用于數(shù)字信號(hào)傳送總線的驅(qū)動(dòng)器電路的制作方法
【專利摘要】一種用于數(shù)字信號(hào)傳送總線的驅(qū)動(dòng)器電路包括主開關(guān)。該主開關(guān)連接到該總線，可由要傳送的數(shù)字信號(hào)控制，并且具有：一個(gè)導(dǎo)通切換狀態(tài)，在導(dǎo)通切換狀態(tài)中主開關(guān)具有最大導(dǎo)電性；一個(gè)關(guān)閉切換狀態(tài)，在關(guān)閉切換狀態(tài)中主開關(guān)具有最小導(dǎo)電性；以及至少一個(gè)中間切換狀態(tài)，具有位于最小和最大導(dǎo)電性之間的導(dǎo)電性。該數(shù)字信號(hào)具有第一邏輯狀態(tài)和第二邏輯狀態(tài)，第一邏輯狀態(tài)控制該主開關(guān)處于導(dǎo)通切換狀態(tài)，并且第二邏輯狀態(tài)控制該主開關(guān)處于關(guān)閉切換狀態(tài)。在從導(dǎo)通切換狀態(tài)切換到關(guān)閉切換狀態(tài)和/或相反期間，主開關(guān)處于中間切換狀態(tài)。
【專利說明】用于數(shù)字信號(hào)傳送總線的驅(qū)動(dòng)器電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及一種用于數(shù)字傳送總線的驅(qū)動(dòng)器電路，尤其涉及一種用于在數(shù)字信號(hào)傳送總線的切換操作期間減少電磁發(fā)射的驅(qū)動(dòng)器電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在不同領(lǐng)域內(nèi)例如在汽車或工業(yè)領(lǐng)域中的許多應(yīng)用中，使用電子控制單元(ECU)來實(shí)施許多不同的功能。一個(gè)應(yīng)用內(nèi)的不同的ECU經(jīng)常需要交換數(shù)據(jù)。除了車載系統(tǒng)內(nèi)的通信，對(duì)于許多應(yīng)用來說，也需要與外部部件的通信。
[0003]為了通信，E⑶應(yīng)當(dāng)互連。用這種方式，它們形成網(wǎng)絡(luò)。在這些網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，主要使用串行總線系統(tǒng)用于通信。如今已知不同的串行總線系統(tǒng)，諸如CAN(控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò))、LIN(本地互連網(wǎng)絡(luò))、FlexRay或者M(jìn)OST (媒體定向系統(tǒng)傳輸)。
[0004]通過總線系統(tǒng)通信的ECU通常包括用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的收發(fā)器。然而，在收發(fā)器內(nèi)執(zhí)行的切換操作能夠引起電磁發(fā)射。由于這樣的干擾影響在應(yīng)用中(尤其是在通常包括高度集成模塊的汽車應(yīng)用中)可能引起不需要的效果，因此這樣的干擾影響應(yīng)當(dāng)保持得盡可能地低。
[0005]已知的是使用電感器來抑制這些發(fā)射。通常在本上下文中，這樣的電感器被稱為扼流圈或共模扼流圈。然而，這些電感器需要具有一定的電感(以及因此具有一定的尺寸)以便實(shí)現(xiàn)期望的濾波效果。這使得這些電感器太大而不能將它們集成到收發(fā)器中。因此需要將它們作為外部部件來提供，這導(dǎo)致給ECU制造商帶來額外的成本。
[0006]因此需要一種以減少的成本來減少總線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的電磁發(fā)射的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]公開了一種驅(qū)動(dòng)器電路。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，該驅(qū)動(dòng)器電路包括主開關(guān)。該主開關(guān)連接到總線，它可由將被傳送的數(shù)字信號(hào)控制并且具有:一個(gè)導(dǎo)通切換(on-switching)狀態(tài),在導(dǎo)通切換狀態(tài)中主開關(guān)具有最大的導(dǎo)電性；一個(gè)關(guān)閉切換(off-switching)狀態(tài),在關(guān)閉切換狀態(tài)中主開關(guān)具有最小的導(dǎo)電性；以及至少一個(gè)中間切換狀態(tài)，具有在最小和最大導(dǎo)電性之間的導(dǎo)電性。該數(shù)字信號(hào)具有第一邏輯狀態(tài)和第二邏輯狀態(tài)。該第一 ‘邏輯狀態(tài)控制該主開關(guān)處于導(dǎo)通切換狀態(tài)，而該第二邏輯狀態(tài)控制該主開關(guān)處于關(guān)閉切換狀態(tài)。在從導(dǎo)通切換狀態(tài)到關(guān)閉切換狀態(tài)和/或相反的切換期間，主開關(guān)處于該至少一個(gè)中間切換狀態(tài)。
[0008]借助于附圖和下面的詳細(xì)描述將更好地理解這些和其它方面。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]以下標(biāo)識(shí)的【專利附圖】

【附圖說明】了本發(fā)明的一些實(shí)施例。附圖不意圖限制所附權(quán)利要求中敘述的本發(fā)明。參考以下的、連同附圖一起做出的描述，可以更好地理解實(shí)施例(關(guān)于它們的組織和操作的方式兩者)及其進(jìn)一步的目標(biāo)及優(yōu)點(diǎn)，其中:[0010]圖1是具有兩條總線線路和具有電磁發(fā)射的幾個(gè)ECU的總線系統(tǒng)的電路圖；
