CN220067399U - 车载电平转换电路及车载通讯装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种车载电平转换电路及车载通讯装置，涉及车载通讯技术领域，该车载电平转换电路包括：第一三极管Q37、第一电阻R1和第二电阻R2；其中，第一电阻R1的一端与第一车载电源电压端口SYS_3V3相连接，第一电阻R1的另一端与第一三极管Q37的基极相连接；第二电阻R2的一端与第一车载电源电压端口SYS_3V3相连接，第二电阻R2的另一端与第一三极管Q37的集电极相连接；第一三极管Q37的发射极与车载电压输入端口RADAE_TX相连接；第一三极管Q37的集电极与车载电压输出端口RADAE_RX相连接。该车载电平转换电路使用简单、低成本的三极管电平转换方案就解决了芯片接口电压不匹配的问题。

Description

车载电平转换电路及车载通讯装置

技术领域

本实用新型涉及车载通讯技术领域，尤其是涉及一种车载电平转换电路及车载通讯装置。

背景技术

传统燃油车中会使用数百颗各类芯片，在新能源汽车中芯片数量甚至会达到上千颗。这些芯片功能不同，供电电压不同，对外通讯的接口电压(电平)也不相同，但不同芯片之间又需要互相通讯以收发命令，因此需要将不同芯片的接口转成同一电压(电平)，以保证其实现正常通讯。但现有技术中在解决芯片接口电压不匹配的问题时，缺少低成本的实现方案。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种车载电平转换电路及车载通讯装置，该车载电平转换电路使用简单、低成本的三极管电平转换方案就解决了芯片接口电压不匹配的问题，从而在几乎不增加成本情况下实现了不同芯片之间的接口通讯。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种车载电平转换电路，该车载电平转换电路包括：第一三极管Q37、第一电阻R1和第二电阻R2；其中，第一电阻R1的一端与第一车载电源电压端口SYS_3V3相连接，第一电阻R1的另一端与第一三极管Q37的基极相连接；第二电阻R2的一端与第一车载电源电压端口SYS_3V3相连接，第二电阻R2的另一端与第一三极管Q37的集电极相连接；第一三极管Q37的发射极与车载电压输入端口RADAE_TX相连接；第一三极管Q37的集电极与车载电压输出端口RADAE_RX相连接。

在一些实施方式中，车载电平转换电路还包括：第三电阻R310；其中，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的一端相连接；第二电阻R2的另一端与第一三极管Q37的发射极相连接后接地；第三电阻R310的一端与第一车载电源电压端口SYS_3V3相连接；第三电阻R310的另一端与第一三极管Q37的集电极相连接。

在一些实施方式中，车载电平转换电路还包括：第二三极管Q10、第一电容C374、第四电阻R712；其中，第一三极管Q37的集电极与第二三极管Q10的基极相连接；第二三极管Q10的发射极接地；第二三极管Q10的集电极与第四电阻R712的一端相连接，第四电阻R712的另一端与车载电压输出端口RADAE_RX相连接。

在一些实施方式中，车载电平转换电路还包括：第五电阻R312、第六电阻R713、第二电容C373；其中，第四电阻R712的另一端分别与第五电阻R312的一端、第六电阻R713的一端以及车载数据输入端口RADAE_DATA相连接；第六电阻R713的另一端与第二车载电源电压端口SYS_12V相连接；第五电阻R312的另一端与车载电压输出端口RADAE_RX相连接，第五电阻R312的另一端还与第二电容C373的一端相连接，第二电容C373的另一端接地。

在一些实施方式中，车载电平转换电路还包括：第三三极管Q36，第七电阻R3、第八电阻R4；其中，第五电阻R312的另一端与第七电阻R3的一端相连接；第七电阻R3的另一端与第三三极管Q36的基极相连接；第七电阻R3的另一端与第八电阻R4的一端相连接；第八电阻R4的另一端与第三三极管Q36的发射极相连接后接地；第三三极管Q36的集电极与车载电压输出端口RADAE_RX相连接。

