CN210270545U - 一种miniPCie/CANFD接口转换装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种miniPCie/CANFD接口转换装置，属于自动化的技术领域，旨在提供一种适用于CAN FD通讯的miniPCie/CANFD接口转换装置，其技术方案要点是包括miniPCie接口、嵌入式微处理器，所述嵌入式微处理器连接至miniPCIe接口，还包括CANFD隔离收发器单元和隔离保护单元，所述CANFD隔离收发器单元连接于所述嵌入式微处理器和隔离保护单元之间。CANFD隔离收发器单元从外部设备中接收到的信号和嵌入式微处理器的信号进行电气隔离，可以实现2500VDC的电气隔离，并将逻辑电平转换为CANFD总线的差分电平。嵌入式微处理器用于与外部PC机或工控板交换数据并转换成CANFD协议数据，同时miniPCIe接口为整个装置提供电源。
Description
技术领域
本实用新型涉及自动化的技术领域，特别涉及一种miniPCie/CANFD接口转换装置。
背景技术
控制器局域网络（Controller Area Network ,CAN）总线是国际上应用最广泛的现场总线之一，广泛应用于汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网等领域，在汽车领域，随着人们对数据传输带宽要求的增加，传统的CAN总线由于带宽的限制难以满足这种增加的需求，CAN FD（CAN with Flexible Data rate）继承了CAN总线的主要特性。CAN总线采用双线串行通讯协议，基于非破坏性仲裁技术，分布式实时控制，可靠的错误处理和检测机制使CAN总线有很高的安全性，但CAN总线带宽和数据场长度却受到制约。CAN FD总线弥补了CAN总线带宽和数据场长度的制约，CAN FD总线与CAN总线的区别主要在以下两个方面：
1.可变速率：CAN FD采用了两种位速率。从控制场中的BRS位到ACK场之前（含CRC分界符）为可变速率，其余部分为原CAN总线用的速率。两种速率各有一套位时间定义寄存器，它们除了采用不同的位时间单位TQ外，位时间各段的分配比例也可不同；
2.新的数据场长度：CAN FD对数据场的长度作了很大的扩充，DLC最大支持64个字节，在DLC小于等于8时与原CAN总线是一样的，大于8时有一个非线性的增长，所以最大的数据场长度可达64字节。
公布号为CN205666852U中公开了一种miniPCie/CAN接口转换装置，它包括嵌入式微处理器、CAN控制器和CAN总线网络接口，其中嵌入式微处理器与miniPCie接口连接，嵌入式微处理器还通过CAN控制器与CANFD总线网络接口相连接，CAN总线网络接口还与CAN总线相连接，其特点是：嵌入式微处理器与PC机连接方式为miniPCIe。
但是目前的miniPCie/CAN接口转换装置只适用于CAN通讯情形，而不是用于CANFD通讯。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种miniPCie/CANFD接口转换装置，具有适用于CAN FD通讯的优点。
本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种miniPCie/CANFD接口转换装置，包括miniPCie接口、嵌入式微处理器，所述嵌入式微处理器连接至miniPCIe接口，还包括CANFD隔离收发器单元和隔离保护单元，所述CANFD隔离收发器单元连接于所述嵌入式微处理器和隔离保护单元之间。
通过采用上述技术方案，CANFD隔离收发器单元从外部设备中接收到的信号和嵌入式微处理器的信号进行电气隔离，可以实现2500VDC的电气隔离，并将逻辑电平转换为CANFD总线的差分电平。嵌入式微处理器用于与外部PC机或工控板交换数据并转换成CANFD协议数据，同时miniPCIe接口为整个装置提供电源。隔离保护单元起到隔离芯片接收到的外界通讯时，接收到的浪涌电压控制在一定承受范围内，使其可以对隔离芯片起到保护作用。
进一步的，所述嵌入式微处理器控制所述miniPCIe接口通过USB信号与外部PC机或工控板交换数据。
进一步的，所述CANFD隔离收发器单元和隔离保护单元均设置为2个。
进一步的，所述隔离保护单元为ESD保护单元。
通过采用上述技术方案，信号端的ESD脉冲、电源瞬变、浪涌等现象是损坏芯片的主要原因，所以采用ESD保护单元，起到保护CANFD隔离收发器单元的作用。
进一步的，所述隔离保护单元包括连接所述CANFD隔离收发器单元的共模扼流圈、耦接于共模扼流圈的TVS二极管，以及与TVS二极管并联的熔断器。
通过采用上述技术方案，ESD保护单元包括共模扼流圈、耦接于共模扼流圈的TVS二极管以及与TVS二极管并联的熔断器，通过共模扼流圈对电源瞬变进行保护，采用TVS二极管对ESD保护，TVS二极管具有低箝位电压、低阻抗、快速导通时间和更好的可靠性。通常TVS二极管可以提供最好的ESD保护，而且现在的二极管已经可以做到1pF的等效电容，因此已经成为可靠的ESD保护和良好的信号完整性的最佳选择。
进一步的，所述CANFD隔离收发器单元包括DC/DC驱动器、隔离变压器、信号隔离器、CANFD收发器，所述DC/DC驱动器连接miniPCie接口，所述隔离变压器连接至信号隔离器和CANFD收发器，所述信号隔离器连接至嵌入式微处理器，所述CANFD收发器连接至隔离保护单元。
通过采用上述技术方案，DC/DC驱动器通过脉冲信号驱动隔离变压器，使隔离变压器另一侧产生5V电源，该电源供CANFD收发器使用；CANFD收发器将CANFD总线差分电平转换为逻辑电平并通过信号隔离器连接至嵌入式处理器；隔离变压器和信号隔离器为嵌入式处理器和隔离保护单元之间提供2000V电气隔离。
