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CAN总线到底要不要加共模电感?

来源 : www.penghaida.com   发布时间 : 2022/1/5 23:09:00

CAN总线究竟该不该加共模电感?

在CAN连接点的制定中,大家通常为了更好地总线的通信更加靠谱,为CAN插口增加各种各样元器件,但现实并不是全部运用都必须,太多安全防护不但增加成本费,并且元器件的寄生参数必定危害数据信号品质。文中将简易详细介绍共模电感用以总线的功效。

我们在具体运用中见到很多CAN商品会应用共模电感,但在基本检测中却看不见它对哪一项指标值有大大提高,反倒危害波型品质。很多技术工程师为了更好地以防万一,保证靠谱,会对CAN增加全方位外围电路。CAN集成ic早已有不错的防静电,瞬态工作电压工作能力,有一些收发器自身也是有非常好的EMC特性,我们在运用中可依据设计方案规定逐一增加安全防护、过滤等外部。针对CAN总线需不需要加共模电感,大家关键从电磁兼容测试层面考虑到。

1、共模电感

先详细介绍共模干扰,图 1、图 2各自得出了差模和共模干扰以及传送途径。图内的控制器及信号接收器为音频信号传送,相近CAN总线。差模影响出现于两根同轴电缆中间,共模干扰则在两条线中与此同时造成,其电势差是以地为参照。

图 1 差模影响及传送途径

图 2 共模干扰及传送途径

共模电感是在一个磁芯的前后2个半圆上,各自线圈电感同样线圈匝数但绕向反过来的电磁线圈。共模干扰是一致的,因此在磁芯中产生的磁感线互相累加,电感器特性阻抗大进而具有损耗影响的功效。针对差模数据信号在磁芯中产生的磁感线是互相相抵的,并沒有抑制效果,仅有线圈匝数及较小的漏感对差模数据信号有稍微危害。共模电感实质上是一个双重过滤器,一方面滤掉电源线上的共模信号干扰,另一方面抑止电源线自身不向外传出干扰信号。图 2中的电磁干扰则能非常好的被共模电感抑止,而音频信号则几乎无危害。

2、CAN总线特点

CAN收发器內部CANH、CANL各自为开源系统,开漏输出方式,光耦电路如下图 3所显示。这类方法可以使总线轻轻松松完成显性基因脉冲信号的推动,而潜在性脉冲信号则根据终端电阻充放电来完成。

图 3 CAN收发器光耦电路

总线原有的差分信号传送方式促使CAN针对共模干扰有不错的抑止工作能力,如下图 4所显示,根据CANH、CANL求差可非常好地清除来源于外界的共模干扰,但CANH、CANL并不是理想化对称性,迅速升高的振荡沿,这种均会产生EMC问题。大家根据数字示波器看总线波型很极致,检测静电感应,EFT,浪涌保护器,传导搔扰抗扰均无异常。但检测传导发送,则不可以达到限制值规定,看上去很常规的总线具体却向外在推送传导影响。

图 4 CAN传送波型

3、为何要加共模电感?

针对CAN插口的EMC问题,除开采用更强特性,标记规定的CAN收取和发送集成ic,另一种简易的方式便是对CAN插口增加外部,共模电感是一种非常好的挑选。在目前汽车电子产品CISPR 25规范中,对传导搔扰限制值有很严格管理。很多CAN收发器均会超出限制值。如下图 5各自为依照车规限定检测增加和不用共模电感的CAN插口传导搔扰,共模电感数值51μH,能够看见在每个频率段下对噪音改进比较显著,检测結果仍有非常大裕量。

图 5 传导搔扰检测

共模电感对减少传导搔扰有显著功效,可协助大家迅速根据检测规定,达到目前车辆用规定,但总线增加共模电感也会产生2个问题:串联谐振和瞬态工作电压。共模电感难以避免地会出现生存电感器,电阻测量,考虑到总线连接点数,通讯间距等要素,会造成串联谐振,危害总线数据信号品质,如下图 6,翠绿色波型为增加共模电感的总线波形,数据信号降低沿已经有显著的串联谐振。此外,共模电感感量比较大,且立即展在收发器插口,具体运用中发生短路故障,热插拔等情况会使共模电感两边造成瞬态髙压,比较严重的时候会立即毁坏收发器。

图 6 增加共模电感的CAN波型

4、汇总

共模电感用以总线的优点和缺点比较显著,它可以滤掉电源线的共模干扰信号,损耗音频信号高频率一部分,抑止CAN插口本身向外传出的干扰信号,在传导搔扰层面有非常好地改进功效,但运用仍要考虑到其产生的串联谐振与瞬态工作电压,这种在远距离,多节点通信中对总线数据信号品质是非常不利的,针对一般工业生产运用对传导发送并无严格管理,因而并不增加共模电感。

ZLG致远电子根据很多年的总线安全防护设计方案累积发布了高防水等级手动报警按钮——CTM1051(A)HP系列产品。该系列符合国家ISO1 ** 8-2规范,静电感应防水等级可达触碰±8kV,气体充放电±15kV,浪涌保护器安全防护可达±4kV防护CAN解决方法,详细如下图7所显示,可以适用各种各样极端的工业生产当场自然环境。运用简单,1394连接,运用电路原理图如下图8所显示。

图7 CTM1051(A)HP的EMC特性

图8 运用电路原理图