如何实现电源和信号隔离以确保 CAN 总线可靠运行.doc

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文档介绍

PAGEPAGE9在与控制器区域网络(CAN)通信总线互连的汽车和工业系统中,使用的控制器数量正在不断增加。对于设计人员来说,这意味着他们必须考虑宽频率范围内的电噪声环境——从高频辐射电磁干扰(EMI)到共模传导干扰,以及电机、继电器等各种负载的连接和断开及交流发电机/发电机的启停引起的电压尖峰。虽然CAN总线适用于恶劣的电气环境,但如果没有适当的保护,它们很容易出现各种故障模式。  本文说明了CAN故障的潜在原因,并介绍了常见的隔离技术。然后文中介绍了来自TexasInstruments、RECOMPower、NXPSemiconductors和AnalogDevices等供应商的解决方案(设计人员可使用这些解决方案保护CAN设备),以及如何有效实施这些解决方案(包括使用评估板)的指导。所提供的解决方案包括分立实施方案(即基于单个CAN收发器)以及基于单芯片和双芯片隔离CAN总线设计的集成解决方案。故障的原因和隔离的必要性CAN总线故障可能由多种原因引起:子系统之间的接地电势差;共模能量和辐射能量等一般噪声源;以及配电总线上的高压噪声和尖峰。为确保汽车和工业系统中CAN总线互连器件的稳健运行,需要两种隔离类型:与电源总线隔离连接各子系统的通信总线的隔离与集成解决方案相比,电源和信号路径单独隔离的解决方案通常成本更低,效率更高。这些解决方案还使设计人员能够独立优化两条路径的隔离电平。设计人员可自由选择最适合具体应用的隔离技术类型。选择包括磁隔离、光隔离和电容隔离。有关各种隔离选择的详细讨论不在本文的讨论范围内,但为了更好地了解,请参阅“如何为物联网传感器选择正确的电隔离技术”。基本电气绝缘(使用不允许电流流动的材料)与强化绝缘之间也有区别。所需的绝缘水平取决于所涉及的电压电平,以及是否存在从可接触部件到地面的连接。基本绝缘提供一级防电击保护。电压大于60VDC或30VAC的

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