CN213906695U - 一种储能电池管理系统的can总线通讯电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种储能电池管理系统的CAN总线通讯电路，包括CAN总线抗干扰单元和CAN总线保护单元、用于CAN收/发的CAN总线驱动单元，CAN总线抗干扰单元的输出端与CAN总线驱动单元的输入端连接、输入端与CAN总线保护单元的输出端连接，CAN总线保护单元的输入端与CAN通讯物理总线CAN_H和CAN_L连接，CAN总线驱动单元与单片机相互连接；本通讯电路实现简单，通信距离远，抗干扰能力好。
Description
技术领域
本实用新型涉及CAN通讯技术领域，尤其涉及一种储能电池管理系统的CAN总线通讯电路。
背景技术
通讯电路在各个行业中都有着重要的作用，它负责一个系统的各个部件的数据的交互和传递。而CAN总线通讯属于现场总线范畴，是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通讯网络，由于采用了许多新技术以及独特的设计，与一般的通讯总线相比，CAN总线在远距离数据通信上具有突出的可靠性、实时性和灵活性，但是在实际的远程传输过程中，通讯数据受很多因素的影响，致使传输波形失真，达不到预期的效果。
实用新型内容
基于背景技术存在的技术问题，本实用新型提出了一种储能电池管理系统的CAN总线通讯电路，通信距离远，抗干扰能力好。
本实用新型提出的一种储能电池管理系统的CAN总线通讯电路，包括CAN总线抗干扰单元和CAN总线保护单元、用于CAN收/发的CAN总线驱动单元，CAN总线抗干扰单元的输出端与CAN总线驱动单元的输入端连接、输入端与CAN总线保护单元的输出端连接，CAN总线保护单元的输入端与CAN通讯物理总线CAN_H和CAN_L连接，CAN总线驱动单元与单片机相互连接。
进一步地，所述CAN总线驱动单元包括驱动芯片U1，驱动芯片U1的TXD引脚与CAN信号发送引脚TX连接、RXD引脚与CAN信号接收引脚RX连接，驱动芯片U1的输入端与CAN总线抗干扰单元的输出端连接。
进一步地，所述CAN总线驱动单元还包括电容C1、电容C2、电容C4、电容C5和电阻R1，驱动芯片U1采用TJA1042T芯片，驱动芯片U1的2引脚接地、3引脚外接+5V、8引脚通过电阻R1接地，电容C1一端与驱动芯片U1的2引脚连接、另一端与3引脚连接，电容C2一端与驱动芯片U1的2引脚连接、另一端与3引脚连接，电容C4的一端与驱动芯片U1的7引脚连接、另一端接地，电容C5的一端与驱动芯片U1的6引脚连接、另一端接地。
进一步地，所述CAN总线抗干扰单元包括共轭线圈LC1、电阻R2、电阻R3、电容C3，共轭线圈LC1的3引脚连接到驱动芯片U1的6引脚连接、4引脚连接到驱动芯片U1的7引脚连接，共轭线圈LC1的1引脚连接到CAN通讯物理总线CAN_H、2引脚连接到CAN通讯物理总线CAN_L，电阻R2的一端连接到共轭线圈LC1的1引脚、另一端连接到驱动芯片U1的5引脚，电阻R3的一端连接到共轭线圈LC1的2引脚、另一端连接到驱动芯片U1的5引脚，电容C3的一端连接到驱动芯片U1的5引脚、另一端接地。
进一步地，所述共轭线圈LC1采用ACT-510-2P芯片。
进一步地，所述CAN总线保护单元包括TVS管D1，TVS管D1的1脚接连接到CAN通讯物理总线CAN_H、2引脚连接到CAN通讯物理总线CAN_H、3引脚接GND。
进一步地，TVS管D1采用型号为LBT23C24L-020AT的TVS管，TVS管D1并列在CAN_H和GND以及CAN_L和GND之间。
本实用新型提供的一种储能电池管理系统的CAN总线通讯电路的优点在于：本实用新型结构中提供的一种储能电池管理系统的CAN总线通讯电路，CAN总线驱动单元采用TJA1042T芯片，可以为CAN总线提供差动发送性能，为CAN控制器提供差动接收性能，CAN总线抗干扰单元和CAN总线保护单元对进入CAN总线驱动单元的CAN_H和CAN_L进行处理，使得最终进入的CAN_H和CAN_L抗干扰能力好，CAN通讯物理总线的远距离传输。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
