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CAN采用了隔离依旧通讯异常怎么办?

2018-11-21 14:41 次阅读

各位工程师对于CAN总线隔离方案想必都极为熟悉,但可能会遇到CAN总线采用了隔离方案依旧通讯异常的情况。这一类问题应该怎么解决呢?本文将对各类方案电路原理为大家分析原因并提供相应解决方案。

1、常见主流收发器芯片

随着汽车电子和工业的迅猛发展,CAN总线被广泛的应用各行各业的总线通信上。半导体行业的不断更新,早期的CAN收发器已经不能满足现在的需求,世界上CAN收发器的生产公司,也在不断地进行技术更新,推出性能更好的CAN收发器。

目前主流的CAN收发器是PCA82C250/251,TJA1040/1050T/1051以及ZLG的CTM系列与SC系列隔离CAN模块等。PCA82C250/251是最早期的CAN收发器,采用的是三极管构架的,在电磁辐射和斜率控制上不是很理想,高速CAN上容易出现下冲;TJA1040/1050T/1051和MC33901基本性能参数优良;ZLG的CTM隔离CAN模块是集成了CAN收发器、电源及信号隔离于一体。

 

CAN采用了隔离依旧通讯异常怎么办?

 

2、总线隔离方案

为保证CAN网络的通讯稳定性,通讯接口通常会做隔离,目前隔离CAN的方案包括两种,其一,采用收发器芯片、隔离芯片以及隔离电源分立搭建隔离CAN电路,电路简图如下图所示。

CAN采用了隔离依旧通讯异常怎么办?

采用分立的方案搭建,从物料成本来判断,较为节约成本,但隔离电路的稳定性和一致性不好保证,需要工程师自主要调节到好电路的隔离效果,在研发投入以及后期的物料管理等方面需要进行相应投入。全隔离模块方案相比于分立芯片的价格偏高,但在会经过一系列的可靠性与EMC测试,能够保证在产品性能的一致性与稳定性。

3、为什么隔离总线接口还需要保护

目前,工业产品对通信接口的EMC等级要求越来越高。许多应用要求满足IEC61000-4-2静电放电4级,IEC61000-4-5 浪涌抗扰4级要求。一般的收发器ESD、浪涌的防护等级均比较低,如CTM1051M隔离CAN收么器的隔离耐压为2500VDC,裸机情况下,ESD、浪涌等级均较低。所以有必要增加外围电路,提高通信端口的EMC等级。

4、总线接口保护电路

(1)方案一

结合隔离收发器的特性,此处提供了一个隔离CAN、485收发器的外围保护电路,如下图。

CAN采用了隔离依旧通讯异常怎么办?

此保护电路主要由气体放电管、限流电阻、TVS管、共模电感组成。气体放电管GDT用于吸收大部分浪涌能量;限流电阻R2、R3限制流过TVS管的电流,防止流过TVS管的电流过大损坏TVS管;TVS管将收发器引脚之间的电压限制在TVS的钳位电压,保护后级收发器芯片。T1用于抑制收发器对外界造成的传导骚扰,并抑制部分共模干扰。此保护电路可以有效地抑制共模浪涌及差模浪涌。电路推荐参数如下表所示,根据此表的推荐参数,可满足IEC61000-4-2,IEC61000-4-5 4级要求。

CAN采用了隔离依旧通讯异常怎么办?

(2)方案二

图1的电路中,TVS管的结电容较大,可达到上百皮法,并不适合节点数较多的应用场合。如果总线节点数较多,建议增加快恢复二极管,如HFM107,以降低结电容对通信造成的影响,如下图所示。

CAN采用了隔离依旧通讯异常怎么办?