[0011]圖2是具有兩條總線線路和具有減少的電磁發(fā)射的幾個(gè)ECU的總線系統(tǒng)的電路圖；
[0012]圖3是具有兩條總線線路和耦接到每條總線線路的驅(qū)動(dòng)器電路的總線系統(tǒng)的電路圖；
[0013]圖4是總線系統(tǒng)的高側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路的電路圖；
[0014]圖5是總線系統(tǒng)的低側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路的電路圖；
[0015]圖6圖示了用于控制總線系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)器電路的控制信號(hào)的示例；
[0016]圖7是具有兩條總線線路和耦接到每條總線線路的驅(qū)動(dòng)器電路的總線系統(tǒng)的電路圖；
[0017]圖8是總線系統(tǒng)的高側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路的另一個(gè)電路圖；
[0018]圖9是總線系統(tǒng)的低側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路的另一個(gè)電路圖；
[0019]圖10是LIN總線系統(tǒng)的電路圖；
[0020]圖11是包括驅(qū)動(dòng)器電路的LIN總線系統(tǒng)的電路圖；
[0021]圖12是FlexRay總線系統(tǒng)的電路圖；
[0022]圖13是包括驅(qū)動(dòng)器電路的FlexRay總線系統(tǒng)的電路圖；
[0023]圖14是CAN總線系統(tǒng)的電路圖；以及
[0024]圖15是由驅(qū)動(dòng)器電路驅(qū)動(dòng)的CAN總線系統(tǒng)的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]在以下的詳細(xì)描述中，參照形成該描述的一部分的附圖，并且在附圖中通過圖示的方式示出了在其中可以實(shí)踐本發(fā)明的具體實(shí)施例。在這點(diǎn)上，參考正在描述的附圖的定向使用方向術(shù)語(諸如“頂”、“底”、“前”、“后”、“頭”、“尾”等)。因?yàn)閷?shí)施例的部件可以以多個(gè)不同的定向放置，所以方向術(shù)語用于說明的目的而決不是限制性的。要理解，在不偏離本發(fā)明的范圍情況下可以利用其它實(shí)施例并且可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)或邏輯的改變。因此下面的詳細(xì)描述不應(yīng)在限制的意義上理解，并且由所附的權(quán)利要求限定本發(fā)明的范圍。要理解，這里所描述的各種示例性實(shí)施例的特征可以相互組合，除非另外具體指明。
[0026]圖1示出一個(gè)總線系統(tǒng)，其具有第一和第二總線線路BUS_P、BUS_M。幾個(gè)ECU(ECU_l、ECU_2、ECU_n)連接到兩條總線線路BUS_P、BUS_M。連接到總線線路的ECU的個(gè)數(shù)N取決于應(yīng)用。連接到總線線路的ECU的最大的可能個(gè)數(shù)N通常取決于使用的總線的類型。例如，連接到CAN(控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò))總線的可能的E⑶的個(gè)數(shù)N為32。每個(gè)E⑶包括收發(fā)器11、12、1N。每個(gè)收發(fā)器11、12、1N用第一線短線(stub)耦接到第一總線線路BUS_P，并且用第二線短線耦接到第二總線線路BUS_M。在一些總線系統(tǒng)中，一些E⑶僅連接一個(gè)總線線路。收發(fā)器11、12、謂經(jīng)由總線線路冊(cè)3_?、8^_11發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。
[0027]為了避免線路上的信號(hào)反射，電阻器R1、R2、RN與每個(gè)收發(fā)器11、12、1N并聯(lián)耦接。在已知的總線系統(tǒng)中，通過改變總線線路BUS_P、BUS_M上的電壓電平來傳送數(shù)據(jù)。為此，收發(fā)器11、12、IN在總線線路BUS_P、BUS_M上執(zhí)行切換操作。然而，在收發(fā)器11、12、IN內(nèi)的這些切換操作引起電磁發(fā)射，該電磁發(fā)射在圖1中被指示并被稱為EM。
[0028]為了減少這樣的電磁發(fā)射，如圖2中所示，可以將電感器L111、L112、L121、L122、LlNl、L1N2插入到每個(gè)總線線路收發(fā)器11、12、IN之間。然而，為了有效地減少電磁發(fā)射，電感器L111、L112、L121、L122、L1N1、L1N2需要具有一定的電感。為此，電感器L111、L112、L121、L122、L1N1、L1N2相當(dāng)大，并且因此是昂貴的。因此期望提供一種沒有電感器 L111、L112、L121、L122、L1N1、L1N2 的總線。
