CN208547941U - 用于新能源汽车的can解析电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及新能源汽车用CAN总线技术领域，尤其涉及一种用于新能源汽车的CAN解析电路；所述CAN解析电路包括CAN收发器和共模电感器；所述CAN收发器的第七端与所述共模电感器的第一输入端连接，所述CAN收发器的第六端与所述共模电感器的第二输入端连接，所述共模电感器的第一输出端和第二输出端分别用于与CAN总线连接。本实用新型所公开的用于新能源汽车的CAN解析电路，通过设置CAN收发器和共模电感器，利用共模电感器过滤共模的电磁干扰信号，同时起到EMI滤波的作用，抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射，提高了CAN解析电路的抗干扰能力，保证了信号在高速传输中的可靠性。

Description

用于新能源汽车的CAN解析电路

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车用CAN解析电路技术领域，尤其涉及一种用于新能源汽车的CAN解析电路。

背景技术

新能源汽车作为当今汽车领域的主要发展方向，其检测信号的收发质量是新能源汽车电子技术的重中之重。而转速信号是较为重要的一类信号，但信号来源有多种：有些来自发动机中心点。有些来自各类转速传感器，因此信号质量差别很大。

汽车转速信号比较常规的波形是PWM方波，电压范围0V-24V之间。对于常规的PWM信号，解析电路非常简单，采用一块集成比较器芯片即可，将阀值电压(选择PWM波峰波谷之间的值)接入比较器反相输入端，转速信号接入比较器同相输入端。当转速PWM波形处于波峰时，其值大于阀值电压，则比较器输出高电平；当转速PWM波形处于0V时，其值小于阀值电压，则比较器输出低电平，因此通过简单电路便可解析出PWM波形状态。但是，有相当多的转速信号并不规范，信号波形并不是正规的PWM方波。这时，仅仅利用简单的比较器电路就很难解析出信号状态，比如发动机中心发出的转速波形是一馒头波，其最低点电压位置随着转速变化非常大，几伏到十几伏，幅值变化也很大。因此无法设定所要应用的阀值电压。

CAN总线由于其高性能和可靠性，被广泛应用于工业自动化、船舶、医疗设备等方面。尤其在汽车电子领域，CAN总线往往被用作与安全直接相关的动力系统网络中。然而，信号在高速传输过程中，存在大量的干扰信号和静电干扰，给后期的信号处理带来了极大的麻烦。现有的CAN解析电路的抗干扰性能差，容错能力严重不足，对信号在高速传输的安全性和可靠性带来了极大的影响。

因此，为了解决上述问题，急需发明一种新的用于新能源汽车的CAN 解析电路及解析方法。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种用于新能源汽车的CAN解析电路，提高了抗干扰性能的同时，保证了信号在高速传输中的可靠性。

本实用新型提供了下述方案：

一种用于新能源汽车的CAN解析电路，包括CAN收发器和共模电感器；

所述CAN收发器设置有用于向中央控制器发送CAN参数信号的发射端 1和用于接收中央处理器发来的控制信号的接收端4；还设置有高电压端7 和低电压端6；

所述共模电感器包括呈共模感应设置的第一电感L1和第二电感L2；其中，所述第一电感L1的第一端a与所述高电压端7连接，所述第一电感 L1的第二端b用于与CAN总线的高压信号线连接；所述第二电感L2的第一端c与所述低电压端6连接，所述第二电感L2的第二端d用于与CAN总线的低压信号线连接。

优选地，所述的用于新能源汽车的CAN解析电路还包括防静电保护二极管单元，所述防静电保护二极管单元的第一端e与所述第二电感L2的第二端d连接，所述防静电保护二极管单元的第二端f与所述第一电感L1的第二端b连接，所述防静电保护二极管单元的第三端g接地。

优选地，所述防静电保护二极管单元包括第一防静电保护二极管D1和第二防静电保护二极管D2，所述第一防静电保护二极管D1的一端与所述第二电感L2的第二端d连接，所述第一防静电保护二极管D1的另一端接地；所述第二防静电保护二极管D2的一端与所述第一电感L1的第二端b 连接，所述第二防静电保护二极管D2的另一端接地。

优选地，所述的用于新能源汽车的CAN解析电路还包括滤波电路，所述滤波电路的一端分别与所述第一电感L1的第二端b和所述第二电感L2 的第二端d连接，所述滤波电路的另一端与所述CAN收发器的参考信号端 5连接。

