CAN總線隔離收發(fā)模塊在汽車(chē)中的應(yīng)用

汽車(chē)各個(gè)控制ECU通過(guò)CAN總線進(jìn)行通訊如圖2所示，在進(jìn)行CAN總線通訊時(shí)除了要解決好電磁屏蔽之外和端口匹配防反射電阻外，還需要解決各種ECU或者儀表的“地”問(wèn)題，即信號(hào)參考點(diǎn)的電位差。因?yàn)椴煌珽CU、儀表的信號(hào)要互傳互送，那就存在信號(hào)參考點(diǎn)問(wèn)題，換句話說(shuō)，要使信號(hào)完整傳送，理想化的情況是所有ECU、儀表的信號(hào)只能有一個(gè)共同的參考點(diǎn)，即所有ECU儀表信號(hào)的參考點(diǎn)之間電位差為“零”。但是在實(shí)際環(huán)境中，這一點(diǎn)幾乎是不可能的，這里面除了各個(gè)ECU、儀表“地”之間的連線電阻產(chǎn)生的電壓降之外，尚有各種ECU、儀表在不同環(huán)境受到的干擾不同，以及各個(gè)通訊接點(diǎn)等接觸質(zhì)量不同等諸多因素，致使各個(gè)“地”之間有差別，影響了通訊質(zhì)量。并且CAN接口都有共模電壓的限值，需要設(shè)計(jì)者考慮這一參數(shù)的影響。為了信號(hào)傳輸?shù)目煽颗c穩(wěn)定，必須要考慮各個(gè)信號(hào)端口的隔離處理，來(lái)消除ECU、儀表接入系統(tǒng)后的“地”電位差和共模噪聲干擾的問(wèn)題。

目前，采用電氣隔離方案是解決“地”電位差的有效方法：即單獨(dú)的ECU單元與外部總線通訊采用隔離方式進(jìn)行通訊，切斷總線與ECU單元之間共地的耦合路徑。金升陽(yáng)CAN總線隔離收發(fā)模塊可以很好地解決各個(gè)ECU之間和儀表之間的“地”電位差的問(wèn)題；供電部分采用電磁進(jìn)行隔離，專(zhuān)門(mén)的電源降功耗處理，可降低模塊的表面溫度，延長(zhǎng)使用壽命；信號(hào)傳輸部分采用專(zhuān)用的電磁芯片替代傳統(tǒng)的光耦方案，可顯著改善光耦由于長(zhǎng)久使用帶來(lái)的光衰問(wèn)題，更可靠。

圖2.CAN隔離收發(fā)模塊連接示意圖

三、CAN總線隔離收發(fā)模塊的應(yīng)用

金升陽(yáng)CAN隔離收發(fā)模塊是集成收發(fā)芯片、隔離芯片及DC/DC隔離電源于一體的接口隔離收發(fā)模塊，可完全取代傳統(tǒng)的光耦隔離方案。過(guò)去需要收發(fā)芯片+隔離芯片/光耦/+隔離電源才能實(shí)現(xiàn)的整個(gè)隔離收發(fā)方案，現(xiàn)在僅需要采用一個(gè)CAN隔離收發(fā)模摸便可輕松實(shí)現(xiàn)，大大簡(jiǎn)化了客戶(hù)的設(shè)計(jì)。

相對(duì)于以前的組合方案，TD_CAN系列總線隔離收發(fā)模塊具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）更小體積：一般客戶(hù)采用集成方案體積會(huì)比我司產(chǎn)品大25%以上，大大減少占板面積，滿(mǎn)足汽車(chē)電子的小體積需求。

2）更低功耗：在隔離電源設(shè)計(jì)上，針對(duì)實(shí)際通信的電源消耗作了優(yōu)化設(shè)計(jì)，能夠在保證通信質(zhì)量的同時(shí)，功耗更低；

3）更可靠的長(zhǎng)期穩(wěn)定性設(shè)計(jì)：在隔離數(shù)據(jù)傳輸上，針對(duì)傳統(tǒng)的光耦進(jìn)行數(shù)字隔離的電路作了優(yōu)化與嚴(yán)格的設(shè)計(jì)測(cè)試，保證數(shù)字隔離傳送在整個(gè)高低溫工作范圍內(nèi)傳輸可靠，并且設(shè)計(jì)中考慮了光耦的長(zhǎng)期工作的CTR衰減問(wèn)題，改用更可靠的數(shù)字隔離芯片，保證了產(chǎn)品的長(zhǎng)期可靠性工作。

4）更高端口防護(hù)能力：我司產(chǎn)品有針對(duì)端口做專(zhuān)門(mén)的防護(hù)設(shè)計(jì)，內(nèi)部管腳集成防靜電器件；

5)更高的隔離耐壓3000VDC：可滿(mǎn)足汽車(chē)、煤礦等環(huán)境要求場(chǎng)合高的場(chǎng)合；

6)完整可靠性測(cè)試驗(yàn)證：我們產(chǎn)品經(jīng)過(guò)了重重可靠性試驗(yàn)驗(yàn)證；

7)完整的EMC防護(hù)電路推薦：考慮到汽車(chē)工作的電氣復(fù)雜性，我司產(chǎn)品有專(zhuān)門(mén)的EMC推薦電路可供客戶(hù)實(shí)現(xiàn)更高的防護(hù)級(jí)別。

TD_CAN系列總線隔離收發(fā)器與控制器的接線圖如圖3所示。

圖3.CAN隔離收發(fā)器應(yīng)用接線圖

圖4.CAN隔離收發(fā)模塊示意圖

四、小結(jié)

根據(jù)各種不同場(chǎng)合的需求，CAN總線產(chǎn)生了不同的協(xié)議需求來(lái)滿(mǎn)足各個(gè)場(chǎng)合的應(yīng)用，如過(guò)程工業(yè)、數(shù)控機(jī)床、電梯控制、機(jī)器人、安防等行業(yè)。采用模塊化設(shè)計(jì)的CAN總線隔離收發(fā)模塊，可以縮短端口電氣設(shè)計(jì)的時(shí)間，縮短工程的開(kāi)發(fā)周期，提高系統(tǒng)的可靠性。