS管的栅极通过分压单元与所述CAN总线电连接，所述第十一PMOS管的源极与所述第一电阻的第一端电连接；

其中，所述分压单元包括：第一电阻单元以及第二电阻单元；

所述第十一PMOS管的栅极分别与所述第一电阻单元以及所述第二电阻单元的第一端电连接；

所述第一电阻单元的第二端与所述CAN总线的第一信号端CANH电连接；

所述第二电阻单元的第二端与所述CAN总线的第二信号端CANL电连接。

较佳地，所述CAN驱动器还包括控制模块；

所述第二驱动模块还包括第二开关；

所述第一电阻单元以及所述第二电阻单元的第二端还通过所述第二开关接地；

所述控制模块与所述第一开关以及所述第二开关通信连接；

所述控制模块用于，当所述第一信号端上发出第一正脉冲信号，和/或，所述第一信号端上发出第一负脉冲信号，和/或，所述第二信号端上发出第二正脉冲信号，和/或，所述第二信号端上发出第二负脉冲信号时，通过断开所述第一开关以及所述第二开关以断开所述第二驱动模块。

根据本公开的第二方面，提供了一种CAN总线收发器，所述CAN装置包括本公开第一方面所述的CAN驱动器及CAN接收器；

所述CAN接收器用于接收器接收所述CAN总线上的通信信号，将所述通信信号转换为低压逻辑信号，并发送至外部系统的主控芯片。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本公开各较佳实例。

本公开的积极进步效果在于：

本公开所提供的CAN驱动器中，当CAN总线处存在高压冲击时，能够通过第一驱动模块及第二驱动模块的设置，将CAN驱动器切换至断开状态，从而使得CAN驱动器耐受正负高压。

进一步的，通过在第一驱动模块中设置第二PMOS管以及第二NMOS管，使得流过第二PMOS管以及第二NMOS管的电流值稳定可靠地逐步增加或减小，从而可以优化在上升下降沿时CAN总线的第一信号端CANH及第二信号端CANL之间的时间差，最终实现优化的EMI(电磁干扰)性能，使得CAN驱动器能够抗电磁干扰，即具备良好的EMI特性。

附图说明

图1为本实施例1中的CAN驱动器的结构示意图一；

图2为本实施例1中的CAN驱动器的结构示意图二；

图3为本实施例1中的CAN驱动器实现原理的结构示意图；

图4为本实施例2中CAN总线收发器的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本公开，但并不因此将本公开限制在所述的实施例范围之中。

本实施例中采用诸如“第一”、“第二”的前缀词，仅仅为了区分不同的描述对象，对被描述对象的位置、顺序、优先级、数量或内容等没有限定作用。本实施例中对序数词等用于区分描述对象的前缀词的使用不对所描述对象构成限制，对所描述对象的陈述参见权利要求或实施例中上下文的描述，不应因为使用这种前缀词而构成多余的限制。此外，在本实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例1

在本实施例中提供了一种CAN驱动器，CAN驱动器设置在CAN总线收发器中，外部系统中的主控芯片通过CAN总线收发器与CAN总线通信连接。

如图1所示，本实施例中的CAN驱动器包括：工作状态选择模块100、第一驱动模块200以及第二驱动模块300。

工作状态选择模块100分别与主控芯片、第一驱动模块200以及第二驱动模块300通信连接；第一驱动模块200以及第二驱动模块300均经由CAN驱动器的信号端与CAN总线通信连接；工作状态选择模块100用于在接收到主控芯片输入的信号为低电平信号时，选择第一驱动模块200和第二驱动模块300均处于工作状态，第一驱动模块200用于将低电平信号发送至CAN总线进行输出。

第一驱动模块200还用于在信号端存在高压冲击时，切换至断开状态。

工作状态选择模块100还用于在接收到主控芯片输入的信号为高电平信号时，选择第一驱动模块200处于断开状态且第二驱动模块处于工作状态，第二驱动模块300将高电平信号发送至CAN总线进行输出。