优选地，所述滤波电路包括第一电阻R1、第一电容C1和第三电容C3；

所述第三电容C3的第一电容板与所述CAN收发器的参考信号端5连接，所述第三电容C3的第二电容板接地；所述第一电阻R1的两端分别与所述第一电感L1的第二端b和所述CAN收发器的参考信号端5连接；所述第一电容C1的第一电容板与所述第一电感L1的第二端b连接，所述第一电容C1的第二电容板接地。

优选地，所述滤波电路还包括第二电阻R2和第二电容C2，

所述第二电阻R2的两端分别与所述第二电感L2的第二端d和所述CAN 收发器的参考信号端5连接；所述第二电容C2的第一电容板与所述第二电感L2的第二端d连接，所述第二电容C2的第二电容板接地。

优选地，所述的用于新能源汽车的CAN解析电路还包括第三电阻R3，所述CAN收发器的干扰信号输出端8与所述第三电阻R3的一端连接，所述第三电阻R3的另一端接地。

优选地，所述的用于新能源汽车的CAN解析电路还包括第四电容C4，所述CAN收发器的电源输入端3分别与供电电源和所述第四电容C4的第一电容板连接，所述第四电容C4的第二电容板接地；所述CAN收发器的接地端2接地。

优选地，所述CAN收发器的型号为TJA1042。

优选地，所述共模电感器的型号为T181007-8MH；所述防静电保护二极管的型号为BESDL0402-12。

本实用新型产生的有益效果：

1、本实用新型所公开的用于新能源汽车的CAN解析电路及解析方法，通过设置CAN收发器和共模电感器，利用共模电感器过滤共模的电磁干扰信号，同时起到EMI滤波的作用，抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射，提高了CAN解析电路的抗干扰能力，保证了信号在高速传输中的可靠性；

2、所述的用于新能源汽车的CAN解析电路还包括防静电保护二极管单元，所述防静电保护二极管单元的第一端e与所述第二电感L2的第二端d 连接，所述防静电保护二极管单元的第二端f与所述第一电感L1的第二端 b连接，所述防静电保护二极管单元的第三端g接地；所述防静电保护二极管单元包括第一防静电保护二极管D1和第二防静电保护二极管D2，所述第一防静电保护二极管D1的一端与所述第二电感L2的第二端d连接，所述第一防静电保护二极管D1的另一端接地；所述第二防静电保护二极管 D2的一端与所述第一电感L1的第二端b连接，所述第二防静电保护二极管D2的另一端接地；利用防静电保护二极管对高速数据传输中的I/O端口进行过压、防静电保护，提高了CAN解析电路的容错能力；

3、所述的用于新能源汽车的CAN解析电路还包括滤波电路，所述滤波电路的一端分别与所述第一电感L1的第二端b和所述第二电感L2的第二端d连接，所述滤波电路的另一端与所述CAN收发器的参考信号端5连接；所述滤波电路包括第一电阻R1、第一电容C1和第三电容C3；所述第三电容C3的第一电容板与所述CAN收发器的参考信号端5连接，所述第三电容 C3的第二电容板接地；所述第一电阻R1的两端分别与所述第一电感L1的第二端b和所述CAN收发器的参考信号端5连接；所述第一电容C1的第一电容板与所述第一电感L1的第二端b连接，所述第一电容C1的第二电容板接地；所述滤波电路还包括第二电阻R2和第二电容C2，所述第二电阻 R2的两端分别与所述第二电感L2的第二端d和所述CAN收发器的参考信号端5连接；所述第二电容C2的第一电容板与所述第二电感L2的第二端 d连接，所述第二电容C2的第二电容板接地。利用滤波电路过滤掉高速信号传输过程中的低频干扰信号，提高信号的传输质量，进一步提高了CAN 解析电路的抗干扰能力。

附图说明

图1为本实用新型的用于新能源汽车的CAN解析电路的实施例一的电路图；

图2为本实用新型的用于新能源汽车的CAN解析电路的实施例二的电路图；

图3为本实用新型的用于新能源汽车的CAN解析电路的实施例三的电路图；

图4为本实用新型的用于新能源汽车的CAN解析电路的实施例四的电路图；

图5为本实用新型的用于新能源汽车的CAN解析电路的解析方法的框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