在一些实施方式中，车载电平转换电路还包括：第四三极管Q9；其中，第四三极管Q9的基极与第三三极管Q36的集电极相连接；第四三极管Q9的发射极接地；第四三极管Q9的集电极与车载电压输出端口RADAE_RX相连接。

在一些实施方式中，车载电平转换电路还包括：第九电阻R311、第十电阻R309；其中，第一车载电源电压端口SYS_3V3分别与第九电阻R311的一端、第十电阻R309的一端相连接；第九电阻R311的另一端分别与第四三极管Q9的基极、第三三极管Q36的集电极相连接；第十电阻R309的另一端分别与第四三极管Q9的集电极、车载电压输出端口RADAE_RX相连接。

在一些实施方式中，第三电阻R310为4700欧姆；第四电阻R712为100欧姆；第五电阻R312为22000欧姆；第六电阻R713为4700欧姆；第七电阻R3与第一电阻R1的阻值相同；第八电阻R4与第二电阻R2的阻值相同；第九电阻R311为4700欧姆；第十电阻R309为4700欧姆；第一电容C374的电容值为10pF；第二电容C373的电容值为10pF。

在一些实施方式中，第一三极管Q37为DTC114EKA型号的三极管；第二三极管Q10为PMBT3904型号的三极管；第三三极管Q36为DTC114EKA型号的三极管；第四三极管Q9为PMBT3904型号的三极管。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种车载通讯装置，车载通讯装置包括：多个车载通讯芯片100以及如第一方面中提到的车载电平转换电路200；其中，车载通信芯片100中设置有车载电压输入端口110以及车载电压输出端口120，不同车载通讯芯片的车载电压输入端口110、车载电压输出端口120通过车载电平转换电路200相连接。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型提供了一种车载电平转换电路及车载通讯装置，该车载电平转换电路包括：第一三极管Q37、第一电阻R1和第二电阻R2；其中，第一电阻R1的一端与第一车载电源电压端口SYS_3V3相连接，第一电阻R1的另一端与第一三极管Q37的基极相连接；第二电阻R2的一端与第一车载电源电压端口SYS_3V3相连接，第二电阻R2的另一端与第一三极管Q37的集电极相连接；第一三极管Q37的发射极与车载电压输入端口RADAE_TX相连接；第一三极管Q37的集电极与车载电压输出端口RADAE_RX相连接。该车载电平转换电路使用简单、低成本的三极管电平转换方案就解决了芯片接口电压不匹配的问题，从而在几乎不增加成本情况下实现了不同芯片之间的接口通讯。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义的确定，或者通过实施本实用新型的上述技术即可得知。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施方式，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的第一种车载电平转换电路的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的第二种车载电平转换电路的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的第三种车载电平转换电路的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的第四种车载电平转换电路的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的第五种车载电平转换电路的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的第六种车载电平转换电路的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的第七种车载电平转换电路的结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的一种车载电平转换电路的结构示意图。

图标：

R1-第一电阻；R2-第二电阻；R310-第三电阻；R712-第四电阻；R312-第五电阻；R713-第六电阻；R3-第七电阻；R4-第八电阻；R311第九电阻；R309-第十电阻；

Q37-第一三极管；Q10-第二三极管；Q36-第三三极管；Q9-第四三极管；

C374-第一电容；C373-第二电容；

SYS_3V3-第一车载电源电压端口；SYS_12V-第二车载电源电压端口；

RADAE_TX-车载电压输入端口；RADAE_RX-车载电压输出端口；RADAE_DATA-车载数据输入端口；

100-车载通讯芯片；110-车载电压输入端口；120-车载电压输出端口；200-车载电平转换电路。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，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。