进一步的，所述CANFD收发器包括型号为TJA1044GT的芯片，所述信号隔离器包括型号为SI8622BB-B-IS的芯片。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：该miniPCie/CANFD接口转换装置包括miniPCie接口、嵌入式微处理器、CANFD隔离收发器单元及隔离保护单元，其中，CANFD隔离收发器单元从外部设备中接收到的信号和嵌入式微处理器的信号进行电气隔离，并将逻辑电平转换为CANFD总线的差分电平，可以实现2500VDC的电气隔离，在隔离收发器单元与CANFD外部接口之间设置一用于对CANFD隔离收发器单元的隔离保护单元，起到隔离芯片接收到的外界通讯时，接收到的浪涌电压控制在一定承受范围内，使其可以对隔离芯片起到保护作用。
附图说明
图1是实施例中miniPCie/CANFD接口转换装置结构框图；
图2是实施例中隔离保护单元接线电路图；
图3是实施例中隔离保护单元电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
实施例：一种miniPCie/CANFD接口转换装置，如图1所示，包括miniPCIe接口、嵌入式微处理器、两个CANFD隔离收发器单元以及两个隔离保护单元。
两个CANFD隔离收发器单元均连接于嵌入式处理器，用于对CANFD隔离收发器单元从外部CANFD隔离收发器单元的CANFD总线的差分电平和嵌入式处理器内置CANFD控制器的逻辑电平相互转换，同时实现信号隔离和实现2500VDC的电气隔离。miniPCIe接口连接于嵌入微处理器，用于连接外界的PC机或工控板，用于同PC机或工控板交换数据，在CANFD隔离收发器单元与外部隔离保护单元之间连接有隔离保护单元，该隔离保护单元用于保护CANFD隔离收发器单元，使其减弱ESD脉冲、电源瞬变、浪涌等对CANFD隔离收发器单元的影响，防止CANFD隔离收发器单元损坏。
参照图2所示，该CANFD隔离收发器单元包括DC/DC驱动器、隔离变压器、信号隔离器、CANFD收发器，DC/DC驱动器连接miniPCie接口，隔离变压器连接至信号隔离器和CANFD收发器，信号隔离器连接至嵌入式微处理器，CANFD收发器连接至隔离保护单元。DC/DC驱动器通过脉冲信号驱动隔离变压器，使隔离变压器另一侧产生5V电源，该电源供CANFD收发器使用；CANFD收发器将CANFD总线差分电平转换为逻辑电平并通过信号隔离器连接至嵌入式处理器；隔离变压器和信号隔离器为嵌入式处理器和隔离保护单元之间提供2000V电气隔离。
参照图3所示，隔离保护单元为ESD保护单元，主要防止CANFD隔离收发器单元受到ESD脉冲影响，以使CANFD隔离收发器单元损坏。ESD保护单元包括串接于CANFD隔离收发器单元的共模扼流圈T1，共模扼流圈T1由匝数相同、相反绕制在同一铁心上的两个线圈组成，当有共模电流流经线圈时，由于共模电流的同向性，在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗，使线圈表现为高阻抗，产生较强的阻尼效果，以此衰减共模电流，达到滤波的目的。耦接于共模扼流圈T1的TVS二极管，TVS二极管具有低箝位电压、低阻抗、快速导通时间和更好的可靠性。通常TVS二极管可以提供最好的ESD保护，而且现在的二极管已经可以做到1pF的等效电容，因此已经成为可靠的ESD保护和良好的信号完整性的最佳选择，耦接于共模扼流圈T1且与TVS二极管并联的两个熔断器，起到过流或浪涌保护。
本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (6)
1.一种miniPCie/CANFD接口转换装置，包括miniPCie接口、嵌入式微处理器，所述嵌入式微处理器连接至miniPCIe接口，其特征在于：还包括CANFD隔离收发器单元和隔离保护单元，所述CANFD隔离收发器单元连接于所述嵌入式微处理器和隔离保护单元之间，所述CANFD隔离收发器单元包括DC/DC驱动器、隔离变压器、信号隔离器、CANFD收发器，所述DC/DC驱动器连接miniPCie接口，所述隔离变压器连接至信号隔离器和CANFD收发器，所述信号隔离器连接至嵌入式微处理器，所述CANFD收发器连接至隔离保护单元。
2.根据权利要求1所述的一种miniPCie/CANFD接口转换装置，其特征在于：所述嵌入式微处理器控制所述miniPCIe接口通过USB信号与外部PC机或工控板交换数据。
3.根据权利要求1所述的一种miniPCie/CANFD接口转换装置，其特征在于：所述CANFD隔离收发器单元和隔离保护单元均设置为2个。
4.根据权利要求1所述的一种miniPCie/CANFD接口转换装置，其特征在于：所述隔离保护单元为ESD保护单元。
5.根据权利要求4所述的一种miniPCie/CANFD接口转换装置，其特征在于：所述隔离保护单元包括连接所述CANFD隔离收发器单元的共模扼流圈、耦接于共模扼流圈的TVS二极管，以及与TVS二极管并联的熔断器。
6.根据权利要求1所述的一种miniPCie/CANFD接口转换装置，其特征在于：所述CANFD收发器包括型号为TJA1044GT的芯片，所述信号隔离器包括型号为SI8622BB-B-IS的芯片。
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN210270545U true CN210270545U (zh) | 2020-04-07 |
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ID=70025366
Family Applications (1)
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Country Status (1)
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2019
- 2019-05-17 CN CN201920717278.9U patent/CN210270545U/zh active Active
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