惡劣電磁環(huán)境中的CAN總線(xiàn)接口電路設計

圖2中，光耦芯片中有兩路供電，Vdd3．3V為線(xiàn)路板內部電源，負責光耦與單片機CAN總線(xiàn)控制器通信部分供電。Vcc3．3V為隔離后的3．3 V電源，負責光耦與CAN總線(xiàn)收發(fā)器通信部分供電。光電隔離器件兩側所用電源Vdd3．3V與Vcc3．3V必須完全隔離，否則，光電隔離將失去應有的作用。隔離電源Vcc3．3V可通過(guò)隔離電源芯片輸出5 V后，再降壓實(shí)現。電路中的三極管V1與電阻R2、R3、R6用來(lái)控制單片機數據端發(fā)送和隔離后CAN總線(xiàn)數據端發(fā)送之間的數據傳送：當MCU->CAN為低電平時(shí)，三極管V1導通，光耦中ANODE2控制左側發(fā)光管發(fā)光，將光耦芯片第6引腳VO2拉至低電平；當MCU->CAN為高電平時(shí)，三極管V1截止，光耦芯片第6引腳通過(guò)R6上拉至高電平，從而實(shí)現了數據由MCU->CAN至光耦芯片第6腳的同步傳送。電路中的三極管V2和電阻R1、R4、R5用來(lái)實(shí)現CAN總線(xiàn)數據端接收到單片機數據端接收的傳送，控制原理同前所述。在該電路中，電阻R3和R4是控制光耦芯片中發(fā)光二極管工作電流的重要器件，將直接影響到傳輸成功率，發(fā)光二極管導通時(shí)工作在7～15 mA區域，推薦工作在10 mA左右。圖3為電源隔離電路，圖中供電電壓為3．3 V，電阻R3和R4參考首選350 Ω，發(fā)光二極管工作電流為9．4 mA(VDD1／R3=3．3 V／350 Ω=0．009 4 A)。
電源隔離芯片選用廣州金升陽(yáng)科技有限公司的IB_LT-1W系列產(chǎn)品，該系列產(chǎn)品是專(zhuān)門(mén)針對線(xiàn)路板上分布式電源系統中需要產(chǎn)生一組隔離電源的應用場(chǎng)合而設計的。該隔離芯片是1 W、定電壓輸入、隔離穩定單電壓輸出、SMD封裝的DC-DC模塊電源。該產(chǎn)品適應于下述情況：①輸入電源的電壓比較穩定(電壓變化≤±5％)；②輸入／輸出之間要求隔離(隔離電壓≤1 000 V)；③對輸出電壓穩定度和紋波噪聲要求高。

選用隔離電源芯片的型號為IB0505LT—W75，輸入是由線(xiàn)路板內部DC-DC電源產(chǎn)生的Vdd5V電壓，輸出穩定的隔離Vcc5V，為CAN總線(xiàn)收發(fā)器提供電源。產(chǎn)生隔離Vcc5V的具體電路見(jiàn)圖3，圖中L1和L2為小磁珠，可進(jìn)一步降低系統干擾。隔離Vcc5V產(chǎn)生后，可以通過(guò)LDO降壓為前述光耦芯片提供的隔離部分電源Vcc3．3V。

3 CAN總線(xiàn)收發(fā)器和外圍電路設計
CAN總線(xiàn)收發(fā)器SN65HVDA541-Q1是一款抗干擾能力較強的芯片，該芯片內置過(guò)壓保護，CANH、CANL引腳耐壓值范圍-27～40 V，抗瞬態(tài)脈沖電壓范圍為-200～200 V。