传统燃油车中会使用数百颗各类芯片，在新能源汽车中芯片数量甚至会达到上千颗。这些芯片功能不同，供电电压不同，对外通讯的接口电压(电平)也不相同，但不同芯片之间又需要互相通讯以收发命令，因此需要将不同芯片的接口转成同一电压(电平)，以保证其实现正常通讯。但现有技术中在解决芯片接口电压不匹配的问题时，缺少低成本的实现方案。基于此，本实用新型实施例提供一种车载电平转换电路及车载通讯装置，该车载电平转换电路使用简单、低成本的三极管电平转换方案就解决了芯片接口电压不匹配的问题，从而在几乎不增加成本情况下实现了不同芯片之间的接口通讯。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种车载电平转换电路进行详细介绍。参见图1所示的第一种车载电平转换电路的结构示意图，该车载电平转换电路包括：第一三极管Q37、第一电阻R1和第二电阻R2；其中，第一电阻R1的一端与第一车载电源电压端口SYS_3V3相连接，第一电阻R1的另一端与第一三极管Q37的基极相连接；第二电阻R2的一端与第一车载电源电压端口SYS_3V3相连接，第二电阻R2的另一端与第一三极管Q37的集电极相连接；第一三极管Q37的发射极与车载电压输入端口RADAE_TX相连接；第一三极管Q37的集电极与车载电压输出端口RADAE_RX相连接。

不同芯片因为工作电压不同，因此芯片本身UART接口的通讯电压也不同，该车载电平转换电路可以将不同芯片之间不同电压的UART串口转成同一电压以进行通讯。具体的说，该车载电平转换电路主要包括NPN型的第一三极管Q37以及上拉电阻R1和R2。该车载电平转换电路通过三极管Q37进行电平转换，第一三极管Q37的B极(基极)始终为高电平1.8V，输入端TX(E发射极)为3.3V，输出端RX(C集电极)为1.8V。当输入端TX是高电平3.3V时，第一三极管Q37从C极向E极的电流流动方向截止，输出端RX通过R2电阻上拉到VDD_1V8实现高电平1.8V；当输入端TX是低电平0V时，第一三极管Q37从C极向E极的电流流动方向导通，因此输出端RX与输入端TX导通并被输入端TX拉低至接近0V，实现低电平。

在图1所示的第一种车载电平转换电路的基础上可衍生出多种电路形式。如图2所示，在一些实施方式中，车载电平转换电路还包括：第三电阻R310；其中，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的一端相连接；第二电阻R2的另一端与第一三极管Q37的发射极相连接后接地；第三电阻R310的一端与第一车载电源电压端口SYS_3V3相连接；第三电阻R310的另一端与第一三极管Q37的集电极相连接。

如图3所示，在一些实施方式中，车载电平转换电路还包括：第二三极管Q10、第一电容C374、第四电阻R712；其中，第一三极管Q37的集电极与第二三极管Q10的基极相连接；第二三极管Q10的发射极接地；第二三极管Q10的集电极与第四电阻R712的一端相连接，第四电阻R712的另一端与车载电压输出端口RADAE_RX相连接。

如图4所示，在一些实施方式中，车载电平转换电路还包括：第五电阻R312、第六电阻R713、第二电容C373；其中，第四电阻R712的另一端分别与第五电阻R312的一端、第六电阻R713的一端以及车载数据输入端口RADAE_DATA相连接；第六电阻R713的另一端与第二车载电源电压端口SYS_12V相连接；第五电阻R312的另一端与车载电压输出端口RADAE_RX相连接，第五电阻R312的另一端还与第二电容C373的一端相连接，第二电容C373的另一端接地。

如图5所示，在一些实施方式中，车载电平转换电路还包括：第三三极管Q36，第七电阻R3、第八电阻R4；其中，第五电阻R312的另一端与第七电阻R3的一端相连接；第七电阻R3的另一端与第三三极管Q36的基极相连接；第七电阻R3的另一端与第八电阻R4的一端相连接；第八电阻R4的另一端与第三三极管Q36的发射极相连接后接地；第三三极管Q36的集电极与车载电压输出端口RADAE_RX相连接。

