CN222423898U - 一种具有485和can双通信的bms保护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有485和CAN双通信的BMS保护系统，包括切换电路，切换电路包括485控制电路、CAN控制电路、通讯隔离电路、中断唤醒电路、第一接口电路，485控制电路还包括485电路、第二接口电路和交互电路，交互连接、485电路和第二接口电路依次连接，第一接口电路连接通讯隔离电路，所述CAN控制电路和485电路均连接通讯隔离电路，所述485电路连接CAN控制电路，485控制电路连接中断唤醒电路。通过本实用新型提供的切换电路可以在同一集成电路中实现对485通讯和CAN通讯的切换。

Description

一种具有485和CAN双通信的BMS保护系统

技术领域

本实用新型涉及总线通信技术领域，具体涉及一种具有485和CAN双通信的BMS保护系统。

背景技术

CAN总线和485总线都是常见的串行通信协议，它们在工业自动化、机器人控制等领域被广泛应用。485总线是一种半双工、全双工异步通信总线，是为了摆脱232总线的通信速率低和通信距离过短而产生的。485总线仅仅规定了驱动器和接收器的电气特性，却没有规定接插件、传输电缆和应用层通信协议，所以对于当时来说，是一种非常实惠、而且传输的速率相对比较高的总线。CAN总线是一种双绞线，具有高抗干扰性，高速率性，更重要的是能够检测出来任何的错误。CAN总线具有通信能力的实时性、灵活性、传输距离远、可靠性成本低等优势，所以被认为是最有希望的现场总线。

CAN总线主要应用于高速数据传输和实时控制系统，例如汽车电子控制单元(ECU)、工业机器人等。而485总线主要应用于低速数据传输和数据采集系统，例如温度、湿度、压力等传感器的数据采集。RS-485总线技术是相较于底层的应用层协议，作为应用开发者一般关注的是其应用，你可以将它理解为一种固定的硬件层电气接口，至于我们在基于485硬件就绪的条件下进行应用开发只需考虑它的软件通信协议，有主流的Modbus RTU通信协议，也可以自己定义自己的一套协议标准进行相应传输，只要不丢失数据就行；设备想要用485进行通信的话需要借用串口这个中介将MCU的数据传输到RS-485总线上再继续传输，所以在硬件电路板上需要设计一个串口转485电路，485接口可以通过485双绞屏蔽线连接外部设备，也可以通过485转USB连接电脑调试助手(Modbus)都可以。CAN总线有可靠的错误处理和检错机制，节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能，还有发送的信息若遭到破坏后，可自动重发；还可通过标识符的优先级进行总线仲裁解决发送信息的冲突问题，485总线则是通过一主多从的方式避免数据冲突；CAN总线是用于汽车控制系统的标准总线，CAN是规定了物理层和链路层，485总线仅仅规定了驱动器和接收器的电气特性，却没有规定接插件、传输电缆和应用层通信协议；CAN和485都属于半双工的差分传输方式，对线材有一定要求，最好是屏蔽双绞线，都需要120欧姆的终端匹配电阻解决信号反射的问题。

目前现有方案can通讯模块电路和RS485通讯模块电路是分开的，不仅使得电子物料增加，也会导致PCB面积增大，造成一定程度的成本增加和资源浪费。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于485和CAN双通信的BMS保护系统，其可以实现对CAN电路和485电路的通信切换。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

本实用新型提供了一种具有485和CAN双通信的BMS保护系统，包括切换电路，所述切换电路包括485控制电路、CAN控制电路、通讯隔离电路、中断唤醒电路、第一接口电路，所述485控制电路还包括485电路、第二接口电路和交互电路，所述交互连接、485电路和第二接口电路依次连接，所述第一接口电路连接通讯隔离电路，所述CAN控制电路和485电路均连接通讯隔离电路，所述485电路连接CAN控制电路，所述485控制电路连接中断唤醒电路。

