一种CAN通讯唤醒电路的制作方法

一种can通讯唤醒电路
技术领域
1.本实用新型涉及电池管理和can网络通信技术领域，具体地说，涉及一种can通讯唤醒电路。


背景技术：

2.现有技术中，电池管理系统大多都通过can网络进行控制，如根据can通讯唤醒。一般情况下，唤醒电路都是基于非隔离控制：即can传输芯片与设备供电同一个参考电位的情况下实现。但是，非隔离can通讯控制的抗干扰能力弱，通信不可靠。因此，在实际应用时，为了系统更高的可靠性，优选应用隔离can通讯。
3.然而，传统唤醒电路不能应用于隔离can的应用环境，例如常用的tja1145芯片，如图1所示，要求是供蓄电池bat常电，tja1145芯片一直处于工作状态。当检测到tja1145芯片的canh引脚和canl引脚有电平变化时，唤醒tja1145芯片进行检测，唤醒cpu。对于隔离can，其canh引脚与canl引脚与供电端bat隔离，故如tja1145的此类芯片无法做到在隔离can应用环境下实现can唤醒。
4.现有的电路也存在通过光耦模块来唤醒隔离can，如图2所示，传统的方法是在canl引脚和canh引脚之间连接光耦u4，依靠canl引脚和canh引脚之间的电平使光耦导通，达到唤醒电源管理芯片pmu(power management unit)的目的。但是使用光耦，会拉取canh引脚与canl引脚之间的电流，该电流典型值为10ma，会使得can总线的完整性被破坏，120r阻抗异常，通讯变得不稳定。