其中，1-CAN总线抗干扰单元，2-CAN总线保护单元，3-CAN总线驱动单元。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。
如图1所示，本实用新型提出的一种储能电池管理系统的CAN总线通讯电路，包括CAN总线抗干扰单元1和CAN总线保护单元2、用于CAN收/发的CAN总线驱动单元3，CAN总线抗干扰单元1的输出端与CAN总线驱动单元3的输入端连接、输入端与CAN总线保护单元2的输出端连接，CAN总线保护单元2的输入端与CAN通讯物理总线CAN_H和CAN_L连接，CAN总线驱动单元3与单片机相互连接。
在本申请中，可以将CAN总线驱动单元3与单片机进行连接，具体为，CAN总线驱动单元3的1引脚与单片机的CAN信号发送引脚TX连接3引脚与单片机的CAN信号接收引脚RX连接，实现了两个单片机的信号远程接收和发送，以完成远距离的指令接收和发送。
CAN总线抗干扰单元1和CAN总线保护单元2是对进入CAN总线驱动单元3的CAN_H和CAN_L进行处理，对远距离输送的CAN通讯物理总线的CAN_H和CAN_L进行滤波等操作，提高了CAN_H和CAN_L在远距离传输后的抗干扰能力，使得CAN通讯物理总线可以进行波形不失真的远距离传输。
进一步地，所述CAN总线驱动单元3包括驱动芯片U1，驱动芯片U1的TXD引脚与CAN信号发送引脚TX连接、RXD引脚与CAN信号接收引脚RX连接，驱动芯片U1的输入端与CAN总线抗干扰单元1的输出端连接，驱动芯片U1采用TJA1042T芯片。可以为CAN总线提供差动发送性能，为CAN控制器提供差动接收性。同时，CAN信号接收引脚RX和发送引脚TX直接在单片机和微处理器的驱动芯片U1之间传输，使得电路实现方便、简单。
TJA1042T芯片是一种标准的高速CAN收发器，可以为CAN总线提供差动发送性能，为CAN控制器提供差动接收性能，具有抗电磁干扰的能力，没有上电节点，不会对CAN总线造成干扰，TJA1042T芯片将CAN控制器的逻辑电平转换为CAN总线的差分电平。用在本实施方式中能够使CAN_H和CAN_L较为理想配合，使电磁辐射减到更低快速参考数据。
通过采用CAN总线驱动单元3，解决了通信距离远的问题，通过CAN总线抗干扰单元1和CAN总线保护单元2，滤除CAN总线上的高频干扰，防电磁辐射的能力，提高可靠性和稳定性。
进一步地，所述CAN总线驱动单元3还包括电容C1、电容C2、电容C4、电容C5和电阻R1，驱动芯片U1的2引脚接地、3引脚外接+5V、8引脚通过电阻R1接地，电容C1一端与驱动芯片U1的2引脚连接、另一端与3引脚连接，电容C2一端与驱动芯片U1的2引脚连接、另一端与3引脚连接，电容C4的一端与驱动芯片U1的7引脚连接、另一端接地，电容C5的一端与驱动芯片U1的6引脚连接、另一端接地。
换言之，单片机上的CAN信号接收引脚RX和发送引脚TX连接到驱动芯片U1的输入端RXD和TXD端，U1输入端连接CAN通讯物理总线，经过CAN总线抗干扰单元1和CAN总线保护单元2对CAN通讯物理总线的CAN_H和CAN_L进行滤波、抗干扰处理，输入U1，并通过U1进入单片机中。
电容C1和电容C2的设置，对驱动芯片U1的电源进行滤波处理，以对电源进行降噪处理。电容C4和电容C5对从共轭线圈LC1进入驱动芯片U1中的信号进行滤波处理,以提高进入驱动芯片U1中的信号强度。电阻R1对驱动芯片U1的8脚具有限流作用。
进一步地，所述CAN总线抗干扰单元1包括共轭线圈LC1、电阻R2、电阻R3、电容C3，共轭线圈LC1的3引脚连接到驱动芯片U1的6引脚连接、4引脚连接到驱动芯片U1的7引脚连接，共轭线圈LC1的1引脚连接到CAN通讯物理总线CAN_H、2引脚连接到CAN通讯物理总线CAN_L，电阻R2的一端连接到共轭线圈LC1的1引脚、另一端连接到驱动芯片U1的5引脚，电阻R3的一端连接到共轭线圈LC1的2引脚、另一端连接到驱动芯片U1的5引脚，电容C3的一端连接到驱动芯片U1的5引脚、另一端接地。所述共轭线圈LC1采用ACT-510-2P芯片。
