惡劣電磁環(huán)境中的CAN總線接口電路設(shè)計

圖2中，光耦芯片中有兩路供電，Vdd3．3V為線路板內(nèi)部電源，負責(zé)光耦與單片機CAN總線控制器通信部分供電。Vcc3．3V為隔離后的3．3 V電源，負責(zé)光耦與CAN總線收發(fā)器通信部分供電。光電隔離器件兩側(cè)所用電源Vdd3．3V與Vcc3．3V必須完全隔離，否則，光電隔離將失去應(yīng)有的作用。隔離電源Vcc3．3V可通過隔離電源芯片輸出5 V后，再降壓實現(xiàn)。電路中的三極管V1與電阻R2、R3、R6用來控制單片機數(shù)據(jù)端發(fā)送和隔離后CAN總線數(shù)據(jù)端發(fā)送之間的數(shù)據(jù)傳送：當(dāng)MCU->CAN為低電平時，三極管V1導(dǎo)通，光耦中ANODE2控制左側(cè)發(fā)光管發(fā)光，將光耦芯片第6引腳VO2拉至低電平；當(dāng)MCU->CAN為高電平時，三極管V1截止，光耦芯片第6引腳通過R6上拉至高電平，從而實現(xiàn)了數(shù)據(jù)由MCU->CAN至光耦芯片第6腳的同步傳送。電路中的三極管V2和電阻R1、R4、R5用來實現(xiàn)CAN總線數(shù)據(jù)端接收到單片機數(shù)據(jù)端接收的傳送，控制原理同前所述。在該電路中，電阻R3和R4是控制光耦芯片中發(fā)光二極管工作電流的重要器件，將直接影響到傳輸成功率，發(fā)光二極管導(dǎo)通時工作在7～15 mA區(qū)域，推薦工作在10 mA左右。圖3為電源隔離電路，圖中供電電壓為3．3 V，電阻R3和R4參考首選350 Ω，發(fā)光二極管工作電流為9．4 mA(VDD1／R3=3．3 V／350 Ω=0．009 4 A)。
電源隔離芯片選用廣州金升陽科技有限公司的IB_LT-1W系列產(chǎn)品，該系列產(chǎn)品是專門針對線路板上分布式電源系統(tǒng)中需要產(chǎn)生一組隔離電源的應(yīng)用場合而設(shè)計的。該隔離芯片是1 W、定電壓輸入、隔離穩(wěn)定單電壓輸出、SMD封裝的DC-DC模塊電源。該產(chǎn)品適應(yīng)于下述情況：①輸入電源的電壓比較穩(wěn)定(電壓變化≤±5％)；②輸入／輸出之間要求隔離(隔離電壓≤1 000 V)；③對輸出電壓穩(wěn)定度和紋波噪聲要求高。

選用隔離電源芯片的型號為IB0505LT—W75，輸入是由線路板內(nèi)部DC-DC電源產(chǎn)生的Vdd5V電壓，輸出穩(wěn)定的隔離Vcc5V，為CAN總線收發(fā)器提供電源。產(chǎn)生隔離Vcc5V的具體電路見圖3，圖中L1和L2為小磁珠，可進一步降低系統(tǒng)干擾。隔離Vcc5V產(chǎn)生后，可以通過LDO降壓為前述光耦芯片提供的隔離部分電源Vcc3．3V。

3 CAN總線收發(fā)器和外圍電路設(shè)計
CAN總線收發(fā)器SN65HVDA541-Q1是一款抗干擾能力較強的芯片，該芯片內(nèi)置過壓保護，CANH、CANL引腳耐壓值范圍-27～40 V，抗瞬態(tài)脈沖電壓范圍為-200～200 V。