技术实现要素：

5.1.实用新型所要解决的技术问题
6.针对现有技术中存在的使用光耦会使得can总线的完整性被破坏，阻抗异常导致通讯变得不稳定的问题，本实用新型提供一种can通讯唤醒电路，它可以实现隔离can的唤醒，并有效减小can总线的负荷，不影响can通讯的信号完整性，使得can总线信号完整性更佳，可靠性强。
7.2.技术方案
8.为了实现上述目的，本实用新型提供一种can通讯唤醒电路，包括can芯片，can芯片的canl引脚和canh引脚之间分别通过整流电路连接光耦u9和光耦u12；光耦u9的3号输出端连接pmu的pwr_en接口，光耦u12的1号输入端通过gipo与mcu连接；所述整流电路包括整流模块u13、整流模块u14和滤波模块c15，所述整流模块u13、u14的2号输出端并联连接到光耦u9的1号输入端，整流模块u13、u14的1号输入端并联连接到光耦u12的3号输出端；光耦u9的2号输出端与整流模块u13、u14的1号输入端之间连接有mos管q10，滤波模块c15控制mos管q10的连接或断开。
9.进一步的，所述整流模块u13包括二极管d3和二极管d4，二极管d3的负极与二极管d4的正极相连，canh引脚连接在二极管d3的负极与二极管d4的正极之间；所述整流模块u14
包括二极管d5和d6，二极管d5的负极与二极管d6的正极连接，canl引脚连接在二极管d5的负极与二极管d6的正极之间；二极管d3的正极与二极管d5的正极并联，二极管d4的负极与二极管d6的负极并联。
10.进一步的，所述光耦u9包括发光二极管fg1和光敏三极管vt1；所述发光二极管fg1的负极连接mos管q10的d极，mos管q10的s极至少分两路，其中一路连接二极管d3的正极，一路连接二极管d5的正极；发光二极管fg1的正极至少分两路，一路连接二极管d4的负极，一路连接二极管d6的负极；所述光敏三极管vt1的集电极通过bat接口连接pmu，发射极至少分两路，一路通过pwr_en接口连接pmu，一路连接mcu。
11.进一步的，所述滤波模块c15连接在光耦u9与mos管q10之间，滤波模块c15的一端连接发光二极管fg1的正极，另一端连接mos管q10的d极。
12.进一步的，所述光耦u9与mos管q10之间连接有电阻r5，电阻r5的一端连接发光二极管fg1的负极，另一端连接mos管的d极。
13.进一步的，所述光耦u12包括发光二极管fg2和光敏三极管vt2；所述发光二极管fg2的正极通过gpio连接mcu，负极接地；所述光敏三极管vt2的发射极至少分两路，一路连接二极管d3的正极，一路连接二极管d5的正极；所述光敏三极管vt2的集电极至少分两路，一路连接二极管d4的负极，一路连接二极管d6的负极。
14.进一步的，所述光耦u12与整流模块u13、u14之间连接有电阻r4；电阻r4的输出端至少分两路，一路连接三极管vt2的集电极，一路连接mos管q10的g极；电阻r4的输入端至少分两路，一路连接二极管d4的负极，一路连接二极管d6的负极。
15.进一步的，所述can芯片包括can收发芯片和can控制芯片，can收发芯片的txd接口与can控制芯片的vob接口连接，can收发芯片的rxd接口与can控制芯片的via接口连接。
16.进一步的，所述can控制芯片通过voa接口、vob接口与mcu连接，voa接口用于接收can_rxd信号，vob接口用于发送can_txd信号。
17.进一步的，还包括变压器t4，变压器t4的初级绕组与pmu连接，变压器t4的次级绕组分两路，一路连接二极管d1的正极，一路连接二极管d2的正极，二极管d1、二极管d2的负极连接到can_vcc。
18.3.有益效果
19.采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：
20.(1)本实用新型的一种can通讯唤醒电路，当总线上有can信号变化时，电压信号转化为直流，mos管q10导通(此时mcu未上电，u12关闭)，光耦u9导通把pwr_en信号拉高，唤醒pmu产生隔离电源和mcu的工作电压。mcu得电工作后，通过gpio控制光耦u12导通，断开q10，使得光耦u9的回路断开，canl引脚和canh引脚之间不再消耗电流。通过对can总线整流、滤波获得唤醒所用的电压，驱动光耦，完成隔离信号的唤醒电源操作，然后通过控制q10断开唤醒电路的负载，达到减轻can总线负荷的作用，既解决了隔离can总线的唤醒问题，又可以断开检测电路，切断此部分电流消耗，解决了信号完整性问题。
21.(2)本实用新型的一种can通讯唤醒电路，整流模块u13、u14通过二极管的单向导通特性，二极管d3的负极与二极管d4的正极相连，二极管d5的负极与二极管d6的正极连接，将交流电压信号转化为直流电压信号，传输到can芯片的canh引脚和canl引脚。
22.(3)本实用新型的一种can通讯唤醒电路，光耦u9的发光二极管fg1的正极输入can
信号时，驱动发光二极管fg1发光，光敏三极管vt1导通，发射极将电信号传输到pmu的pwr_en接口，mos管q10导通，把pwr_en信号拉高，唤醒pmu产生隔离电源和mcu的工作电压。在mcu得电工作后，通过gpio控制光耦u12导通，断开mos管q10，使光耦u9的回路断开，canl引脚和canh引脚之间不再消耗电流，减轻can总线负荷。
23.(4)本实用新型的一种can通讯唤醒电路，滤波模块c15起到滤波、整流的作用，能够在预定的时间打开或关闭mos管q10，从而可以在合适的时间内唤醒隔离can总线，同时又能控制q10断开唤醒电路的负载，达到减轻can总线负荷的作用。电阻r4、r5的设置是为了满足can总线的阻抗匹配要求，即最远端的两个can设备各内置一个120r电阻(电阻r4、r5),以达到最佳的信号完整性。
24.(5)本实用新型的一种can通讯唤醒电路，can芯片包括can收发芯片和can控制芯片，二者之间能够通过ttl电平的收发信号(canrx、cantx)连接，can收发芯片将cantx的ttl信号转换为can规范差分信号输出(canh、canl)，同时接收差分线上的实际信号并转换为ttl信号输出到canrx引脚上。
25.(6)本实用新型的一种can通讯唤醒电路，变压器t4的初级绕组接pmu，变压器t4的次级绕组分两路，一路连接二极管d1的正极，一路连接二极管d2的正极，能够调节pmu到can_vcc之间通讯电路的质量和状态。pmu与变压器t4、二极管d4共同起到隔离供电的作用，用于隔离can芯片的供电。
附图说明
26.在附图中，尺寸和比例不代表实际产品的尺寸和比例。附图仅仅是说明性的，并且为了清楚起见，省略了某些非必要的元件或特征。
