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3.3VCC供电下实现标准的HS-CAN通信

—— Achieving Standardized HS-CAN Communicaton from a 3.3V Supply
作者:Robert Regensburger Maxim公司时间:2011-02-18来源:电子产品世界
        概述

  如果保证MAX13041的VCC电源处于4.75V至5.25V (标称工作电压范围),则可满足ISO 11898-2高速通信标准。也就是说,如果需要进行通信,必须采用5V电源为收发器供电。然而,系统设计中常碰到的问题是主电源无法满足子系统的电源需求。这种情况下,无法直接使用现有电源:仅有一路3.3V电源或不能直接采用电池电压获得所有需要的电源。由于电路板空间有限,不能包含所有电源。有些情况下,直接从电池电源产生5V电压可能无法接受,因为存在散热问题,特别是在需要高电池电压进行CAN通信的系统中(如,汽车中两节电池供电的情况或在24V卡车系统中)。电压转换器能够产生所需的各种电压,并且在要求低功耗、电路简单和低成本应用中,电荷泵通常是最佳选择。电荷泵便于使用,因为它们无需昂贵的电感或额外的半导体器件。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/116958.htm

  选择电荷泵

  收发器电源

  MAX13041的VCC引脚用于IC供电,当IC处于正常工作模式时在总线、电压基准和接收电路之间建立正确的通信信号。VI/O输入提供与3.3V I/O微控制器的接口,在控制器和收发器之间获得正确的电压。当然,当具体应用与这种控制器通信时,该引脚可以接5V稳压器。

  VBAT引脚(通常连接至汽车12V电池)为超低静态电流的唤醒检测电路供电。该引脚用于激活MAX13041,以便在收到CAN信息时从休眠模式下唤醒器件。如果检测到VBAT电源上有欠压情况,则将收发器置于低功耗模式。

  电源电流

  CAN总线处于下述两种逻辑状态的一种:隐性状态或显性状态(图1)。正常通信模式中,MAX13041在显性状态下需要80mA的最大VCC输入电流;隐性状态下需要10mA。流入VI/O和VBAT的电流可以忽略。然而,当总线出现故障时,特别是如果CAN_H总线短接至地,则VCC电源电流会明显增大。收发器将会把短路电流限制到IO(SC) = 95mA。不管怎样,这种条件下最好调节电荷泵输出电流。考虑到上述情况,采用电荷泵提供CAN收发器所需电源,该电荷泵可提供5V输出电压,电压容差满足上述要求,且最小输出电流可达95mA。

  3.3V输入至5V稳压输出的电荷泵

  尽管市场上有多种常规的电荷泵器件可供选择,本文采用3.3V输入、5V稳压输出的电荷泵MAX683解决供电问题。该器件可在2.7V至5.5V输入电压下提供5V ±4%的稳压输出。器件开关频率调节范围高达2MHz,允许在100mA输出电流下使用小尺寸外部电容。

  器件可工作在两种模式:跳频模式和固定频率模式。跳频模式下(低电平有效SKIP输入 = 低电平),当检测到输出电压高于5V时禁止开关操作。器件随后进入跳频模式,直到输出电压跌落。由于器件工作在非连续模式,这种调节方法使工作电流最小。固定频率模式下(低电平有效SKIP输入 = 高电平),电荷泵在所设定的频率下连续工作,这种调节方案的输出纹波最小。由于器件连续进行开关操作,输出噪声包含确定的频率成分,在指定的输出纹波下电路允许使用非常小的外部电容。但是,固定频率模式消耗较大的工作电流,轻载状态下效率低于跳频模式。


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关键词: Maxim CAN MAX13041

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