参见图1所示，一种用于新能源汽车的CAN解析电路，包括CAN收发器和共模电感器；所述CAN收发器设置有用于向中央控制器发送CAN参数信号的发射端1和用于接收中央处理器发来的控制信号的接收端4；还设置有高电压端7和低电压端6；所述共模电感器包括呈共模感应设置的第一电感L1和第二电感L2；其中，所述第一电感L1的第一端a与所述高电压端7连接，所述第一电感L1的第二端b用于与CAN总线的高压信号线连接；所述第二电感L2的第一端c与所述低电压端6连接，所述第二电感 L2的第二端d用于与CAN总线的低压信号线连接。

本实施例中所述用于新能源汽车的CAN解析电路，包括CAN收发器和共模电感器；所述CAN收发器设置有用于向中央控制器发送CAN参数信号的发射端1和用于接收中央处理器发来的控制信号的接收端4；还设置有高电压端7和低电压端6；所述共模电感器包括呈共模感应设置的第一电感L1和第二电感L2；其中，所述第一电感L1的第一端a与所述高电压端7连接，所述第一电感L1的第二端b用于与CAN总线的高压信号线连接；所述第二电感L2的第一端c与所述低电压端6连接，所述第二电感L2的第二端d用于与CAN总线的低压信号线连接；通过设置CAN收发器和共模电感器，利用共模电感器过滤共模的电磁干扰信号，同时起到EMI滤波的作用，抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射，提高了CAN解析电路的抗干扰能力，保证了信号在高速传输中的可靠性。

实施例二，本实施例是在实施例一的基础上改进的，实施例一中所描述的内容也是本实施例所具有的，此处不再具体赘述。

参见图2所示，所述的用于新能源汽车的CAN解析电路还包括防静电保护二极管单元，所述防静电保护二极管单元的第一端e与所述第二电感 L2的第二端d连接，所述防静电保护二极管单元的第二端f与所述第一电感L1的第二端b连接，所述防静电保护二极管单元的第三端g接地。所述防静电保护二极管单元包括第一防静电保护二极管D1和第二防静电保护二极管D2，所述第一防静电保护二极管D1的一端与所述第二电感L2的第二端d连接，所述第一防静电保护二极管D1的另一端接地；所述第二防静电保护二极管D2的一端与所述第一电感L1的第二端b连接，所述第二防静电保护二极管D2的另一端接地。

本实施例中所述用于新能源汽车的CAN解析电路，所述的用于新能源汽车的CAN解析电路还包括防静电保护二极管单元，所述防静电保护二极管单元的第一端e与所述第二电感L2的第二端d连接，所述防静电保护二极管单元的第二端f与所述第一电感L1的第二端b连接，所述防静电保护二极管单元的第三端g接地；所述防静电保护二极管单元包括第一防静电保护二极管D1和第二防静电保护二极管D2，所述第一防静电保护二极管 D1的一端与所述第二电感L2的第二端d连接，所述第一防静电保护二极管D1的另一端接地；所述第二防静电保护二极管D2的一端与所述第一电感L1的第二端b连接，所述第二防静电保护二极管D2的另一端接地；利用防静电保护二极管对高速数据传输中的I/O端口进行过压、防静电保护，提高了CAN解析电路的容错能力。

实施例三，本实施例是在实施例一的基础上改进的，实施例一中所描述的内容也是本实施例所具有的，此处不再具体赘述。

参见图3所示，所述的用于新能源汽车的CAN解析电路还包括滤波电路，所述滤波电路的一端分别与所述第一电感L1的第二端b和所述第二电感L2的第二端d连接，所述滤波电路的另一端与所述CAN收发器的参考信号端5连接。所述滤波电路包括第一电阻R1、第一电容C1和第三电容C3；所述第三电容C3的第一电容板与所述CAN收发器的参考信号端5连接，所述第三电容C3的第二电容板接地；所述第一电阻R1的两端分别与所述第一电感L1的第二端b和所述CAN收发器的参考信号端5连接；所述第一电容C1的第一电容板与所述第一电感L1的第二端b连接，所述第一电容C1 的第二电容板接地。所述滤波电路还包括第二电阻R2和第二电容C2，所述第二电阻R2的两端分别与所述第二电感L2的第二端d和所述CAN收发器的参考信号端5连接；所述第二电容C2的第一电容板与所述第二电感 L2的第二端d连接，所述第二电容C2的第二电容板接地。

