專利名稱：電動(dòng)汽車整車控制器的控制器局域網(wǎng)收發(fā)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電動(dòng)汽車電路領(lǐng)域，特別涉及電動(dòng)汽車整車控制器的控
制器局域網(wǎng)(CAN, Controller Area Network)收發(fā)電^各。
背景技術(shù)：
隨著汽車電器設(shè)備和各種自動(dòng)控制設(shè)備在現(xiàn)代汽車上的使用越來(lái)越廣 泛，傳統(tǒng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連線的通信方式已不能滿足要求，為了克服傳統(tǒng)通信方式的 局限性、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、對(duì)車況進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，CAN總線技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生， 該技術(shù)具有結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高、功能完善和成本低的優(yōu)點(diǎn)，能夠較好的滿 足汽車的特殊工作要求。
電動(dòng)汽車由于其自身的特殊性，對(duì)可靠性、安全性的要求更高，應(yīng)用 CAN總線技術(shù)就顯得更加重要。在電動(dòng)汽車中，整車控制器和電池管理系 統(tǒng)、電機(jī)控制器等系統(tǒng)通過(guò)CAN總線通信，例如電池管理系統(tǒng)通過(guò)CAN總 線向整車控制器提供電流、電壓、溫度以及故障信息等，整車控制器通過(guò) CAN總線向電池管理系統(tǒng)發(fā)送充電控制等指令。整車控制器通過(guò)CAN收發(fā) 電路來(lái)完成諸如上述與電池管理系統(tǒng)的通信交互，整車控制器中的中央處理 器(CPU, Central Processing Unit)是帶CAN控制器的微處理器。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)電動(dòng)汽車整車控制器的CAN收發(fā)電路中高速光耦和 CAN收發(fā)器的示意圖，圖2為現(xiàn)有技術(shù)電動(dòng)汽車整車控制器的CAN收發(fā)電 路中隔離電源的示意圖。該收發(fā)電路中的元器件主要包括第一高速光耦 Ull、第二高速光耦U12、 CAN收發(fā)器U13和隔離電源11。其中，第一高 速光耦U12的電源管腳VCC與整車控制器CPU的電源相連，由整車控制器 CPU的電源提供3.3伏初級(jí)電源，第二輸入管腳IN+與隔離電源11的輸出連接，由隔離電源11提供5伏次級(jí)電源。第二高速光耦U12的電源管腳VCC 與隔離電源11的輸出連接，由隔離電源11提供5伏初級(jí)電源，第二輸入管 腳IN+與整車控制器CPU的電源連接，由乘車控制器CPU的電源提供3.3 伏次級(jí)電源。
該收發(fā)電路的工作原理簡(jiǎn)述如下
整車控制器發(fā)出信號(hào)的情況整車控制器CPU的CAN控制器從TD1 管腳輸出信號(hào)，從第一輸入管腳IN-輸入第二高速光耦U12，經(jīng)光電隔離后 從第二高速光耦U12的第一輸出管腳OUT+輸出至CAN收發(fā)器U13的輸入 管腳TXD, CAN收發(fā)器13經(jīng)內(nèi)部處理后將信號(hào)從低電平管腳CAN_L 6和 高電平管腳CAN一H 7輸出給目標(biāo)系統(tǒng)。上述CAN收發(fā)器U13的低電平管 腳CAN—L 6和高電平管腳CAN—H 7分別經(jīng)終端電阻R15和R16與目標(biāo)系 統(tǒng)相連。
整車控制器接收信號(hào)的情況CAN收發(fā)器13分別經(jīng)終端電阻R15和 R16、從低電平管腳CAN—L 6和高電平管腳CAN_H 7接收目標(biāo)系統(tǒng)輸出的 信號(hào)，經(jīng)內(nèi)部處理后從輸出管腳RXD輸出CAN控制器接收信號(hào)，該CAN 控制器接收信號(hào)從第一輸入管腳IN-輸入第一高速光耦Ull，經(jīng)光電隔離后 從第一高速光耦Ull的第一輸出管腳OUT+輸出給整車控制器CPU的CAN 控制器的RD1管腳。