在本实用新型中，作为一种可选的实施例，所述第一接口电路包括接口J5、电阻R22、电阻R23、电阻R18、电阻R19、电阻R136、电阻R137、二极管D32、二极管D33，所述电阻R22的一端和所述电阻R23的一端均连接接口J5，电阻R23的另一端、电阻R136的一端和二极管D32的负极均连接电阻R19的一端，电阻R22的另一端和电阻R137的一端、二极管D33的负极均与电阻R18的一端连接，电阻R18的另一端和电阻R19的另一端均连接通讯隔离电路。

在本实用新型中，作为一种可选的实施例，所述通讯隔离电路包括隔离芯片U8、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R135、电阻R158、电阻R159、电阻R34、电阻R35、二极管D45和场效应管Q28，所述电阻R159的一端连接电阻R18，和电阻R158的一端连接电阻R19，电阻R14的一端、电阻R13的一端、电阻R158的另一端和电阻R159的另一端均连接隔离芯片U8，电阻R15的一端和电阻R16的一端连接隔离芯片U8，电阻R15的另一端和电阻R16的另一端均连接CAN控制电路和458电路，二极管D45的正极连接电阻R34的一端，电阻R34的另一端和电阻R135的一端均连接场效应管Q28的栅极，场效应管Q28的漏极连接电阻R135的另一端，场效应管Q28的源极连接隔离芯片U8。

在本实用新型中，作为一种可选的实施例，所述CAN控制电路包括第一信号转换芯片U12、电阻R20、电阻R21、电阻R173、电阻R174、电阻R175、电阻R176、电阻R97、电阻R96、电阻PTC1、电阻PTC2、电容C67、双向二极管TVS1和双向二极管TVS2，电阻R20的一端和电阻R21的一端均连接隔离芯片U8，电阻R20的另一端和电阻R21的另一端均连接第一信号转换芯片U12，电阻R97的一端和电阻PTC2的一端均连接双向二极管TVS2的一端，电阻R96的一端和电阻PTC1的一端均连接双向二极管TVS1，电阻R97的另一端和电阻R96的另一端均连接第一信号转换芯片U12，电阻PTC1的另一端和电阻PTC2的另一端连接485电路，电阻R173的一端、电阻R174的一端和电阻R175的一端均连接第一信号转换芯片U12，电阻R173的另一端、电阻R174的另一端和电阻R175的另一端均连接电容C67的一端电容C67的另一端接地。

在本实用新型中，作为一种可选的实施例，所述中断唤醒电路包括电容C17、光耦U10、电阻R170和电阻R171，电阻R171的一端和电阻R170的一端连接485电路，电阻R171的另一端和电阻R170的另一端连接，且电阻R171和电阻R170的连接处连接至光耦U10的控制端，电容C17的一端连接光耦U10的接收端，电容C17的另一端接地。

在本实用新型中，作为一种可选的实施例，所述第二接口电路包括接口J2、二极管D34、二极管D35，所述二极管D34的负极连接接口J2的其中一个引脚，二极管D35的负极连接接口J2的另一个引脚，二极管D34的负极和二极管D35的负极还连接458电路，二极管D34的正极和二极管D35的正极均接地。

在本实用新型中，作为一种可选的实施例，所述485电路包括第二信号转换芯片U13、电阻R17、电阻R98、电阻R99、电容C70、电容C71、二极管D11、二极管D9、二极管D12、二极管D10，电阻R99的一端连接二极管D34的负极，电阻R98的一端连接二极管D35的负极，电容C71的一端、二极管D11的负极和电阻R99的另一端均连接第二信号转换芯片U13，二极管D12的负极、电阻R98的另一端和电容C70的一端均连接第二信号转换芯片U13，二极管D12的正极连接二极管D10的正极，电容C71的另一端连接在二极管D12和二极管D10之间，二极管D11的正极连接二极管D9的正极，电容C70的一端连接在二极管D11和二极管D9之间，二极管D9的负极和二极管D10的负极均接地。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的具有485和CAN双通信的BMS保护系统包括切换电路，切换电路包括485控制电路、CAN控制电路、通讯隔离电路、中断唤醒电路、第一接口电路，通过通讯隔离电路可以隔离MCU和外部通讯高压，当需要485通讯时通过485控制电路转换为485通讯差分信号，当需要CAN通信时通过CAN控制电路转换为CAN通讯差分信号，外部485信号和CAN信号可以通过中断唤醒电路实现通信唤醒，通过本实用新型提供的切换电路可以在同一集成电路中实现对485通讯和CAN通讯的切换。

