數(shù)字隔離的案例
HDMI信號隔離：光纖vs專用芯片，兩種方案該選誰？
比如，對于一個在60Hz下傳輸24位顏色、分辨率為1920×1080（1080p）的視頻鏈路，如果要對這個視頻鏈路進行信號隔離，我們需要4.4Gbps總帶寬的隔離器，才能保證視頻的流暢傳輸。
光纖信號隔離解決方案
光纖信號隔離解決方案中，銅介質到光纖的轉換需要一個串行器、一個反串行器和電-光轉換器。同時要求光纖具有足夠的帶寬。這種方案速度快，傳輸距離長，可以長距離傳輸4K視頻，但是相對的成本也非常高。
圖2：HDMI信號到光纖 (圖片來源：ADI)
專用信號隔離芯片
當然，使用標準數(shù)字隔離器也可以實現(xiàn)這個功能。我們以每個標準數(shù)字隔離器150Mbps的速度運行。該方案還需要一個串行器、一個解串器，如果要實現(xiàn)4.4Gbps的總帶寬，相當于需要30多個標準數(shù)字隔離器。
展開 電動汽車BMS主要芯片及廠商分析
隔離電路：實現(xiàn)高低壓模塊間電氣隔離
隔離器件實現(xiàn)高低壓模塊間的電氣隔離，技術路線包括光耦隔離和數(shù)字隔離。隔離器件是可 以將輸入信號進行轉換并輸出，以實現(xiàn)輸入、輸出兩端電氣隔離的一種安規(guī)器件。電氣隔離 能夠保證強電電路和弱電電路之間信號傳輸?shù)陌踩裕绻麤]有進行電氣隔離，一旦發(fā)生故 障，強電電路的電流將直接流到弱電電路，對電路及設備造成損害。另外，電氣隔離去除了兩個電路之間的接地環(huán)路，可以阻斷共模、浪涌等干擾信號的傳播，讓電子系統(tǒng)具有更高的 安全性和可靠性。高電壓（強電）和低電壓（弱電）之間信號傳輸?shù)脑O備大都需要進行電氣 隔離并通過安規(guī)認證。廣泛應用于信息通訊、電力電表、工業(yè)控制、電動汽車等各個領域。
BMS芯片主要廠商在歐美
在BMS芯片中，可供選擇的AFE并不多。我們能接觸到的AFE內(nèi)部結構大同小異，不同點在于采樣通道數(shù)、內(nèi)部ADC的數(shù)量、類型和架構。
AFE的主要供應商有ADI、TI、ST、松下、NXP和瑞薩。其中ADI的產(chǎn)品線主要來自收購的凌力爾特和美信（2019年，ADI收購凌力爾特后，和通用汽車等整車企業(yè)合作研發(fā)無線 BMS，推出了無線 BMS 系統(tǒng)與平臺，在電池生產(chǎn)至回收的全周期內(nèi)檢測電池數(shù)據(jù)并分析，使動力電池價值最大化），瑞薩的產(chǎn)品主要來自收購來的Intersil。AFE產(chǎn)品的供應商主要是國外的企業(yè)，國內(nèi)目前沒看到有哪家廠商提供AFE芯片。
AFE主要供應商及產(chǎn)品型號
從MCU方面來看，供應商主要有TI、ST、NXP、英飛凌、瑞薩等。目前國內(nèi)也有很多MCU廠商都在積極布局車規(guī)級產(chǎn)品，如中穎電子、兆易創(chuàng)新、北京君正、芯海科技、國民技術、紫光國微、納思達、樂鑫科技、博通集成、復旦微電、上海貝嶺、晶豐明源等等。
展開 國產(chǎn)光耦-雙通道15 MBd高速光耦ICPL-075L
光電器件根據(jù)傳輸速率的不同可以分為普通光耦和高速光耦；高速光耦是一種數(shù)字隔離器；它的結構由光敏二極管和放大驅動電路組成；具有高速傳輸?shù)奶攸c，可以在高速數(shù)據(jù)傳輸時，確保信號的穩(wěn)定性和可靠性。
