车载控制器CAN唤醒以及休眠机制

发表于:2023-6-05 09:28

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 作者:汽车电控技术开发    来源:懂车帝

  摘要:常见的EV汽车控制器有KL30、KL15,其中KL30是常供电,唤醒控制器的信号的类型可以是高低电平唤醒、边沿信号、CAN总线信号等,被唤醒的器件可以是电源芯片或者单片机。控制器休眠状态电流小于10mA,唤醒后电流大约为800mA左右。
  一、常见的控制器唤醒源
  1.1 KL15点火信号
  KL15是汽车钥匙上的ON档位,一端连接车载+12V电源,另一端连接控制器。点火之前,KL15开关断开,控制器不工作;点火之后,KL15开关闭合,+12V电源使能电源管理芯片,唤醒控制器。
电源芯片TLE8366 芯片原理图
  1.2硬线唤醒信号
  在有些情况下控制器休眠后会通过其它控制器电平信号来唤醒。KL15上电后,首先唤醒某一个控制器,然后该控制器再通过硬线信号唤醒其他控制器;
  1.3 CAN总线唤醒
  当BMS控制器处于休眠模式时可以通过CAN总线唤醒,然后进入正常工作模式。在这种情况下控制器需要常供电,并且BMS控制器的CAN收发器芯片需要具有总线唤醒功能。当系统需要BMS配合实现其它功能时,会有CAN节点向总线上发送特定的唤醒报文,控制器的CAN收发器监视到唤醒报文后会输出一个电压信号使能电源管理芯片,电源管理芯片启动内部电路开始工作,输出工作电源给单片机以及其它电路,控制器进入正常工作模式。
TJA1043 CAN芯片原理图
  二、控制器CAN唤醒源
  2.1 CAN收发模块工作模式
  CAN芯片TJA1043具有五种工作模式,正常模式Normal mode、待机模式Standby mode、进入休眠模式Go-to-Sleep mode、休眠模式Sleep mode和监听模式Listen-only mode。
  上电后,进入Normal mode模式,由于EN引脚为高电平,当STB_N为低电平时,进入Go-to-Sleep mode模式,唤醒标志位清除一段时间后,进入Sleep mode模式。
  当接收到特定的唤醒信号后,wake标志位会被置位,从Sleep mode模式进入到待机模式Standby mode, INH管脚置高,唤醒控制器进入Normal mode模式。
NXP TJA1043 CAN工作模式状态
  休眠模式功率消耗最低,INH管脚置于悬空状态,电源芯片处于休眠或掉电过程;
  待机模式,INH管脚置于高电平,电源芯片仍处于工作状态。
  2.2唤醒与休眠工作机制
  休眠机制:控制器在一段时间接收不到网络管理或特定CAN帧,控制器的主芯片MCU通过GPIO口控制TJA1043 CAN芯片管脚STB_N为低电平和管脚EN为高电平,经过最小保持时间后芯片进入休眠模式,CAN芯片INH管脚置低。TLE8366电源芯片使能管脚EN置低(INH连接至电源管理芯片EN脚),停止输出主5V电源,主芯片不工作,整个控制器断电不再工作。TJA1043进入低功耗状态,仅由汽车电池对管脚VBAT提供基础工作电源。
  唤醒机制:控制器收到网络管理或特定CAN帧,TJA1043短时唤醒,INH管脚置高。电源芯片使能管脚EN置高(INH连接至电源管理芯片EN脚)开始输出主5V电源,主芯片开始工作,MCU进入工作状态后立即控制CAN TJA1043芯片管脚STB_N为高电平和EN为高电平,使TJA1043从休眠模式进入待机模式后开始正常工作。
控制器CAN休眠唤醒架构图
  TXD,数据输出;VCC,连接5V;RXD,数据接收;EN,连接MCU的GPIO;INH,连接电源芯片使能端;VBAT,,连接电源;CANL,can低输出;CANH,can高输出;STB_N,连接MCU的GPIO。
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