CN217157105U - 一种低功耗can唤醒系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种低功耗CAN唤醒系统，包括处理模块、CAN收发模块、第一供电模块和第二供电模块，第一供电模块和第二供电模块连接车身常电，处理模块和CAN收发模块并联连接至第二供电模块，处理模块和CAN收发模块适于控制第二供电模块的开关，第二供电模块适于在开启后向处理模块供电，CAN收发模块连接CAN总线和处理模块，CAN收发模块适于接收CAN总线和处理模块的信号数据并转换发送至对方，第一供电模块适于向CAN收发模块提供常电，CAN收发模块具有睡眠状态和工作状态，处理模块在设定时间内无CAN收发模块发送的信号数据获得时，处理模块控制CAN收发模块进入睡眠状态，该系统的多个唤醒源共用一个唤醒控制电路，同时能够监测单路CAN总线，且功耗较低。

Description

一种低功耗CAN唤醒系统

技术领域

本申请涉及汽车电气控制技术领域，具体涉及一种低功耗CAN唤醒系统。

背景技术

随着车身智能化的提高，汽车系统上的电气设备越来越多，汽车需要根据不同的使用场景对电气设备进行唤醒使用，这其中就需要汽车唤醒控制系统。

但是，现有的汽车唤醒控制系统存在以下缺陷：由于不同的电气设备使用不同的唤醒控制电路，系统结构会变得较为复杂，且监控这些电气设备时需要系统中保持有静态电流，工作功耗较高。

发明内容

本申请的一个目的在于提供一种能够同时监测多个唤醒源和单路CAN总线，且功耗较低的低功耗CAN唤醒系统。

为达到以上目的，本申请采用的技术方案为：一种低功耗CAN唤醒系统，包括处理模块、CAN收发模块、第一供电模块和第二供电模块，所述第一供电模块和所述第二供电模块连接车身常电，所述处理模块和所述CAN收发模块并联连接至所述第二供电模块，所述处理模块和所述CAN收发模块适于控制所述第二供电模块的开关，所述第二供电模块适于在开启后向所述处理模块供电，所述CAN收发模块连接CAN总线和所述处理模块，所述CAN收发模块适于接收所述CAN总线和所述处理模块的信号数据并转换发送至对方，所述第一供电模块适于向所述CAN收发模块提供常电，所述CAN收发模块具有睡眠状态和工作状态，所述处理模块在设定时间内无所述CAN收发模块发送的信号数据获得时，所述处理模块控制所述CAN收发模块进入睡眠状态。

作为改进，还包括至少一个唤醒源，所述唤醒源和所述第二供电模块连接，所述唤醒源适于向所述第二供电模块发送唤醒信号，所述唤醒源、所述CAN收发模块和所述处理模块相互并联，所述处理模块适于检测所述唤醒源的唤醒信号，所述处理模块检测到所述唤醒源的唤醒信号消失时，所述处理模块控制所述CAN收发模块进入睡眠状态。

作为改进，所述处理模块和所述唤醒源之间连接有转换模块，所述转换模块适于对所述唤醒源的电压降压并输入所述处理模块。

作为改进，所述转换模块包括降压芯片或降压电路。

作为改进，所述唤醒源的数量为三个，多个所述唤醒源之间相互并联，所述唤醒源包括钥匙电压信号、充电电压信号和危急信号。

作为改进，所述唤醒源、所述CAN收发模块和所述处理模块与所述第二供电模块之间皆串联有单向二极管；所述第二供电模块上连接有开关电路，所述开关电路适于在通电后连通所述第二供电模块和所述唤醒源，所述开关电路包括第一电阻、第二电阻和三极管，所述第二供电模块上设置有开关接口，所述唤醒源连接至所述第一电阻一端，所述第一电阻另一端和所述三极管的基极连接，所述三极管的集电极连接所述开关接口，所述三极管的发射极接地，所述第二电阻并联于所述第一电阻和所述三极管之间并接地。