本公开所提供的CAN驱动器中，当CAN总线处存在高压冲击时，能够通过第一驱动模块及第二驱动模块的设置，将CAN驱动器切换至断开状态，从而使得CAN驱动器耐受正负高压。

其中，本实施例中的第一驱动模块可以为显性驱动模块，第二驱动模块可以为隐性驱动模块，工作状态选择模块用于根据主控芯片输入的信号确定CAN驱动器是进入显性驱动模块还是隐性驱动模块。

如图2所示，本实施例中的第一驱动模块包括：第一PMOS管201、第一二极管202、第一NMOS管203以及第二二极管204。

其中，第一PMOS管的栅极接地，第一PMOS管的源极与第一电源模块400电连接，第一PMOS管的漏极与第一二极管的正极电连接，第一二极管的负极与CAN总线的第一信号端CANH电连接。

第一NMOS管的栅极与外部电源电连接，第一NMOS管的源极与第一电源模块电连接，第一NMOS管的漏极与第二二极管的负极电连接，第二二极管的正极与CAN总线的第二信号端CANL电连接。

本实施例中，当第一驱动模块在第一信号端CANH上发出第一正脉冲信号时，通过第一二极管切换至断开状态。

具体的，当CAN总线第一信号端CANH上发出高压脉冲信号时，第一二极管反向偏置不导通，第一PMOS管承压，因此，第一驱动模块处于断开状态。

当第一驱动模块在第二信号端CANL上发出第二正脉冲信号时，通过第一NMOS管切换至断开状态。

具体的，当CAN总线第二信号端CANL上发出高压脉冲信号时，此时，第二二极管正向导通，第一NMOS管的沟道不导通，同时第一NMOS管的体二极管反向偏置，因此，第一驱动模块处于断开状态。

当第一驱动模块在第一信号端CANH上发出第一负脉冲信号时，通过第一PMOS管切换至断开状态。

具体的，当CAN总线第一信号端CANH上发出高压负脉冲信号时候，此时，第一二极管的正端比负端电压高，第一二极管导通，第一PMOS管沟道不导通，且第一PMOS管的体二极管反向偏置，因此，第一驱动模块处于断开状态。

当第一驱动模块在第二信号端CANL上发出第二负脉冲信号时，通过第二二极管切换至断开状态。

本实施例中，当CAN驱动器正常工作且工作状态选择模块选择第一驱动模块工作时，第一驱动模块内的第一PMOS管的栅极接地，第一NMOS管的栅极接外部电源，从而使得第一PMOS管以及第一NMOS管保持导通状态，当工作状态选择模块选择第一驱动模块工作，即选择显性工作模式时，第一PMOS管、第一二极管、第一NMOS管以及第二二极管组成通路，通过阻抗匹配，得到发送给CAN总线的信号。

通过第一驱动模块的设置，实现了当CAN总线处存在高压冲击时，能够通过第一驱动模块及第二驱动模块的设置，将CAN驱动器切换至断开状态，从而使得CAN驱动器耐受正负高压。

如图2所示，本实施例中的第一驱动模块还包括：第二PMOS管205以及第二NMOS管206。

其中，第二PMOS管的栅极与第一PMOS管的源极电连接，第二PMOS管的源极与外部电源电连接，第二PMOS管的漏极与第一PMOS管的源极电连接。

第二NMOS管的栅极与第一电源模块电连接，第二NMOS管的源极接地，第二NMOS管的漏极与第一NMOS管的源极电连接。

一种具体的实施方式中，第二PMOS管以及第二NMOS管可以拆分为多个相同的单元，当在隐性模式转换为显性模式或显性模式转换为隐性模式时，逐步导通和关断第二PMOS管和第二NMOS管，使得流过第二PMOS管和第二NMOS管的电流值稳定可靠地逐步增加或减小，从而控制输出信号的上升和下降斜率，从而优化在上升或下降沿时CAN总线的第一信号端CANH和第二信号端CANL之间的时间差，最终实现提高CAN驱动器的抗干扰特性。