由現(xiàn)有技術(shù)整車控制器的CAN收發(fā)電路可以看出，該收發(fā)電路由高速 光耦、CAN收發(fā)器和隔離電源組成，雖然在功能上可以滿足實(shí)際的要求， 但其電路結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、元器件較多，使得印刷電路板(PCB， Printed Circuit Board)布線復(fù)雜。另一方面，由于元器件較多，在工藝上要求相對(duì)較高， 很容易出現(xiàn)某個(gè)元器件由于焊接等工藝問(wèn)題導(dǎo)致整個(gè)收發(fā)電路不穩(wěn)定甚至 是不能工作。

實(shí)用新型內(nèi)容
有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種電動(dòng)汽車整車控制器的CAN收發(fā)電路，該收發(fā)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，從而使PCB布線簡(jiǎn)單、工藝要求較低。 本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的
一種電動(dòng)汽車整車控制器的控制器局域網(wǎng)收發(fā)電路，關(guān)鍵在于，該電路包 括控制器局域網(wǎng)CAN隔離模塊和終端電阻；
所述CAN隔離模塊，接收整車控制器輸出的信號(hào)，進(jìn)行光電隔離及CAN 處理后經(jīng)過(guò)終端電阻輸出給目標(biāo)系統(tǒng)；經(jīng)過(guò)終端電阻接收目標(biāo)系統(tǒng)輸出的信 號(hào)，進(jìn)行光電隔離及CAN處理后輸出給整車控制器。
可見(jiàn)，本實(shí)用新型提供的電動(dòng)汽車整車控制器的CAN收發(fā)電路，高速 光耦、CAN收發(fā)器和隔離電源都集成在CAN隔離模塊中，電路結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn) 單，不僅在PCB上布線時(shí)簡(jiǎn)化了程序，并且對(duì)工藝的要求也非常低，只需 焊接CAN隔離模塊即可，提高了可靠性，降低了故障率。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)電動(dòng)汽車整車控制器的CAN收發(fā)電路中高速光耦和 CAN收發(fā)器的示意圖2為現(xiàn)有技術(shù)電動(dòng)汽車整車控制器的CAN收發(fā)電路中隔離電源的示 意圖3為本實(shí)用新型中電動(dòng)汽車整車控制器的CAN收發(fā)電路的示意圖。
具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí) 用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
CAN隔離模塊是已有的一種功能模塊，其內(nèi)部含有普通CAN收發(fā)器、 第一高速光耦、第二高速光耦和隔離電源，這里的第一高速光耦和第二高速 光耦的含義與現(xiàn)有技術(shù)中的含義相同。其中，
CAN收發(fā)器，接收第二高速光耦處理后的信號(hào)，并進(jìn)行CAN處理后經(jīng)過(guò) 終端電阻輸出給目標(biāo)系統(tǒng)；經(jīng)過(guò)終端電阻接收目標(biāo)系統(tǒng)輸出的信號(hào)，進(jìn)行CAN
6處理后輸出給第 一 高速光耦；
第一高速光耦，接收CAN收發(fā)器輸出的信號(hào)，進(jìn)行光電隔離后輸出給整車 控制器；
第二高速光耦，接收整車控制器輸出的信號(hào)，進(jìn)行光電隔離后輸出給CAN 收發(fā)器；
隔離電源，給CAN收發(fā)器、第一高速光耦和第二高速光耦供電。