[0029]圖3示出了總線系統(tǒng)的基本原理，該總線系統(tǒng)具有耦接到總線線路BUS_P、BUS_M的驅(qū)動(dòng)器電路DC1、DC2。第一驅(qū)動(dòng)器電路DCl耦接到第一總線線路BUS_P，并且第二驅(qū)動(dòng)器電路DC2耦接到第二總線線路BUS_M。驅(qū)動(dòng)器電路DC1、DC2可以是收發(fā)器11、12、IN的部分。每個(gè)驅(qū)動(dòng)器電路DC1、DC2包括主開關(guān)SDa、SDC；2。主開關(guān)Sdc2可由要傳送的信號(hào)EN控制，主開關(guān)Sio可由要傳送的非信號(hào)^控制。要傳送的信號(hào)EN通常是數(shù)字信號(hào)。因此，它包括發(fā)生在每個(gè)線路BUS_P、BUS_M上的兩種狀態(tài)。主開關(guān)SDa、SDe2可以將總線線路BUS_P、BUS_M-接到例如功率源或參考電勢(shì)(圖3中未示出)。
[0030]每個(gè)主開關(guān)SDa、SDC；2可以處于具有最小導(dǎo)電性的第一切換狀態(tài),和處于具有最大導(dǎo)電性的第二切換狀態(tài)。第一切換狀態(tài)可以代表關(guān)閉狀態(tài)，第二切換狀態(tài)可以代表導(dǎo)通狀態(tài)。如果主開關(guān)SDa、Src2在關(guān)閉狀態(tài)和導(dǎo)通狀態(tài)之間快速(=硬)切換，這將導(dǎo)致信號(hào)的陡坡和直角邊緣。這將嚴(yán)重地增加功率譜，這是不需要的效果。因此，主開關(guān)SDa、SDK具有多于僅兩個(gè)的切換狀態(tài)。除了第一和第二切換狀態(tài)，主開關(guān)SDa、Sirc2具有至少一個(gè)中間切換狀態(tài)，該中間切換狀態(tài)具有最小和最大導(dǎo)電性之間的導(dǎo)電性。每個(gè)中間切換狀態(tài)具有處于最小和最大導(dǎo)電性之間的、不同于其它中間切換狀態(tài)的導(dǎo)電性。通過當(dāng)從關(guān)閉狀態(tài)切換到導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)接連地增加主開關(guān)SDa、Sdc2的導(dǎo)電性，或者當(dāng)從導(dǎo)通狀態(tài)切換到關(guān)閉狀態(tài)時(shí)接連地減小主開關(guān)SDa、Sdc2的導(dǎo)電性，功率譜可以實(shí)質(zhì)地減小。
[0031]圖4示出了驅(qū)動(dòng)器電路DC1、DC2的示例性實(shí)施方式。在此示例中，驅(qū)動(dòng)器電路DCHS用作高側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路，并且因此耦接在總線線路BUS和功率源Vs之間。高側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路DCHS包括串聯(lián)連接的主 開關(guān)Sdqis和反向保護(hù)二極管D1。主開關(guān)Sdqis進(jìn)一步包括并聯(lián)耦接的η個(gè)子開關(guān)Sll、S12、SlN0電阻器Rll、R12、RlN與每個(gè)子開關(guān)Sll、S12、SlN串聯(lián)耦接。可由信號(hào) EN_hl、EN_h2、EN_hn 控制子開關(guān) Sll、S12、SIN。信號(hào) EN_hl、EN_h2、EN_hn取決于要傳送的信號(hào)ΕΝ。在主開關(guān)Sdchs的關(guān)閉狀態(tài)中，所有的子開關(guān)S11、S12、S1N可以是斷開的，使得主開關(guān)Sras具有最小的導(dǎo)電性。在主開關(guān)Sdqis的導(dǎo)通狀態(tài)中，所有的子開關(guān)SlU S12、SlN可以是閉合的，使得主開關(guān)Sdchs具有最大的導(dǎo)電性。當(dāng)將總線線路BUS從關(guān)閉狀態(tài)切換到導(dǎo)通狀態(tài)或者相反時(shí)，接連地閉合或斷開子開關(guān)S11、S12、S1N，其中每個(gè)斷開或閉合之間具有一定的時(shí)間延遲并且被關(guān)閉或被斷開的開關(guān)的個(gè)數(shù)針對(duì)每個(gè)中間切換狀態(tài)而增加。這樣，接連地連接或切斷電阻器R11、R12、R1N，從而通過減小或增加主開關(guān)Sras的總電阻來接連地增加或減小導(dǎo)電性。
[0032]然而，例如還可能的是，在主開關(guān)Sdqis的關(guān)閉狀態(tài)中，一個(gè)或多個(gè)子開關(guān)S11、S12、SlN閉合，從而連接具有高電阻的電阻器R11、R12、R1N，因此主開關(guān)Sdqis具有最小導(dǎo)電性。在主開關(guān)Sdqis的導(dǎo)通狀態(tài)中，至少一個(gè)子開關(guān)SI 1、S12、SlN可以閉合，從而連接具有低電阻的電阻器R11、R12、R1N，因此主開關(guān)Sdqis具有最大導(dǎo)電性。對(duì)于每個(gè)中間切換狀態(tài)，不同的開關(guān)可以閉合，以連接具有增加或者減小電阻的不同電阻器R11、R12、R1N，從而通過減小或增加主開關(guān)Sras的整個(gè)電阻來接連地增加或減小導(dǎo)電性。
[0033]圖5示出了示例性驅(qū)動(dòng)器電路DCLS，該驅(qū)動(dòng)器電路DCLS與高側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路DCHS類似并且用作低側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路而不是高側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路，低側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路DCLS耦接在總線線路BUS和參考電勢(shì)GND之間。子開關(guān)S21、S22、S2N可由信號(hào)EN_ll、EN_12、EN_ln控制，信號(hào)EN_ll、EN_12、EN_ln也取決于要傳送的數(shù)字信號(hào)EN。當(dāng)高側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路DCHS和低側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路DCLS被用在同一個(gè)總線系統(tǒng)中時(shí)，信號(hào)EN_hl、EN_h2、EN_hn和EN_11、EN_12、EN_ln可以是同步的。
