DE102014225354A1

DE102014225354A1 - Driver circuit arrangement and data bus with such a driver circuit arrangement

Info

Publication number: DE102014225354A1
Application number: DE102014225354.3A
Authority: DE
Inventors: Axel Pannwitz; Peter Friedrichsohn
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-12-10
Filing date: 2014-12-10
Publication date: 2016-06-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Treiberschaltungsanordnung (2) für einen Datenbus mit einer Flankensteuerungsschaltung (12) und einer von der Flankensteuerungsschaltung (12) ansteuerbaren Verstärkerbaugruppe (8), wobei ein Kondensator (36) mit einem Steueranschluss (G) der Verstärkerbaugruppe (8) elektrisch leitend verbunden ist, und wobei die Verstärkerbaugruppe (8) und der Kondensator (36) eine Millerkapazität (38) bildend verschaltet sind, wobei der Kondensator (36) und ein ohmscher Widerstand (34) elektrisch in Reihe geschaltet sind und wobei der ohmsche Widerstand (34) und eine Steueranschlusskapazität (16) der Verstärkerbaugruppe (8) einen Tiefpass bildend verschaltet sind.The invention relates to a driver circuit arrangement (2) for a data bus having an edge control circuit (12) and an amplifier module (8) which can be controlled by the edge control circuit (12), wherein a capacitor (36) with a control connection (G) of the amplifier module (8) is electrically conductive and wherein the amplifier module (8) and the capacitor (36) are connected to form a miller capacitance (38), wherein the capacitor (36) and an ohmic resistor (34) are electrically connected in series and wherein the ohmic resistor (34 ) and a control terminal capacitance (16) of the amplifier module (8) are connected forming a low-pass.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Treiberschaltungsanordnung und einen Datenbus mit einer derartigen Treiberschaltungsanordnung.The present invention relates to a driver circuit arrangement and a data bus having such a driver circuit arrangement.

Stand der TechnikState of the art

Ein LIN-Bus ist ein Datenbussystem, das hohe Anforderungen an die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV), wie z.B. im Kfz-Bereich, erfüllt. Um diese hohen Anforderungen zu erfüllen, werden die Signalflanken geformt, was die elektromagnetische Abstrahlung minimiert. Zum anderen darf bei elektromagnetischer Einstrahlung die Kommunikation zwischen den Buskomponenten nicht gestört werden. A LIN bus is a data bus system that has high electromagnetic compatibility (EMC) requirements, such as: in the automotive sector, met. To meet these high requirements, the signal edges are formed, which minimizes the electromagnetic radiation. On the other hand, electromagnetic radiation must not disturb the communication between the bus components.

Treiberschaltungsanordnungen, die zum einen mit einer Flankensteuerungsschaltung durch Formung von Signalflanken die elektromagnetische Abstrahlung reduzieren, und zum anderen durch elektromagnetische Hochfrequenzeinstrahlung nicht gestört werden, weisen jedoch einen komplizierten Aufbau auf.However, drive circuit arrangements which reduce the electromagnetic radiation with edge control circuit by forming signal edges and are not disturbed by high-frequency electromagnetic radiation have a complicated structure.

Es besteht daher Bedarf an elektromagnetisch unempfindlichen Treiberschaltungsanordnungen mit einer Flankensteuerungsschaltung zur Formung von Signalflanken mit vereinfachtem Aufbau.There is therefore a need for electromagnetically insensitive driver circuit arrangements with an edge control circuit for shaping signal edges with a simplified structure.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß werden eine Treiberschaltungsanordnung und ein Datenbus mit einer derartigen Treiberschaltungsanordnung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.According to the invention, a driver circuit arrangement and a data bus with such a driver circuit arrangement are proposed with the features of the independent patent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.

Die Treiberschaltungsanordnung für einen Datenbus weist eine Flankensteuerungsschaltung und eine von der Flankensteuerungsschaltung ansteuerbare Verstärkerbaugruppe auf. Mit einem Eingangsanschluss bzw. Steueranschluss (Gate bzw. Basis) der Verstärkerbaugruppe ist ein Kondensator elektrisch leitend verbunden. Dabei sind die Verstärkerbaugruppe und der Kondensator eine Millerkapazität bildend verschaltet. Unter Millerkapazität wird eine Kapazität zwischen Ein- und Ausgang eines Verstärkers verstanden, deren Wirkung aufgrund der Verstärkungswirkung eines invertierenden Verstärkers vergrößert wird. Hierzu ist der Kondensator zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Verstärkerbaugruppe angeordnet. Somit wird die Verstärkungswirkung der Verstärkerbaugruppe genutzt, so dass eingangsseitig der Treiberschaltungsanordnung ein Kondensator mit einer kleineren Kapazität die gleiche Wirkung hat wie ein Kondensator mit einer größeren Kapazität ohne Verstärkungswirkung (Verstärkungsfaktor = 1). Daher kann ein Kondensator mit einer kleineren Kapazität verwendet werden. Der Kondensator kann als ein diskretes Bauteil ausgebildet sein, oder der Kondensator ist Bestandteil einer monolithisch integrierten Schaltungsanordnung. The drive circuitry for a data bus includes an edge control circuit and an amplifier module addressable by the edge control circuit. A capacitor is electrically conductively connected to an input terminal or control terminal (gate or base) of the amplifier module. The amplifier module and the capacitor are connected forming a Millerkapazität. Miller capacitance is understood to mean a capacitance between input and output of an amplifier whose effect is increased due to the amplification effect of an inverting amplifier. For this purpose, the capacitor is arranged between the input and the output of the amplifier module. Thus, the amplification effect of the amplifier assembly is utilized, so that on the input side of the driver circuitry, a capacitor with a smaller capacitance has the same effect as a capacitor with a larger capacity without amplification effect (amplification factor = 1). Therefore, a capacitor having a smaller capacity can be used. The capacitor may be formed as a discrete component, or the capacitor is part of a monolithic integrated circuit arrangement.