由工采網(wǎng)代理的ICPL-075L是一款雙通道15 MBd高速數(shù)字光耦合器，針對全雙工工業(yè)通信應用進行了優(yōu)化；采用最新的CMOS集成電路技術，以極低的功耗實現(xiàn)卓越的性能；在傳輸數(shù)據(jù)時，它可以同時傳輸兩個不同的信號，可以更加高效地進行數(shù)據(jù)傳輸。
產(chǎn)品參數(shù)：
ICPL-075L以薄型SOP8封裝，同時支持具有40 ns傳播延遲的數(shù)據(jù)速率的高速全雙工數(shù)據(jù)通信;每個檢測器包含一個集成光電二極管，一個高速跨阻放大器，電壓比較器與輸出驅動器；獲得UL、VDE和CQC等監(jiān)管部門的批準，符合UL1577、EN60747-5-5（VDE0884-5）和GB4943.1標準。
特性：
●+3.3V和+5V CMOS兼容性
●40 ns max；脈寬失真
●30 ns max；傳播延遲偏斜
●高速:每分鐘15 MBd
10 kV/μm最低共模抑制
●—40攝氏度至105攝氏度的溫度范圍
應用：
●數(shù)字現(xiàn)場總線隔離
●CANBus，RS485，USB
●多路數(shù)據(jù)傳輸
●計算機外圍接口
●微處理機系統(tǒng)接口
●直流變流器
ISweek工采網(wǎng)提供一個完整而全面的光耦合器系列，便于選擇各類應用場景需要的光耦；如需光耦樣品測試、規(guī)格書資料、技術應用咨詢，歡迎聯(lián)系:19168597394（微信同號）
展開 資訊 | 27.5億美元！Skywords宣布收購Silicon Labs部分業(yè)務
圖片來源：路透社
據(jù)了解，Skyworks 此次收購涵蓋了5G無線基礎設施、汽車的時鐘器件以及Silicon Labs用于電動車電池管理和充電系統(tǒng)的數(shù)字隔離芯片，還有一部分廣播產(chǎn)品線。該公司計劃用現(xiàn)金和承諾的債務融資為這筆交易提供資金。該公司還表示，該筆交易預計將于2021年第三季度完成。Qatalyst Partners擔任Silicon Labs的財務顧問，JP摩根擔任Skyworks的顧問。預計交易完成后，SiliconLabs相關業(yè)務的的350名員工將加入Skyworks。
Silicon Labs是由Nav Sooch、Dave Welland和Jeff Scott在1996年于美國德州奧斯汀 (Austin, Texas) 成立，專門開發(fā)世界級的混合信號器件；
Skyworks Solutions, Inc.是成立于1962年特拉華州的公司。憑借核心技術，Skyworks公司支持汽車、寬帶、蜂窩基礎設施、能源管理、全球定位系統(tǒng)、工業(yè)、醫(yī)療、軍事、無線網(wǎng)絡、智能手機和平板電腦的應用程序。其產(chǎn)品組合包括放大器、衰減器、環(huán)形器、解調器、檢測器、二極管、定向耦合器、前端模塊、混合動力汽車、基礎設施射頻子系統(tǒng)、隔離器、照明和顯示解決方案、混頻器、調制器、光耦合器、光隔離器、移相器、 鎖相環(huán)/合成器/ 壓控振蕩器 、功率分配器/合成器、電源管理器件、接收器、開關和工業(yè)陶瓷等。
Skyworks并購史
近年來，Skyworks通過不斷地并購打造自己的商業(yè)帝國。截至目前，Skyworks在全球已經(jīng)有2000多個客戶，2600個以上的專利、2500多類模擬元器件產(chǎn)品，年營收超過30億美元。