图2中,D1~D4四个快恢复二极管组成一个桥式结构,与TVS1结合实现总线对差模浪涌信号的抑制。D5、D6实现共模浪涌信号的抑制。

实际应用中,若总线参考地与大地有绝缘电阻要求,可将R1、C1更换为气体放电管,如2RM090L。

本文给出的隔离收发器保护电路,仅作为参考设计。实际的总线应用复杂,外围保护电路也需要根据总线节点数、总线长度等因素进行实际调整,才能达到满意的保护效果。

(3)方案三

可以采用ZLG的SP00S12浪涌保护模块,可用于各种信号传输系统,抑制雷击、浪涌、过压等 有害信号,对设备信号端口进行保护。搭配ZLG的全隔离CTM或SC系列的隔离CAN收发器,可极大程度的提升产品的集成度,于此同时极大程度的缩小开发周期。

CAN采用了隔离依旧通讯异常怎么办?

(4)方案四

ZLG在总线隔离方面已经有近二十年的设计经验积累,全新推出了内部集成了高防护电路的隔离CAN模块CTM1051(A)HP,再度提升了模块的防护能力,EMC防护等级较常规方案性能实现极大提升,如下表所示。

CAN采用了隔离依旧通讯异常怎么办?

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的头像 工控云学堂 发表于 12-23 16:22 904次 阅读
如何使用CAN总线进行纸箱包装机伺服运动控制系统设计的概述

如何使用CAN总线中继模块进行CAN总线节点扩容的实现案例概述

用户在使用CAN总线通信时,一般只需要接CAN_H和CAN_L两根导线。但是导线毕竟都多少有些内阻,....
的头像 广成CAN总线 发表于 12-23 10:31 1158次 阅读
如何使用CAN总线中继模块进行CAN总线节点扩容的实现案例概述

商用车使用全液晶仪表增加驾驶安全

在普通人印象中,好像只有乘用车才有资格配置全液晶仪表来凸显自己的档次和科技感。而诸如货车、卡车、客车....
的头像 高工智能汽车 发表于 12-21 09:54 852次 阅读
商用车使用全液晶仪表增加驾驶安全

探讨一下CAN节点输入电压阈值测试

为了提高测试效率,节约人工成本,同时提高测试的准确度,避免人工测量统计误差,ZLG致远电子推出了CA....
的头像 ZLG致远电子 发表于 12-19 11:21 977次 阅读
探讨一下CAN节点输入电压阈值测试

探析CAN总线在驾驶系统中的重要作用

CAN总线目前已广泛应用在汽车电子领域,在整个自动驾驶驾驶系统中也有着十分重要的作用,自动驾驶汽车上....
的头像 智车科技 发表于 12-17 16:35 1363次 阅读
探析CAN总线在驾驶系统中的重要作用

汽车内单片机到底有多重要汽车单片机与车载网络技术电子教材免费下载

本书内容分为两大部分。其中第一部分(第1至7章)为汽车单片机部分,前6章主要介绍通用单片机MCS-5....
发表于 12-17 08:00 139次 阅读
汽车内单片机到底有多重要汽车单片机与车载网络技术电子教材免费下载

串口转CAN设备由于数据量过大引起的通信失败的问题如何解决

GCAN-201 模块(CAN232/485MB)是集成 1 路标准 CAN-bus 接口、1 路标....
的头像 广成CAN总线 发表于 12-15 11:02 1240次 阅读
串口转CAN设备由于数据量过大引起的通信失败的问题如何解决

深入探析CAN收发器各项参数

CAN收发器是连接CAN控制系统与CAN总线网络的桥梁,当选型CAN收发器时应该注意哪些参数?本文将....
的头像 ZLG致远电子 发表于 12-15 09:34 856次 阅读
深入探析CAN收发器各项参数

CAN调试工具应用程序的详细资料免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是CAN调试工具应用程序的详细资料免费下载。
发表于 12-14 17:14 92次 阅读
CAN调试工具应用程序的详细资料免费下载

SJA1000独立CAN控制器的详细数据手册和应用资料免费下载

SJA1000 是一种独立控制器用于移动目标和一般工业环境中的区域网络控制CAN 它是PHILIPS....
发表于 12-12 16:25 112次 阅读
SJA1000独立CAN控制器的详细数据手册和应用资料免费下载

特斯拉对车内线束做了怎样的优化?