Ein Millereffekt ist bei Verstärkerschaltungen mit hoher Bandbreite, wie sie insbesondere für die hier zugrunde liegende Signalübertragung relevant sind, eigentlich unerwünscht, da er die Bandbreite beschränkt. Die Erfindung nimmt dies jedoch bewusst in Kauf, da sich gezeigt hat, dass eine entsprechend ausgeprägte Millerkapazität, wie sie durch gezieltes Vorsehen eines zusätzlichen Kondensators erzielbar ist, eine deutlich verbesserte Flankenformung zulässt. Somit wird auf überraschend einfache Weise eine elektromagnetisch unempfindliche Treiberschaltungsanordnung mit einer Flankensteuerungsschaltung zur Formung von Signalflanken bereitgestellt, die die hohen Anforderungen hinsichtlich EMV-Verträglichkeit im Kfz-Bereich erfüllt.A millereffect is actually undesirable in high-bandwidth amplifier circuits, which are particularly relevant to the signal transmission underlying the present invention, because it limits the bandwidth. However, the invention accepts this consciously, since it has been shown that a correspondingly pronounced Miller capacity, as can be achieved by targeted provision of an additional capacitor, permits a significantly improved edge formation. Thus, in a surprisingly simple manner, an electromagnetically insensitive driver circuit arrangement is provided with an edge control circuit for shaping signal edges, which meets the high requirements with regard to EMC compatibility in the automotive sector.

Erfindungsgemäß sind der Kondensator und ein ohmscher Widerstand elektrisch in Reihe geschaltet. Durch den ohmschen Widerstand werden z.B. durch Störeinstrahlungen verursachte Umladeströme des Kondensators begrenzt, so dass es nicht zu Schäden aufgrund zu hoher elektrischer Stromstärken kommen kann. Seinen ganz besonderen Vorteil entfaltet der ohmsche Widerstand jedoch in Kombination mit einer Steueranschlusskapazität (insbesondere einer Gatekapazität) der Verstärkerbaugruppe. Der ohmsche Widerstand und eine Steueranschlusskapazität der Verstärkerbaugruppe sind nämlich einen Tiefpass bildend verschaltet. Somit bilden der ohmsche Widerstand und die Steueranschlusskapazität der Verstärkerbaugruppe einen Tiefpass, der Hochfrequenzstörungen, hervorgerufen durch elektromagnetische Strahlung, dämpft. So ist die Unempfindlichkeit gegenüber elektromagnetischer Strahlung gesteigert. Ist die Verstärkerbaugruppe vorteilhafterweise als Kaskodenschaltung ausgebildet, handelt es sich vorzugsweise um eine Steueranschlusskapazität des eingangsseitigen Verstärkerbauelements der Kaskodenschaltung.According to the invention, the capacitor and an ohmic resistor are electrically connected in series. By the ohmic resistance, e.g. Restricted by interference charges caused Umladeströme the capacitor so that it can not be damaged by excessive electrical currents. However, the ohmic resistance develops its very special advantage in combination with a control connection capacitance (in particular a gate capacitance) of the amplifier module. Namely, the ohmic resistance and a control terminal capacity of the amplifier board are interconnected to form a low-pass filter. Thus, the ohmic resistance and the control terminal capacitance of the amplifier assembly form a low-pass filter which attenuates high-frequency noise caused by electromagnetic radiation. This increases the insensitivity to electromagnetic radiation. If the amplifier module is advantageously designed as a cascode circuit, it is preferably a control connection capacitance of the input-side amplifier component of the cascode circuit.