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ADC數(shù)字地DGND、模擬地AGND的謎團！
通過插入小型有損鐵氧體磁珠，如圖5所示，邏輯電源引腳(VD)可進一步與模擬電源隔離。轉換器的內(nèi)部瞬態(tài)數(shù)字電流將在小環(huán)路內(nèi)流動，從VD經(jīng)去耦電容到達DGND（此路徑用圖中粗實線表示）。因此瞬態(tài)數(shù)字電流不會出現(xiàn)在外部模擬接地層上，而是局限于環(huán)路內(nèi)。VD引腳去耦電容應盡可能靠近轉換器安裝，以便將寄生電感降至最低。這些去耦電容應為低電感陶瓷型，通常介于0.01 μF和0.1 μF之間。
小心處理ADC數(shù)字輸出
將緩沖寄存器放置在轉換器旁（如圖5所示）不失為好辦法，可將轉換器數(shù)字線路與數(shù)據(jù)總線上的噪聲隔離開。緩沖寄存器也有助于將轉換器數(shù)字輸出上的負載降至最低，同時提供數(shù)字輸出與數(shù)據(jù)總線間的法拉第屏蔽。盡管許多轉換器具有三態(tài)輸出/輸入，但此隔離寄存器依然代表著一種良好的設計方式。某些情況下，可能需要在模擬接地層上緊靠轉換器輸出添加額外的緩沖寄存器，以提供更好的隔離。
ADC輸出與緩沖寄存器輸入間的串聯(lián)電阻（圖5中標示為“R”）有助于將數(shù)字瞬態(tài)電流降至最低，這些電流可能影響轉換器性能。電阻可將數(shù)字輸出驅動器與緩沖寄存器輸入的電容隔離開。此外，由串聯(lián)電阻和緩沖寄存器輸入電容構成的RC網(wǎng)絡用作低通濾波器，以減緩快速邊沿。
典型CMOS柵極與PCB走線和通孔結合在一起，將產(chǎn)生約10 pF的負載。如果無隔離電阻，1 V/ns的邏輯輸出壓擺率將產(chǎn)生10 mA的動態(tài)電流：
驅動10 pF的寄存器輸入電容時，500 Ω串聯(lián)電阻可將此輸出電流降至最低，并產(chǎn)生約11 ns的上升和下降時間：
TTL型緩沖寄存器具有較高輸入電容，可明顯增加動態(tài)開關電流，應避免使用該類芯片。
緩沖寄存器和其他數(shù)字電路應接地并去耦至PC板的數(shù)字接地層。請注意，模擬與數(shù)字接地層間的任何噪聲均可降低轉換器數(shù)字接口上的噪聲裕量。
展開 干貨 | 硬件工程師必看：包地與串擾
結 論
1、保護地線對低頻模擬信號的隔離通常都是有效的。但是在數(shù)字信號之間的保護走線并不是那么有用，有時反而會使情況更惡化。
2、對于表層走線，如果保護地線的GDN孔間距很大，可能會使串擾更加嚴重，必須使用非常密集的GND孔才能起到隔離的效果。
3、對于內(nèi)層走線，保護地線可以減小近端串擾。
來源：硬件工程師修煉之路
干貨 | 硬件工程師必看：包地與串擾
工程界常常使用保護地線進行隔離，來抑制信號間的相互干擾。的確，保護地線有時能夠提高信號間的隔離度，但是保護地線并不是總是有效的，有時甚至反而會使干擾更加惡化。使用保護地線必須根據(jù)實際情況仔細分析，并認真處理。
保護地線是指在兩個信號線之間插入一根網(wǎng)絡為GND的走線，用于將兩個信號隔離開，地線兩端打GND過孔和GND平面相連，如圖所示。有時敏感信號的兩側都放置保護地線。
要想加入保護地線，首先必須把兩個信號線的間距拉開到足以容納一根保護地線的空間，由于拉開了信號線的間距，即使不插入保護地線，也會減小串擾。插入保護地線會有多大的作用？
低頻模擬信號包地
