连接到两个不同的电源电压域的单片高压收发器的制作方法

文档序号:26184753发布日期:2021-08-06 18:35阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种收发器装置(100),用于在至少两个不同的电压域(12,14),即具有较高第一电源电压的第一电源电压域(12)与具有较低第二电源电压的第二电源电压域(14)之间进行介接,其特征在于,所述收发器装置(100)具有:

第一接口(110),其由所述第一电源电压供电并适用于与在所述第一电源电压域(12)中操作的至少一个外部第一数字装置(20)介接;

第二接口(120),其由所述第二电源电压供电并适用于与在所述第二电源电压域(14)中操作的外部通信总线(24)介接;

第一内部通信链路(130),其适用于将可由在所述第一电源电压域(12)中操作的所述外部第一数字装置(20)生成的传输数据从所述第一接口(110)传送到所述第二接口(120),以及

第二内部通信链路(170),其适用于将可从在所述第二电源电压域(14)中操作的所述外部通信总线(24)供应的接收数据从所述第二接口(120)传送到所述第一接口(110)。

2.根据权利要求1所述的收发器装置(100),其特征在于,具有以下特征中的至少一个:

i)所述收发器装置(100)实现为单片集成电路,

具体地说,其中,所述单片集成电路以绝缘体上硅soi技术实施;

ii)所述收发器装置(100)具有至少两个接地引脚(114,124),包括适用于连接到所述第一电压电源域(12)的接地电势的第一接地引脚(114)和适用于连接到所述第二电压电源域(14)的接地电势的第二接地引脚(124);

iii)所述收发器装置(100)具有共模和接地偏移范围,所述共模和接地偏移范围在从大于约±3v开始但不超过约±70v的范围内;

iv)所述第一电源电压基本上为标称48v或更高;

v)所述第二电源电压基本上为标称12v或基本上为标称24v。

3.根据权利要求1或2所述的收发器装置(100),其特征在于,所述第一接口(110)具有:

传输数据输入端(116),其适用于例如从在所述第一电源电压域(12)中操作的所述第一数字装置(20)接收所述传输数据,以及

接收数据输出端(118),其适用于例如向在所述第一电源电压域(12)中操作的第二数字装置(22)传输所述接收数据,

具体地说:

其中,在所述第一电源电压域(12)中操作的所述第一数字装置和所述第二数字装置(20,22)为同一数字装置(30),和/或

其中,在所述第一电源电压域(12)中操作的所述第一数字装置和所述第二数字装置(20,22)共同形成微控制器单元(32)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的收发器装置(100),其特征在于,所述第二接口(170)具有:

至少一个通信总线引脚(126,128),其适用于向在所述第二电源电压域(14)中操作的所述通信总线(24)传输所述传输数据和/或从所述通信总线(24)接收所述接收数据,

具体地说:

其中,在所述第二电源电压域(14)中操作的所述外部通信总线(24)从由can总线、flexray总线、lin总线和以太网组成的组中选择。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的收发器装置(100),其特征在于,分别关于传输数据和接收数据的所述传输,所述第一内部通信链路和所述第二内部通信链路(130,170)基于差动电压传输(140,180)。

6.根据权利要求5所述的收发器装置(100),其特征在于,所述第一内部通信链路(130)包括:

第一差动电压发送器(141),其参考,特别是由所述第一电源电压域(12)供电进行操作,所述第一差动电压发送器(141)适用于经由所述第一接口(110)接收由在所述第一电源电压域(12)中操作的所述第一数字装置(20)生成的所述传输数据,并且适用于生成并输出用于传输所述传输数据的第一差动电压信号,以及

第一差动电压接收器(144),其参考,特别是由所述第二电源电压域(14)供电进行操作,所述第一差动电压接收器(144)适用于接收由所述第一差动电压发送器(141)传输的所述差动电压信号,并且适用于经由所述第二接口(120)向在所述第二电源电压域(14)中操作的所述外部通信总线(24)第二数字装置(26)传输用于传输所述传输数据的第一单端数字信号,

具体地说,其中,所述第二内部通信链路(170)包括:

第二差动电压发送器(181),其参考,特别是由所述第二电源电压域(14)供电进行操作,所述第二差动电压发送器(181)适用于经由所述第二接口(120)接收可从在所述第二电源电压域(14)中操作的所述外部通信总线(24)供应的所述接收数据,并且适用于生成并输出用于传输所述接收数据的第二差动电压信号,以及

第二差动电压接收器(184),其参考,特别是由所述第一电源电压域(12)供电进行操作,所述第二差动电压接收器(184)适用于接收由所述第二差动电压发送器(171)传输的所述差动电压信号,并且适用于经由所述第一接口(110)向在所述第一电源电压域(12)中操作的所述第二数字装置(22)传输用于传输所述接收数据的第二单端数字信号。

7.根据权利要求6所述的收发器装置(100),其特征在于:

所述第一差动电压发送器(131,141)具有第一基于开关的h桥(142),所述h桥(142)参考,特别是由所述第一电源电压域(12)供电进行操作,以及

所述第一差动电压接收器(134,144)具有第一分压器电阻梯(145)和第一比较器(146),其参考,特别是由所述第二电源电压域(14)供电进行操作,

其中,所述第一分压器电阻梯(145)具有串联连接的第一电阻器(145-1)、第二电阻器(145-2)、第三电阻器(145-3)和第四电阻器(145-4),所述第一电阻器(145-1)基本上具有第二电阻值(r2),所述第二电阻器(145-2)基本上具有第一电阻值(r1),所述第三电阻器(145-3)基本上具有所述第一电阻值(r1),所述第四电阻器(145-4)基本上具有所述第二电阻值(r2),