Als Steueranschlusskapazität der Verstärkerbaugruppe können eine parasitäre Steueranschlusskapazität eines Verstärkerbauelements und/oder eine bewusst zugeschaltete Kapazität Verwendung finden.As a control terminal capacitance of the amplifier module, a parasitic control terminal capacitance of an amplifier component and / or a deliberately switched capacity can be used.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Verstärkerbaugruppe wenigstens zwei Verstärkerbauelemente in einer Kaskodenschaltung auf. Hauptvorteil einer Kaskodenschaltung ist eigentlich der verschwindend geringe Millereffekt, der dem Kern der Erfindung eigentlich zuwider läuft. Jedoch führt der Einsatz einer Kaskodenschaltung auch dazu, dass es keinen direkten Hochfrequenzpfad von der Flankensteuerungsschaltung zu einem Ausgang gibt, über den durch elektromagnetische Strahlungen hervorgerufene Störungen weiterleitet werden könnten. According to a preferred embodiment, the amplifier module has at least two amplifier components in a cascode circuit. The main advantage of a cascode circuit is actually the vanishingly small miller effect, which actually runs counter to the core of the invention. However, the use of a cascode circuit also results in that there is no direct high frequency path from the Edge control circuit to an output, could be routed through the electromagnetic radiation caused interference.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das ausgangsseitige Verstärkerbauelement in der Kaskodenschaltung als Hochspannungs-Transistor und das eingangsseitige Verstärkerbauelement in der Kaskodenschaltung als Kleinspannungs-Transistor ausgebildet. Auf diese Weise wird eine möglichst einfache Kaskodenschaltung bereitgestellt. Das eingangsseitige Verstärkerbauelement einer Kaskodenschaltung muss nur eine geringe Sperrspannung besitzen, und benötigt dadurch nur eine geringe Halbleiterfläche, während das ausgangsseitige Verstärkerbauelement eine hohe Sperrspannung haben sollte. Das kommt den Spezifikationen vieler Verstärkerbauelemente entgegen, wenn es darum geht, hohe Spannungen schnell zu schalten. According to a preferred embodiment, the output-side amplifier component in the cascode circuit is designed as a high-voltage transistor and the input-side amplifier component in the cascode circuit as a low-voltage transistor. In this way, the simplest possible cascode circuit is provided. The input-side amplifier component of a cascode circuit only has to have a low blocking voltage, and thus requires only a small semiconductor area, while the output-side amplifier component should have a high blocking voltage. This meets the specifications of many amplifier components when it comes to switching high voltages quickly.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Verstärkerbaugruppe, insbesondere quellen- bzw. kollektorseitig, mit einer Stromquelle elektrisch leitend verbunden. Somit ist eine spannungsunabhängige Versorgung des Kondensators gewährleistet. According to a further embodiment, the amplifier module, in particular source or collector side, is electrically conductively connected to a current source. Thus, a voltage-independent supply of the capacitor is guaranteed.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Stromquelle mit einem Versorgungsspannungsanschluss des Datenbusses elektrisch leitend verbunden. Somit ist kein weiterer Versorgungsanschluss erforderlich. Daher weist die Treiberschaltungsanordnung einen besonders einfachen Aufbau auf.According to a particularly preferred embodiment, the current source is electrically conductively connected to a supply voltage terminal of the data bus. Thus, no further supply connection is required. Therefore, the driver circuit arrangement has a particularly simple structure.

Vorzugsweise ist die Stromquelle über eine in Durchlassrichtung geschaltete Diode mit der Verstärkerbaugruppe, insbesondere quellen- bzw. kollektorseitig, elektrisch leitend verbunden. Weiter vorteilhaft ist auch der ohmsche Widerstand des Tiefpasses über diese in Durchlassrichtung geschaltete Diode mit der Verstärkerbaugruppe, insbesondere quellen- bzw. kollektorseitig, elektrisch leitend verbunden. Durch die indirekte Einkopplung (Widerstand ist nicht direkt zum Datenbus geschaltet) wird erreicht, dass sich bei Vorhandensein von eingekoppelten Störspannungen die Flankenzeit nicht verändert.Preferably, the current source is electrically conductively connected via a diode connected in the forward direction to the amplifier module, in particular to the source or collector side. Also advantageously, the ohmic resistance of the low-pass filter via this forward-biased diode to the amplifier assembly, in particular source or collector side, electrically connected. Indirect coupling (resistance is not connected directly to the data bus) ensures that the edge time does not change in the presence of coupled interference voltages.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Datenbus als LIN-Bus ausgebildet. Dies erlaubt die Verwendung eines Eindraht-Datenbusses, was den Verdrahtungsaufwand deutlich reduziert. According to a further embodiment, the data bus is designed as a LIN bus. This allows the use of a single-wire data bus, which significantly reduces the wiring effort.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.The invention is illustrated schematically with reference to an embodiment in the drawing and will be described in detail below with reference to the drawing.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Treiberschaltungsanordnung. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a driver circuit arrangement according to the invention.

Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention

1 zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Treiberschaltungsanordnung 2. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a driver circuit arrangement according to the invention 2 ,

Die Treiberschaltungsanordnung 2 ist zum Betrieb in einem LIN-Bus ausgebildet und Teil eines Datenbussystems eines Kraftfahrzeugs. LIN (Local Interconnect Network) ist die Spezifikation für ein serielles Kommunikationssystem. Der LIN-Bus ist für eine kostengünstige Kommunikation von intelligenten Sensoren und Aktoren in Kraftfahrzeugen ausgelegt. Er basiert auf einem Eindraht-Datenbus. Typische Anwendungsbeispiele sind die Vernetzung innerhalb einer Tür oder eines Sitzes eines Kraftfahrzeugs.The driver circuitry 2 is designed for operation in a LIN bus and part of a data bus system of a motor vehicle. LIN (Local Interconnect Network) is the specification for a serial communication system. The LIN bus is designed for cost-effective communication of intelligent sensors and actuators in motor vehicles. It is based on a single-wire data bus. Typical application examples are the networking within a door or a seat of a motor vehicle.

Die Treiberschaltungsanordnung 2 ist hier mit einer Beschaltungsbaugruppe 4 elektrisch leitend verbunden und weist eine Koppelbaugruppe 6, eine Verstärkerbaugruppe 8 und eine RC-Schaltung 10 sowie eine Flankensteuerungsschaltung 12 auf. Ferner weist die Treiberschaltungsanordnung 2 einen optionalen Filterkondensator 14 und eine Verpolschutzdiode 28 auf. The driver circuitry 2 is here with a wiring board 4 electrically connected and has a coupling assembly 6 , an amplifier assembly 8th and an RC circuit 10 and an edge control circuit 12 on. Furthermore, the driver circuit arrangement 2 an optional filter capacitor 14 and a polarity reversal protection diode 28 on.

Die Beschaltungsbaugruppe 4 weist gemäß dem LIN-Standard eine Diode 18, einen ohmschen Widerstand 20 und einen Buskondensator 22 auf, wobei die Diode 18 und der ohmsche Widerstand 20 elektrisch in Reihe geschaltet sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist gemäß dem LIN-Standard der ohmsche Widerstand 20 einen Wert von 1 kOhm und der Buskondensator 22 eine Kapazität von 1nF auf. The wiring board 4 has a diode according to the LIN standard 18 , an ohmic resistance 20 and a bus capacitor 22 on, with the diode 18 and the ohmic resistance 20 are electrically connected in series. In the present embodiment, according to the LIN standard, the ohmic resistance 20 a value of 1 kOhm and the bus capacitor 22 a capacity of 1nF up.

Die Diode 18 ist mit einem Versorgungsspannungsanschluss VS elektrisch leitend verbunden, während der ohmsche Widerstand 20 mit einer Datenbusleitung LIN-Bus elektrisch leitend verbunden ist. Der Buskondensator 22 ist mit der Datenbusleitung LIN-Bus und Masse elektrisch leitend verbunden.The diode 18 is electrically connected to a supply voltage terminal VS, while the ohmic resistance 20 is electrically connected to a data bus line LIN bus. The bus capacitor 22 is electrically connected to the data bus line LIN bus and ground.

Die Koppelbaugruppe 6 weist eine Stromquelle 24 und eine Diode 26 auf, die elektrisch in Reihe geschaltet sind. Die Stromquelle 24 und die Diode 26 bilden schaltungsintern den LIN-Bus ab. Dabei ist die Stromquelle 24 über eine Versorgungsleitung VL mit dem Versorgungsanschlussanschluss VS elektrisch leitend verbunden. Die Koppelbaugruppe 6 mit der Stromquelle 24 und der Diode 26 begrenzt eine elektrische Spannung auf einen Bereich zwischen Null Volt (Masse, GND) bis zur Höhe der Versorgungsspannung VS des LIN-Busses. The coupling module 6 has a power source 24 and a diode 26 on, which are electrically connected in series. The power source 24 and the diode 26 circuit inside the LIN bus. Here is the power source 24 electrically connected via a supply line VL to the supply connection terminal VS. The coupling module 6 with the power source 24 and the diode 26 limits an electrical voltage to a range between zero volts (ground, GND) up to the level of the supply voltage VS of the LIN bus.

Ferner weist die Koppelbaugruppe 6 einen Mittelabgriff MA auf, der zwischen der aus Stromquelle 24 und Diode 26 gebildeten Reihenschaltung angeordnet ist. Der Mittelabgriff MA ist elektrisch leitend mit der RC-Schaltung 10 verbunden. Furthermore, the coupling assembly 6 a center tap MA on that between the current source 24 and diode 26 formed series circuit is arranged. The center tap MA is electrically conductive with the RC circuit 10 connected.

Die RC-Schaltung 10 weist einen ohmschen Widerstand 34 und einen Kondensator 36 auf, die elektrisch in Reihe geschaltet sind. Dabei ist der Kondensator 36 elektrisch leitend mit einer Ansteuerleitung AL verbunden. Der Kondensator 36 kann als ein diskretes Bauteil ausgebildet sein, oder der Kondensator 36 ist Bestandteil einer monolithisch integrierten Schaltungsanordnung, als die die Treiberschaltungsanordnung 2 ausgebildet ist.The RC circuit 10 has an ohmic resistance 34 and a capacitor 36 on, which are electrically connected in series. Here is the capacitor 36 electrically connected to a control line AL. The capacitor 36 may be formed as a discrete component, or the capacitor 36 is part of a monolithic integrated circuit arrangement, as the driver circuit arrangement 2 is trained.