通过第二PMOS管以及第二NMOS管的设置，使得在第一驱动模块中，第一PMOS管和第一NMOS管组成镜像关系，第二PMOS管和第二NMOS管组成镜像关系，当输入至第二PMOS管以及第二NMOS管的电流不等时，通过调整第二PMOS管以及第二NMOS管使得，进入第一驱动电路第一PMOS管以及第一NMOS管的电流为相等，因此，提高了CAN驱动器的抗干扰特性。

本实施例中的第一电源模块400包括：第一供电单元401；第一供电单元与第一驱动模块电连接；其中，第一供电单元包括：内部电源4011、第三PMOS管4012以及第四PMOS管4013。

其中，第三PMOS管的栅极与第四PMOS管的源极电连接，第三PMOS管的源极与内部电源电连接，第三PMOS管的漏极与第一PMOS管的源极电连接；第四PMOS管的栅极接地，第四PMOS管的漏极与外部电源电连接。

本实施例中的第一供电单元用于为第一驱动电路提供电流源，其中，第三PMOS管及第四PMOS管的设置，将提供给第一驱动电路的电流源调整为预设电流源(如平整的电流源)，进一步提高了CAN驱动器的抗干扰性。

本实施例中，第一电源模块还包括：第一调整单元402；第一调整单元的输入端与主控芯片电连接，第一调整单元的输出端与第一供电单元的输入端电连接；其中，第一调整单元402包括：反相器4021、第五PMOS管4022、第六PMOS管4023以及第七PMOS管4024。

其中，反相器的输入端与主控芯片电连接。

第五PMOS管的栅极与反相器的输出端向连接，第五PMOS管的源极与第六PMOS管的漏极电连接；第五PMOS管的漏极与第七PMOS管的源极电连接。

第六PMOS管的栅极接地，第六PMOS管的源极与外部电源电连接，第六PMOS管的漏极与第五PMOS管的源极电连接。

第七PMOS管的栅极接地，第七PMOS管的源极与第五PMOS管的漏极电连接，第七PMOS管的漏极与第一供电单元电连接。

通过第一调整单元的设置，实现了当主控芯片输入的信号为高电平信号转为低电平信号或是低电平信号转为高电平信号时，通过控制第五PMOS管断开的时间，将主控芯片的上升沿和下降沿的变化斜率分为两段，从而可控地得到优化CAN总线信号的抗干扰特性。如：当输入信号为下降沿时，反相器的输出节点为上升沿，此时第五PMOS管关断，从而使得第三PMOS管以及第四PMOS管的电流增加，从而使得第一驱动单元的电流增加，以更好应对信号的变化。

本实施例中的，第一电源模块还包括：第二调整单元403；第二调整单元的输入端与第一供电单元电连接，第二调整单元的输出端与第一驱动模块电连接；其中，第二调整单元403包括：第八PMOS管4031、第九PMOS管4032以及第三NMOS管4033。

其中，第八PMOS管的栅极与第一供电单元电连接，第八PMOS管的源极与第九PMOS管的漏极电连接，第八PMOS管的漏极与第三NMOS管的漏极电连接。

第九PMOS管的栅极接地，第九PMOS管的源极与外部电源电连接，第九PMOS管的漏极与第八PMOS管的源极电连接。

第三NMOS管的栅极与第一驱动模块电连接，第三NMOS管的源极接地，第三NMOS管的漏极第八PMOS管的漏极电连接。

一种具体的实施方式中，第二调整单元产生两个驱动信号P_driver和N_driver。第九PMOS管和第二PMOS管组成镜像关系，第三NMOS管和第二NMOS管组成镜像关系。而第九PMOS管和第三NMOS管的电流是相等的，因此，输入至第一驱动模块中的也是相等的，从而进一步提高了CAN驱动器的抗干扰特性。