发动机线束(连接发动机上的各种传感器,围绕在发动机周围)、仪表板线束(与车身或底盘线束连接,连接仪表....
的头像 汽车工程师 发表于 12-10 15:09 1540次 阅读
特斯拉对车内线束做了怎样的优化?

CAN总线教程之CAN总线快速入门资料免费下载

本文档额度主要内容详细介绍的是CAN总线教程之CAN总线快速入门资料免费下载主要内容包括了:CAN总....
发表于 12-07 17:20 196次 阅读
CAN总线教程之CAN总线快速入门资料免费下载

SN65LBC031 高速控制器局域网 (CAN) 收发器

SN75LBC031是一个CAN收发器,用作CAN控制器和物理总线之间的接口,用于高达500 kBaud的高速应用。该器件为差分总线提供传输能力,并为控制器提供差分接收功能。发送器输出(CANH和CANL)具有内部转换调节功能,可提供受控对称性,从而实现低EMI辐射。两个变送器输出都可以完全防止电池短路和总线上可能发生的瞬态电压。在器件功耗过大的情况下,热关断电路会在大约160°C的结温下禁用输出驱动器。在发送器输入端包含内部上拉电阻可确保在上电和协议控制器复位期间定义输出。对于500 kBaud的正常操作,ASC端子打开或连接到GND。对于125 kBaud的低速运行,可以通过将ASC端子连接到V CC 来增加总线输出转换时间以降低EMI。接收器包括一个集成滤波器,可将信号抑制成小于30 ns的脉冲。 SN75LBC031的工作温度范围为-40°C至85°C。 SN65LBC031的工作温度范围为-40°C至125°C。 SN65LBC031Q的特点是可在-40°C至125°C的汽车温度范围内工作。 特性 SN75LBC031符合标准ISO /DIS 11898(最高500 k波特) 50 mA时的驱动器输出能力 宽输入/输出总输入/输出总线电压范围 总线输出短路保...
发表于 10-16 10:08 66次 阅读
SN65LBC031 高速控制器局域网 (CAN) 收发器

SN65HVD233 具有待机模式和环回功能的 3.3V CAN 收发器

SN65HVD233,SN65HVD234和SN65HVD235用于采用符合ISO 11898标准的控制器局域网(CAN)串行通信物理层的应用中。作为CAN收发器,每个都在差分CAN总线和CAN控制器之间提供发送和接收功能,信号速率高达1 Mbps。 设计用于特别恶劣的环境,设备具有交叉线保护,高达±36 V的过压保护,接地保护丢失,过热(热关断)保护以及±100 V的共模瞬变保护。这些器件可在7 V至12 V的宽共模范围内工作。这些收发器是微处理器上的主机CAN控制器与工业,楼宇自动化,运输和汽车应用中使用的差分CAN总线之间的接口。 模式: R < SN65HVD233,SN65HVD234和SN65HVD235的sub> S 引脚(引脚8)提供三种工作模式:高速,斜率控制和低功耗待机模式。通过将引脚8直接连接到地来选择高速工作模式,允许驱动器输出晶体管尽可能快地接通和断开,而不限制上升和下降斜率。可以通过在R S 引脚和地之间连接一个电阻来调整上升和下降斜率。斜率将与引脚的输出电流成比例。电阻值为10kΩ时,器件驱动器的压摆率约为15 V /μs,值为100kΩ时,器件的压摆率约为2.0 V /μs。有关斜率控制的更多信息,请参阅功能描述。 SN65HVD23...
发表于 10-16 10:08 70次 阅读
SN65HVD233 具有待机模式和环回功能的 3.3V CAN 收发器

