CAN總線通訊已經從汽車電子行業(yè)逐漸向各行各業(yè)鋪開使用了,例如軌道交通、礦井監(jiān)控等。在設計CAN總線接口電路時需要注意哪些問題呢?
對于提高CAN總線節(jié)點的可靠性而言,離不開隔離、總線阻抗匹配、總線保護等,在設計CAN節(jié)點時要注意這些點以提高總線電路可靠性和安全性。
一、隔離
信號隔離
隔離收發(fā)器可將總線和控制電路進行電氣隔離,將高壓阻擋在控制系統之外,可以有效地保證操作人員的人身及系統安全。不僅如此,隔離可以抑制由接地電勢差、接地環(huán)路引起的各種共模干擾,保證總線在嚴重干擾和其他系統級噪聲存在的情況下不間斷、無差錯運行。如下圖所示,使用隔離收發(fā)器后,可以有效防止形成地環(huán)路,總線參考地可跟隨共模電壓的波動而波動,共模電壓全部由隔離帶承受,共模電壓對總線信號變得不再可見,從而保證總線穩(wěn)定可靠地通信。
CAN總線上建議使用磁隔離技術。磁隔離技術可靠性較高,磁耦消除了與光耦合器相關的不確定的電流傳送比率、非線性傳送特性以及隨時間漂移和隨溫度漂移問題;磁耦均帶有25KV/us的瞬態(tài)共模抑制能力,且能夠在電壓差峰值560V的環(huán)境下正常工作。磁耦器件可提供5000Vrms/min及6000V/10sec的電壓隔離保護,多種型號的磁耦帶有±15KV的ESD保護。長壽命。采用芯片級變壓器技術傳輸信號,消除光耦傳輸時的器件損耗。器件內部基本不存在損耗,正常工作條件下至少達到50年工作壽命。低功耗。磁耦基于芯片級變壓器傳輸原理,信號傳輸時幾乎不存在能量損耗,因此能以極低的功耗實現高度的數據隔離。相同速率下,其功耗僅為光耦的1/10~1/6。
電源隔離
信號通道做隔離后,建議電源通道也做隔離,可直接采用帶隔離的DC-DC隔離模塊實現,如下圖所示。
DC-DC隔離電源模塊
二、阻抗匹配