本实施例中工作状态选择模块通过TXD_DRV信号控制开关选择第一驱动模块工作或是断开。

如图1所示，本实施例中的第二驱动模块300包括：第一电阻301、第十PMOS管302以及第十一PMOS管303。

其中，第十PMOS管的栅极通过第一开关接地，第十PMOS管的源极与第一电阻的第一端电连接，第一电阻的第二端与外部电源电连接，第十PMOS管的漏极与第十一PMOS管的漏极电连接。

第十一PMOS管的栅极通过分压单元与CAN总线电连接，第十一PMOS管的源极与第一电阻的第一端电连接。

其中，分压单元包括：第一电阻单元以及第二电阻单元。

第十一PMOS管的栅极分别与第一电阻单元以及第二电阻单元的第一端电连接。

第一电阻单元的第二端与CAN总线的第一信号端CANH电连接。

第二电阻单元的第二端与CAN总线的第二信号端CANL电连接。

本实施例中，CAN驱动器还包括控制模块；第二驱动模块还包括第二开关304；第一电阻单元以及第二电阻单元的第二端还通过第二开关接地；控制模块与第一开关以及第二开关通信连接；控制模块用于，当第一信号端上发出第一正脉冲信号，和/或，第一信号端上发出第一负脉冲信号，和/或，第二信号端上发出第二正脉冲信号，和/或，第二信号端上发出第二负脉冲信号时，通过断开第一开关以及第二开关以断开第二驱动模块。

本实施例中，当CAN驱动器正常工作且工作状态选择第二驱动模块工作时，第十PMOS管以及第十一PMOS管导通，从而外部电源/接地之间通过第一电阻单元以及第二电阻单元分压得到隐形工作模式的工模电平值；当CAN驱动器不能正常工作时，第二驱动模块内的开关断开，从而使得对外部电源存在上拉电阻，接地处存在下拉电阻，以实现当CAN总线处存在高压冲击时，通过第二驱动模块的设置，将CAN驱动器切换至断开状态，从而使得CAN驱动器耐受正负高压。

下面结合图3(该图与图2的同一电路结构，仅在于标号不同)具体说明本公开CAN驱动器的驱动原理：

本实施例中CAN驱动器包括第一驱动模块(也称为输出级)、第一调整单元(也称为边沿优化电路)、第二调整单元(也称为驱动电路)、第一供电单元(也称为输出电流设置电路)以及第二驱动模块(也成为隐性模式设置电路)。

其中，输出级电路由PMOS管PM2、高压PLDMOS管PM1、高压全隔离二极管D2、高压全隔离二极管D1、高压NLDMOS管NM1、NMOS管NM2组成。CAN总线驱动器正常工作时，PM1的栅极接GND，NM1的栅极接VCC，PM1/NM1保持导通状态。当显性模式时，NM2和PM2导通，从而PM2/PM1/D2、负载阻抗、D1/NM1/NM2组成通路，通过阻抗匹配，得到CANH/CANL信号。

进一步的，CAN驱动器为显性模式时，CANH/CANL信号通过R3/R4、R5/R6的分压比例关系，给到receiver电路，完成CAN总线信号识别和接收。在驱动器隐性模式时，CANH/CANL总线上有可能看到正负高压，正负高压也通过R3/R4、R5/R6的分压比例关系降压到低压域，从而有效减轻后续receiver电路的耐压要求。本发明不限定后续receiver电路的具体实现方式。

在输出级电路中，当CANH看到正脉冲时，高压隔离二极管D2反向偏置，不导通，所以上面的PM1/PM2不承压；当CANH看到负脉冲时，PM1沟道不导通，同时寄生BULK体二极管为反向偏置而不导通；当CANL看到正脉冲时，高压全隔离二极管D1正向导通，此时NM1的沟道不导通，同时NM1的寄生BULK体二极管反向偏置而不导通；当CANL看到负脉冲时，高压隔离二极管D1反向偏置，不导通，所以下面的NM1/NM2不承压，最终，在CANH/CANL总线端口看到正负高压时，都体现为高阻状态。