Die Ansteuerleitung AL verbindet die Flankensteuerungsschaltung 12 mit einem Steueranschluss der Verstärkerbaugruppe 8 elektrisch leitend. The drive line AL connects the edge control circuit 12 with a control terminal of the amplifier board 8th electrically conductive.

Die Flankensteuerungsschaltung 12 weist eine oder mehrere ansteuerbare Stromquellen (nicht dargestellt) auf. Die Flankensteuerungsschaltung 12 ist dazu ausgebildet, die Flanken von Pulsen des Signals zur Datenübertragung zu formen. Das Signal wird auf die Datenbusleitung LIN-Bus ausgegeben. Über die Ansteuerleitung AL steuern die Umladeströme des Kondensators 36 die Verstärkerbaugruppe 8 an und formen so die Flanke des Bussignals, wie es weiter unten erläutert wird.The edge control circuit 12 has one or more controllable current sources (not shown). The edge control circuit 12 is designed to shape the edges of pulses of the signal for data transmission. The signal is output to the data bus line LIN bus. Via the control line AL control the Umladeströme the capacitor 36 the amplifier board 8th and thus form the edge of the bus signal, as explained below.

Die Verstärkerbaugruppe 8 ist als Halbleiterverstärkerbaugruppe ausgebildet und weist einen Kleinspannungs-Transistor 32 und einen Hochspannungs-Transistor 30 auf. Der Kleinspannungs-Transistor 32 und der Hochspannungs-Transistor 30 sind eine Kaskodenschaltung 40 bildend miteinander verschaltet. Der Kleinspannungs-Transistor 32 muss nur eine kleine Sperrspannung bei hoher Verstärkung aufweisen, während der Hochspannungs-Transistor 30 eine hohe Sperrspannung aufweisen sollte. Bei dem Kleinspannungs-Transistor 32 und dem Hochspannungs-Transistor 30 kann es sich um einen MOSFET oder Dual-Gate-MOSFET handeln.The amplifier module 8th is formed as a semiconductor amplifier module and has a low-voltage transistor 32 and a high voltage transistor 30 on. The low voltage transistor 32 and the high voltage transistor 30 are a cascode circuit 40 interconnected with each other. The low voltage transistor 32 must have only a small blocking voltage at high gain, while the high-voltage transistor 30 should have a high reverse voltage. In the low voltage transistor 32 and the high voltage transistor 30 it can be a MOSFET or dual-gate MOSFET.

Die Gate-Elektrode G des Kleinspannungs-Transistors 32 ist als Steueranschluss der Verstärkerbaugruppe 8 mit der Ansteuerleitung AL elektrisch leitend verbunden, während die Gate-Elektrode des Hochspannungs-Transistors 30 mit einem Versorgungsanschluss SV elektrisch leitend verbunden ist. The gate electrode G of the low-voltage transistor 32 is as the control terminal of the amplifier board 8th electrically conductively connected to the drive line AL while the gate of the high voltage transistor 30 is electrically connected to a supply terminal SV.

Über die Verpolschutzdiode 28 ist die Drain-Elektrode des Hochspannungs-Transistors 30 elektrisch leitend mit der Leitung LIN-Bus verbunden, während die Source-Elektrode des Kleinspannungs-Transistors 32 elektrisch leitend mit einer Leitung LIN-GND verbunden ist. Die Leitung LIN-GND stellt eine elektrisch leitende Verbindung mit z.B. Fahrzeugmasse (GND-Lage) des Kraftfahrzeugs her. Ferner ist die Drain-Elektrode des Hochspannungs-Transistors 30 mit der Koppelbaugruppe 6 elektrisch leitend verbunden.Via the polarity reversal protection diode 28 is the drain of the high voltage transistor 30 electrically connected to the line LIN bus, while the source of the low voltage transistor 32 electrically connected to a line LIN-GND. The line LIN-GND establishes an electrically conductive connection with, for example, vehicle ground (GND position) of the motor vehicle. Further, the drain of the high voltage transistor 30 with the coupling module 6 electrically connected.

Die Verstärkerbaugruppe 8 weist einen Mittelabgriff auf, der zwischen dem Kleinspannungs-Transistor 32 und dem Hochspannungs-Transistor 30 angeordnet und mit der Drain-Elektrode des Kleinspannungs-Transistors 32 und der Source-Elektrode des Hochspannungs-Transistors 30 elektrisch leitend verbunden ist. Zwischen dem Mittelabgriff und der Leitung LIN-GND ist im gezeigten Beispiel der Filterkondensator 14 angeordnet. Dieser sorgt für eine weitere hochfrequenzmäßige Entkopplung von der Ansteuerleitung AL zur Datenbusleitung LIN-Bus.The amplifier module 8th has a center tap between the low voltage transistor 32 and the high voltage transistor 30 arranged and with the drain electrode of the low voltage transistor 32 and the source of the high voltage transistor 30 is electrically connected. Between the center tap and the line LIN-GND is in the example shown, the filter capacitor 14 arranged. This ensures a further high-frequency decoupling from the control line AL to the data bus line LIN bus.