我們來看表層微帶線情況下串擾的大小。假設走線是50Ω阻抗控制的，線寬為6mil，介質厚度為3.6mil，介電常數(shù)為4.5。并假設兩路信號都是載波頻率為30Mhz，帶寬為2Mhz的模擬信號。
下圖顯示了三種情況下的遠端串擾情況。當線間距為6mil時，由于兩條線緊密耦合，遠端串擾較大。把間距增加到18mil，遠端串擾明顯減小。進一步，在兩條線之間加入保護地線，地線兩端使用過孔連接到地面，遠端串擾進一步減小。
對于低頻模擬信號之間的隔離，保護地線的確很有用。這也是很多低頻板上經(jīng)常見到的“包地”的原因。但是，如果需要隔離的數(shù)字信號，情況會有所不同。我們分表層微帶線和內(nèi)層帶狀線兩種情況來討論保護地線對數(shù)字信號的隔離效果。以下討論我沒假定PCB走線都是50Ω阻抗控制的。
展開 【好文分享】CC2640藍牙干擾運放的案例分享，全是干貨全是淚！
采集系統(tǒng)結構并不復雜，主要由一個前端運放、ADC和藍牙模塊組成，藍牙模塊是CC2640，微弱信號經(jīng)過運放放大之后，被ADC轉換為數(shù)字信號，通過藍牙發(fā)送給電腦。
藍牙？我看到藍牙時，心里已經(jīng)有了懷疑方向，但咱以前也沒接觸過藍牙，還是慢慢分析吧。
復現(xiàn)
接手到問題后當然是先復現(xiàn)現(xiàn)象。下圖是采集70uVpp@12Hz的正弦信號的時域和頻域圖，22Hz的干擾很明顯，竟然達到了16uVpp（諧波以及50Hz工頻干擾暫時不考慮；前期版本不穩(wěn)定，22Hz的頻率也有一點點變化，這里也不詳細介紹，我們都統(tǒng)一看22Hz）。
分析
首先要判斷干擾從哪里引入的，將運放與ADC斷開，單獨用ADC采集時，基本沒有干擾，則干擾大概率和前端運放有關，耐心搞耐心干。
降低前端運放放大倍數(shù)，將放大倍數(shù)修改為2倍，22Hz干擾也基本消失，和單獨使用ADC的結果接近，得出初步結論：干擾很可能是被高放大倍數(shù)的運放放大后，被ADC采集到，進而在頻譜上出現(xiàn)。
基于上述分析，恢復運放放大倍數(shù)后，將前端運放輸入短路，重新連接ADC測試，發(fā)現(xiàn)在輸入為0時，也有22Hz干擾。
分析2
既然干擾和前端運放強相關，就著重檢查了前端運放的模擬、電源走線，以及電源分配和地回流的處理。
發(fā)現(xiàn)了幾個可能的風險點：
模擬信號缺乏屏蔽
模擬電源缺乏屏蔽
模擬地數(shù)字地隔離不干凈
接下來就是查找產(chǎn)生干擾的源（我懷疑是藍牙搞得鬼），咱不急，一點點來分析。
先測試了模擬電源的紋波，受限于示波器精度，只能分辨10mV，沒發(fā)現(xiàn)異常，但這并不代表電源就是ok的，需要進一步排除。
展開 高速PCB設計中的打孔包地與串擾分析
對于低頻模擬信號之間的隔離，保護地線的確很有用。這也是很多低頻板上經(jīng)常見到的“包地”的原因。但是，如果需要隔離的數(shù)字信號，情況會有所不同。我們分表層微帶線和內(nèi)層帶狀線兩種情況來討論保護地線對數(shù)字信號的隔離效果。以下討論我沒假定PCB走線都是50Ω阻抗控制的。
表層走線
仍然使用上面的表層走線疊層結構，線寬為6mil，介質厚度為3.6mil，介電常數(shù)為4.5。攻擊信號為上升時間Tr=200ps的階躍波形。
談談CAN總線對線束設計的要求及內(nèi)在機理