[0034]為了一個(gè)接一個(gè)地連接電阻器R11、Rl2、RlN或者R21、R22、R2N并且因此接連地增加開關(guān)DCHS或者DCLS的導(dǎo)電性，控制信號(hào)EN_hl、EN_h2、EN_hn和EN_11、EN_12、EN_ln相對(duì)于彼此具有一定的時(shí)間延遲。這同樣適用于切斷電阻器。圖6中示例性地示出了用于控制低側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路DCLS中的開關(guān)的控制信號(hào)EN_11、EN_12、EN_ln。用于切換第一子開關(guān)S21的第一信號(hào)EN_11無時(shí)間延遲地施加到子開關(guān)S21。用于切換第二子開關(guān)S22的第二信號(hào)EN_12以相對(duì)于第一信號(hào)EN_11的一定的時(shí)間延遲td2施加到子開關(guān)S22。用于切換第三子開關(guān)S23 (圖5中未不出)的第三信號(hào)以相對(duì)于第二信號(hào)EN_12的時(shí)間延遲td3施加到第三子開關(guān)S23。第η信號(hào)ΕΝ_1η切換第η子開關(guān)S2n，相對(duì)于在前信號(hào)延遲一定時(shí)間
信號(hào)的個(gè)數(shù)取決于主開關(guān)SDas中包括的子開關(guān)的個(gè)數(shù)。高側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路DCHS內(nèi)的信號(hào)以相同的、在每個(gè)信號(hào)之間具有一定的時(shí)間延遲的方式提供。為了避免相同頻率處的譜能量，時(shí)間延遲tdl、td2、…〖^可以選擇為不是均勻的，而是彼此不同。
[0035]圖7示出了具有兩個(gè)總線線路BUS_P、BUS_M的總線系統(tǒng)的示例。每個(gè)總線線路BUS_P、BUS_M具有連接到其的高側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路DCHS和低側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路DCLS。由此，例如通過切換(即激活)對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器電路DCHS1、DCHS2、DCLS1、DCLS2，每個(gè)總線線路BUS_P、BUS_M可以連接到功率源Vs以及連接到參考電勢(shì)GND (未示出)。高側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路DCHS1、DCHS2可由要傳送的反相控制信號(hào)巧控制，并且低側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路DCLS1、DCLS2可由要傳送的控制信號(hào)EN控制。當(dāng)以時(shí)間延遲為每個(gè)切換狀態(tài)提供要傳送的控制信號(hào)EN時(shí)，經(jīng)由與要被閉合或斷開的子 開關(guān)S21、S22、S2N(圖7未示出)耦接的η個(gè)分離的線路傳送控制信號(hào)ΕΝ，并且經(jīng)由與要被閉合或斷開的子開關(guān)Sll、S12、SlN(圖7未示出)耦接的η個(gè)分離的線路傳送反相控制信號(hào)辦7。
[0036]與圖3中所示的示例性電路相比，在圖7中附加的驅(qū)動(dòng)器電路DCHS2、DCLS2耦接到每個(gè)總線線路BUS_P、BUS_M。例如可以為了實(shí)現(xiàn)抵抗不需要的電磁輻射的甚至更大的魯棒性來完成這點(diǎn)。另一方面，在關(guān)閉狀態(tài)中的高側(cè)DCHS1、DCHS2和低側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路DCLS1、DCLS2的阻抗以這種方式相互適配。由此，在整個(gè)電壓范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。附加的驅(qū)動(dòng)器電路DCHS2、DCLS2可以具有比第一驅(qū)動(dòng)器電路DCHS1、DCLSl更高的串聯(lián)電阻，從而不會(huì)由于它們的導(dǎo)電性而干擾系統(tǒng)的功能。每個(gè)驅(qū)動(dòng)器電路DCHS2、DCLS2可以由一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)EN進(jìn)行控制。
[0037]圖8示出圖4的驅(qū)動(dòng)器電路，但是具有耦接在二極管Dl和主開關(guān)Sdchs之間的附加的晶體管Tl?？梢岳缡褂玫碗妷壕w管來實(shí)施子開關(guān)S11、S12、S1N，而可以例如使用高電壓晶體管來實(shí)施附加的晶體管Tl。以這種方式，晶體管Tl保護(hù)子開關(guān)S11、S12、S1N。通過僅使用一個(gè)高電壓晶體管Tl，與其中每個(gè)子開關(guān)S11、S12、S1N本身被實(shí)施為高電壓晶體管的電路相比，需要更小的空間。附加的晶體管Tl可由反相控制信號(hào)JC77FE控制，晶體管Tl根據(jù)控制信號(hào)JC7YFE的狀態(tài)而處于導(dǎo)電狀態(tài)或者非導(dǎo)電狀態(tài)。如果使用以下技術(shù)，那么附加的晶體管Tl和二極管Dl可以互換:在該技術(shù)中二極管Dl不能實(shí)施為不具有不需要的寄生效應(yīng)。