如图6所示，在一些实施方式中，车载电平转换电路还包括：第四三极管Q9；其中，第四三极管Q9的基极与第三三极管Q36的集电极相连接；第四三极管Q9的发射极接地；第四三极管Q9的集电极与车载电压输出端口RADAE_RX相连接。

如图7所示，在一些实施方式中，车载电平转换电路还包括：第九电阻R311、第十电阻R309；其中，第一车载电源电压端口SYS_3V3分别与第九电阻R311的一端、第十电阻R309的一端相连接；第九电阻R311的另一端分别与第四三极管Q9的基极、第三三极管Q36的集电极相连接；第十电阻R309的另一端分别与第四三极管Q9的集电极、车载电压输出端口RADAE_RX相连接。

具体实施过程中，第三电阻R310为4700欧姆；第四电阻R712为100欧姆；第五电阻R312为22000欧姆；第六电阻R713为4700欧姆；第七电阻R3与第一电阻R1的阻值相同；第八电阻R4与第二电阻R2的阻值相同；第九电阻R311为4700欧姆；第十电阻R309为4700欧姆；第一电容C374的电容值为10pF；第二电容C373的电容值为10pF。

第一三极管Q37为DTC114EKA型号的三极管；第二三极管Q10为PMBT3904型号的三极管；第三三极管Q36为DTC114EKA型号的三极管；第四三极管Q9为PMBT3904型号的三极管。

上述实施例中的车载电平转换电路均可通过三极管和电阻实现12V到3.3V的电平转换。当RADAE_TX发送数据时，通过高低电平变化控制Q37三极管打开和关闭，进而控制Q10三极管的基极电压拉高或拉低，从而控制Q10三极管的打开和关闭，因此RADAE_DATA引脚可以通过Q10三极管被拉低，并与SYS_12V的相互作用下产生高低电平变化，此电平变化可被后端设备识别为1/0数据并识别，从而达到不同电压的UART接口之间传输数据的目的；RADAE_RX同理，在此不再赘述。

通过上述实施例中的车载电平转换电路可知，该车载电平转换电路使用简单、低成本的三极管电平转换方案就解决了芯片接口电压不匹配的问题，从而在几乎不增加成本情况下实现了不同芯片之间的接口通讯。

本实用新型实施例还提供了一种车载通讯装置，如图8所示，该车载通讯装置包括：多个车载通讯芯片100以及如第一方面中提到的车载电平转换电路200；其中，车载通信芯片100中设置有车载电压输入端口110以及车载电压输出端口120，不同车载通讯芯片的车载电压输入端口110、车载电压输出端口120通过车载电平转换电路200相连接。

该车载通讯装置通过车载电平转换电路实现了利用简单、低成本的三极管电平转换方案解决芯片接口电压不匹配的问题，从而在几乎不增加成本情况下实现了不同芯片之间的接口通讯，实现产品轻量化低成本设计。

本实用新型实施例提供的车载通讯装置中所涉及的车载电平转换电路，与前述实施例提供的车载电平转换电路具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。为简要描述，实施例部分未提及之处，可参考前述实施例中相应内容。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以用软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述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：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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种车载电平转换电路，其特征在于，所述车载电平转换电路包括：第一三极管Q37、第一电阻R1和第二电阻R2；其中，所述第一电阻R1的一端与第一车载电源电压端口SYS_3V3相连接，所述第一电阻R1的另一端与所述第一三极管Q37的基极相连接；所述第二电阻R2的一端与第一车载电源电压端口SYS_3V3相连接，所述第二电阻R2的另一端与所述第一三极管Q37的集电极相连接；所述第一三极管Q37的发射极与车载电压输入端口RADAE_TX相连接；所述第一三极管Q37的集电极与车载电压输出端口RADAE_RX相连接。

2.根据权利要求1所述的车载电平转换电路，其特征在于，所述车载电平转换电路还包括：第三电阻R310；其中，所述第一电阻R1的另一端与所述第二电阻R2的一端相连接；所述第二电阻R2的另一端与所述第一三极管Q37的发射极相连接后接地；所述第三电阻R310的一端与所述第一车载电源电压端口SYS_3V3相连接；所述第三电阻R310的另一端与所述第一三极管Q37的集电极相连接。