具体的，所述第二供电模块上连接有开关电路，所述开关电路适于在通电后连通所述第二供电模块和所述CAN收发模块以及所述第二供电模块和所述处理模块，所述开关电路包括第一电阻、第二电阻和三极管，所述第二供电模块上设置有开关接口，所述CAN收发模块设置有唤醒输出接口，所述处理模块设置有第一控制输出接口，所述唤醒输出接口和所述第一控制输出接口并联至所述第一电阻一端，所述第一电阻另一端和所述三极管的基极连接，所述三极管的集电极连接所述开关接口，所述三极管的发射极接地，所述第二电阻并联于所述第一电阻和所述三极管之间并接地。

具体的，所述处理模块设置有第二控制输出接口，所述第二控制输出接口和所述第一供电模块并联接至所述CAN收发模块，所述第一供电模块处串联有第三电阻，所述第三电阻适于上拉所述第一供电模块提供的常电电压。

作为优选，所述第一供电模块包括低功耗降压芯片，所述CAN收发模块包括带CAN唤醒功能的CAN收发器。

与现有技术相比，本申请的有益效果在于：该系统中的大部分模块能够在未被唤醒时处于断电或非工作状态，可接入多个唤醒源的同时能够对CAN总线进行单路检测，其中和CAN总线连接的CAN收发模块能够进入睡眠状态，从而极大的降低系统内的静态工作电流，节省能耗，避免车身蓄电池耗电过度，影响汽车启动，处理模块能够主动控制第二供电模块的断电时间，当没有其他唤醒源唤醒系统时，处理模块能够检测唤醒信号并控制第二控制模块延时断电，确保处理模块能够使CAN收发模块及时进入睡眠状态进行省电。

附图说明

图1是根据本申请的一个优选实施例的系统电路图；

图2是根据本申请的一个优选实施例的系统唤醒的工作流程图。

图中：1、处理模块；2、CAN收发模块；3、第一供电模块；4、第二供电模块；5、开关电路；6、转换模块。

具体实施方式

下面，结合具体实施方式，对本申请做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在本申请的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”、“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本申请和简化描述，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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本申请的具体保护范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本申请做进一步说明：

如图1至2所示，VC为车身常电，VCC为第二供电模块输出的电压，BatVCC为第一供电模块输出的电压，R1为第一电阻，R2为第二电阻，R3为第三电阻，T1为NPN型三极管，D1、D2、D3、D4、D5为单向二极管，wk1、wk2、wk3、wk4为唤醒信号，wk5为第二供电模块的控制信号，STB为CAN收发模块的工作模式控制信号，ON/OFF为开关接口，INH为唤醒输出接口，IO1为第一控制输出接口，IO2为第二控制输出接口。

本申请的一个优选实施例包括处理模块1、CAN收发模块2、第一供电模块3和第二供电模块4，处理模块1优选使用MCU处理器(单片机)，CAN收发模块2优选使用带CAN唤醒功能的CAN收发器，第一供电模块3优选使用低功耗的降压芯片，第二供电模块4优选使用可开关控制的降压芯片。

第二供电模块4连接车身常电，处理模块1和CAN收发模块2并联连接至第二供电模块4，处理模块1和CAN收发模块2皆能够控制第二供电模块4的开关，第二供电模块4适于在开启后向处理模块1供电，处理模块1和第二供电模块4之间形成控制循坏，只要处理模块1保持运行，则第二供电模块4被唤醒后不会主动关闭，实现系统在被唤醒后对工作状态的维持，当没有其他唤醒源时，可以控制延时工作时间。

CAN收发模块2连接CAN总线和处理模块1，CAN收发模块2适于接收CAN总线和处理模块1的信号数据并转换发送至对方，CAN收发模块2可以将差分信号(CANH、CANL)转换成处理模块1可以接收的电平信号(TXD、RXD)，也可将处理模块1的电平信号(TXD、RXD)转换成差分信号(CANH、CANL)外发至CAN总线，第一供电模块3连接车身常电，第一供电模块3向CAN收发模块2提供常电，CAN收发模块2具有睡眠状态和工作状态，第一供电模块3能够使CAN收发模块2一直处于通电运行状态，CAN收发模块2的运行功耗通过改变工作状态来进行调节控制，处理模块1在设定时间内无信号数据获得时，处理模块1适于延时控制CAN收发模块2进入睡眠状态，睡眠状态下的CAN收发模块2具有更低的运行功耗，由于大部分电路处于非工作状态，能够极大的降低静态工作电流，避免长时间停车后汽车出现亏电现象。