[0038]圖9示出與圖5中相同的驅(qū)動(dòng)器電路DCLS，其具有耦接在二極管D2和主開關(guān)SDas之間的附加的晶體管T2。如上文描述的，可以使用高電壓晶體管來實(shí)施附加的晶體管T2，而可以使用低電壓晶體管來實(shí)施子開關(guān)S21、S22、S2N。附加的晶體管T2可由控制信號(hào)ACTIVE控制，晶體管T2根據(jù)控制信號(hào)ACTIVE的狀態(tài)而處于導(dǎo)電狀態(tài)或者非導(dǎo)電狀態(tài)。
[0039]圖10示出了僅具有一個(gè)總線線路BUS的信號(hào)傳送總線的示例。這樣的總線可以是LIN(本地互連網(wǎng)絡(luò))總線，或者任何其它適合的總線。在LIN總線中，用于信號(hào)傳送的總線線路BUS通常是簡(jiǎn)單的無屏蔽的單線線路?？偩€線路BUS例如經(jīng)由端接電阻器R3耦接到功率源V。。，該功率源可以是電池電壓。晶體管T3耦接在總線線路BUS和參考電勢(shì)GND之間。該晶體管T3是用于在總線線路上傳送信號(hào)的傳送器20的部分。傳送器20進(jìn)一步包括耦接到晶體管T3的控制器30。
[0040]LIN總線以兩個(gè)互補(bǔ)的邏輯電平操作。具有接近于參考電勢(shì)GND的電壓的顯性電平代表邏輯“O”。具有接近于電池電壓Vrc的電壓的隱性電平代表邏輯“I”。LIN物理層規(guī)范要求收發(fā)器的切換不干擾其它電子部件的性能。設(shè)計(jì)者必須確保收發(fā)器符合例如汽車制造商的EMC(電磁兼容性)要求。對(duì)于隱性狀態(tài)，傳送器20是被動(dòng)的，并且上拉電阻器R3將總線線路BUS拉到接近于電池的供應(yīng)電壓\c。當(dāng)傳送器20主動(dòng)地將總線線路BUS朝向參考電勢(shì)GND下拉時(shí)，出現(xiàn)顯性狀態(tài)。為了減少電磁發(fā)射和符合EMC要求，電感器L3耦接在總線線路BUS和傳送器20之間。
[0041]圖11示出了圖10的總線系統(tǒng)，但是具有耦接到總線線路BUS的低側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路DCLS3而不是晶體管T3。驅(qū)動(dòng)器電路DCLS3接連地增加導(dǎo)電性，并且因此減小從關(guān)閉狀態(tài)切換到導(dǎo)通狀態(tài)期間的功率譜。驅(qū)動(dòng)器電路DCLS3接連地減小導(dǎo)電性，并且因此減小從導(dǎo)通狀態(tài)切換到關(guān)閉狀態(tài)期間的功率譜。因?yàn)轵?qū)動(dòng)器電路DCLS3減少了斜坡的陡度，例如使邊緣變圓，所以不需要附加的電感器L3。取決于包括在驅(qū)動(dòng)器電路DCLS3中的子開關(guān)S21、S22、S2N的個(gè)數(shù)，在控制器30和驅(qū)動(dòng)器電路DCLS3之間提供η個(gè)線路以在每個(gè)線路上向要傳送的信號(hào)EN提供時(shí)間延遲。
[0042]圖12示出一個(gè)雙線路FlexRay通信總線的示例性驅(qū)動(dòng)器電路。FlexRay通信總線是確定性的、容錯(cuò)的和高速的總線系統(tǒng)。FlexRay主要使用雙絞線BUS_P、BUS_M將節(jié)點(diǎn)連接在一起以及傳送信號(hào)數(shù)據(jù)，但是也支持由一對(duì)導(dǎo)線組成的單信道配置。然而，雙信道配置供給增強(qiáng)的容錯(cuò)和增加的帶寬。FlexRay總線要求以連接在該對(duì)絞線BUS_P、BUS_M之間的電阻器R6的形式的端接。為了傳送，使用差分電壓電平。傳送電平從兩個(gè)總線線路BUS_P、BUS_M2間的電壓差中產(chǎn)生。FlexRay總線具有多達(dá)四個(gè)不同的狀態(tài)。
[0043]兩個(gè)總線線路BUS_P、BUS_M的電平可以用晶體管T4、T5、T6、T7控制。第一總線線路BUS_P經(jīng)由晶體管T5和T7耦接到電池電壓V。。和參考電勢(shì)GND。第二總線線路BUS_M經(jīng)由晶體管T4和T6耦接到電池電壓V。。和參考電勢(shì)GND。取決于在總線線路BUS_P、BUS_M上為了傳送所需要的電壓電平，總線線路BUS_P、BUS_M連接到電池電壓Vrc和參考電勢(shì)GND或者從其切斷。當(dāng)對(duì)應(yīng)的晶體管T4、T5、T6、T7是導(dǎo)電的時(shí)，總線線路BUS_P、BUS_M耦接到電池電壓\c或參考電勢(shì)GND，以及當(dāng)對(duì)應(yīng)的晶體管T4、T5、T6、T7是非導(dǎo)電的時(shí)，總線線路BUS_P、BUS_M從電池電壓Ncc或參考電勢(shì)GND切斷。晶體管T4、T5、T6、T7由控制器31提供的控制信號(hào)EN進(jìn)行控制。
[0044]反相施密特(Schmitt)觸發(fā)器40用作接收器。施密特觸發(fā)器40的滯后根據(jù)總線線路BUS_P、BUS_Mi接收的差分信號(hào)的切換點(diǎn)來限定。因此標(biāo)定(dimension)電阻器R4、R5之間的比率和參考電壓源Vl的值。為了減少電磁發(fā)射和符合EMC(電磁兼容性)要求，電感器L4、L5耦接在每個(gè)總線線路傳送器21之間。然而，接收器的這個(gè)實(shí)施方式僅是一個(gè)可能的示例。接收器可以以任何其它適合的方式實(shí)施。
