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如何使用周立功CAN模块提供CAN总线抗干扰能力-ZLGCAN

为了使 CAN 节点适应各种应用场合,特别是干扰很强的场合,比如 CAN 线缆不得不与强电捆绑时,增加外围保护电路可以有效地提高 CAN 节点的抗干扰能力,如抗静电、抗浪涌等。结合隔离收发器的特性,此处提供了一个隔离 周立功CAN 收发器的外围保护电路

此保护电路主要由气体放电管、限流电阻、TVS 管、共模电感组成。气体放电管 GDT用于吸收大部分浪涌能量;限流电阻 R2、R3 限制流过 TVS 管的电流,防止流过 TVS 管的电流过大损坏 TVS 管;TVS 管将收发器引脚之间的电压限制在 TVS 的钳位电压,保护后级收发器芯片。T1 用于抑制收发器对外界造成的传导骚扰,并抑制部分共模干扰。此保护电路可以有效地抑制共模浪涌及差模浪涌。根据此表的推荐参数,可满足 IEC61000-4-2,IEC61000-4-5 4 级要求。

TVS 管的结电容较大,可达到上百皮法,并不适合节点数较多的应用场合。如果总线节点数较多,建议增加快恢复二极管,如 HFM107,以降低结电容对通信造成的影响

GDT 置于最前端,提供一级防护,当雷击、浪涌产生时,GDT 瞬间达到低阻状态,为瞬时大电流提供泄放通道,将 CAN_H、CAN_L 间电压钳制在二十几伏范围内。实际取值可根据防护等级及器件成本综合考虑进行调整,R3 与 R4 建议选用 PTC,D1~D6建议选用快恢复二极管

分立元器件方案虽然能够提供有效的防护,需要引入较多的电子器件,意味着接口电路将占用更多的 PCB 空间,若器件参数选择不合适易造成 EMC 问题。有没有更简洁的防护设计呢?答案是肯定的。可选择引入专业的信号浪涌抑制SP00S12,可用于各种信号传输系统,抑制雷击、浪涌、过压等有害信号,对设备信号端口进行保护。极大程度的提升产品的集成度,于此同时极大程度的缩小开发周期。

  • 任何外围设计都需要根据实际系统节点数量和通讯距离进行调整,不能教条主义照抄 照搬,本设计为通用的接口电路设计,适用于通用场合;
  • 当现场有高压或者耐压需求较大时,需要注意将内部 CANG 与大地连接的 1MΩ电阻改为 10MΩ,并且将 102 电容去除;
  • 使用以上高防护的外围电路时,CAN 网络采用标准的首尾 120 欧终端电阻时,500kbps网络中不得超过 3 个节点具备此电路;250kbps 网络中不超过 7 个节点具备此电路,125kbps网络中不超过 15 个节点具备此电路。如果具备此电路的节点过多,可采用减小终端电阻的方式以抵消电路的电容影响,终端电阻并联值最小不得小于 30 欧,或者降低波特率以增加节点数量。

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