在驱动电路中，驱动电路由PMOS管PM3/PM4、NMOS管NM3、开关K1/K2/K5/K6组成，最终产品两个驱动信号P_driver和N_driver。PM3和PM2组成镜像关系，NM3和NM2组成镜像关系。但是由于PM3和NM3的电流是相等的，所以输出级的输出电流也是匹配的关系。TXD_DRV信号控制开关K1/K2/K5/K6的是通断，来实现PM2/NM2的导通和关断。当TXD_DRV为低电平时，K1/K2导通，K5/K6关断；当TXD_DRV为高电平时，K5/K6导通，K1/K2关断

在输出电流设置电路中，I1是电流源，电流流过PM5/PM6，从而得到VDD-2*VGS电压，作为PM4管的偏置电压，从而设定PM3/PM4/NM3的静态电流，从而决定了输出级的输出电流值。

在隐性模式设置电路中，隐性模式由PM10、PM11、开关K3/K4和电阻R1/R2/R3/R4/R5/R6/R7组成。在驱动器电路使能正常工作时，K3/K4导通，从而PM10/PM11导通，从而VCC/GND之间通过电阻R1/R2/R3/R4/R5/R6分压得到隐性工作模式CANH/CANL共模电平值。在驱动器电阻不能正常工作时，K3/K4断开，那么CANH/CANL分别有对电源VCC由上拉电阻，对GND有下拉电阻，并且电阻R1/R2/R3/R4/R5/R6并联在输出负载上，但是因为电阻R1/R2/R3/R4/R5/R6的等效阻抗远远大于实际负载阻抗，可以暂不考虑，电路参数设计时考虑在内即可。

在输出级电路中，在输出级电路中通过阻抗匹配产生CANH/CANL信号，由于工艺波动等原因导致PMOS管和NMOS管的工艺参数波动，比如管子的VTH不再保持原来的比例关系，那么输出级电路的阻抗不再匹配，显性状态下的CANH/CANL稳定后的值就会偏离设计值。驱动电路和输出级电路的创新性设计，确保了再工艺波动时，输出阻抗仍保持天然匹配。比如PMOS管PM2的VTHP2偏小时，同时PM3的VTHP3同时偏小，由于需要几乎保持原有的偏置电流值，PM3的VGS电压值偏小，从而PM2的电流值几乎保持原有的典型值，从而保证了CANH/CANL在显性状态时的直流电压值的稳定。

进一步的，在输出级中PM2和NM2可以拆分为多个相同的单元，同时控制信号和控制开关K1/K2也同步拆分为多个相同的组件，那么在隐性模式转换为显性模式或显性模式转换为隐性模式时，逐步导通和关断，通过设计合适的管子组合，可以让流过PM2和NM2的电流值稳定可靠地逐步增加或减小，从而控制CANH/CANL的上升和下降斜率，从而可以优化在上升下降沿时CANH/CANL的时间差，最终实现优化的EMI性能。

在边沿优化电路中，边沿优化电路由反相器INV1和PM7/PM8/PM9组成。在TXD_DR的下降沿时，INV1的输出节点为上升沿，从而PM9关断，流过PM6和PM5的电流增加，从而流过PM3/PM4/NM3的电流增加，从而输出级电流增加。通过合适地控制PM9断开的时间，可以将CANH/CANL的上升沿和下降沿的电压变化斜率分为两段，从而能够更可控地得到优化的总线CANH/CANL信号的EMI特性。

综上本公开所提供的CAN驱动器在实现了耐受正负高压的同时并且优化EMI特性。

实施例2

如图4所示，本实施例中，提供了一种CAN总线收发器，CAN总线收发器包括实施例1中的CAN驱动器及CAN接收器。

其中，CAN接收器用于接收器接收CAN总线上的通信信号，将通信信号转换为低压逻辑信号，并发送至外部系统的主控芯片(MCU)。

本实施例中所提供的CAN总线收发器中，当CAN总线处存在高压冲击时，能够通过第一驱动模块及第二驱动模块的设置，将CAN驱动器切换至断开状态，从而使得CAN驱动器耐受正负高压。