[0045]圖13示出了圖12的？16乂1^^總線系統(tǒng)，其中晶體管了4、了5、了6、了7已由驅(qū)動(dòng)器電路 DCHS4、DCHS5、DCLS4、DCLS5 取代。因?yàn)楫?dāng)切換時(shí)驅(qū)動(dòng)器電路 DCHS4、DCHS5、DCLS4、DCLS5減小了斜坡的陡度以及使邊緣變圓，所以在該配置中不需要電感器L4、L5。
[0046]高側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路DCHS4、DCHS5接收來自控制器31的非控制信號(hào)^。經(jīng)由η個(gè)信道提供該反相控制信號(hào)—，信道的個(gè)數(shù)取決于驅(qū)動(dòng)器電路DCHS4、DCHS5的切換狀態(tài)的個(gè)數(shù)。在每個(gè)信道上提供的控制信號(hào)—相對(duì)于另一個(gè)信道上的在前控制信號(hào)^被時(shí)間延遲。高側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路DCHS4、DCHS5也接收來自控制器31的反相控制信號(hào):，該反相控制信號(hào)/1C77FE控制高電壓晶體管Tl。然而，反相控制信號(hào)JC77FE和高電壓晶體管Tl (未示出)不是必需的。提供給耦接到第一總線線路BUS_P的高側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路DCHS5的控制信號(hào)￡7V被反相。
[0047]低側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路DCLS4、DCLS5接收來自控制器31的控制信號(hào)EN。經(jīng)由η個(gè)信道提供控制信號(hào)ΕΝ，信道的個(gè)數(shù)取決于驅(qū)動(dòng)器電路DCLS4、DCLS5的切換狀態(tài)的個(gè)數(shù)。在每個(gè)信道上提供的控制信號(hào)EN相對(duì)于在另一個(gè)信道上的在前控制信號(hào)EN在時(shí)間上被延遲。低側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路DCLS4、DCLS5也接收來自控制器32的控制信號(hào)ACTIVE，該控制信號(hào)ACTIVE控制高電壓晶體管T2。然而，控制信號(hào)ACTIVE和高電壓晶體管T2(未示出)不是必需的。提供給耦接到第一總線線路BUS_P的驅(qū)動(dòng)器電路DCLS5的信號(hào)EN被反相。
[0048]圖14示出了具有兩個(gè)總線線路CAN_H、CAN_L的CAN總線系統(tǒng)。CAN總線通常具有兩種狀態(tài):顯性和隱性狀態(tài)。當(dāng)傳送數(shù)據(jù)時(shí)，接收器41 (再次，在所示示例中是反相施密特觸發(fā)器)分析兩個(gè)總線線路can_h、can_l2間的電壓差。再次根據(jù)接收的差分信號(hào)的切換點(diǎn)限定該施密特觸發(fā)器的滯后。因此標(biāo)定電阻器R7、R8之間的比率和參考電壓源V2的值。再次，接收器的這個(gè)實(shí)現(xiàn)方式僅是一個(gè)可能的示例。再次，接收器可以以任何其它適合的方式實(shí)施。
[0049]端接電阻器R9耦接在第一和第二總線線路CAN_H、CAN_L之間。第一總線線路CAN_H經(jīng)由晶體管T8耦接到電池電壓\c。第二總線線路CAN_L經(jīng)由晶體管T9耦接到參考電勢(shì)GND。晶體管T8可由要傳送的反相控制信號(hào)^控制，該晶體管T8用于將第一總線線路CAN_H連接到電池電壓\c或者從電池電壓\c切斷第一總線線路CANJL晶體管T9可由控制信號(hào)EN控制，該晶體管T9用于將第二總線線路CAN_L連接到參考電勢(shì)GND或者從參考電勢(shì)GND切斷第二總線線路CAN_L。為了減少電磁發(fā)射和滿足EMC (電磁兼容性)要求，電感器L6、L7耦接在每個(gè)總線線路CAN_H、CAN_L和傳送器22之間。
[0050]圖15示出圖14的CAN總線系統(tǒng)，其中晶體管T8、T9已由驅(qū)動(dòng)器電路DCHS6、DCHS7、DCLS6、DCLS7取代。因?yàn)楫?dāng)切換時(shí)驅(qū)動(dòng)器電路DCHS6、DCHS7、DCLS6、DCLS7減小了斜坡的陡度(例如使邊緣變圓)，所以在該配置內(nèi)不需要電感器L6、L7。
[0051]高側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路DCHS6、DCHS7接收來自控制器31的控制信號(hào)EN。經(jīng)由η個(gè)信道提供控制信號(hào)EN，信道的個(gè)數(shù)取決于高側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路DCHS6、DCHS7的切換狀態(tài)的個(gè)數(shù)。在每個(gè)信道上提供的控制信號(hào)EN相對(duì)于另一信道上的在前控制信號(hào)EN在時(shí)間上被延遲。高側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路DCHS6、DCHS7也接收來自控制器32的反相控制信號(hào)JC77FE以控制高電壓晶體管Tl (未示出)。然而，反相控制信號(hào)JC77F互和高電壓晶體管Tl不是必需的。