對于長達數(shù)千米的CAN通訊系統(tǒng)來說，標準規(guī)定的共模電壓容忍能力遠遠達不到實際要求，因此電流隔離對于遠距離數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)來說仍是必須的。
20. 總線短路保護和熱關斷保護
總線短路保護是指總線與電源或地短路后，CAN收發(fā)器不會損壞，短路故障解除后，CAN收發(fā)器能繼續(xù)工作。這個特性可以在總線極性反接、電纜絕緣層失效、意外短路到高壓源時對收發(fā)器提供保護。
熱關斷電路用于幫助CAN收發(fā)器防御因短路產(chǎn)生破壞性電流和高溫。一旦激活熱關斷電路，設備會進入關斷模式。當設備冷卻到正常操作溫度時，設備自動恢復運行。
本公司使用的PCA82C251收發(fā)器具有短路保護和熱關斷保護。短路保護允許總線與24V電源短接。
21. 電流隔離
遠距離數(shù)據(jù)傳輸可能會有較大的地電勢差、地環(huán)流等問題，會在CAN總線上形成高共模電壓。如果共模電壓超出CAN收發(fā)器容忍的最大限度，數(shù)據(jù)鏈路就會不正常。
解決這些問題的一個方法是使用電流隔離：隔離變壓器為系統(tǒng)提供電源，光耦或數(shù)字隔離器件提供數(shù)據(jù)隔離。電流隔離可以去除地環(huán)流，抑制噪聲電壓。采用電流隔離的電路如圖21-1所示，本公司CAN接口電路也采用了電流隔離處理。
圖21-1：遠距離通訊電流隔離電路示意圖
22. CAN接口電路與RS485接口電路
CAN總線和RS485總線都是采用差分信號傳輸數(shù)據(jù)，它們在總線拓撲、終端匹配、信號衰減、隔離與接地、波特率與通訊距離關系等方面都是相似的。但是CAN有自己的一些特性，在接口設計中，不能照抄RS485接口電路。
CAN總線對信號延遲敏感，因此信號隔離必須使用高速光耦或者磁耦合器件，以減少信號延遲。公司大量使用的TLP521光耦因為延遲時間過大（微秒級）不可以用于CAN接口電路。
展開 高手寫的CAN總線入門總結
對于長達數(shù)千米的CAN通訊系統(tǒng)來說，標準規(guī)定的共模電壓容忍能力遠遠達不到實際要求，因此電流隔離對于遠距離數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)來說仍是必須的。
20. 總線短路保護和熱關斷保護
總線短路保護是指總線與電源或地短路后，CAN收發(fā)器不會損壞，短路故障解除后，CAN收發(fā)器能繼續(xù)工作。這個特性可以在總線極性反接、電纜絕緣層失效、意外短路到高壓源時對收發(fā)器提供保護。
熱關斷電路用于幫助CAN收發(fā)器防御因短路產(chǎn)生破壞性電流和高溫。一旦激活熱關斷電路，設備會進入關斷模式。當設備冷卻到正常操作溫度時，設備自動恢復運行。
本公司使用的PCA82C251收發(fā)器具有短路保護和熱關斷保護。短路保護允許總線與24V電源短接。
21. 電流隔離
遠距離數(shù)據(jù)傳輸可能會有較大的地電勢差、地環(huán)流等問題，會在CAN總線上形成高共模電壓。如果共模電壓超出CAN收發(fā)器容忍的最大限度，數(shù)據(jù)鏈路就會不正常。
解決這些問題的一個方法是使用電流隔離：隔離變壓器為系統(tǒng)提供電源，光耦或數(shù)字隔離器件提供數(shù)據(jù)隔離。電流隔離可以去除地環(huán)流，抑制噪聲電壓。采用電流隔離的電路如圖21-1所示，本公司CAN接口電路也采用了電流隔離處理。
圖21-1：遠距離通訊電流隔離電路示意圖