本實(shí)用新型正是利用這種特點(diǎn)，使用CAN隔離模塊替代現(xiàn)有電動(dòng)汽車 整車控制器的CAN收發(fā)電路中的CAN收發(fā)器、高速光耦和隔離電源。這樣 將使電路結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，在PCB上布線時(shí)簡(jiǎn)化了程序，并且對(duì)工藝的要求 也非常低，只需焊接CAN隔離模塊即可。進(jìn)一步，在現(xiàn)有電動(dòng)汽車整車控 制器的CAN收發(fā)電路中，CAN收發(fā)器、高速光耦和隔離電源為分立元件， 各個(gè)元件在自身性能、相互匹配和焊接工藝等各個(gè)環(huán)節(jié)都可能導(dǎo)致整個(gè)電路 性能不穩(wěn)定甚至無(wú)法工作，從而出現(xiàn)各種故障，而本實(shí)用新型中的CAN隔 離模塊將上述各個(gè)分立元件集成在一起，只需將此模塊按要求進(jìn)行焊接即 可，提高了可靠性，降低了故障率，且CAN隔離模塊帶有隔離功能，靜電 放電(ESD, Electrostatic Discharge)保護(hù)功能，電》茲輻射才及4氐，電》茲抗干 擾性強(qiáng)。另外CAN隔離模塊中還集成有瞬態(tài)抑制二極管(TVS, Transient Voltage Suppressor),其功能相當(dāng)于穩(wěn)壓二極管，當(dāng)電壓過(guò)高時(shí)反向擊穿將 電壓穩(wěn)定，從而可以有效的防止CAN總線電壓過(guò)高。
圖2為本實(shí)用新型中電動(dòng)汽車整車控制器的CAN收發(fā)電路的示意圖， 該收發(fā)電路包括CAN隔離模塊U20、第一終端電阻R20和第二終端電阻 R21。其中，第一終端電阻R20和第二終端電阻R21與CAN總線傳輸電纜 阻抗緊密匹配，從而確保數(shù)據(jù)信號(hào)不會(huì)在總線兩端反射，保證了CAN總線 信息傳輸?shù)恼_性。
上述CAN隔離模塊U20包括電源管腳VCC、第一接地管腳GND、輸 入管腳TXD、輸出管腳RXD、低電平管腳CAN—L、高電平管腳CAN—H和 第二接地管腳CANG,其中電源管腳VCC連接內(nèi)部隔離電源，輸入管腳TXD和輸出管腳RXD分別連接內(nèi)部的第二高速光耦和第一高速光耦，低電平管 腳CAN一L和高電平管腳CAN—H連接內(nèi)部的CAN收發(fā)器。低電平管腳 CAN—L和高電平管腳CAN—H均屬于輸出管腳。
輸入管腳TXD與整車控制器CPU的輸出管腳TDl連接，輸入管腳RXD 與整車控制器CPU的輸入管腳RD1連接。電源管腳VCC連接5伏電源， 第 一接地管腳GND和第二接地管腳CANG接地。低電平管腳CAN一L與第 一終端電阻R20的 一端連接，第 一終端電阻R20的另 一端連接目標(biāo)系統(tǒng)。 高電平管腳CAN一H與第二終端電阻R21的一端連"l妄，第二終端電阻R21 的另一端連接目標(biāo)系統(tǒng)。
圖2所示的收發(fā)電路的工作原理簡(jiǎn)述如下。
整車控制器輸出信號(hào)的情況整車控制器CPU的CAN控制器從輸出管 腳TDl輸出信號(hào)，經(jīng)CAN隔離模塊U20的輸入管腳TXD輸入，再經(jīng)CAN 隔離模塊U20內(nèi)部的高速光耦進(jìn)行光電隔離后，輸出至CAN隔離模塊U20 內(nèi)部的CAN收發(fā)器處理，處理后分別從低電平管腳CAN—L經(jīng)終端電阻R20 及從高電平管腳CAN一H經(jīng)終端電阻R21輸出至目標(biāo)系統(tǒng)。
整車控制器接收信號(hào)的情況CAN隔離模塊U20分別經(jīng)終端電阻R20 從低電平管腳CAN—L及經(jīng)終端電阻R21從高電平管腳CAN一H接收目標(biāo)系 統(tǒng)輸出的信號(hào)，經(jīng)內(nèi)部的CAN收發(fā)器處理，再經(jīng)內(nèi)部的高速光耦進(jìn)行光電 隔離后，從CAN隔離模塊U20的輸出管腳RXD輸出給整車控制器CPU。
按照ISO 11898的規(guī)范，上述第一終端電阻R20和第二終端電阻R21 的取值范圍為85歐至130歐，典型值取120歐。