[0052]低側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路DCLS6、DCLS7也接收來自控制器32的控制信號(hào)EN。經(jīng)由η個(gè)信道提供控制信號(hào)ΕΝ，信道的個(gè)數(shù)取決于低側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路DCLS6、DCLS7的切換狀態(tài)的個(gè)數(shù)。在每個(gè)信道上提供的要傳送的信號(hào)EN相對(duì)于另一信道上的在前控制信號(hào)EN在時(shí)間上被延遲。低側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路DCLS6、DCLS7接收來自控制器32的控制信號(hào)ACTIVE，該控制信號(hào)ACTIVE控制高電壓晶體管T2 (未示出)。然而，控制信號(hào)ACTIVE和高電壓晶體管T2不是必需的。
[0053]盡管已經(jīng)詳細(xì)描述了目前的實(shí)施例及其優(yōu)點(diǎn)，但是應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離如所附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，在這里能夠進(jìn)行各種改變、替代和變化?？紤]到上述的變化和應(yīng)用的范圍，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不由在前的描述所限制，也不受附圖所限制。相反，本發(fā)明僅受限于所附權(quán)利要求和其法律等同物。
[0054]諸如“第一”、“第二”等的術(shù)語用于描述各種元件、區(qū)域、部分等，并且也不意圖限制。在整個(gè)說明書中，相同的術(shù)語指代相同的元件。
[0055]如本文所使用的，術(shù)語“具有”、“含有”、“包含”、“包括”等是開放式術(shù)語，其指示所述元件或特征的存在但是并不排除附加的元件或特征。冠詞“一”、“一個(gè)”和“該”意圖包括復(fù)數(shù)和單數(shù)，除非上下文另外清楚地指示。
【權(quán)利要求】
1.一種用于數(shù)字信號(hào)傳送總線的驅(qū)動(dòng)器電路，包括主開關(guān)，其中 該主開關(guān)連接到該總線，能由要傳送的數(shù)字信號(hào)控制，并且具有:一個(gè)導(dǎo)通切換狀態(tài)，在導(dǎo)通切換狀態(tài)中主開關(guān)具有最大導(dǎo)電性；一個(gè)關(guān)閉切換狀態(tài)，在關(guān)閉切換狀態(tài)中主開關(guān)具有最小導(dǎo)電性；以及一個(gè)或多個(gè)中間切換狀態(tài)，每個(gè)中間切換狀態(tài)具有位于最小和最大導(dǎo)電性之間的導(dǎo)電性； 該數(shù)字信號(hào)具有第一邏輯狀態(tài)和第二邏輯狀態(tài)，第一邏輯狀態(tài)控制該主開關(guān)處于導(dǎo)通切換狀態(tài)，并且第二邏輯狀態(tài)控制該主開關(guān)處于關(guān)閉切換狀態(tài)；以及 在從導(dǎo)通切換狀態(tài)切換到關(guān)閉切換狀態(tài)和/或相反期間，主開關(guān)處于該一個(gè)或多個(gè)中間切換狀態(tài)中的一個(gè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)器電路，其中，該一個(gè)或多個(gè)中間切換狀態(tài)包括多個(gè)中間切換狀態(tài)，每個(gè)中間切換狀態(tài)具有位于最小和最大導(dǎo)電性之間的、不同于其它中間切換狀態(tài)的導(dǎo)電性。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動(dòng)器電路，其中，該主開關(guān)經(jīng)過該中間切換狀態(tài)，從而在從關(guān)閉切換狀態(tài)切換到導(dǎo)通切換狀態(tài)期間接連地增加導(dǎo)電性并且在從導(dǎo)通切換狀態(tài)切換到關(guān)閉切換狀態(tài)期間接連地減小導(dǎo)電性 。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)器電路，其中，該主開關(guān)配置為將數(shù)字信號(hào)傳送總線耦接到電源或者參考電勢(shì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)器電路，其中，該主開關(guān)包括多個(gè)子開關(guān)和多個(gè)電阻性元件，每個(gè)電阻性元件與子開關(guān)中的一個(gè)串聯(lián)耦接，由子開關(guān)和電阻性元件形成的串聯(lián)連接被并聯(lián)耦接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動(dòng)器電路，其中，子開關(guān)被接連地?cái)嚅_或閉合，其中在每一個(gè)斷開或閉合之間具有時(shí)間延遲。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動(dòng)器電路，其中，并聯(lián)耦接的子開關(guān)能由要傳送的數(shù)字信號(hào)控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的驅(qū)動(dòng)器電路，其中，相對(duì)于其它子開關(guān)，以一時(shí)間延遲把要傳送的數(shù)字信號(hào)提供給每個(gè)子開關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)器電路，進(jìn)一步包括二極管，該二極管耦接在數(shù)字信號(hào)傳送總線和主開關(guān)之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動(dòng)器電路，其中，子開關(guān)是低電壓晶體管。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的驅(qū)動(dòng)器電路，進(jìn)一步包括高電壓晶體管，該高電壓晶體管耦接在數(shù)字信號(hào)傳送總線和主開關(guān)之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)器電路，其中，該數(shù)字信號(hào)傳送總線是LIN總線、CAN總線或者FlexRay總線。
