一种CANFD通信电路的制作方法

一种canfd通信电路
技术领域
1.本实用新型涉及canfd通信领域，具体而言，涉及一种canfd通信电路。


背景技术：

2.相关技术中，电动汽车在行驶过程中，可能会遇到电源从9v瞬间到4.5v保持100毫秒这种最恶劣工况，在经历这种工况时，要求电池管理系统(bms)工作正常，即canfd通信也要求正常，canfd比普通can通信速率要快，为了满足车辆行驶过程中的功能安全要求，现在高速can通信都要求用canfd。普通can芯片的工作电压范围是4.5-5.5v，canfd芯片的工作电压范围是6-24v。
3.现有canfd通信电路应用设计图如图1所示，其中图1的设计思路是：在正常供电电压(7-16v)下，由12v铅酸电池给canfd收发器供电；在欠压供电电压(2.7-7v)条件下，由系统电源芯片vpre给canfd收发器供电。系统电源芯片支持降压和升压模式，即当供电电压大于7v时，电源芯片为降压模式，vpre输出6.5v；当供电电压小于v时，电源芯片为升压模式，vpre输出为6.3v，其中，在铅酸电池供电电压为7-16v的条件下，12v铅酸电池分2路供电，一路给系统电源芯片供电，系统电源芯片内部转换成2路输出电源vcore(1.23-1.28v)和vpre(6.25-6.75v)，vcore给单片机供电，vpre给canfd通信收发器供电；另一路直接给canfd通信收发器供电；此时铅酸电池无论9v还是16v，真正给canfd收发器供电的是铅酸电池，而vpre没有给它供电；在此条件下bms及canfd通信可以正常工作，它能接收车辆其他控制器通信节点传输的信息并传送给单片机处理，也能将bms单片机采集到bms的相关信息发送到车辆其他控制器通信节点。在铅酸电池处于最恶劣工况下，铅酸电池供电电压是4.5v，因此它直接给canfd收发器供电这一路不能满足canfd收发器工作电压要求。此时系统电源芯片为升压模式，vpre正常可输出6.3v，这时由系统电源输出的vpre电压给canfd收发器供电。但这一设计没有考虑到系统电源芯片在供电电压为4.5-7v时的一些特殊情况，其中，vpre-电压预调节器输出电压，如下表所示，
[0004][0005]
1.v
sup
—芯片供电电压：范围为2.7-36v；
[0006]
2.v
sup_uv_7
—电源电压锁定(上电)：范围为7-8v；
[0007]
3.v
pre_uv_4p3
—vpre关闭阀值(降压和降压/升压):范围为4.1-4.5v；
[0008]
4.r
ds(on)_pre
—芯片供电电压≤28v时，v
pre
通过晶体管时的感值，最大值200mω；
[0009]
5.i
pre
—电压预调节器输出电流，在vsup_uv_7≥vsup≥4.5v时：范围为0.5-2a；
[0010]
其中，在v
_sup_uv_7
》＝v
_sup(供电电压)
≥4.5v，即铅酸电池供电电压为4.5-7v时，vpre输出电压最小值为v
pre_uv_4p3
(即4.1-4.5v之间)，典型值为v
_sup-i_pre
*r
ds(on)_pre
(在供电电压为4.5v，通过计算vpre输出电压，其对应范围为4.1-4.4v)；因此，相关技术中的铅酸电池供电电压从9v瞬间到4.5v保持100毫秒这种最恶劣工况条件下，vpre输出电压可能会在4.1-4.4v之间。这种情况下，vpre输出也没法满足canfd收发器供电电压的要求，bms canfd通信异常。这会导致车辆行驶过程中因通信异常没法正常判断这期间所发生的故障而导致车辆行驶安全问题发生。
[0011]
针对相关技术中存在的上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