綜上所述，以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本實(shí) 用新型的保護(hù)范圍。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、 等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種電動(dòng)汽車整車控制器的控制器局域網(wǎng)收發(fā)電路，其特征在于，該電路包括控制器局域網(wǎng)CAN隔離模塊和終端電阻；所述CAN隔離模塊，接收整車控制器輸出的信號(hào)，進(jìn)行光電隔離及CAN處理后經(jīng)過(guò)終端電阻輸出給目標(biāo)系統(tǒng)；經(jīng)過(guò)終端電阻接收目標(biāo)系統(tǒng)輸出的信號(hào)，進(jìn)行光電隔離及CAN處理后輸出給整車控制器。
2、 如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述CAN隔離模塊包括CAN 收發(fā)器、第一高速光耦、第二高速光耦和隔離電源；所述CAN收發(fā)器，接收第二高速光耦處理后的信號(hào)，并進(jìn)行CAN處理后 經(jīng)過(guò)終端電阻輸出給目標(biāo)系統(tǒng)；經(jīng)過(guò)終端電阻接收目標(biāo)系統(tǒng)輸出的信號(hào)，進(jìn)行 CAN處理后輸出給第 一 高速光耦；所述第一高速光耦，接收CAN收發(fā)器輸出的信號(hào)，進(jìn)行光電隔離后輸出給 整車控制器；所述第二高速光耦，接收整車控制器輸出的信號(hào)，進(jìn)行光電隔離后輸出給 CAN收發(fā)器；所述隔離電源，給CAN收發(fā)器、第一高速光耦和第二高速光耦供電。
3、 如權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于，所述CAN隔離模塊包括電 源管腳(VCC )、第一4妄地管腳(GND )、輸入管腳(TXD )、輸出管腳(RXD )、 低電平管腳(CAN—L)、高電平管腳(CAN_H)和第二接地管腳(CANG);所述電源管腳(VCC)連接CAN隔離模塊內(nèi)部的所述隔離電源；所述輸入 管腳(TXD)和輸出管腳(RXD)分別連接CAN隔離模塊內(nèi)部的所述第二高 速光耦和第一高速光耦；所述低電平管腳(CAN_L)和高電平管腳(CAN—H) 連接CAN隔離模塊內(nèi)部的所述CAN收發(fā)器。
4、 如權(quán)利要求3所述的電路，其特征在于，所述終端電阻包括第一終端電 阻(R20)和第二終端電阻(R21);所述CAN隔離模塊的電源管腳(VCC )外接5伏電源，第 一接地管腳(GND )和第二接地管腳(CANG)接地，輸入管腳(TXD)外接整車控制器的輸出管 腳(TD1),輸出管腳(RXD)外接整車控制器的輸入管腳(RD1),低電平管 腳(CAN_L )經(jīng)第 一終端電阻(R20 )與目標(biāo)系統(tǒng)相連，高電平管腳(CAN—H) 經(jīng)第二終端電阻(R21)與目標(biāo)系統(tǒng)相連。
5、 如權(quán)利要求4所述的電路，其特征在于，所述第一終端電阻(R20)和 第二終端電阻(R21 )的取值范圍為85歐至130歐。
6、 如權(quán)利要求5所述的電路，其特征在于，所述第一終端電阻(R20)和 第二終端電阻(R21)均為120歐。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種電動(dòng)汽車整車控制器的控制器局域網(wǎng)CAN收發(fā)電路，該電路包括CAN隔離模塊和終端電阻；所述CAN隔離模塊，接收整車控制器輸出的信號(hào)，進(jìn)行光電隔離及CAN處理后經(jīng)過(guò)終端電阻輸出給目標(biāo)系統(tǒng)；經(jīng)過(guò)終端電阻接收目標(biāo)系統(tǒng)輸出的信號(hào)，進(jìn)行光電隔離及CAN處理后輸出給整車控制器。
文檔編號(hào)B60R16/02GK201385625SQ20092007012
公開(kāi)日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2009年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月9日
發(fā)明者吳志文, 佳 王, 鄒宜才 申請(qǐng)人:海馬(鄭州)汽車有限公司;上海海馬汽車研發(fā)有限公司