附图说明

图1为本实用新型实施例的一种具有485和CAN双通信的BMS保护系统的切换电路的电路模块结构示意图；

图2为本实用新型实施例的第一接口电路的电路结构示意图；

图3为本实用新型实施例的通讯隔离电路的电路结构示意图；

图4为本实用新型实施例的CAN控制电路的电路结构示意图；

图5为本实用新型实施例的中断唤醒电路的电路结构示意图；

图6为本实用新型实施例的458电路和第二接口电路的电路结构示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。除特殊说明的之外，本实施例中所采用到的材料及设备均可从市场购得。实施例的实例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连通”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中介媒介间相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请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。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。

本申请实施例提供一种具有485和CAN双通信的BMS保护系统包括切换电路，切换电路包括485控制电路、CAN控制电路、通讯隔离电路、中断唤醒电路、第一接口电路，通过通讯隔离电路可以隔离MCU和外部通讯高压，当需要485通讯时通过485控制电路转换为485通讯差分信号，当需要CAN通信时通过CAN控制电路转换为CAN通讯差分信号，外部485信号和CAN信号可以通过中断唤醒电路实现通信唤醒，通过本实用新型提供的切换电路可以在同一集成电路中实现对485通讯和CAN通讯的切换。

请参照图1所示，本实施例提供的具有485和CAN双通信的BMS保护系统，包括切换电路，所述切换电路包括485控制电路、CAN控制电路、通讯隔离电路、中断唤醒电路、第一接口电路，所述485控制电路还包括485电路、第二接口电路和交互电路，所述交互连接、485电路和第二接口电路依次连接，所述第一接口电路连接通讯隔离电路，CAN控制电路和485电路均连接通讯隔离电路，所述485电路连接CAN控制电路，485控制电路连接中断唤醒电路。

具体的，如图2所示，第一接口电路包括接口J5、电阻R22、电阻R23、电阻R18、电阻R19、电阻R136、电阻R137、二极管D32、二极管D33，所述电阻R22的一端和所述电阻R23的一端均连接接口J5，电阻R23的另一端、电阻R136的一端和二极管D32的负极均连接电阻R19的一端，电阻R22的另一端和电阻R137的一端、二极管D33的负极均与电阻R18的一端连接，电阻R18的另一端和电阻R19的另一端均连接通讯隔离电路。

如图3所示，通讯隔离电路包括隔离芯片U8、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R135、电阻R158、电阻R159、电阻R34、电阻R35、二极管D45和场效应管Q28，所述电阻R159的一端连接电阻R18，和电阻R158的一端连接电阻R19，电阻R14的一端、电阻R13的一端、电阻R158的另一端和电阻R159的另一端均连接隔离芯片U8，电阻R15的一端和电阻R16的一端连接隔离芯片U8，电阻R15的另一端和电阻R16的另一端均连接CAN控制电路和458电路，二极管D45的正极连接电阻R34的一端，电阻R34的另一端和电阻R135的一端均连接场效应管Q28的栅极，场效应管Q28的漏极连接电阻R135的另一端，场效应管Q28的源极连接隔离芯片U8。