[0012]
本实用新型的主要目的在于提供一种canfd通信电路，以解决相关技术中车辆的供电系统中的铅酸电池在经历最坏工况的情况下，不能保证canfd收发器的工作电压处于正常工作电压范围内的技术问题。
[0013]
为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种canfd通信电路。该实用新型包括：储能电路，包括电感以及电容，储能电路通过电感与canfd收发器连接；canfd收发器，第一端与储能电路连接，第二端与控制器节点连接，第三端通过单片机与供电系统连接，供电系统包括铅酸电池。
[0014]
进一步地，该canfd通信电路还包括二极管，一端与铅酸电池连接，另一端与储能电路连接。
[0015]
进一步地，储能电路包括多个电容，多个电容之间并联，多个电容对应的多个第一端接地，多个电容对应的多个第二端均连接在二极管与电感的连接支路上。
[0016]
进一步地，供电系统还包括系统电源芯片，一端与铅酸电池连接，另一端与单片机连接。
[0017]
进一步地，单片机通过spi总线与canfd收发器连接。
[0018]
进一步地，储能电路包括第一电容、第二电容以及第三电容，第一电容、第二电容以及第三电容之间并联，第一电容、第二电容以及第三电容的电容量均为330μf。
[0019]
进一步地，电感的感值范围为0.5uh-2uh。
[0020]
进一步地，单片机的工作电压范围为1.2v-1.32v。
[0021]
进一步地，canfd收发器的工作电压范围为6v-24v。
[0022]
进一步地，系统电源芯片的工作电压范围为2.7v-36v。
[0023]
通过本实用新型，包括：储能电路，包括电感以及电容，储能电路通过电感与canfd收发器连接；canfd收发器，第一端与储能电路连接，第二端与控制器节点连接，第三端通过单片机与供电系统连接，供电系统包括铅酸电池，解决了相关技术中车辆的供电系统中的铅酸电池在经历最坏工况的情况下，不能保证canfd收发器的工作电压处于正常工作电压范围内的技术问题，进而达到了提高车辆安全性能的技术效果。
附图说明
[0024]
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
[0025]
图1是现有技术中的canfd通信电路的示意图；以及
[0026]
图2是根据本实用新型实施例提供的一种canfd通信电路的示意图；
[0027]
图3为本技术实施例提供的一种具体地canfd通信电路的示意图。
[0028]
其中，还包括以下附图标记：
[0029]
电感，l1；二极管，d1；第一电容，c1；第二电容，c2；第三电容，c3。
具体实施方式
[0030]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0031]
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。
[0032]
需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“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。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此外，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。
[0033]
根据本实用新型的实施例，提供了一种canfd通信电路
[0034]
图2是根据本实用新型实施例提供的一种canfd通信电路的示意图。如图2所示，该通信电路包括以下部分：储能电路，canfd收发器。
[0035]
储能电路，包括电感l1以及电容，储能电路通过电感l1与canfd收发器连接；
[0036]
canfd收发器，第一端与储能电路连接，第二端与控制器节点连接，第三端通过单片机与供电系统连接，供电系统包括铅酸电池。
[0037]
本技术中，提供可一种canfd通信电路，该通信电路包括供电系统、储能电路以及canfd收发器，供电系统中的铅酸电池在处于最坏工况的情况下，储能电路中储存的能量开始释放给canfd收发器供电，保证了在铅酸电池供电电压恢复正常供电前canfd的供电电压不会低于6v，这样在这种异常工况下，canfd通信正常。
[0038]
需要说明的是，该通信电路为单片机内不带canfd控制器的canfd通信电路。
[0039]
在一种可选的实施例中，该canfd通信电路还包括二极管d1，一端与铅酸电池连接，另一端与储能电路连接。
[0040]
如图3所示，图3为本技术实施例提供的一种具体地canfd通信电路，在该通信电路中，包括有二极管d1，二极管d1的具体连接位置以及连接方式，如图3所示，在铅酸电池供电
电压瞬间异常(降到4.5v，保持时间100ms)时，电池供电电压(4.5v)不能满足canfd收发器工作电压(6-24v)的要求。这时电感l1与电容所存储的能量开始释放给canfd收发器供电，有二极管d1的存在，保证所有电流不会流向电池。同时，储能电路中包含有电感l1的存在，电感l1能保证不会出现瞬间大电流情况而烧毁canfd芯片。因此，在电池供电电压下降至4.5v后，canfd供电电压不会瞬间下降4.5v，而是缓慢下降，只要电容容量够大，就能保证在铅酸电池供电电压恢复正常供电前canfd的供电电压不会低于6v。这样在这种异常工况下，canfd通信正常。需要说明的是，本技术实施例中提供的铅酸电池为12v铅酸电池。
[0041]
在一种可选的实施例中，储能电路包括多个电容，多个电容之间并联，多个电容对应的多个第一端接地，多个电容对应的多个第二端均连接在二极管d1与电感l1的连接支路上。
[0042]
在上述实施例中，储能电路中的电容为多个并联电容，多个电容的一端均接地，另一端均连接在二极管d1支路上。
[0043]
在一种可选的实施例中，储能电路包括第一电容c1、第二电容c2以及第三电容c3，第一电容c1、第二电容c2以及第三电容c3之间并联，第一电容c1、第二电容c2以及第三电容c3的电容量均为330μf。本技术还提供了另一种具体的实施例，在该实施例中，储能电路中的电容为3个并联的电容，铅酸电池输出电能经过二极管d1和电感l1后给canfd收发器供电，在二极管d1和电感l1之间并入3颗330uf电容。canfd收发器通过can线接收车辆其他控制器通信节点发送的信号后再由spi总线发送给单片机进行处理；而单片机采集到的电池包各个数据经过处理后通过spi总线发给canfd收发器，再经can线发送给车辆其他控制器通信节点。
[0044]
需要说明的是，储能电路中的电容为一个或多个并联的电容，一个电容以及其他多个并联的多个电容的方案，均属于本技术的保护范围，在此不一一赘述。
[0045]
还需要说明的是，上述实施例的电容的容值为330μf，如果本技术中的电容采用容值较大的电容，其电容可以为单个，多个并联的相对较小的电容，可以为节省空间做出贡献。
[0046]
上述地，在铅酸电池正常供电(7-16v)时，经过二极管d1产生很小的的压降(约0.1v)，然后给3个电容充电，完成后经过电感l1给canfd收发器供电(6-24v为正常工作电压范围)，这时canfd收发器能正常工作(通信)。
[0047]
在一种可选的实施例中，供电系统还包括系统电源芯片，一端与铅酸电池连接，另一端与单片机连接。具体如图3所示。
[0048]
在一种可选的实施例中，单片机通过spi总线与canfd收发器连接。
[0049]
在一种可选的实施例中，电感l1的感值范围为0.5uh-2uh。
[0050]
在一种可选的实施例中，单片机的工作电压范围为1.2v-1.32v。
[0051]
在一种可选的实施例中，canfd收发器的工作电压范围为6v-24v。
[0052]
在一种可选的实施例中，系统电源芯片的工作电压范围为2.7v-36v。
[0053]
上述地，通过本技术提供的canfd通信电路，在12v铅酸电池的输出电压从9v降至4.5v的100ms内，canfd供电电压从8.2v降到6.16v，在canfd收发器正常的工作电压范围6-24v。因此该设计在电池供电电压降至4.5v时，能保证canfd收发器可以正常工作，不会出现canfd通信丢失的情况，保证了车辆的行驶安全。
[0054]
以上仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。