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川土微电子 | CA-IS3050U隔离式CAN收发器

Pin2pin替代ISO1050

CA-IS3050U隔离控制区域网络(CAN)物理层收发器,符合ISO11898-2标准技术规范。本装置采用片上二氧化硅(SiO2)电容作为隔离层,在CAN协议控制器与物理层总线之间创建一个完全隔离的接口,可以隔离噪声和干扰,防止敏感电路损坏。

CA-IS3050U可为CAN协议控制器和物理层总线分别提供差分接收和差分发射能力,最高信号传输率为1Mbps。该装置具有限流、过压和接地损耗保护(–40V至40V)以及热关功能,可输出短路,共模电压范围为–12V至12V。

产品特性

符合 ISO11898-2 标准

高达 5000VRMS隔离耐压

逻辑侧 I/O 支持电压范围 2.5V ~ 5 V

信号传输速率高达 1 Mbps

高共模瞬态抗扰度: 150 kV/μs (典型值)

–40 V 至 40 V 总线故障保护

低环延时:

– 150 ns(典型值)

– 210 ns(最大值)

驱动器(TXD)主动超时功能

热关断保护

最多可以支持总线 110 个节点

无电节点不干扰总线

温度范围: –40°C 至 125°C

应用

CAN 数据总线

工业网络

建筑和温室环境控制自动化

安防系统

运输

医疗

电信

CAN基本概念

CAN 是Controller Area Network 缩写(以下简称CAN),是 ISO 异步串行通信协议的国际标准化。与一般通信总线相比,CAN 总线数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性,CAN 总线标准包括物理层和数据链路层。

n CANH、CANL 内部电容值相对较低 Cin≤20pF/1Mbps;

n 差动内部电容值Cdiff≤10pF/1Mbps;

n CANH、CANL 内部电阻值相对较低 5KΩ≤Rdiff≤50KΩ,由于各节点内部电阻一致,误差不超过 5%;

n 差动内部电阻值 10KΩ≤Rdiff≤100KΩ,由于各节点内部电阻一致,误差不超过 5%;

n 在节点数为 110 (包括主控设备和被控设置) 120Ω在终端电阻下,驱动器至少可以输出电压 1.5V(终端电阻的大小与双绞线的参数有关);

CAN总线传输距离

CAN 总线网络的线路布局应尽可能接近线性结构,以减少电缆辐射。在实际应用中是必要的

将短截线电缆连接到主干线电缆,如图所示 1-2 因此,为了尽量减少驻波,网络上节点的间隔不应相等,电缆的长度也不应完全相等。 网络尺寸要求见表 1-1 所示:

CAN支持节点数量的总线

CAN匹配电阻的总线终端

根据 ISO11898-2, CAN 总线传输介质应满足表格 2-2、 2-3 规格参数:

影响实际接线中通信质量的因素

通信距离越短,通信质量越好。如果通信距离超过 500 建议增加中继器;

通信节点越少,通信质量越好。如果节点数量超过 100 建议增加中继器;

通信波特率越低,通信质量越好。尽量选择较低的通信波特率,以满足应用通信波特率。推荐10K~250Kbps 之间选取;

CANH、 CANL 端口间的防护装置等效电容越小,对通信的影响越小。因此,端口防护装置(TVS管、压敏电阻等) 其等效电容参数应考虑在选择上;

各通信节点的支线长度应尽可能短,以减少支线信号反射对总线数据的影响;

适当的终端匹配电阻可以有效地减少信号反射,一般建议连接 120Ω 电阻;

使用屏蔽双绞线,通过屏蔽层连接所有通信节点的参考,并在一点接地,可以减少干扰,提高通信质量。

CAN接口硬件设计应注意的问题

CANH、 CANL 总线端口的隔离设计

CAN 总线节点通常通过菊花链或总线拓扑连接。一旦一个节点的接口芯片出现故障,可能会影响整个网络的通信质量,从而影响其总线端口 CANH、 CANL 与总线隔离。当一个节点的接口芯片发生时 CANH、 CANL 短路或 CANH、 CANL 击穿电源时, 电势垒在总线和节点之间形成,从而减少对总线的影响。

CAN保护总线端口

CAN 总线通信一般用于远距离传输,因此 CANH、 CANL 设计师还必须考虑总线端口的防雷设计。通常的防雷设计电路如图所示 4-1。

连接总线参考地

CAN 虽然总线通过差异传输信号,但似乎不需要相对于某个参考点来确定信号。系统只需检测两条线之间的电位差。但也要考虑设计师 CAN 只有满足这一条件,整个网络才能正常工作。当网络线路中的共模电压超过此范围时,会影响通信的稳定性和可靠性,甚至损坏接口。隔离技术可以很好地解决共模噪声问题, 所以使用 CA-IS3050 系列 CAN 隔离收发器构建总线硬件端口,可以很好地隔断总线各节点的接地环,减少节点间接地环的电流,从而减少共模干扰。但对于干扰严重、恶劣的电气环境,仍建议设计师使用屏蔽双绞线,通过屏蔽层连接总线上各通信节点的总线,减少共模传输和辐射干扰,提高系统通信的可靠性。

常见问题及解决方案

标签: 8pin电子终端连接器

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