Der Kleinspannungs-Transistor 32 der Verstärkerbaugruppe 8 und der Kondensator 36 der RC-Schaltung 10 sind eine Millerkapazität 38 bildend verschaltet. Hierzu ist der Kondensator 36 zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Verstärkerbaugruppe 8 angeordnet. Im vorliegenden Fall ist der Eingang die Gate-Elektrode G des Kleinspannungs-Transistors 32 und der Ausgang ist Drain-Elektrode des Hochspannungs-Transistors 30 bzw. die Datenbusleitung LIN-Bus.The low voltage transistor 32 the amplifier board 8th and the capacitor 36 the RC circuit 10 are a miller capacity 38 interconnecting. This is the capacitor 36 between the input and the output of the amplifier board 8th arranged. In the present case, the input is the gate electrode G of the low-voltage transistor 32 and the output is drain of the high voltage transistor 30 or the data bus line LIN bus.

Durch die Verstärkerbaugruppe 8 mit einem Kleinspannungs-Transistor 32 und einem Hochspannungs-Transistor 30 wird auf einfache Weise eine Verstärkerbaugruppe 8 ohne direkten, die Ansteuerleitung AL der Treiberschaltungsanordnung 2 mit der Datenbusleitung LIN-Bus elektrisch leitend verbindenden Hochfrequenzpfad bereitgestellt. Through the amplifier module 8th with a low voltage transistor 32 and a high voltage transistor 30 becomes an amplifier module in a simple way 8th without direct, the drive line AL of the driver circuit arrangement 2 provided with the data bus line LIN bus electrically connecting high-frequency path.

In 1 ist des Weiteren ist eine Gatekapazität 16 des Kleinspannungs-Transistors 32 als Steueranschlusskapazität eingezeichnet. Die Gatekapazität 16 des Kleinspannungs-Transistors 32 ist mit der Ansteuerleitung AL und über die Leitung LIN-GND des LIN-Busses z.B. mit Fahrzeugmasse elektrisch leitend verbunden. Die Gatekapazität kann eine parasitäre Gatekapazität oder – wie dargestellt – eine zusätzlich verschalteter Kondensator sein.In 1 Furthermore, there is a gate capacity 16 of the low voltage transistor 32 drawn as control connection capacity. The gate capacity 16 of the low voltage transistor 32 is electrically connected to the control line AL and via the line LIN-GND of the LIN bus, for example with vehicle ground. The gate capacitance may be a parasitic gate capacitance or, as shown, an additionally connected capacitor.

Die Gatekapazität 16 des Kleinspannungs-Transistors 32 und der ohmsche Widerstand 34 der RC-Schaltung 10 sind einen Tiefpass bildend verschaltet. Im Betrieb werden durch den Tiefpass Hochfrequenzstörungen, hervorgerufen durch elektromagnetische Strahlung, welche auf der Datenbusleitung LIN-Bus eingekoppelt wird, gedämpft. So ist die Unempfindlichkeit gegenüber elektromagnetischer Strahlung gegeben. Der Tiefpass wird zweckmäßigerweise so eingestellt, dass er zum einen genügend Dämpfung für die eingekoppelte Störenergie im Frequenzbereich 1 MHz bis 1 GHz besitzt und zum anderen die Flankensteuerung durch Miller-Umladung nicht beeinflusst. Typische Flankengeschwindigkeiten sind hier 10 µs und Fundamentalfrequenzen von 50 kHz. Die Umladeströme aus der Flankensteuerungsschaltung 12 verursachen einen sehr kleinen Spannungsabfall über dem Widerstand 34.The gate capacity 16 of the low voltage transistor 32 and the ohmic resistance 34 the RC circuit 10 are interconnected forming a low-pass. In operation, high-frequency noise caused by electromagnetic radiation coupled on the data bus line LIN bus is attenuated by the low-pass filter. So the insensitivity to electromagnetic radiation is given. The low pass is expediently set so that on the one hand it has sufficient damping for the injected interference energy in the frequency range 1 MHz to 1 GHz and, on the other hand, it does not influence the edge control by Miller transhipment. Typical edge speeds here are 10 μs and fundamental frequencies of 50 kHz. The Umladeströme from the edge control circuit 12 cause a very small voltage drop across the resistor 34 ,

Um im Betrieb auf der Datenbusleitung LIN-Bus ein Bussignal mit einer gewünschten Signalflankenform zu erhalten, werden die eine oder die mehreren Stromquellen der Flankensteuerungsschaltung 12 angesteuert. In operation, to obtain a bus signal having a desired signal edge form on the data bus line LIN bus, the one or more current sources of the edge control circuit become 12 driven.

