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教你四步把握CAN节点阻隔规划

各位工程师在工业通讯现场最担心遇到什么?通信干扰!CAN隔离模块能够有效解决CAN总线通信干扰问题,且较分立器件方案使用更简便。本文为大家总结CAN隔离

各位工程师在工业通讯现场最忧虑遇到什么?通讯搅扰!CAN阻隔模块能够有用处理CAN总线通讯搅扰问题,且较分立器材计划运用更简洁。本文为我们总结CAN阻隔模块在运用中需求留意的细节,协助我们建立更牢靠的CAN总线网络。

“阻隔”是模块为CAN节点设备供给牢靠数据传输的首要保证,一般阻隔模块的“阻隔”是指模块上电后,能为节点供给信号阻隔及电源阻隔,阻隔电压等级以2500VDC、3500VDC为主。本文将从CAN阻隔模块的前级电源维护、后级接地、总线维护电路以及实践组网四个层面动身,全方面的介绍模块的运用细节,协助我们建立安稳、牢靠的CAN总线网络。

前级电源维护

模块的初级接口是面临操控信号部分,供电电源一般与CAN操控器或MCU保持一致,这种状况下电源端口主张添加10μF滤波电容。有些使用是模块的电源和总线一同传输过来,比方20个节点中每个节点的电源和CAN信号线一同布线,节点共用一个电源,或模块没有独自的稳压供电电源,这种状况有必要为模块电源添加TVS维护及滤波电容,而且保证电源与信号共地,如下图1所示。

图1 电源维护

2. 后级接地

一般在短间隔,搅扰小的场合,可将CAN收发器的CANG悬空处理。但在实践现场使用中CAN总线组网绝大大都选用屏蔽双绞线,此刻需求对屏蔽层接地。若接地节点为金属机壳,且该节点的初级体系现已接地,这种状况下CAN端口的屏蔽层应该经过一个1000pF电容接地,电容耐压值大于模块阻隔耐压。电路暗示如图2所示。

图2 CAN端口接地暗示图

3. 总线维护电路

模块CAN接口面临总线,需求更高的浪涌及静电防护等级。CTM系列模块CAN接口裸机可接受±4kV静电及共模±2kV浪涌。若需求更高的等级能够添加浪涌防护电路。常用的有以下两种维护电路,图3、图4中的TVS管等效结电容约为500~1000pF。

图3 桥式维护电路

图4 一般维护电路

图3为桥式电路,特点是等效节点电容小,丈量各线之间电容小于20pF,该电路适用于CAN总线节点数较多,通讯速率较高的场合。

图4所示的一般电路等效节点电容则更大,丈量各线之间电容为800pF左右,该电路适用于低速通讯场合。

共模电感:对总线共模搅扰大,设备EMI要求高的场合,尤其是汽车行业的使用总线选用51μH的共模电感可有用处理问题。参加共模电感带来的问题就是引进谐振搅扰。当收发器的总线信号上升下降时间较短时,共模电感与总线散布电容发生谐振,影响通讯,比方在CAN FD使用场合,这种谐振会影响总线的正常通讯。图5为CTM5MFD模块选用ID段1Mbps,数据段2Mbps速率通讯,参加维护电路的波形,其间绿色为参加共模电感的波形,粉红色为无共模电感的波形。

图5 浪涌电路参加电感波形比照

除了总线散布参数带来的影响外,模块自身的CAN差分信号也会影响谐振电压幅值。CAN收发器满意以下两个条件,可有助于下降谐振电压幅值。

1) CANH、CANL信号要同步,且对称性好;

2) CANH、CANL构成的差分电压信号上升、下降斜率小;

4. 实践组网

通用CAN阻隔模块大都有显性超时维护,模块的最低波特率被约束为40kbps,模块组网时最大通讯间隔应为1公里。当总线通讯最大波特率确认后,组网的总线长度及分支长度应不超越表1约束。

表1 不同波特率下的网络长度

一般使用组网可参阅CTM系列阻隔收发器数据手册中现已给出的引荐组网方法,即选用单层屏蔽双绞线。下面给出选用双层屏蔽双绞线的参阅组网方法。这种方法为三线传输方法,传输作用及抗搅扰性最好。组网时双绞线外屏蔽层单点接大地,内屏蔽层及双绞线衔接每个收发器的CANG 、CANH、CANL,每个CAN节点的CANG经过1000pF电容接设备机壳。

图6 三线传输组网暗示图

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