如图4所示，CAN控制电路包括第一信号转换芯片U12、电阻R20、电阻R21、电阻R173、电阻R174、电阻R175、电阻R176、电阻R97、电阻R96、电阻PTC1、电阻PTC2、电容C67、双向二极管TVS1和双向二极管TVS2，电阻R20的一端和电阻R21的一端均连接隔离芯片U8，电阻R20的另一端和电阻R21的另一端均连接第一信号转换芯片U12，电阻R97的一端和电阻PTC2的一端均连接双向二极管TVS2的一端，电阻R96的一端和电阻PTC1的一端均连接双向二极管TVS1，电阻R97的另一端和电阻R96的另一端均连接第一信号转换芯片U12，电阻PTC1的另一端和电阻PTC2的另一端连接485电路，电阻R173的一端、电阻R174的一端和电阻R175的一端均连接第一信号转换芯片U12，电阻R173的另一端、电阻R174的另一端和电阻R175的另一端均连接电容C67的一端电容C67的另一端接地。

如图5所示，中断唤醒电路包括电容C17、光耦U10、电阻R170和电阻R171，电阻R171的一端和电阻R170的一端连接485电路，电阻R171的另一端和电阻R170的另一端连接，且电阻R171和电阻R170的连接处连接至光耦U10的控制端，电容C17的一端连接光耦U10的接收端，电容C17的另一端接地。

如图6所示，第二接口电路包括接口J2、二极管D34、二极管D35，所述二极管D34的负极连接接口J2的其中一个引脚，二极管D35的负极连接接口J2的另一个引脚，二极管D34的负极和二极管D35的负极还连接458电路，二极管D34的正极和二极管D35的正极均接地。485电路包括第二信号转换芯片U13、电阻R17、电阻R98、电阻R99、电容C70、电容C71、二极管D11、二极管D9、二极管D12、二极管D10，电阻R99的一端连接二极管D34的负极，电阻R98的一端连接二极管D35的负极，电容C71的一端、二极管D11的负极和电阻R99的另一端均连接第二信号转换芯片U13，二极管D12的负极、电阻R98的另一端和电容C70的一端均连接第二信号转换芯片U13，二极管D12的正极连接二极管D10的正极，电容C71的另一端连接在二极管D12和二极管D10之间，二极管D11的正极连接二极管D9的正极，电容C70的一端连接在二极管D11和二极管D9之间，二极管D9的负极和二极管D10的负极均接地。

上述中，实施例的工作原理为：U8为485/CAN的通讯隔离芯片，可以隔离MCU和外部通讯高压。当需要485通讯时，只需贴485模块的器件，U13(ISL3152)可将UART通讯TTL信号转换为485通讯差分信号，MCU通过U9控制U13发送和接收数据，另外部485信号可以通过光耦U10控制MCU唤醒中断实现通讯唤醒。当需要CAN通讯时，只需贴CAN模块的器件，U12(MCP2561)可将UART通讯TTL信号转换为CAN通讯差分信号，另外部CAN信号可以通过U10(光耦)控制MCU唤醒中断实现通讯唤醒；另由于CAN通讯的特殊性，MCU无法共用内部UART和CAN引脚，需独立使用2路单独的指定I/O口。

虽然仅仅已经对本申请的某些部件和实施例进行了图示并且描述，但是在不实际脱离在权利要求书中的范围和精神的情况下，本领域技术人员可以想到许多修改和改变，例如：各个元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、安装布置、材料使用、颜色、取向等的变化。

上述实施方式仅为本实用新型实施例的优选实施例方式，不能以此来限定本实用新型实施例保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型实施例的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型实施例所要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种具有485和CAN双通信的BMS保护系统，其特征在于：包括切换电路，所述切换电路包括485控制电路、CAN控制电路、通讯隔离电路、中断唤醒电路、第一接口电路，所述485控制电路还包括485电路、第二接口电路和交互电路，所述交互连接、485电路和第二接口电路依次连接，所述第一接口电路连接通讯隔离电路，所述CAN控制电路和485电路均连接通讯隔离电路，所述485电路连接CAN控制电路，所述485控制电路连接中断唤醒电路。

