CAN采用了隔離依舊通訊異常怎么辦？

　　各位工程師對于CAN總線(xiàn)隔離方案想必都極為熟悉，但可能會(huì )遇到CAN總線(xiàn)采用了隔離方案依舊通訊異常的情況。這一類(lèi)問(wèn)題應該怎么解決呢?本文將對各類(lèi)方案電路原理為大家分析原因并提供相應解決方案。

　　1、常見(jiàn)主流收發(fā)器芯片

　　隨著(zhù)汽車(chē)電子和工業(yè)的迅猛發(fā)展，CAN總線(xiàn)被廣泛的應用各行各業(yè)的總線(xiàn)通信上。半導體行業(yè)的不斷更新，早期的CAN收發(fā)器已經(jīng)不能滿(mǎn)足現在的需求，世界上CAN收發(fā)器的生產(chǎn)公司，也在不斷地進(jìn)行技術(shù)更新，推出性能更好的CAN收發(fā)器。

　　目前主流的CAN收發(fā)器是PCA82C250/251，TJA1040/1050T/1051以及ZLG的CTM系列與SC系列隔離CAN模塊等。PCA82C250/251是最早期的CAN收發(fā)器，采用的是三極管構架的，在電磁輻射和斜率控制上不是很理想，高速CAN上容易出現下沖;TJA1040/1050T/1051和MC33901基本性能參數優(yōu)良;ZLG的CTM隔離CAN模塊是集成了CAN收發(fā)器、電源及信號隔離于一體。

　　2、總線(xiàn)隔離方案

　　為保證CAN網(wǎng)絡(luò )的通訊穩定性，通訊接口通常會(huì )做隔離，目前隔離CAN的方案包括兩種，其一，采用收發(fā)器芯片、隔離芯片以及隔離電源分立搭建隔離CAN電路，電路簡(jiǎn)圖如下圖所示。

　　采用分立的方案搭建，從物料成本來(lái)判斷，較為節約成本，但隔離電路的穩定性和一致性不好保證，需要工程師自主要調節到好電路的隔離效果，在研發(fā)投入以及后期的物料管理等方面需要進(jìn)行相應投入。全隔離模塊方案相比于分立芯片的價(jià)格偏高，但在會(huì )經(jīng)過(guò)一系列的可靠性與EMC測試，能夠保證在產(chǎn)品性能的一致性與穩定性。

　　3、為什么隔離總線(xiàn)接口還需要保護

　　目前，工業(yè)產(chǎn)品對通信接口的EMC等級要求越來(lái)越高。許多應用要求滿(mǎn)足IEC61000-4-2靜電放電4級，IEC61000-4-5 浪涌抗擾4級要求。一般的收發(fā)器ESD、浪涌的防護等級均比較低，如CTM1051M隔離CAN收么器的隔離耐壓為2500VDC，裸機情況下，ESD、浪涌等級均較低。所以有必要增加外圍電路，提高通信端口的EMC等級。

　　4、總線(xiàn)接口保護電路

　　(1)方案一

　　結合隔離收發(fā)器的特性，此處提供了一個(gè)隔離CAN、485收發(fā)器的外圍保護電路，如下圖。

　　此保護電路主要由氣體放電管、限流電阻、TVS管、共模電感組成。氣體放電管GDT用于吸收大部分浪涌能量;限流電阻R2、R3限制流過(guò)TVS管的電流，防止流過(guò)TVS管的電流過(guò)大損壞TVS管;TVS管將收發(fā)器引腳之間的電壓限制在TVS的鉗位電壓，保護后級收發(fā)器芯片。T1用于抑制收發(fā)器對外界造成的傳導騷擾，并抑制部分共模干擾。此保護電路可以有效地抑制共模浪涌及差模浪涌。電路推薦參數如下表所示，根據此表的推薦參數，可滿(mǎn)足IEC61000-4-2，IEC61000-4-5 4級要求。

　　(2)方案二

　　圖1的電路中，TVS管的結電容較大，可達到上百皮法，并不適合節點(diǎn)數較多的應用場(chǎng)合。如果總線(xiàn)節點(diǎn)數較多，建議增加快恢復二極管，如HFM107，以降低結電容對通信造成的影響，如下圖所示。

　　圖2中，D1~D4四個(gè)快恢復二極管組成一個(gè)橋式結構，與TVS1結合實(shí)現總線(xiàn)對差模浪涌信號的抑制。D5、D6實(shí)現共模浪涌信號的抑制。

　　實(shí)際應用中，若總線(xiàn)參考地與大地有絕緣電阻要求，可將R1、C1更換為氣體放電管，如2RM090L。

　　本文給出的隔離收發(fā)器保護電路，僅作為參考設計。實(shí)際的總線(xiàn)應用復雜，外圍保護電路也需要根據總線(xiàn)節點(diǎn)數、總線(xiàn)長(cháng)度等因素進(jìn)行實(shí)際調整，才能達到滿(mǎn)意的保護效果。

　　(3)方案三

　　可以采用ZLG的SP00S12浪涌保護模塊，可用于各種信號傳輸系統，抑制雷擊、浪涌、過(guò)壓等 有害信號，對設備信號端口進(jìn)行保護。搭配ZLG的全隔離CTM或SC系列的隔離CAN收發(fā)器，可極大程度的提升產(chǎn)品的集成度，于此同時(shí)極大程度的縮小開(kāi)發(fā)周期。

　　(4)方案四

　　ZLG在總線(xiàn)隔離方面已經(jīng)有近二十年的設計經(jīng)驗積累，全新推出了內部集成了高防護電路的隔離CAN模塊CTM1051(A)HP，再度提升了模塊的防護能力，EMC防護等級較常規方案性能實(shí)現極大提升，如下表所示。