22. CAN接口電路與RS485接口電路
CAN總線和RS485總線都是采用差分信號傳輸數(shù)據(jù)，它們在總線拓撲、終端匹配、信號衰減、隔離與接地、波特率與通訊距離關系等方面都是相似的。但是CAN有自己的一些特性，在接口設計中，不能照抄RS485接口電路。
CAN總線對信號延遲敏感，因此信號隔離必須使用高速光耦或者磁耦合器件，以減少信號延遲。
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CAN總線基礎入門總結
電流隔離
遠距離數(shù)據(jù)傳輸可能會有較大的地電勢差、地環(huán)流等問題，會在CAN總線上形成高共模電壓。如果共模電壓超出CAN收發(fā)器容忍的最大限度，數(shù)據(jù)鏈路就會不正常。
解決這些問題的一個方法是使用電流隔離：隔離變壓器為系統(tǒng)提供電源，光耦或數(shù)字隔離器件提供數(shù)據(jù)隔離。電流隔離可以去除地環(huán)流，抑制噪聲電壓。采用電流隔離的電路如圖21-1所示，本公司CAN接口電路也采用了電流隔離處理。
圖21-1：遠距離通訊電流隔離電路示意圖
22. CAN接口電路與RS485接口電路
CAN總線和RS485總線都是采用差分信號傳輸數(shù)據(jù)，它們在總線拓撲、終端匹配、信號衰減、隔離與接地、波特率與通訊距離關系等方面都是相似的。
展開 技術文章｜如何設計可靠性更高、尺寸更小、成本更低的高電壓系統(tǒng)解決方案
本文將介紹如何利用全新隔離技術來保證這些高電壓系統(tǒng)的安全，從而提高可靠性，同時縮小解決方案尺寸并降低成本。
隔離方法
集成電路 (IC) 實現(xiàn)隔離的方式是阻斷直流和低頻交流電流，而允許電源、模擬信號或高速數(shù)字信號通過隔離柵傳輸。圖 1 展示了三種用于實現(xiàn)隔離的常用半導體技術：光學（光耦合器）、電場信號傳輸（電容式）和磁場耦合（變壓器）。
(a)
(b)
(c)
圖 1：半導體隔離技術：光耦合器 (a)；
電容式 (b)；變壓器 (c)
TI 利用電容隔離技術和專有集成平面變壓器（磁隔離），以及先進的封裝和工藝技術，力求提升我們大型且品類齊全的隔離式 IC 產(chǎn)品系列的可靠性、集成度和性能。
電容隔離
電容隔離技術基于穿過電介質的交流信號傳輸。TI 的電容隔離器使用介電強度很高的 SiO2 電介質構建。因為 SiO2 為無機材料，所以在不同濕度和溫度條件下都非常穩(wěn)定。此外，我們專有的多層電容器和多層鈍化方法可降低高電壓性能對任何單層的依賴，從而提高隔離器的質量和可靠性。我們的電容技術支持的工作電壓 (VIOWM) 為 2kVRMS，可承受的隔離電壓 (VISO) 為 7.5kVRMS，并且能夠承受 12.8kVPK 的浪涌電壓。
磁隔離
磁隔離通常用于需要高頻直流/直流電源轉換的應用。IC 變壓器耦合隔離的一個優(yōu)勢是可以傳輸超過數(shù)百毫瓦的功率，通常無需次級側偏置電源。也可以使用磁隔離來發(fā)送高頻信號。在需要同時輸送電力和傳輸數(shù)據(jù)的系統(tǒng)中，您可以使用相同的變壓器繞組線圈來滿足功率和信號需求，如圖 2 所示。
展開 你的PCB地線走的對嗎？為什么要有主地？
