求一种工业领域CAN收发器电路的设计思路

不骄不噪 硬件人   2023-08-10 18:30:27

工况条件下,电路容易受到外来干扰源的干扰,主要表现在静电释放、快速脉冲群、开关噪声以及雷击。


【资料图】

GB/T 17626系列标准规定了各应用场景的电气设备应满足的防护等级以及实验方法。以充电设备防护等级要求为例:

(1)接口电路静电放电抗扰度3 级:

接触放电6KV,空气放电8KV

(2)射频电磁场辐射抗扰度3 级:

试验场强10V/m

(3)电快速瞬变脉冲群抗扰度3级:

信号端口1KV 5KHZ或1KV 100KHZ

(4)浪涌(冲击)抗扰度3 级:

线线间开路试验电压1kv

线地间开路试验电压2kv

由于存在以上要求,我们在做硬件设计时,不能只考虑电路功能正常,还应满足以上要求,以实际应用中的电路图为例:

图中GDT3为气体放电管,当总线上的脉冲电压高于600V,气体放电管被击穿,放电速率为100V/s,此时总线电压为68-112 。

PTC5和PTC6是热敏电阻,当流过其电流大于120mA时断开,小于时接通,有效抑制浪涌冲击。

D8是TVS,当总线脉冲电压大于26.2V,TVS二极管导通,将总线脉冲电压钳位到40V以下,保护ISO1050。以上实现了CAN总线的三级保护,使设备能应对工况现场的干扰。

使用ISO1050时,应特别注意其内部结构图,TXD如图:IN的内部集成了500Ω的电阻,数据手册中说明IN为高时,最小电流为-70mA,IN为低时,最大电流为70mA,TXD如果接3.3V的MCUCPU时,最大电流为3.3V/500Ω=6mA,对于MCU来说一般不会出现过流,对CPU来说,可能出现过流导致系统死机,使用CPU时,一般将电流控制在1mA左右。

RXD如图:OUT引脚数据手册中说明IN为高时,最小电流为-4mA,IN为低时,最大电流为4mA,没有串联电阻,若直接连到CPU或MCU,会导致CPU或MCU的引脚过流,导致系统死机,或在降低使用寿命。因此必须在OUT串联电阻,确保电流在1mA左右。

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