2.根据权利要求1所述的BMS保护系统，其特征在于，所述第一接口电路包括接口J5、电阻R22、电阻R23、电阻R18、电阻R19、电阻R136、电阻R137、二极管D32、二极管D33，所述电阻R22的一端和所述电阻R23的一端均连接接口J5，电阻R23的另一端、电阻R136的一端和二极管D32的负极均连接电阻R19的一端，电阻R22的另一端和电阻R137的一端、二极管D33的负极均与电阻R18的一端连接，电阻R18的另一端和电阻R19的另一端均连接通讯隔离电路。

3.根据权利要求2所述的BMS保护系统，其特征在于，所述通讯隔离电路包括隔离芯片U8、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R135、电阻R158、电阻R159、电阻R34、电阻R35、二极管D45和场效应管Q28，所述电阻R159的一端连接电阻R18，电阻R158的一端连接电阻R19，电阻R14的一端、电阻R13的一端、电阻R158的另一端和电阻R159的另一端均连接隔离芯片U8，电阻R15的一端和电阻R16的一端连接隔离芯片U8，电阻R15的另一端和电阻R16的另一端均连接CAN控制电路和458电路，二极管D45的正极连接电阻R34的一端，电阻R34的另一端和电阻R135的一端均连接场效应管Q28的栅极，场效应管Q28的漏极连接电阻R135的另一端，场效应管Q28的源极连接隔离芯片U8。

4.根据权利要求3所述的BMS保护系统，其特征在于，所述CAN控制电路包括第一信号转换芯片U12、电阻R20、电阻R21、电阻R173、电阻R174、电阻R175、电阻R176、电阻R97、电阻R96、电阻PTC1、电阻PTC2、电容C67、双向二极管TVS1和双向二极管TVS2，电阻R20的一端和电阻R21的一端均连接隔离芯片U8，电阻R20的另一端和电阻R21的另一端均连接第一信号转换芯片U12，电阻R97的一端和电阻PTC2的一端均连接双向二极管TVS2的一端，电阻R96的一端和电阻PTC1的一端均连接双向二极管TVS1，电阻R97的另一端和电阻R96的另一端均连接第一信号转换芯片U12，电阻PTC1的另一端和电阻PTC2的另一端连接485电路，电阻R173的一端、电阻R174的一端和电阻R175的一端均连接第一信号转换芯片U12，电阻R173的另一端、电阻R174的另一端和电阻R175的另一端均连接电容C67的一端电容C67的另一端接地。

5.根据权利要求4所述的BMS保护系统，其特征在于，所述中断唤醒电路包括电容C17、光耦U10、电阻R170和电阻R171，电阻R171的一端和电阻R170的一端连接485电路，电阻R171的另一端和电阻R170的另一端连接，且电阻R171和电阻R170的连接处连接至光耦U10的控制端，电容C17的一端连接光耦U10的接收端，电容C17的另一端接地。

6.根据权利要求5所述的BMS保护系统，其特征在于，所述第二接口电路包括接口J2、二极管D34、二极管D35，所述二极管D34的负极连接接口J2的其中一个引脚，二极管D35的负极连接接口J2的另一个引脚，二极管D34的负极和二极管D35的负极还连接458电路，二极管D34的正极和二极管D35的正极均接地。

7.根据权利要求6所述的BMS保护系统，其特征在于，所述485电路包括第二信号转换芯片U13、电阻R17、电阻R98、电阻R99、电容C70、电容C71、二极管D11、二极管D9、二极管D12、二极管D10，电阻R99的一端连接二极管D34的负极，电阻R98的一端连接二极管D35的负极，电容C71的一端、二极管D11的负极和电阻R99的另一端均连接第二信号转换芯片U13，二极管D12的负极、电阻R98的另一端和电容C70的一端均连接第二信号转换芯片U13，二极管D12的正极连接二极管D10的正极，电容C71的另一端连接在二极管D12和二极管D10之间，二极管D11的正极连接二极管D9的正极，电容C70的一端连接在二极管D11和二极管D9之间，二极管D9的负极和二极管D10的负极均接地。