CN201385625Y - 电动汽车整车控制器的控制器局域网收发电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种电动汽车整车控制器的控制器局域网CAN收发电路，该电路包括：CAN隔离模块和终端电阻；所述CAN隔离模块，接收整车控制器输出的信号，进行光电隔离及CAN处理后经过终端电阻输出给目标系统；经过终端电阻接收目标系统输出的信号，进行光电隔离及CAN处理后输出给整车控制器。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动汽车电路领域，特别涉及电动汽车整车控制器的控制器局域网(CAN，Controller Area Network)收发电路。
背景技术
随着汽车电器设备和各种自动控制设备在现代汽车上的使用越来越广泛，传统点对点连线的通信方式已不能满足要求，为了克服传统通信方式的局限性、实现数据共享、对车况进行实时控制，CAN总线技术应运而生，该技术具有结构紧凑、可靠性高、功能完善和成本低的优点，能够较好的满足汽车的特殊工作要求。
电动汽车由于其自身的特殊性，对可靠性、安全性的要求更高，应用CAN总线技术就显得更加重要。在电动汽车中，整车控制器和电池管理系统、电机控制器等系统通过CAN总线通信，例如电池管理系统通过CAN总线向整车控制器提供电流、电压、温度以及故障信息等，整车控制器通过CAN总线向电池管理系统发送充电控制等指令。整车控制器通过CAN收发电路来完成诸如上述与电池管理系统的通信交互，整车控制器中的中央处理器(CPU，Central Processing Unit)是带CAN控制器的微处理器。
图1为现有技术电动汽车整车控制器的CAN收发电路中高速光耦和CAN收发器的示意图，图2为现有技术电动汽车整车控制器的CAN收发电路中隔离电源的示意图。该收发电路中的元器件主要包括：第一高速光耦U11、第二高速光耦U12、CAN收发器U13和隔离电源11。其中，第一高速光耦U12的电源管脚VCC与整车控制器CPU的电源相连，由整车控制器CPU的电源提供3.3伏初级电源，第二输入管脚IN+与隔离电源11的输出连接，由隔离电源11提供5伏次级电源。第二高速光耦U12的电源管脚VCC与隔离电源11的输出连接，由隔离电源11提供5伏初级电源，第二输入管脚IN+与整车控制器CPU的电源连接，由乘车控制器CPU的电源提供3.3伏次级电源。
该收发电路的工作原理简述如下：
整车控制器发出信号的情况：整车控制器CPU的CAN控制器从TD1管脚输出信号，从第一输入管脚IN-输入第二高速光耦U12，经光电隔离后从第二高速光耦U12的第一输出管脚OUT+输出至CAN收发器U13的输入管脚TXD，CAN收发器13经内部处理后将信号从低电平管脚CAN_L6和高电平管脚CAN_H7输出给目标系统。上述CAN收发器U13的低电平管脚CAN_L6和高电平管脚CAN_H7分别经终端电阻R15和R16与目标系统相连。
整车控制器接收信号的情况：CAN收发器13分别经终端电阻R15和R16、从低电平管脚CAN_L6和高电平管脚CAN_H7接收目标系统输出的信号，经内部处理后从输出管脚RXD输出CAN控制器接收信号，该CAN控制器接收信号从第一输入管脚IN-输入第一高速光耦U11，经光电隔离后从第一高速光耦U11的第一输出管脚OUT+输出给整车控制器CPU的CAN控制器的RD1管脚。
由现有技术整车控制器的CAN收发电路可以看出，该收发电路由高速光耦、CAN收发器和隔离电源组成，虽然在功能上可以满足实际的要求，但其电路结构较复杂、元器件较多，使得印刷电路板(PCB，Printed CircuitBoard)布线复杂。另一方面，由于元器件较多，在工艺上要求相对较高，很容易出现某个元器件由于焊接等工艺问题导致整个收发电路不稳定甚至是不能工作。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种电动汽车整车控制器的CAN收发电路，该收发电路结构简单，从而使PCB布线简单、工艺要求较低。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种电动汽车整车控制器的控制器局域网收发电路，关键在于，该电路包括：控制器局域网CAN隔离模块和终端电阻；
所述CAN隔离模块，接收整车控制器输出的信号，进行光电隔离及CAN处理后经过终端电阻输出给目标系统；经过终端电阻接收目标系统输出的信号，进行光电隔离及CAN处理后输出给整车控制器。
可见，本实用新型提供的电动汽车整车控制器的CAN收发电路，高速光耦、CAN收发器和隔离电源都集成在CAN隔离模块中，电路结构非常简单，不仅在PCB上布线时简化了程序，并且对工艺的要求也非常低，只需焊接CAN隔离模块即可，提高了可靠性，降低了故障率。
附图说明
图1为现有技术电动汽车整车控制器的CAN收发电路中高速光耦和CAN收发器的示意图；