本实施例中所述用于新能源汽车的CAN解析电路，所述的用于新能源汽车的CAN解析电路还包括滤波电路，所述滤波电路的一端分别与所述第一电感L1的第二端b和所述第二电感L2的第二端d连接，所述滤波电路的另一端与所述CAN收发器的参考信号端5连接；所述滤波电路包括第一电阻R1、第一电容C1和第三电容C3；所述第三电容C3的第一电容板与所述CAN收发器的参考信号端5连接，所述第三电容C3的第二电容板接地；所述第一电阻R1的两端分别与所述第一电感L1的第二端b和所述CAN收发器的参考信号端5连接；所述第一电容C1的第一电容板与所述第一电感 L1的第二端b连接，所述第一电容C1的第二电容板接地；所述滤波电路还包括第二电阻R2和第二电容C2，所述第二电阻R2的两端分别与所述第二电感L2的第二端d和所述CAN收发器的参考信号端5连接；所述第二电容C2的第一电容板与所述第二电感L2的第二端d连接，所述第二电容C2 的第二电容板接地。利用滤波电路过滤掉高速信号传输过程中的低频干扰信号，提高信号的传输质量，进一步提高了CAN解析电路的抗干扰能力。

实施例四，本实施例是在实施例三的基础上改进的，实施例一中所描述的内容也是本实施例所具有的，此处不再具体赘述。

参见图4所示，所述的用于新能源汽车的CAN解析电路还包括防静电保护二极管单元，所述防静电保护二极管单元的第一端e与所述第二电感 L2的第二端d连接，所述防静电保护二极管单元的第二端f与所述第一电感L1的第二端b连接，所述防静电保护二极管单元的第三端g接地。所述防静电保护二极管单元包括第一防静电保护二极管D1和第二防静电保护二极管D2，所述第一防静电保护二极管D1的一端与所述第二电感L2的第二端d连接，所述第一防静电保护二极管D1的另一端接地；所述第二防静电保护二极管D2的一端与所述第一电感L1的第二端b连接，所述第二防静电保护二极管D2的另一端接地。所述的用于新能源汽车的CAN解析电路还包括第三电阻R3，所述CAN收发器的干扰信号输出端8与所述第三电阻 R3的一端连接，所述第三电阻R3的另一端接地。所述的用于新能源汽车的CAN解析电路还包括第四电容C4，所述CAN收发器的电源输入端3分别与供电电源和所述第四电容C4的第一电容板连接，所述第四电容C4的第二电容板接地；所述CAN收发器的接地端2接地。所述CAN收发器的型号为TJA1042。所述共模电感器L采用深圳市贝优特科技有限公司的型号为T181007-8MH的共模电感器；所述防静电保护二极管单元采用深圳市诚谦顺电子有限公司的型号为BESDL0402-12的防静电保护二极管。

参见图5所示，本实施例中还公开了一种用于新能源汽车的CAN解析电路的解析方法，包括以下步骤：利用CAN收发器在接收信号时将差分信号转换为二进制码流接收，在发送信号时将二进制码流转换为差分信号发送；利用共模电感器过滤共模的电磁干扰信号，同时起到EMI滤波的作用，抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射；利用防静电保护二极管对高速数据传输中的I/O端口进行过压、防静电保护。所述的用于新能源汽车的CAN解析电路的解析方法还包括：利用滤波电路过滤掉高速信号传输过程中的低频干扰信号，提高信号的传输质量。

本实施例中所述用于新能源汽车的CAN解析电路，CAN收发器(有时也称为驱动器)是CAN总线的物理层，用于将二进制码流转换为差分信号发送，将差分信号转换为二进制码流接收。共模电感(Common mode Choke)，也叫共模扼流圈，常用于电脑的开关电源中过滤共模的电磁干扰信号。在板卡设计中，共模电感也是起EMI滤波的作用，用于抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射。防静电保护二极管，是一种过压、防静电保护元件，是为高速数据传输应用的I/O端口保护设计的器件。ESD保护器件是用来避免电子设备中的敏感电路受到ESD(静电放电)的影响。

本实施例中所述用于新能源汽车的CAN解析电路，结构简单，设计灵巧，使用广泛；成本低廉，性能稳定；解决了EMC和EMI试验的问题；独立电路模块化设计，可以匹配不同的MCU。