其中,从所述第一基于开关的h桥(142)输出的所述第一差动电压信号施加在由所述第一电阻器至所述第四电阻器(145-1,...,145-5)组成的所述串联连接上,其中,所述第一分压器电阻梯(145)从连接在所述第一电阻器和所述第二电阻器(145-1,145-2)之间的第一连接点(145-5)与连接在所述第三电阻器和所述第四电阻器(145-3,145-4)之间的第二连接点(145-6)之间输出第一辅助差动电压信号,以及

其中,所述第一比较器(146)具有输入端(146-1)、反相输入端(146-2)和输出端(146-3),并接收施加到其输入端(146-1)和其反相输入端(146-2)的所述第一辅助差动电压信号,并从其输出端(146-3)输出所述第一单端数字信号,

具体地说,其中,所述第一电阻值与所述第二电阻值之间的比率可从以下等式确定:

(r2/r1)=(v1/v2)-1,

其中,r1为所述第一电阻值,r2为所述第二电阻值,v1为所述第一电源电压的标称值,并且v2为所述第二电源电压的标称值;

具体地说,其中:

所述第二差动电压发送器(181)具有第二基于开关的h桥(182),所述h桥(182)参考,特别是由所述第二电源电压域(14)供电进行操作,以及

所述第二差动电压接收器(184)具有第二分压器电阻梯(185)和第二比较器(186),其参考,特别是由所述第一电源电压域(12)供电进行操作,

其中,所述第二分压器电阻梯(185)具有串联连接的第一电阻器(185-1)、第二电阻器(185-2)、第三电阻器(185-3)和第四电阻器(185-4),所述第一电阻器(185-1)基本上具有第二电阻值(r2),所述第二电阻器(185-2)基本上具有第一电阻值(r1),所述第三电阻器(185-3)基本上具有所述第一电阻值(r1),所述第四电阻器(185-4)基本上具有所述第二电阻值(r2),

其中,从所述第二基于开关的h桥(182)输出的所述第二差动电压信号施加在由所述第一电阻器至所述第四电阻器(185-1,...,185-4)组成的所述串联连接上,其中所述第二分压器电阻梯(185)从连接在所述第一电阻器和所述第二电阻器(185-1,185-2)之间的第一连接点(185-5)与连接在所述第三电阻器和所述第四电阻器(185-3,185-4)之间的第二连接点(185-6)之间输出第二辅助差动电压信号,以及

其中,所述第二比较器(186)具有输入端(186-1)、反相输入端(186-2)和输出端(186-3),并接收施加到其输入端(186-1)和其反相输入端(186-2)的所述第二辅助差动电压信号,并从其输出端(186-3)输出所述第二单端数字信号;

具体地说,其中,所述第一电阻值与所述第二电阻值之间的比率可从以下等式确定:

(r2/r1)=(v1/v2)-1,

其中,r1为所述第一电阻值,r2为所述第二电阻值,v1为所述第一电源电压的标称值,并且v2为所述第二电源电压的标称值。

8.一种电网络系统(10),特别是电子控制单元,其特征在于,具有较高的第一电源电压域(12)和较低的第二电源电压域(14),以及根据权利要求1至10中任一项所述的用于在所述第一电源电压域与所述第二电源电压域(12,14)之间进行介接的收发器装置(100)。

9.一种车辆,其特征在于,所述车辆具有根据权利要求11所述的电网络系统(10),特别是电子控制单元。

10.一种在至少两个不同的电压域(12,14),即具有较高第一电源电压的第一电源电压域(12)与具有较低第二电源电压的第二电源电压域(14)之间进行介接的方法,其特征在于,所述方法使用具有第一接口(110)、第二接口(120)、第一内部通信信道(130)和第二内部通信信道(170)的收发器装置(100),其中,所述方法具有以下步骤:

通过所述第一电源电压向所述第一接口(110)供电,并通过所述第一接口(110)与在所述第一电源电压域(12)中操作的至少一个外部第一数字装置(20)进行介接;

通过所述第二电源电压向所述第二接口(120)供电,并通过所述第二接口(120)与在所述第二电源电压域(14)中操作的外部通信总线(24)进行介接;

通过所述第一接口(110),经由所述第一内部通信链路(130)将由在所述第一电源电压域(12)中操作的所述外部第一数字装置(20)生成的传输数据传送到所述第二接口(120),具体地说,进一步传送到在所述第二电源电压域(14)中操作的所述外部通信总线(24);且

通过所述第二接口(120),经由所述第二内部通信链路(170)将从在所述第二电源电压域(24)中操作的所述外部通信总线(14)供应的接收数据传送到所述第一接口(110),具体地说,进一步传送到在所述第一电源电压域(12)中操作的外部第二数字装置(22)。


技术总结
公开了一种收发器装置和一种方法,用于在至少两个不同的电压域,即具有较高第一电源电压的第一电源电压域与具有较低第二电源电压的第二电源电压域之间进行介接。收发器装置具有:第一接口,由第一电源电压供电并适用于与在第一电源电压域中操作的至少一个外部第一数字装置介接;第二接口,由所述第二电源电压供电并适用于与在第二电源电压域中操作的外部通信总线介接;第一内部通信链路,适用于将可由在第一电源电压域中操作的外部第一数字装置生成的传输数据从第一接口传送到第二接口;以及第二内部通信链路,适用于将可从在第二电源电压域中操作的外部通信总线供应的传输数据从第二接口传送到第一接口。

技术研发人员:瑞奈尔·埃文斯;杰拉尔德·夸克纳特;马蒂亚斯·伯特霍尔德·穆斯
受保护的技术使用者:恩智浦有限公司
技术研发日:2021.01.27
技术公布日:2021.08.06
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