图2为现有技术电动汽车整车控制器的CAN收发电路中隔离电源的示意图；
图3为本实用新型中电动汽车整车控制器的CAN收发电路的示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
CAN隔离模块是已有的一种功能模块，其内部含有普通CAN收发器、第一高速光耦、第二高速光耦和隔离电源，这里的第一高速光耦和第二高速光耦的含义与现有技术中的含义相同。其中，
CAN收发器，接收第二高速光耦处理后的信号，并进行CAN处理后经过终端电阻输出给目标系统；经过终端电阻接收目标系统输出的信号，进行CAN处理后输出给第一高速光耦；
第一高速光耦，接收CAN收发器输出的信号，进行光电隔离后输出给整车控制器；
第二高速光耦，接收整车控制器输出的信号，进行光电隔离后输出给CAN收发器；
隔离电源，给CAN收发器、第一高速光耦和第二高速光耦供电。
本实用新型正是利用这种特点，使用CAN隔离模块替代现有电动汽车整车控制器的CAN收发电路中的CAN收发器、高速光耦和隔离电源。这样将使电路结构非常简单，在PCB上布线时简化了程序，并且对工艺的要求也非常低，只需焊接CAN隔离模块即可。进一步，在现有电动汽车整车控制器的CAN收发电路中，CAN收发器、高速光耦和隔离电源为分立元件，各个元件在自身性能、相互匹配和焊接工艺等各个环节都可能导致整个电路性能不稳定甚至无法工作，从而出现各种故障，而本实用新型中的CAN隔离模块将上述各个分立元件集成在一起，只需将此模块按要求进行焊接即可，提高了可靠性，降低了故障率，且CAN隔离模块带有隔离功能，静电放电(ESD，ElectroStatic Discharge)保护功能，电磁辐射极低，电磁抗干扰性强。另外CAN隔离模块中还集成有瞬态抑制二极管(TVS，TransientVoltage Suppressor)，其功能相当于稳压二极管，当电压过高时反向击穿将电压稳定，从而可以有效的防止CAN总线电压过高。
图2为本实用新型中电动汽车整车控制器的CAN收发电路的示意图，该收发电路包括CAN隔离模块U20、第一终端电阻R20和第二终端电阻R21。其中，第一终端电阻R20和第二终端电阻R21与CAN总线传输电缆阻抗紧密匹配，从而确保数据信号不会在总线两端反射，保证了CAN总线信息传输的正确性。
上述CAN隔离模块U20包括电源管脚VCC、第一接地管脚GND、输入管脚TXD、输出管脚RXD、低电平管脚CAN_L、高电平管脚CAN_H和第二接地管脚CANG，其中电源管脚VCC连接内部隔离电源，输入管脚TXD和输出管脚RXD分别连接内部的第二高速光耦和第一高速光耦，低电平管脚CAN_L和高电平管脚CAN_H连接内部的CAN收发器。低电平管脚CAN_L和高电平管脚CAN_H均属于输出管脚。
输入管脚TXD与整车控制器CPU的输出管脚TD1连接，输入管脚RXD与整车控制器CPU的输入管脚RD1连接。电源管脚VCC连接5伏电源，第一接地管脚GND和第二接地管脚CANG接地。低电平管脚CAN_L与第一终端电阻R20的一端连接，第一终端电阻R20的另一端连接目标系统。高电平管脚CAN_H与第二终端电阻R21的一端连接，第二终端电阻R21的另一端连接目标系统。
图2所示的收发电路的工作原理简述如下。
整车控制器输出信号的情况：整车控制器CPU的CAN控制器从输出管脚TD1输出信号，经CAN隔离模块U20的输入管脚TXD输入，再经CAN隔离模块U20内部的高速光耦进行光电隔离后，输出至CAN隔离模块U20内部的CAN收发器处理，处理后分别从低电平管脚CAN_L经终端电阻R20及从高电平管脚CAN_H经终端电阻R21输出至目标系统。
整车控制器接收信号的情况：CAN隔离模块U20分别经终端电阻R20从低电平管脚CAN_L及经终端电阻R21从高电平管脚CAN_H接收目标系统输出的信号，经内部的CAN收发器处理，再经内部的高速光耦进行光电隔离后，从CAN隔离模块U20的输出管脚RXD输出给整车控制器CPU。
按照ISO 11898的规范，上述第一终端电阻R20和第二终端电阻R21的取值范围为85欧至130欧，典型值取120欧。
综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1、一种电动汽车整车控制器的控制器局域网收发电路，其特征在于，该电路包括：控制器局域网CAN隔离模块和终端电阻；
所述CAN隔离模块，接收整车控制器输出的信号，进行光电隔离及CAN处理后经过终端电阻输出给目标系统；经过终端电阻接收目标系统输出的信号，进行光电隔离及CAN处理后输出给整车控制器。
2、如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述CAN隔离模块包括：CAN收发器、第一高速光耦、第二高速光耦和隔离电源；
所述CAN收发器，接收第二高速光耦处理后的信号，并进行CAN处理后经过终端电阻输出给目标系统；经过终端电阻接收目标系统输出的信号，进行CAN处理后输出给第一高速光耦；