上圖是一種地線走線示意圖，數(shù)字電路和模擬電路的GND最終都要匯聚一起和電池的地連接，也就是說數(shù)字電流Id和模擬電流Ia最終都要匯集在一起，那么這兩路電流Id和Ia就用公用地線部分，如上圖括號內(nèi)所示，一般而言數(shù)字電流Id的波動是比較大的，而模擬電流Ia的波動略小。數(shù)字電Id的波動在共用地線部分會引起電壓波動，這個波動就會被模擬電路感應到，進而引起信號質量下降，比如共用地部分的電阻是20 mΩ，而數(shù)字電流Id波動是1A，那么引起的電壓波動△V就是0.02*1=0.02V，這個20mV被模擬電路的放大器感應到將會以噪聲形式出現(xiàn)，這就是地線阻抗大的后果。
緩解的方法如下：減小地線的電阻，縮短模擬電路和數(shù)字電路共用地線，把模擬電路和數(shù)字電路通過磁珠隔離進一步壓制干擾，假如數(shù)字電路電流波動不變，依然是1A，共用的地的電阻降低到2 mΩ，此時數(shù)字電路在共地部分引起的電壓波動只有0.002*1=0.002V，比上面的20mV小了很多，同時，有磁珠的存在還會進一步壓制這個噪聲，提高模擬電路的信噪比或者是共模抑制比。直觀點說就是：不管你數(shù)字電路的地/電源怎么跳動，都影響不到我模擬電路的地/電源。
正是基于上面的介紹，所以一般電路板都會進行大面積的鋪銅（大面積鋪地平面，減小阻抗，增加回流能力），減少地的電阻。上面介紹的是地線的處理，對于模擬電路和數(shù)字電路共用電源的處理也是類似的方法（不過通常而言，不建議模擬電路和數(shù)字電路共用電源）。
所以呢，有的人就不建議在地平面上打大量的其他電氣屬性的孔，或者是走線，這就是通常所說的支離破碎的地，這樣容易增加地線的電阻（或阻抗），甚至是有隱藏的電阻瓶頸存在被工程師忽略而引起嚴重的問題。比如下圖高亮的紅色銅皮，兩塊白色方框內(nèi)的銅皮看起來很大，其實他們的連接僅僅只有綠色部分窄窄的一條，這里就是阻抗瓶頸。
展開 干貨 | 多年經(jīng)驗工程師總結CAN總線入門知識
對于長達數(shù)千米的CAN通訊系統(tǒng)來說，標準規(guī)定的共模電壓容忍能力遠遠達不到實際要求，因此電流隔離對于遠距離數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)來說仍是必須的。
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總線短路保護和熱關斷保護
總線短路保護是指總線與電源或地短路后，CAN收發(fā)器不會損壞，短路故障解除后，CAN收發(fā)器能繼續(xù)工作。這個特性可以在總線極性反接、電纜絕緣層失效、意外短路到高壓源時對收發(fā)器提供保護。
熱關斷電路用于幫助CAN收發(fā)器防御因短路產(chǎn)生破壞性電流和高溫。一旦激活熱關斷電路，設備會進入關斷模式。當設備冷卻到正常操作溫度時，設備自動恢復運行。
本公司使用的PCA82C251收發(fā)器具有短路保護和熱關斷保護。短路保護允許總線與24V電源短接。
21
電流隔離
遠距離數(shù)據(jù)傳輸可能會有較大的地電勢差、地環(huán)流等問題，會在CAN總線上形成高共模電壓。如果共模電壓超出CAN收發(fā)器容忍的最大限度，數(shù)據(jù)鏈路就會不正常。
解決這些問題的一個方法是使用電流隔離：隔離變壓器為系統(tǒng)提供電源，光耦或數(shù)字隔離器件提供數(shù)據(jù)隔離。電流隔離可以去除地環(huán)流，抑制噪聲電壓。采用電流隔離的電路如圖21-1所示，本公司CAN接口電路也采用了電流隔離處理。
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