进一步的，通过在第一驱动模块中设置第二PMOS管以及第二NMOS管，使得流过第二PMOS管以及第二NMOS管的电流值稳定可靠地逐步增加或减小，从而可以优化在上升下降沿时CAN总线的第一信号端CANH及第二信号端CANL之间的时间差，最终实现优化的EMI(电磁干扰)性能，使得CAN驱动器能够抗电磁干扰，即具备良好的EMI(电磁干扰)特性。

虽然以上描述了本公开的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本公开的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本公开的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本公开的保护范围。

Claims (10)

1.一种CAN驱动器，其特征在于，所述CAN驱动器设置在CAN总线收发器中，外部系统中的主控芯片通过所述CAN总线收发器与CAN总线通信连接；

所述CAN驱动器包括：工作状态选择模块、第一驱动模块以及第二驱动模块；

所述工作状态选择模块分别与所述主控芯片、所述第一驱动模块以及所述第二驱动模块通信连接；

所述第一驱动模块以及所述第二驱动模块均经由所述CAN驱动器的信号端与CAN总线通信连接；

所述工作状态选择模块用于在接收到所述主控芯片输入的信号为低电平信号时，选择所述第一驱动模块和所述第二驱动模块均处于工作状态，所述第一驱动模块用于将所述低电平信号发送至所述CAN总线进行输出；

所述第一驱动模块还用于在所述信号端存在高压冲击时，切换至断开状态；

所述工作状态选择模块还用于在接收到所述主控芯片输入的信号为高电平信号时，选择所述第一驱动模块处于断开状态且所述第二驱动模块处于工作状态，所述第二驱动模块将所述高电平信号发送至所述CAN总线进行输出。

2.根据权利要求1所述的CAN驱动器，其特征在于，所述第一驱动模块包括：第一PMOS管、第一二极管、第一NMOS管以及第二二极管；

其中，所述第一PMOS管的栅极接地，所述第一PMOS管的源极与第一电源模块电连接，所述第一PMOS管的漏极与所述第一二极管的正极电连接，所述第一二极管的负极与所述CAN总线的第一信号端CANH电连接；

所述第一NMOS管的栅极与外部电源电连接，所述第一NMOS管的源极与所述第一电源模块电连接，所述第一NMOS管的漏极与所述第二二极管的负极电连接，所述第二二极管的正极与所述CAN总线的第二信号端CANL电连接。

3.根据权利要求2所述的CAN驱动器，其特征在于，所述第一驱动模块

在所述第一信号端CANH上发出第一正脉冲信号时，通过所述第一二极管切换至断开状态；

在所述第二信号端CANL上发出第二正脉冲信号时，通过所述第一NMOS管切换至断开状态；

在所述第一信号端CANH上发出第一负脉冲信号时，通过所述第一PMOS管切换至断开状态；

在所述第二信号端CANL上发出第二负脉冲信号时，通过所述第二二极管切换至断开状态。

4.根据权利要求2所述的CAN驱动器，其特征在于，所述第一驱动模块还包括：第二PMOS管以及第二NMOS管；

其中，所述第二PMOS管的栅极与所述第一PMOS管的源极电连接，所述第二PMOS管的源极与外部电源电连接，所述第二PMOS管的漏极与所述第一PMOS管的源极电连接；

所述第二NMOS管的栅极与所述第一电源模块电连接，所述第二NMOS管的源极接地，所述第二NMOS管的漏极与所述第一NMOS管的源极电连接。

5.根据权利要求2所述的CAN驱动器，其特征在于，所述第一电源模块包括：第一供电单元；

所述第一供电单元与所述第一驱动模块电连接；

所述第一供电单元包括：内部电源、第三PMOS管以及第四PMOS管；

其中，所述第三PMOS管的栅极与所述第四PMOS管的源极电连接，所述第三PMOS管的源极与所述内部电源电连接，所述第三PMOS管的漏极与所述第一PMOS管的源极电连接；

