四步掌握CAN節點隔離設計

1.隔離

通常隔離模塊的「隔離」是指模塊上電後,能為節點提供信號隔離及電源隔離,隔離電壓等級以2500VDC、3500VDC為主。

2.後級接地

一般在短距離,干擾小的場合,可將CAN收發器的CANG懸空處理。但在實際現場應用中CAN總線組網絕大多數採用屏蔽雙絞線,此時需要對屏蔽層接地。

3.總線保護電路

模塊CAN接口面對總線,需要更高的浪涌及靜電防護等級。一般常規模塊CAN接口裸機可承受±4kV靜電及共模±2kV浪涌。若需要更高的等級可以增加浪涌防護電路。

共模電感:對總線共模干擾大,設備EMI要求高的場合,尤其是汽車行業的應用總線採用51μH的共模電感可有效解決問題。加入共模電感帶來的問題便是引入諧振干擾。當收發器的總線信號上升下降時間較短時,共模電感與總線分布電容產生諧振,影響通訊,比如在CAN FD應用場合,這種諧振會影響總線的正常通訊。圖1為CTM5MFD模塊採用ID段1Mbps,數據段2Mbps速率通訊,加入保護電路的波形,其中綠色為加入共模電感的波形,粉紅色為無共模電感的波形。

圖1 浪涌電路加入電感波形對比

除了總線分布參數帶來的影響外,模塊本身的CAN差分信號也會影響諧振電壓幅值。CAN收發器滿足以下兩個條件,可有助於降低諧振電壓幅值。

1) CANH、CANL信號要同步,且對稱性好;

2) CANH、CANL構成的差分電壓信號上升、下降斜率小;

4.實際組網

通用CAN隔離模塊多數有顯性超時保護,模塊的最低波特率被限制為40kbps,模塊組網時最大通信距離應為1公里。當總線通信最大波特率確定後,組網的總線長度及分支長度應不超過表1限制。

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