Die Umladeströme fließen von der Flankensteuerungsschaltung 12 in den Kondensator 36 und die Gatekapazität 16. Der Strom, welcher in die Gate-Elektrode G des Kleinspannungs-Transistors 32 fließt, kann vernachlässigt werden. Der Umladestrom im Kondensator 36 ist meist größer als in der Gatekapazität 16. Er ist mindestens annähernd gleich. Der Umladestrom verändert die Spannung auf der Ansteuerleitung AL. Diese Spannungsänderung führt zu einer Stromänderung in den Transistoren 32, 30 und der Verpolschutzdiode 28. Daraus resultiert eine Veränderung der Spannung auf der Datenbusleitung LIN-Bus. The charge transfer currents flow from the edge control circuit 12 in the condenser 36 and the gate capacity 16 , The current which flows into the gate electrode G of the low-voltage transistor 32 flows, can be neglected. The recharging current in the capacitor 36 is usually larger than in the gate capacity 16 , He is at least approximately equal. The recharging current changes the voltage on the control line AL. This voltage change leads to a current change in the transistors 32 . 30 and the polarity reversal protection diode 28 , This results in a change in the voltage on the data bus line LIN bus.

Aufgrund der Spannungsverstärkung bewirkt durch die Verstärkerbaugruppe 8 in Kombination mit dem Widerstand 20 ändert sich die Spannung auf der Datenbusleitung LIN-Bus in einem viel höheren Maße als die Spannung auf der Ansteuerleitung AL. Hieraus resultiert letztlich die höhere Wirkung des Millerkondensators (Spannungsverstärkung +1) und der höhere Umladestrom im Kondensator 36.Due to the voltage gain caused by the amplifier assembly 8th in combination with the resistance 20 The voltage on the data bus line LIN bus changes to a much higher degree than the voltage on the drive line AL. This ultimately results in the higher effect of the Miller capacitor (voltage gain +1) and the higher recharge current in the capacitor 36 ,

Dies soll nachfolgend an einem Beispiel illustriert werden. This will be illustrated below with an example.

Liegt an der Ansteuerleitung AL keine Spannung, wird die Gate-Elektrode G des Transistors 32 nicht geladen. Dieser ist somit gesperrt und auf der Datenbusleitung LIN-Bus liegt die Versorgungsspannung VS.If there is no voltage at the drive line AL, the gate electrode G of the transistor becomes 32 not loaded. This is thus disabled and on the data bus line LIN bus is the supply voltage VS.

Gibt die Flankensteuerungsschaltung 12 einen positiven Strom auf die Ansteuerleitung AL, werden Kondensator 36 und Gatekapazität 16 des Transistors 32 geladen. Die Spannung auf Ansteuerleitung AL und Gate-Elektrode G des Transistors 32 steigt schnell und überschreitet die Thresholdspannung, sodass die Source-Drain-Strecke des Kleinspannungs-Transistors 32 elektrisch leitend wird. Dies hat eine Erhöhung des entlang der Gate-Source-Strecke des Hochspannungs-Transistors 30 fließenden elektrischen Stromes zu Folge, sodass auch die Source-Drain-Strecke des Hochspannungs-Transistors 30 elektrisch leitend wird und die Spannung auf der Datenbusleitung LIN-Bus sinkt ab (Signalerzeugung).Returns the edge control circuit 12 a positive current to the control line AL, become a capacitor 36 and gate capacity 16 of the transistor 32 loaded. The voltage on drive line AL and gate electrode G of the transistor 32 rises rapidly and exceeds the threshold voltage, so that the source-drain path of the low-voltage transistor 32 becomes electrically conductive. This has an increase in along the gate-to-source path of the high voltage transistor 30 flowing electrical current, so that also the source-drain path of the high-voltage transistor 30 becomes electrically conductive and the voltage on the data bus line LIN bus drops (signal generation).

In dem Kondensator 36 fließt ein hoher Umladestrom, dementsprechend bleibt nur wenig Strom zum weiteren Laden der Gatekapazität 16. Die Spannung auf der Ansteuerleitung AL und Gate-Elektrode G des Transistors 32 steigt nur mehr langsam und so lange, bis die Spannung auf der Datenbusleitung LIN-Bus auf GND-Lage gefallen ist (Flankensteuerung).In the condenser 36 flows a high recharge current, accordingly, only little current remains for further charging of the gate capacitance 16 , The voltage on the drive line AL and gate electrode G of the transistor 32 only increases more slowly and until the voltage on the data bus line LIN bus has fallen to GND position (edge control).

Der Umladestrom im Kondensator 36 nimmt dann stark ab, die Spannung auf der Ansteuerleitung AL und Gate-Elektrode G des Transistors 32 steigt wieder schnell bis zu ihrem Maximalwert an.The recharging current in the capacitor 36 then decreases sharply, the voltage on the drive line AL and gate electrode G of the transistor 32 rises again quickly up to its maximum value.

Analog verhält sich die Schaltung auf der steigenden Flanke am LIN-Bus.Analogously, the circuit behaves on the rising edge on the LIN bus.