所述第四PMOS管的栅极接地，所述第四PMOS管的漏极与所述外部电源电连接。

6.根据权利要求5所述的CAN驱动器，其特征在于，所述第一电源模块还包括：第一调整单元；

所述第一调整单元的输入端与所述主控芯片电连接，所述第一调整单元的输出端与所述第一供电单元的输入端电连接；

其中，所述第一调整单元包括：反相器、第五PMOS管、第六PMOS管以及第七PMOS管；

其中，所述反相器的输入端与所述主控芯片电连接；

所述第五PMOS管的栅极与所述反相器的输出端向连接，所述第五PMOS管的源极与所述第六PMOS管的漏极电连接；所述第五PMOS管的漏极与所述第七PMOS管的源极电连接；

所述第六PMOS管的栅极接地，所述第六PMOS管的源极与外部电源电连接，所述第六PMOS管的漏极与所述第五PMOS管的源极电连接；

所述第七PMOS管的栅极接地，所述第七PMOS管的源极与所述第五PMOS管的漏极电连接，所述第七PMOS管的漏极与所述第一供电单元电连接。

7.根据权利要求5所述的CAN驱动器，其特征在于，所述第一电源模块还包括：第二调整单元；

所述第二调整单元的输入端与所述第一供电单元电连接，所述第二调整单元的输出端与所述第一驱动模块电连接；

其中，所述第二调整单元包括：第八PMOS管、第九PMOS管以及第三NMOS管；

其中，所述第八PMOS管的栅极与所述第一供电单元电连接，所述第八PMOS管的源极与所述第九PMOS管的漏极电连接，所述第八PMOS管的漏极与所述第三NMOS管的漏极电连接；

所述第九PMOS管的栅极接地，所述第九PMOS管的源极与外部电源电连接，所述第九PMOS管的漏极与所述第八PMOS管的源极电连接；

所述第三NMOS管的栅极与所述第一驱动模块电连接，所述第三NMOS管的源极接地，所述第三NMOS管的漏极所述第八PMOS管的漏极电连接。

8.根据权利要求1所述的CAN驱动器，其特征在于，所述第二驱动模块包括：第一电阻、第十PMOS管以及第十一PMOS管；

其中，所述第十PMOS管的栅极通过第一开关接地，所述第十PMOS管的源极与所述第一电阻的第一端电连接，所述第一电阻的第二端与外部电源电连接，所述第十PMOS管的漏极与所述第十一PMOS管的漏极电连接；

所述第十一PMOS管的栅极通过分压单元与所述CAN总线电连接，所述第十一PMOS管的源极与所述第一电阻的第一端电连接；

其中，所述分压单元包括：第一电阻单元以及第二电阻单元；

所述第十一PMOS管的栅极分别与所述第一电阻单元以及所述第二电阻单元的第一端电连接；

所述第一电阻单元的第二端与所述CAN总线的第一信号端CANH电连接；

所述第二电阻单元的第二端与所述CAN总线的第二信号端CANL电连接。

9.根据权利要求8所述的CAN驱动器，其特征在于，所述CAN驱动器还包括控制模块；

所述第二驱动模块还包括第二开关；

所述第一电阻单元以及所述第二电阻单元的第二端还通过所述第二开关接地；

所述控制模块与所述第一开关以及所述第二开关通信连接；

所述控制模块用于，当所述第一信号端上发出第一正脉冲信号，和/或，所述第一信号端上发出第一负脉冲信号，和/或，所述第二信号端上发出第二正脉冲信号，和/或，所述第二信号端上发出第二负脉冲信号时，通过断开所述第一开关以及所述第二开关以断开所述第二驱动模块。

10.一种CAN总线收发器，其特征在于，所述CAN总线收发器包括权利要求1-9中任一项所述的CAN驱动器及CAN接收器；

所述CAN接收器用于接收器接收所述CAN总线上的通信信号，将所述通信信号转换为低压逻辑信号，并发送至外部系统的主控芯片。