TLIN2024-Q1 四路 LIN 收发器

TLIN2024-Q1器件是一款四路局域互连网络(LIN)物理层收发器,集成了唤醒和保护特性,符合LIN 2.0 ,LIN 2.1,LIN 2.2,LIN 2.2A和ISO /DIS 17987-4.2标准.LIN是一根单线制双向总线,通常用于低速车载网络,数据传输速率高达20kbps.LIN接收器支持数据传输速率高达100kbps的内联编程应用.TLIN2024-Q1具有两个独立的双路LIN收发器模块.V SUP1 /2 可控制独立的双路收发器模块.TLIN2024-Q1使用一个可降低电磁辐射(EME)的限流波形整形驱动器将TXD输入上的LIN协议数据流转化为LIN总线信号。接收器将数据流转化为逻辑电平信号,此信号通过开漏RXD引脚发送到微处理器。休眠模式可实现超低电流消耗,该模式允许通过LIN总线或EN引脚实现唤醒。集成电阻器,静电放电(ESD)保护和故障保护功能有助于设计人员节约应用的布板空间 特性 符合汽车类标准 具有符合AEC Q100标准的下列结果: 器件环境温度:-40°C至125°C 器件HBM ESD分类等级:±6kV 器件CDM ESD分类等级:±1.5kV 符合LIN 2.0,LIN 2.1,LIN 2.2,LIN 2.2A和ISO /DIS 17987-4.2标...
发表于 10-16 10:08 50次 阅读
TLIN2024-Q1 四路 LIN 收发器

SN75LBC031 收发器

SN75LBC031是一个CAN收发器,用作CAN控制器和物理总线之间的接口,用于高达500 kBaud的高速应用。该器件为差分总线提供传输能力,并为控制器提供差分接收功能。发送器输出(CANH和CANL)具有内部转换调节功能,可提供受控对称性,从而实现低EMI辐射。两个变送器输出都可以完全防止电池短路和总线上可能发生的瞬态电压。在器件功耗过大的情况下,热关断电路会在大约160°C的结温下禁用输出驱动器。在发送器输入端包含内部上拉电阻可确保在上电和协议控制器复位期间定义输出。对于500 kBaud的正常操作,ASC端子打开或连接到GND。对于125 kBaud的低速运行,可以通过将ASC端子连接到V CC 来增加总线输出转换时间以降低EMI。接收器包括一个集成滤波器,可将信号抑制成小于30 ns的脉冲。 SN75LBC031的工作温度范围为-40°C至85°C。 SN65LBC031的工作温度范围为-40°C至125°C。 SN65LBC031Q的特点是可在-40°C至125°C的汽车温度范围内工作。 特性 SN75LBC031符合标准ISO /DIS 11898(最高500 k波特) 50 mA时的驱动器输出能力 宽输入/输出总输入/输出总线电压范围 总线输出短路保...
发表于 10-16 10:08 47次 阅读
SN75LBC031 收发器

SN65LBC031Q 高速控制器局域网 (CAN) 收发器

SN75LBC031是一个CAN收发器,用作CAN控制器和物理总线之间的接口,用于高达500 kBaud的高速应用。该器件为差分总线提供传输能力,并为控制器提供差分接收功能。发送器输出(CANH和CANL)具有内部转换调节功能,可提供受控对称性,从而实现低EMI辐射。两个变送器输出都可以完全防止电池短路和总线上可能发生的瞬态电压。在器件功耗过大的情况下,热关断电路会在大约160°C的结温下禁用输出驱动器。在发送器输入端包含内部上拉电阻可确保在上电和协议控制器复位期间定义输出。对于500 kBaud的正常操作,ASC端子打开或连接到GND。对于125 kBaud的低速运行,可以通过将ASC端子连接到V CC 来增加总线输出转换时间以降低EMI。接收器包括一个集成滤波器,可将信号抑制成小于30 ns的脉冲。 SN75LBC031的工作温度范围为-40°C至85°C。 SN65LBC031的工作温度范围为-40°C至125°C。 SN65LBC031Q的特点是可在-40°C至125°C的汽车温度范围内工作。 特性 SN75LBC031符合标准ISO /DIS 11898(最高500 k波特) 50 mA时的驱动器输出能力 宽输入/输出总输入/输出总线电压范围 总线输出短路保...
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SN65LBC031Q 高速控制器局域网 (CAN) 收发器