所述第一高速光耦，接收CAN收发器输出的信号，进行光电隔离后输出给整车控制器；
所述第二高速光耦，接收整车控制器输出的信号，进行光电隔离后输出给CAN收发器；
所述隔离电源，给CAN收发器、第一高速光耦和第二高速光耦供电。
3、如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述CAN隔离模块包括：电源管脚(VCC)、第一接地管脚(GND)、输入管脚(TXD)、输出管脚(RXD)、低电平管脚(CAN_L)、高电平管脚(CAN_H)和第二接地管脚(CANG)；
所述电源管脚(VCC)连接CAN隔离模块内部的所述隔离电源；所述输入管脚(TXD)和输出管脚(RXD)分别连接CAN隔离模块内部的所述第二高速光耦和第一高速光耦；所述低电平管脚(CAN_L)和高电平管脚(CAN_H)连接CAN隔离模块内部的所述CAN收发器。
4、如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述终端电阻包括第一终端电阻(R20)和第二终端电阻(R21)；
所述CAN隔离模块的电源管脚(VCC)外接5伏电源，第一接地管脚(GND)和第二接地管脚(CANG)接地，输入管脚(TXD)外接整车控制器的输出管脚(TD1)，输出管脚(RXD)外接整车控制器的输入管脚(RD1)，低电平管脚(CAN_L)经第一终端电阻(R20)与目标系统相连，高电平管脚(CAN_H)经第二终端电阻(R21)与目标系统相连。
5、如权利要求4所述的电路，其特征在于，所述第一终端电阻(R20)和第二终端电阻(R21)的取值范围为85欧至130欧。
6、如权利要求5所述的电路，其特征在于，所述第一终端电阻(R20)和第二终端电阻(R21)均为120欧。
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- 2009-04-09 CN CN200920070125U patent/CN201385625Y/zh not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|
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| C56 | Change in the name or address of the patentee |
Owner name: HAIMA CARS CO., LTD. Free format text: FORMER NAME: HAIMA (ZHENGZHOU) AUTOMOBILE CO., LTD. |
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| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 450016 Zhengzhou East Road, Henan, No. seventeen, No. 1689 Co-patentee after: Shanghai Haima Automobile Co., Ltd. Patentee after: Haima Car Co., Ltd. Address before: 450016 No. 1356 East navigation road, Henan, Zhengzhou Co-patentee before: Shanghai Haima Automobile Co., Ltd. Patentee before: Zhengzhou Light Vehicle Automobile Co., Ltd. |
|
| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 450016 Zhengzhou East Road, Henan, No. seventeen, No. 1689 Patentee after: Hippocampus Motor Co., Ltd. Patentee after: Shanghai Haima Automobile R & D Co., Ltd. Address before: 450016 Zhengzhou East Road, Henan, No. seventeen, No. 1689 Patentee before: Haima Car Co., Ltd. Patentee before: Shanghai Haima Automobile R & D Co., Ltd. |
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| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20100120 |