第二供电模块4上连接有开关电路5，开关电路5适于在通电后连通第二供电模块4和CAN收发模块2以及第二供电模块4和处理模块1，通过开关电路5的通断电对第二供电模块4进行控制，开关电路5包括第一电阻R1、第二电阻R2和三极管T1，第二供电模块4上设置有开关接口ON/OFF，CAN收发模块2设置有唤醒输出接口INH，唤醒输出接口INH输出唤醒信号wk4，处理模块1设置有第一控制输出接口IO1，第一控制输出接口IO1输出控制信号wk5，唤醒输出接口INH和第一控制输出接口IO1并联至第一电阻R1一端，第一电阻R1另一端和三极管T1的基极连接，三极管T1的集电极连接开关接口ON/OFF，三极管T1的发射极接地，第二电阻R2并联于第一电阻R1和三极管T1之间并接地。

系统内还包括至少一个唤醒源，唤醒源和第二供电模块4连接，唤醒源适于向第二供电模块4发送唤醒信号，唤醒源、CAN收发模块2和处理模块1相互并联，任一唤醒源、CAN收发模块2或处理模块1都能够使第二供电模块4开启进行供电，处理模块1适于检测唤醒源的唤醒信号，当处理模块1检测到唤醒源的唤醒信号消失时，处理模块1控制CAN收发模块进入睡眠状态。

处理模块1和唤醒源之间连接有转换模块6，转换模块6适于对唤醒源的电压降压并输入处理模块1，转换模块6优选使用降压芯片或降压电路，能够将常见车身上的24V和12V的唤醒源转换为能够输入处理模块1的5V或3.3V，避免电压过高损坏处理模块1。

唤醒源、CAN收发模块2和处理模块1与第二供电模块4之间皆串联有单向二极管D1、D2、D3、D4、D5，避免发生信号干扰，导致开关电路5失效。

唤醒源的数量为三个，多个唤醒源之间相互并联，唤醒源适于向第二供电模块4发送唤醒信号，唤醒源包括钥匙电压信号wk1、充电电压信号wk2和危急信号wk3，还能够更具实际需求增加更多数量的唤醒源，多个唤醒源共用一个开关电路5(唤醒控制电路)，能够降低电路结构复杂度。

处理模块1设置有第二控制输出接口IO2，第二控制输出接口IO2和第一供电模块3并联接至CAN收发模块2，第一供电模块3处串联有第三电阻R3，第三电阻R3适于上拉第一供电模块3提供的常电电压，第一供电模块3用于向CAN收发模块2通常电，使其持续运作，配合处理模块1发送的工作模式控制信号STB能够使其在工作状态和睡眠状态之间进行切换，在系统未被唤醒时能够有效减少电耗。

如图2所示，本申请的优选实施例的工作流程为：系统未被唤醒时，第一供电模块3通常电，CAN收发模块2通常电且处于睡眠状态，处理模块1和第二供电模块4断电，当CAN总线上出现差分信号(CANH、CANL)时CAN收发模块2在接收到差分信号后输出唤醒信号wk4至第二供电模块4将其激活通电，或唤醒源产生唤醒信号wk1、wk2或wk3至第二供电模块4将其激活通电，第二供电模块4启动后会向处理模块1进行供电，此时处理模块1会向第二供电模块4发生控制信号wk5让第二供电模块4维持开启状态，处理模块1同时控制CAN收发模块2从睡眠状态进入工作状态，并与CAN收发模块2之间进行数据信号(TXD、RXD)交换，当处理模块1通过转换模块6检测到唤醒信号wk1、wk2和wk3消失，且在设定时间内未检测到电平信号(TXD、RXD)时，即表示唤醒源和CAN收发模块2结束唤醒，则处理模块1可控制CAN收发模块2的工作模式进入睡眠状态节省功耗，同时停止发送控制信号wk5，使第二供电模块4重新关闭，处理模块1也随之重新关闭，系统重新进入未被唤醒状态节约功耗。