Somit steuern die Ströme aus der Flankensteuerungsschaltung 12 die Gate-Elektrode G des Kleinspannungs-Transistors 32 an (Signalerzeugung), und der Umladestrom im Kondensator 36 führt zu einer Verlangsamung der Flanke (Flankensteuerung). Thus, the currents from the edge control circuit control 12 the gate electrode G of the low voltage transistor 32 on (signal generation), and the Umladestrom in the capacitor 36 leads to a slowing down of the edge (edge control).

Dadurch, dass die Stromquelle 24 über eine in Durchlassrichtung geschaltete Diode (Diode 26) mit dem Ausgang der Verstärkerbaugruppe 8 verbunden ist, kann die Spannung am Mittelabgriff MA nur in einem Bereich schwanken in dem sich auch die Spannung des (ungestörten) LIN-Busses bewegt. Man erreicht durch diese indirekte Einkopplung (Widerstand 34 ist nicht direkt zum LIN-Bus geschaltet), dass sich bei Vorhandensein von eingekoppelten Störspannungen die Flankenzeit nicht verändert. Im dominanten Buszustand ist der LV-Transistor geöffnet und somit die Verpolschutzdiode 28 auf Masse geschaltet. Die eingekoppelte Hochfrequenzenergie kann den Mittelwert der LIN-Spannung dann bis zu ca. –20V unter Masse ziehen. Wäre der Kondensator 38 direkt über den Widerstand 34 mit dem LIN-Bus verbunden, würde die Flankenzeit wesentlich verlängert, da der Kondensator dann von diesem viel niedrigeren mittleren Spannungswert umgeladen werden müsste.Because of the power source 24 via a diode connected in the forward direction (diode 26 ) to the output of the amplifier board 8th is connected, the voltage at the center tap MA can vary only in a range in which also moves the voltage of the (undisturbed) LIN bus. It is achieved by this indirect coupling (resistance 34 is not connected directly to the LIN bus), that the edge time does not change in the presence of coupled interference voltages. In the dominant bus state, the LV transistor is open and thus the polarity reversal protection diode 28 switched to ground. The injected high frequency energy can then pull the average of the LIN voltage down to about -20V below ground. Would be the capacitor 38 directly over the resistor 34 Connected to the LIN bus, the edge time would be significantly extended because the capacitor would then have to be reloaded from this much lower average voltage value.

Somit wird eine Treiberschaltungsanordnung 2 mit einer Flankensteuerungsschaltung 12 zur Formung von Signalflanken bereitgestellt, die die hohen Anforderungen hinsichtlich EMV-Verträglichkeit im Kfz-Bereich erfüllt.Thus, a driver circuit arrangement becomes 2 with an edge control circuit 12 provided for the formation of signal edges, which meets the high requirements in terms of EMC compatibility in the automotive sector.

Claims

Driver circuitry ( 2 ) for a data bus with an edge control circuit ( 12 ) and one of the edge control circuit ( 12 ) controllable amplifier module ( 8th ), where a capacitor ( 36 ) with a control connection (G) of the amplifier module ( 8th ) is electrically conductively connected, and wherein the amplifier module ( 8th ) and the capacitor ( 36 ) a miller capacity ( 38 ) are connected, wherein the capacitor ( 36 ) and an ohmic resistance ( 34 ) are electrically connected in series and wherein the ohmic resistance ( 34 ) and a control connection capacity ( 16 ) of the amplifier module ( 8th ) are connected forming a low pass.

Driver circuitry ( 2 ) according to claim 1, wherein the amplifier module ( 8th ) at least two amplifier components ( 30 . 32 ) in a cascode circuit.

Driver circuitry ( 2 ) according to claim 2, wherein an output-side amplifier component in the cascode circuit ( 40 ) as a high voltage transistor ( 30 ) and an input side amplifier component in the cascode circuit ( 40 ) as a low-voltage transistor ( 32 ) is trained.

Driver circuitry ( 2 ) according to claim 2 or 3, wherein the gate capacitance ( 16 ) of the amplifier module ( 8th ) is the gate capacitance of the input side amplifier device.

Driver circuitry ( 2 ) according to any one of the preceding claims, wherein the gate capacitance ( 16 ) of the amplifier module ( 8th ) has a parasitic gate capacitance of an amplifier component of the amplifier module ( 8th ) and / or a separate capacitor ( 16 ).

Driver circuitry ( 2 ) according to one of the preceding claims, wherein the amplifier module ( 8th ) with a power source ( 24 ) is electrically connected, wherein the power source ( 24 ) is electrically connected to a supply voltage terminal (VS) of the data bus.

Driver circuitry ( 2 ) according to claim 6, wherein the power source ( 24 ) via a diode connected in the forward direction ( 26 ) with the amplifier module ( 8th ) is electrically connected.

Driver circuitry ( 2 ) according to claim 7, wherein the ohmic resistance ( 34 ) via the diode ( 26 ) with the amplifier module ( 8th ) is electrically connected.

Driver circuitry ( 2 ) according to one of the preceding claims, wherein the data bus is designed as a LIN bus.

Data bus with a driver circuit arrangement ( 2 ) according to any one of the preceding claims.