你的位置:首頁 > 電路保護(hù) > 正文

CAN總線接口保護(hù)電路設(shè)計(jì)指南

發(fā)布時(shí)間:2023-01-06 來源:ZLG 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】CAN總線的應(yīng)用范圍廣,應(yīng)用環(huán)境相當(dāng)復(fù)雜,一些靜電、浪涌等干擾很容易耦合到總線上,并直接作用于CAN總線接口。為了滿足一些高等級EMC的要求,有必要添加額外的外圍保護(hù)電路。


為什么需要保護(hù)電路


一般的CAN收發(fā)器芯片ESD、浪涌防護(hù)等級較低,如SM1500隔離CAN收發(fā)器雖隔離耐壓為3500VDC,裸機(jī)情況下,CAN接口ESD可達(dá)6kV,但無法滿足常見的浪涌測試要求。工業(yè)產(chǎn)品對通信接口的EMC等級要求較高,許多應(yīng)用要求滿足IEC61000-4-2靜電放電4級,IEC61000-4-5 浪涌抗擾4級等要求,在此情況下,必需增加必要的保護(hù)電路,才能滿足要求。


接口保護(hù)及工作原理


1. 推薦電路


圖1為CAN接口推薦保護(hù)電路,合理的保護(hù)可以極大提升接口的抗干擾能力。總線接口保護(hù)分三級,一級實(shí)現(xiàn)大能量泄放、二級進(jìn)行電流限制、三級進(jìn)行電壓鉗位。各級電路各司其職,共同作用達(dá)到最佳的保護(hù)效果。


1670236996228758.png

圖1 CAN接口推薦保護(hù)電路


2. 工作原理——差?;芈?/p>


如圖2,當(dāng)有差模干擾電壓施加在接口1,2腳時(shí), TVS1響應(yīng)最快,首先導(dǎo)通,芯片總線引腳CANH、CANL之間的電壓被鉗位。R2、R3電阻限制流過TVS1的電流,防止其過功率損壞。GDT響應(yīng)最慢,最后導(dǎo)通,泄放掉大部分能量,并將殘壓限制在較低水平。


1670236977318691.png

圖2 差模泄放回路示意


3. 工作原理——共?;芈?/p>


如圖3,為保證良好的保護(hù)效果,通信參考地CANG應(yīng)在組網(wǎng)后單點(diǎn)接地。 當(dāng)有共模干擾電壓施加在接口1,2腳時(shí),TVS1響應(yīng)最快,首先導(dǎo)通,芯片總線引腳與CANG之間的電壓被鉗位。R2、R3電阻限制流過TVS1的電流,防止其過功率損壞。GDT響應(yīng)最慢,最后導(dǎo)通,泄放掉大部分能量,并將殘壓限制在較低水平。


3.jpg

圖3 共模泄放回路示意


應(yīng)用注意事項(xiàng)


1. 保護(hù)電路要可靠接地


共模干擾需以大地(或保護(hù)地)作為泄放回路,保護(hù)電路必須可靠接地,否則共模保護(hù)部分沒有返回路徑,保護(hù)電路失效,可能造成前級芯片或電路損壞,如圖4。


1670236945828397.png圖4 未接地共模電流路徑


2.盡可能減小引入的電容 


CAN總線對總線電容要求極高,應(yīng)盡可能降低保護(hù)電路自身的等效電容。按圖1推薦的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),保護(hù)電路的總差分電容可控制在10pF左右,在提供足夠保護(hù)的同時(shí),基本避免了對CAN總線通信造成的影響。


設(shè)計(jì)實(shí)例


1. 設(shè)計(jì)一個(gè)滿足IEC61000-4-5 Class4的保護(hù)電路


依據(jù)標(biāo)準(zhǔn),Class4適用于通信互連線在戶外布置的應(yīng)用場合。


該等級浪涌測試開路電壓4kV,短路電流高達(dá)100A。由于CAN線纜為對稱通信線,僅需進(jìn)行線-地(共模)測試。


●   氣體放電管:通流量可選擇500A,開啟電壓90V,封裝1206。若空間充足,可選擇通流量更大的器件,以達(dá)到更好的保護(hù)效果。


●   限流電阻:電阻不宜過大,否則會導(dǎo)致信號幅值過低。一般選擇10歐以內(nèi),如4.7歐。若TVS管導(dǎo)通電壓為12V,則流過電阻峰值電流約為(90-12)/4.7=16.5A。應(yīng)選擇可通過峰值電流16.5A的大電流電阻,如繞組電阻、PTC等,切勿選擇普通的金屬膜、碳膜電阻!


●   TVS管:導(dǎo)通電壓應(yīng)高于信號幅值,并低于引腳最大直流耐壓,如12V。峰值電流則應(yīng)大于2*16.5=33A,如P6KE12CA。


●   二極管:反向耐壓大于TVS最大導(dǎo)通電壓,峰值電流大于16.5A,如1N4007。


產(chǎn)品推薦


致遠(yuǎn)電子提供了完整的CAN接口產(chǎn)品方案,可為客戶免除CAN接口及保護(hù)電路的設(shè)計(jì)煩惱。SM1500隔離CAN收芯片配合SP00S12浪涌保護(hù)模塊,可輕松滿足IEC61000-4-5測試要求,為客戶提供一個(gè)緊湊且高可靠的CAN總線接口。


1670236913366741.png

圖5 SM1500與SP00S12典型連接


來源: ZLG



免責(zé)聲明:本文為轉(zhuǎn)載文章,轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息,版權(quán)歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問題,請聯(lián)系小編進(jìn)行處理。


推薦閱讀:


TAS2505-Q1無聲故障排查指南

OBC DC/DC SiC MOSFET驅(qū)動(dòng)選型及供電設(shè)計(jì)要點(diǎn)

先進(jìn)吊扇電子控制方案

電動(dòng)車直流充電基礎(chǔ)設(shè)施如何實(shí)現(xiàn)快速充電?

淺談“電壓處理”:一個(gè)鋁電解電容選型應(yīng)用必須了解的知識點(diǎn)

特別推薦
技術(shù)文章更多>>
技術(shù)白皮書下載更多>>
熱門搜索
?

關(guān)閉

?

關(guān)閉