以上描述了本申请的基本原理、主要特征和本申请的优点。本行业的技术人员应该了解，本申请不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本申请的原理，在不脱离本申请精神和范围的前提下本申请还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本申请的范围内。本申请要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.一种低功耗CAN唤醒系统，其特征在于：包括处理模块、CAN收发模块、第一供电模块和第二供电模块，所述第一供电模块和所述第二供电模块连接车身常电，所述处理模块和所述CAN收发模块并联连接至所述第二供电模块，所述处理模块和所述CAN收发模块适于控制所述第二供电模块的开关，所述第二供电模块适于在开启后向所述处理模块供电，所述CAN收发模块连接CAN总线和所述处理模块，所述CAN收发模块适于接收所述CAN总线和所述处理模块的信号数据并转换发送至对方，所述第一供电模块适于向所述CAN收发模块提供常电，所述CAN收发模块具有睡眠状态和工作状态，所述处理模块在设定时间内无所述CAN收发模块发送的信号数据获得时，所述处理模块控制所述CAN收发模块进入睡眠状态。

2.如权利要求1所述的一种低功耗CAN唤醒系统，其特征在于：还包括至少一个唤醒源，所述唤醒源和所述第二供电模块连接，所述唤醒源适于向所述第二供电模块发送唤醒信号，所述唤醒源、所述CAN收发模块和所述处理模块相互并联，所述处理模块适于检测所述唤醒源的唤醒信号，所述处理模块检测到所述唤醒源的唤醒信号消失时，所述处理模块控制所述CAN收发模块进入睡眠状态。

3.如权利要求2所述的一种低功耗CAN唤醒系统，其特征在于：所述处理模块和所述唤醒源之间连接有转换模块，所述转换模块适于对所述唤醒源的电压降压并输入所述处理模块。

4.如权利要求3所述的一种低功耗CAN唤醒系统，其特征在于：所述转换模块包括降压芯片或降压电路。

5.如权利要求3所述的一种低功耗CAN唤醒系统，其特征在于：所述唤醒源的数量为三个，多个所述唤醒源之间相互并联，所述唤醒源包括钥匙电压信号、充电电压信号和危急信号。

6.如权利要求2至5任一权利要求所述的一种低功耗CAN唤醒系统，其特征在于：所述唤醒源、所述CAN收发模块和所述处理模块与所述第二供电模块之间皆串联有单向二极管；所述第二供电模块上连接有开关电路，所述开关电路适于在通电后连通所述第二供电模块和所述唤醒源，所述开关电路包括第一电阻、第二电阻和三极管，所述第二供电模块上设置有开关接口，所述唤醒源连接至所述第一电阻一端，所述第一电阻另一端和所述三极管的基极连接，所述三极管的集电极连接所述开关接口，所述三极管的发射极接地，所述第二电阻并联于所述第一电阻和所述三极管之间并接地。

7.如权利要求1所述的一种低功耗CAN唤醒系统，其特征在于：所述第二供电模块上连接有开关电路，所述开关电路适于在通电后连通所述第二供电模块和所述CAN收发模块以及所述第二供电模块和所述处理模块，所述开关电路包括第一电阻、第二电阻和三极管，所述第二供电模块上设置有开关接口，所述CAN收发模块设置有唤醒输出接口，所述处理模块设置有第一控制输出接口，所述唤醒输出接口和所述第一控制输出接口并联至所述第一电阻一端，所述第一电阻另一端和所述三极管的基极连接，所述三极管的集电极连接所述开关接口，所述三极管的发射极接地，所述第二电阻并联于所述第一电阻和所述三极管之间并接地。

8.如权利要求1所述的一种低功耗CAN唤醒系统，其特征在于：所述处理模块设置有第二控制输出接口，所述第二控制输出接口和所述第一供电模块并联接至所述CAN收发模块，所述第一供电模块处串联有第三电阻，所述第三电阻适于上拉所述第一供电模块提供的常电电压。

9.如权利要求1所述的一种低功耗CAN唤醒系统，其特征在于：所述第一供电模块包括低功耗降压芯片，所述CAN收发模块包括带CAN唤醒功能的CAN收发器。

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