本实施例中所述用于新能源汽车的CAN解析电路，TJA1042是恩智浦的新型收发器专为高速CAN应用而设计，传输速度高达1MB/秒，并且开发过程中和汽车主要生产厂商通力合作，使新产品具有极低的电磁辐射(EME) 特性，激振效应保护功能更强。即使对于ECU日益增多、总线拓扑结构持续复杂化的当前最先进的网络，上述特点也能确保通信的可靠性；共模电感一方面要滤除信号线上共模电磁干扰，另一方面又要抑制本身不向外发出电磁干扰，避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。ESD静电保护二极管并联于电路中，当电路正常工作时，它处于截止状态(高阻态)，不影响线路正常工作，当电路出现异常过压并达到其击穿电压时，它迅速由高阻态变为低阻态，给瞬间电流提供低阻抗导通路径，同时把异常高压箝制在一个安全水平之内，从而保护被保护IC或线路；当异常过压消失，其恢复至高阻态，电路正常工作。

本实施例中所述用于新能源汽车的CAN解析电路的工作流程为：1)当电路开始工作的时候，数据以高达500KB/S的速度在传输，对外形成辐射干扰，同时外部的干扰也极易影响到高速信号的准确性；2)此时就需要共模电感对高速信息进行处理，把对外辐射干扰降到最低，同时将外部干扰倒走；3)电路应用在外部接口的时候，在控制器的插拔过程中，极易形成静电，通过ESD保护器件，把静电倒走，通过ESD器件有着极低的结电容，又不会影响到高速信号的准确性；4)通过控制电阻器的阻值，可以实现该电路在CAN网络中的灵活运用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种用于新能源汽车的CAN解析电路，其特征在于：包括CAN收发器和共模电感器；

所述CAN收发器设置有用于向中央控制器发送CAN参数信号的发射端和用于接收中央处理器发来的控制信号的接收端；还设置有高电压端和低电压端；

所述共模电感器包括呈共模感应设置的第一电感和第二电感；其中，所述第一电感的第一端与所述高电压端连接，所述第一电感的第二端用于与CAN总线的高压信号线连接；所述第二电感的第一端与所述低电压端连接，所述第二电感的第二端用于与CAN总线的低压信号线连接。

2.根据权利要求1所述的用于新能源汽车的CAN解析电路，其特征在于：还包括防静电保护二极管单元，所述防静电保护二极管单元的第一端与所述第二电感的第二端连接，所述防静电保护二极管单元的第二端与所述第一电感的第二端连接，所述防静电保护二极管单元的第三端接地。

3.根据权利要求2所述的用于新能源汽车的CAN解析电路，其特征在于：所述防静电保护二极管单元包括第一防静电保护二极管和第二防静电保护二极管，所述第一防静电保护二极管的一端与所述第二电感的第二端连接，所述第一防静电保护二极管的另一端接地；所述第二防静电保护二极管的一端与所述第一电感的第二端连接，所述第二防静电保护二极管的另一端接地。

4.根据权利要求3所述的用于新能源汽车的CAN解析电路，其特征在于：还包括滤波电路，所述滤波电路的一端分别与所述第一电感的第二端和所述第二电感的第二端连接，所述滤波电路的另一端与所述CAN收发器的参考信号端连接。

5.根据权利要求4所述的用于新能源汽车的CAN解析电路，其特征在于：所述滤波电路包括第一电阻、第一电容和第三电容；

所述第三电容的第一电容板与所述CAN收发器的参考信号端连接，所述第三电容的第二电容板接地；所述第一电阻的两端分别与所述第一电感的第二端和所述CAN收发器的参考信号端连接；所述第一电容的第一电容板与所述第一电感的第二端连接，所述第一电容的第二电容板接地。

6.根据权利要求5所述的用于新能源汽车的CAN解析电路，其特征在于：所述滤波电路还包括第二电阻和第二电容，

所述第二电阻的两端分别与所述第二电感的第二端和所述CAN收发器的参考信号端连接；所述第二电容的第一电容板与所述第二电感的第二端连接，所述第二电容的第二电容板接地。

7.根据权利要求6所述的用于新能源汽车的CAN解析电路，其特征在于：还包括第三电阻，所述CAN收发器的干扰信号输出端与所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端接地。

8.根据权利要求7所述的用于新能源汽车的CAN解析电路，其特征在于：还包括第四电容，所述CAN收发器的电源输入端分别与供电电源和所述第四电容的第一电容板连接，所述第四电容的第二电容板接地；所述CAN收发器的接地端接地。

9.根据权利要求8所述的用于新能源汽车的CAN解析电路，其特征在于：所述CAN收发器的型号为TJA1042。

10.根据权利要求8所述的用于新能源汽车的CAN解析电路，其特征在于：所述共模电感器的型号为T181007-8MH；所述防静电保护二极管的型号为BESDL0402-12。