27.图1为现有技术tja1145隔离电路示意图；
28.图2为现有技术使用光耦的隔离can唤醒电路示意图；
29.图3为本实用新型实施例的隔离can唤醒电路示意图。
具体实施方式
30.为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。这里所描述的仅仅是根据本实用新型的优选实施方式，本领域技术人员可以在优选实施方式的基础上想到能够实现本实用新型的其他方式，其他方式同样落入本实用新型的范围。
31.实施例
32.本实施例提供一种can通讯唤醒电路，参考图3，包括can芯片，can芯片的canl引脚和canh引脚之间分别通过整流电路连接光耦u9和光耦u12；光耦u9的3号输出端连接pmu的pwr_en接口，光耦u12的1号输入端通过gipo与mcu连接；整流电路包括整流模块u13、整流模块u14和滤波模块c15，整流模块u13、u14的2号输出端并联连接到光耦u9的1号输入端，整流模块u13、u14的1号输入端并联连接到光耦u12的3号输出端；光耦u9的2号输出端与整流模块u13、u14的1号输入端之间连接有mos管q10，滤波模块c15控制mos管q10的连接或断开。当总线上有can信号变化时，电压信号转化为直流，mos管q10导通(此时mcu未上电，u12关闭)，光耦u9导通把pwr_en信号拉高，唤醒pmu产生隔离电源和mcu的工作电压。mcu得电工作后，通过gpio控制光耦u12导通。断开mos管q10，使得光耦u9的回路断开，canl引脚和canh引脚
之间不再消耗电流。通过对can总线整流、滤波获得唤醒所用的电压，驱动光耦u9和光耦u12，完成隔离信号的唤醒电源操作，然后通过控制mos管q10断开唤醒电路的负载，达到减轻can总线负荷的作用，既解决了隔离can总线的唤醒问题，又可以断开检测电路，切断此部分电流消耗，解决了信号完整性问题。
33.本实施例中，参考图3，整流模块u13包括二极管d3和二极管d4，整流模块u13、u14通过二极管d3和二极管d4的单向导通特性，二极管d3的负极与二极管d4的正极相连，将交流电压信号转化为直流电压信号，canh引脚连接在二极管d3的负极与二极管d4的正极之间；滤波模块u14包括二极管d5和d6，二极管d5的负极与二极管d6的正极连接，canl引脚连接在二极管d5的负极与二极管d6的正极之间；二极管d3的正极与二极管d5的正极并联，二极管d4的负极与二极管d6的负极并联。
34.本实施例中，参考图3，光耦u9包括发光二极管fg1和光敏三极管vt1；发光二极管fg1的负极连接mos管q10的d极，mos管q10的s极分两路，其中一路连接二极管d3的正极，一路连接二极管d5的正极；发光二极管fg1的正极分两路，一路连接二极管d4的负极，一路连接二极管d6的负极；光敏三极管vt1的集电极通过bat接口连接pmu，发射极分两路，一路通过pwr_en接口连接pmu，一路连接mcu。光耦u9的发光二极管fg1的正极输入can信号时，驱动发光二极管fg1发光，光敏三极管vt1导通，发射极将电信号传输到pmu的pwr_en接口，mos管q10导通，把pwr_en信号拉高，唤醒pmu产生隔离电源和mcu的工作电压。在mcu得电工作后，通过gpio控制光耦u12导通，断开mos管q10，使光耦u9的回路断开，canl引脚和canh引脚之间不再消耗电流，减轻can总线负荷。
35.需要说明的是，参考图3，滤波模块c15连接在光耦u9与mos管q10之间，滤波模块c15的一端连接发光二极管fg1的正极，另一端连接mos管q10的d极。滤波模块c15起到滤波、整流的作用，能够在预定的时间打开或关闭mos管q10，从而可以在合适的时间内唤醒隔离can总线，同时又能控制q10断开唤醒电路的负载，达到减轻can总线负荷的作用。光耦u9与mos管q10之间连接有电阻r5，电阻r5的一端连接发光二极管fg1的负极，另一端连接mos管的d极。r5的设置是为了满足can总线的阻抗匹配要求，即最远端的两个can设备各内置一个120r电阻，以达到最佳的信号完整性。
36.本实施例中，参考图3，光耦u12包括发光二极管fg2和光敏三极管vt2；发光二极管fg2的正极通过gpio连接mcu，负极接地；光敏三极管vt2的发射极分两路，一路连接二极管d3的正极，一路连接二极管d5的正极；光敏三极管vt2的集电极分两路，一路连接二极管d4的负极，一路连接二极管d6的负极。光耦u12与整流模块u13、u14之间连接有电阻r4；电阻r4的输出端分两路，一路连接三极管vt2的集电极，一路连接mos管q10的g极；电阻r4的输入端分两路，一路连接二极管d4的负极，一路连接二极管d6的负极。
37.需要说明的是，参考图3，can芯片包括can收发芯片和can控制芯片，二者之间能够通过ttl电平的收发信号(canrx、cantx)连接，can收发芯片将cantx的ttl信号转换为can规范差分信号输出(canh、canl)，同时接收差分线上的实际信号并转换为ttl信号输出到canrx引脚上。can收发芯片的txd接口与can控制芯片的vob接口连接，can收发芯片的rxd接口与can控制芯片的via接口连接。can控制芯片通过voa接口、vob接口与mcu连接，voa接口用于接收can_rxd信号，vob接口用于发送can_txd信号。
38.此外，参考图3，can通讯唤醒电路还设有变压器t4，变压器t4的初级绕组与pmu连
接，能够调节pmu到can_vcc之间通讯电路的质量和状态。变压器t4的次级绕组分三路，一路连接二极管d1的正极，一路连接二极管d2的正极，一路接地，二极管d1、二极管d2的负极连接到can_vcc。pmu与变压器t4、二极管d4共同起到隔离供电的作用，用于隔离can芯片的供电。
39.以上示意性地对本实用新型创造及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，在不背离本实用新型的精神或者基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。附图中所示的也只是本实用新型创造的实施方式之一，实际的结构并不局限于此，权利要求中的任何附图标记不应限制所涉及的权利要求。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利的保护范围。此外，“包括”一词不排除其他元件或步骤，在元件前的“一个”一词不排除包括“多个”该元件。产品权利要求中陈述的多个元件也可以由一个元件通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。