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什么是CAN總線?-5

汽車電子技術 ? 來源:立邁勝 ? 作者:LMSBB8 ? 2023-02-09 11:13 ? 次閱讀

在本文中將繼續為大家深入講解共模電壓范圍,總線短路保護和熱關斷保護,電流隔離CAN接口電路與RS485接口電路


前文內容:

一文讀懂CAN總線(一)中:標準CAN擴展CAN以及CAN消息類型

一文讀懂CAN總線(二)中:CAN總線的位填充機制錯誤檢測和故障界定網絡拓撲終端匹配電纜與接線差分信號電壓幅值

一文讀懂CAN總線(三)中:電纜截面積與通訊距離波特率、終端匹配電阻與通訊距離信號延遲與通訊距離節點最小間距。


一文讀懂CAN總線(四)中:信號位采樣點位置,波特率偏差,節點容抗節點數量


共模電壓范圍

共模電壓是指總線上的發送節點地和接收節點地之間的電勢差。


過高的共模電壓會對系統造成影響,可能造成間歇重啟、死鎖、誤碼率增高甚至損害設備。


在遠距離通訊系統中,共模干擾的問題會更加突出,因為隨著通訊線距離的增加,地環路會拾取更多的噪聲,使得共模電壓增大。


目前的CAN收發器都可以承受一定的共模電壓,ISO 11898標準規定,CAN收發器必須能承受-2V~7V的共模電壓。而對于長達數千米的CAN通訊系統來說,標準規定的共模電壓遠遠達不到實際要求,因此電流隔離對于遠距離數據傳輸系統來說仍是必須的。


總線短路保護和熱關斷保護

總線短路保護是指總線與電源或地短路后,CAN收發器不會損壞,短路故障解除后,CAN收發器能繼續工作。這個特性可以在總線極性反接、電纜絕緣層失效、意外短路到高壓源時對收發器提供保護。


熱關斷電路用于幫助CAN收發器防御因短路產生破壞性電流和高溫。一旦激活熱關斷電路,設備會進入關斷模式。當設備冷卻到正常操作溫度時,設備自動恢復運行。

電流隔離

遠距離數據傳輸可能會有較大的地電勢差、地環流等問題,會在CAN總線上形成高共模電壓。如果共模電壓超出CAN收發器的最大限度,數據鏈路就會不正常。


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△遠距離通訊電流隔離電路示意圖


一個方法是使用電流隔離:隔離變壓器為系統提供電源,光耦數字隔離器件提供數據隔離。電流隔離可以去除地環流,抑制噪聲電壓。采用電流隔離的電路如上圖所示。

CAN接口電路與RS485接口電路

CAN總線和RS485總線都是采用差分信號傳輸數據,它們在總線拓撲、終端匹配、信號衰減、隔離與接地、波特率與通訊距離關系等方面都是相似的。但是CAN有自己的一些特性,在接口設計中,不能照抄RS485接口電路。


CAN總線對信號延遲敏感,因此信號隔離必須使用高速光耦或者磁耦合器件,以減少信號延遲。


CAN總線對電容敏感,在設計CAN接口電路時,需要使用CAN專用共模電感、專業ESD器件;需要根據應用的最大波特率和通訊距離來決定是否在CAN總線上增加濾波電容以及濾波電容的大小。

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