13.根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動(dòng)器電路，其中當(dāng)主開關(guān)處于其關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，至少一個(gè)子開關(guān)是斷開的，并且其中當(dāng)主開關(guān)處于其導(dǎo)通狀態(tài)或者處于中間切換狀態(tài)時(shí)，至少一個(gè)子開關(guān)是閉合的。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的驅(qū)動(dòng)器電路，其中當(dāng)主開關(guān)處于其關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，所有的子開關(guān)是斷開的，并且其中當(dāng)主開關(guān)處在其導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，所有的子開關(guān)是閉合的，閉合的子開關(guān)的個(gè)數(shù)隨著每一個(gè)中間切換狀態(tài)而增加。
15.一種電路裝置，包括: 包括總線線路的數(shù)字信號(hào)傳送總線；以及 包括主開關(guān)的驅(qū)動(dòng)器電路，其中， 該主開關(guān)連接到該總線，能由要傳送的數(shù)字信號(hào)控制，并且具有:一個(gè)導(dǎo)通切換狀態(tài)，在導(dǎo)通切換狀態(tài)中主開關(guān)具有最大導(dǎo)電性；一個(gè)關(guān)閉切換狀態(tài)，在關(guān)閉切換狀態(tài)中主開關(guān)具有最小導(dǎo)電性；以及一個(gè)或多個(gè)中間切換狀態(tài)，每個(gè)中間切換狀態(tài)具有位于最小和最大導(dǎo)電性之間的導(dǎo)電性； 該數(shù)字信號(hào)具有第一邏輯狀態(tài)和第二邏輯狀態(tài)，第一邏輯狀態(tài)控制該主開關(guān)處于導(dǎo)通切換狀態(tài)，并且第二邏輯狀態(tài)控制該主開關(guān)處于關(guān)閉切換狀態(tài)；以及 在從導(dǎo)通切換狀態(tài)切換到關(guān)閉切換狀態(tài)和/或相反期間，主開關(guān)處于該一個(gè)或多個(gè)中間切換狀態(tài)中的一個(gè)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電路裝置，進(jìn)一步包括: 第一驅(qū)動(dòng)器電路，配置為將第一總線線路耦接到參考電勢(shì)；以及 第二驅(qū)動(dòng)器電路，配置為將第二總線線路耦接到功率源。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電路裝置，其中第一驅(qū)動(dòng)器電路能由要傳送的數(shù)字信號(hào)的反相形式控制，并且第二驅(qū)動(dòng)器電路能由要傳送的數(shù)字信號(hào)控制。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電路裝置，其中要傳送的數(shù)字信號(hào)和要傳送的數(shù)字信號(hào)的反相形式是同步的。
19.一種用于 在數(shù)字信號(hào)傳送總線上傳送具有第一和第二邏輯狀態(tài)的數(shù)字信號(hào)的方法，該方法包括: 將該主開關(guān)連接到該總線，該主開關(guān)能由要傳送的數(shù)字信號(hào)控制并且具有:一個(gè)導(dǎo)通切換狀態(tài)，在導(dǎo)通切換狀態(tài)中主開關(guān)具有最大導(dǎo)電性；一個(gè)關(guān)閉切換狀態(tài)，在關(guān)閉切換狀態(tài)中主開關(guān)具有最小導(dǎo)電性；以及一個(gè)或多個(gè)中間切換狀態(tài)，每個(gè)中間切換狀態(tài)具有位于最小和最大導(dǎo)電性之間的導(dǎo)電性； 通過數(shù)字信號(hào)的第一邏輯狀態(tài)控制主開關(guān)處于導(dǎo)通切換狀態(tài)；以及 通過數(shù)字信號(hào)的第二邏輯狀態(tài)控制主開關(guān)處于關(guān)閉切換狀態(tài)，主開關(guān)在從導(dǎo)通切換狀態(tài)切換到關(guān)閉切換狀態(tài)和/或相反期間處于該一個(gè)或多個(gè)中間切換狀態(tài)中的一個(gè)中間切換狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】H04L12/40GK103716216SQ201310556513
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月29日
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