3.根据权利要求2所述的车载电平转换电路，其特征在于，所述车载电平转换电路还包括：第二三极管Q10、第一电容C374、第四电阻R712；其中，所述第一三极管Q37的集电极与所述第二三极管Q10的基极相连接；所述第二三极管Q10的发射极接地；所述第二三极管Q10的集电极与所述第四电阻R712的一端相连接，所述第四电阻R712的另一端与所述车载电压输出端口RADAE_RX相连接。

4.根据权利要求3所述的车载电平转换电路，其特征在于，所述车载电平转换电路还包括：第五电阻R312、第六电阻R713、第二电容C373；其中，所述第四电阻R712的另一端分别与所述第五电阻R312的一端、所述第六电阻R713的一端以及车载数据输入端口RADAE_DATA相连接；所述第六电阻R713的另一端与第二车载电源电压端口SYS_12V相连接；所述第五电阻R312的另一端与所述车载电压输出端口RADAE_RX相连接，所述第五电阻R312的另一端还与所述第二电容C373的一端相连接，所述第二电容C373的另一端接地。

5.根据权利要求4所述的车载电平转换电路，其特征在于，所述车载电平转换电路还包括：第三三极管Q36，第七电阻R3、第八电阻R4；其中，所述第五电阻R312的另一端与所述第七电阻R3的一端相连接；所述第七电阻R3的另一端与所述第三三极管Q36的基极相连接；所述第七电阻R3的另一端与所述第八电阻R4的一端相连接；所述第八电阻R4的另一端与所述第三三极管Q36的发射极相连接后接地；所述第三三极管Q36的集电极与所述车载电压输出端口RADAE_RX相连接。

6.根据权利要求5所述的车载电平转换电路，其特征在于，所述车载电平转换电路还包括：第四三极管Q9；其中，所述第四三极管Q9的基极与所述第三三极管Q36的集电极相连接；所述第四三极管Q9的发射极接地；所述第四三极管Q9的集电极与所述车载电压输出端口RADAE_RX相连接。

7.根据权利要求6所述的车载电平转换电路，其特征在于，所述车载电平转换电路还包括：第九电阻R311、第十电阻R309；其中，所述第一车载电源电压端口SYS_3V3分别与所述第九电阻R311的一端、所述第十电阻R309的一端相连接；所述第九电阻R311的另一端分别与所述第四三极管Q9的基极、所述第三三极管Q36的集电极相连接；所述第十电阻R309的另一端分别与所述第四三极管Q9的集电极、所述车载电压输出端口RADAE_RX相连接。

8.根据权利要求7所述的车载电平转换电路，其特征在于，所述第三电阻R310为4700欧姆；所述第四电阻R712为100欧姆；所述第五电阻R312为22000欧姆；所述第六电阻R713为4700欧姆；所述第七电阻R3与所述第一电阻R1的阻值相同；所述第八电阻R4与所述第二电阻R2的阻值相同；所述第九电阻R311为4700欧姆；所述第十电阻R309为4700欧姆；

所述第一电容C374的电容值为10pF；所述第二电容C373的电容值为10pF。

9.根据权利要求7所述的车载电平转换电路，其特征在于，所述第一三极管Q37为DTC114EKA型号的三极管；所述第二三极管Q10为PMBT3904型号的三极管；所述第三三极管Q36为DTC114EKA型号的三极管；所述第四三极管Q9为PMBT3904型号的三极管。

10.一种车载通讯装置，其特征在于，所述车载通讯装置包括：多个车载通讯芯片以及如上述权利要求1至9任一项所述的车载电平转换电路；其中，所述车载通信芯片中设置有车载电压输入端口以及车载电压输出端口，不同所述车载通讯芯片的所述车载电压输入端口、所述车载电压输出端口通过所述车载电平转换电路相连接。