共轭线圈LC1能够对CAN_H和CAN_L上的高频干扰信号进行滤波，同时采用两个60Ω电阻(电阻R2和电阻R3)串联中间接电容(电容C3)的分离式匹配电阻的接法，提高可靠性和稳定性。
进一步地，所述CAN总线保护单元2包括TVS管D1，TVS管D1的1脚接连接到CAN通讯物理总线CAN_H、2引脚连接到CAN通讯物理总线CAN_H、3引脚接GND。
TVS管D1采用型号为LBT23C24L-020AT的TVS管，该TVS管并列在CAN_H和GND以及CAN_L和GND之间，用来保护CAN通讯受到浪涌电压的冲击，当TVS管上电压超过一定幅度时，TVS管迅速导通，从而将浪涌能量泄放掉，并将电压幅度限制在一定范围内。
工作过程：将CAN总线驱动单元3的1引脚和4引脚分别接入单片机的CAN信号发送引脚TX和CAN信号接收引脚RX上，完成CAN总线驱动单元3与单片机的通信连接，CAN通讯物理总线的CAN_H和CAN_L经过CAN总线保护单元2的电压保护处理、CAN总线抗干扰单元1的滤波抗干扰处理，滤除CAN通讯物理总线上的高频干扰，输入单片机中，提高了CAN通讯物理总线远距离传输的可靠性和稳定性。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种储能电池管理系统的CAN总线通讯电路，其特征在于，包括CAN总线抗干扰单元(1)和CAN总线保护单元(2)、用于CAN收/发的CAN总线驱动单元(3)，CAN总线抗干扰单元(1)的输出端与CAN总线驱动单元(3)的输入端连接、输入端与CAN总线保护单元(2)的输出端连接，CAN总线保护单元(2)的输入端与CAN通讯物理总线CAN_H和CAN_L连接，CAN总线驱动单元(3)与单片机相互连接。
2.根据权利要求1所述的储能电池管理系统的CAN总线通讯电路，其特征在于，所述CAN总线驱动单元(3)包括驱动芯片U1，驱动芯片U1的TXD引脚与CAN信号发送引脚TX连接、RXD引脚与CAN信号接收引脚RX连接，驱动芯片U1的输入端与CAN总线抗干扰单元(1)的输出端连接。
3.根据权利要求2所述的储能电池管理系统的CAN总线通讯电路，其特征在于，所述CAN总线驱动单元(3)还包括电容C1、电容C2、电容C4、电容C5和电阻R1，驱动芯片U1采用TJA1042T芯片，驱动芯片U1的2引脚接地、3引脚外接+5V、8引脚通过电阻R1接地，电容C1一端与驱动芯片U1的2引脚连接、另一端与3引脚连接，电容C2一端与驱动芯片U1的2引脚连接、另一端与3引脚连接，电容C4的一端与驱动芯片U1的7引脚连接、另一端接地，电容C5的一端与驱动芯片U1的6引脚连接、另一端接地。
4.根据权利要求3所述的储能电池管理系统的CAN总线通讯电路，其特征在于，所述CAN总线抗干扰单元(1)包括共轭线圈LC1、电阻R2、电阻R3、电容C3，共轭线圈LC1的3引脚连接到驱动芯片U1的6引脚连接、4引脚连接到驱动芯片U1的7引脚连接，共轭线圈LC1的1引脚连接到CAN通讯物理总线CAN_H、2引脚连接到CAN通讯物理总线CAN_L，电阻R2的一端连接到共轭线圈LC1的1引脚、另一端连接到驱动芯片U1的5引脚，电阻R3的一端连接到共轭线圈LC1的2引脚、另一端连接到驱动芯片U1的5引脚，电容C3的一端连接到驱动芯片U1的5引脚、另一端接地。
5.根据权利要求4所述的储能电池管理系统的CAN总线通讯电路，其特征在于，所述共轭线圈LC1采用ACT-510-2P芯片。
6.根据权利要求4所述的储能电池管理系统的CAN总线通讯电路，其特征在于，所述CAN总线保护单元(2)包括TVS管D1，TVS管D1的1脚接连接到CAN通讯物理总线CAN_H、2引脚连接到CAN通讯物理总线CAN_H、3引脚接GND。
7.根据权利要求6所述的储能电池管理系统的CAN总线通讯电路，其特征在于，TVS管D1采用型号为LBT23C24L-020AT的TVS管，TVS管D1并列在CAN_H和GND以及CAN_L和GND之间。
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