电荷泵技术在高速CAN收发器供电中的应用

"本文主要探讨了汽车工业中CAN总线技术的应用，以及如何利用电荷泵为高速CAN收发器供电以解决供电需求与系统电源不匹配的问题。随着汽车电子化程度的提升，CAN总线成为了减少线缆、降低成本的有效方案。在分布式控制系统中，CAN网络连接各个电子控制单元，但其收发器需要5V供电，而系统可能仅提供3.3V电源。电荷泵作为电压转换器的一种，因其低功耗、结构简单且无需额外组件的优势，常被用于为高速CAN收发器提供所需电压。" 在汽车工业中，随着技术的发展和消费者需求的提高，车辆的电子化程度不断加深，导致汽车内部的电子子系统和连接线缆数量急剧增长。为了解决这个问题，Bosch公司在上世纪80年代推出了控制器局域网（Controller Area Network, CAN）总线技术。CAN总线以其高效、节省成本的特点，成为汽车工业中广泛应用的通信网络，它简化了线路连接，减少了线缆重量，降低了整体成本。 在CAN总线系统中，高速CAN收发器扮演着关键角色，它们负责将ECU之间的数据转化为可以在总线上传输的信号。根据ISO11898标准，高速CAN收发器通常需要5V电源来确保其正常工作。然而，汽车电子系统的主电源往往只能提供3.3V或更低的电压，这与收发器的需求不匹配。在空间有限或者热管理要求严格的环境下，直接从电池获取5V电压并不实际，特别是对于高电压电池系统（如双电池汽车或24V卡车系统）。 为了解决这个问题，设计者可以采用电压转换器，如电荷泵，来提升输入电压以满足5V的供电需求。电荷泵是一种无电感的开关稳压器，它可以有效地将较低的输入电压转换为所需的更高电压，同时保持低功耗和简单的电路设计。电荷泵的优势在于它不需要额外的电感元件，这降低了成本，且其结构紧凑，适用于空间受限的汽车电子系统。 对于不同的CAN收发器，有的只需要单一电源，而有的则需要多个电源。因此，在选择和设计CAN收发器时，必须确保它们能够与不同供应商的ECU模块兼容，同时满足ISO11898的高速CAN通信规范。使用电荷泵作为电源转换解决方案，不仅可以满足收发器的电压要求，还能确保整个CAN网络的稳定运行，从而保证汽车电子系统的高效、可靠通信。