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双通道数字式隔离器ADUM1201在CAN总线通信系统中的应用

作者:时间:2014-01-17来源:网络收藏


所隔离的两端有各自的电源和参考地,电源电压范围在2.7V到5.5V之间,这样可以实现低电压供电,从而进一步降低系统功耗。电源和参考地之间需要接入0.01μF到0

.1μF电容,以滤除高频干扰,电容和电源之间的距离应该在20mm以内,这样可以达到更好的滤波效果。由于两个隔离通道高度匹配,通道间串扰很小,并且采用两通道输入输出反向设计,非常适合双向收发的特性,大大简化可隔离器与所隔离两端的硬件连接。需要注意的是GND1与GND2是两个不同的参考地,否则将达不到隔离的效果。

另外需要注意的是正常工作时,两端的供电源需要同时上电才能保证两通道都能正常工作,如果有一个没有上电就能导致整个芯片无法正常工作。

ADUM1201在中应用

通信节点中,双通道ADUM1201用来实现CAN控制器和CAN驱动器之间的电气隔离,以到达更好的抗干扰性能。一般放在CAN控制器与CAN驱动器之间,也有的CAN控制器被集成在微控制器内部,那么用ADUM1201实现微控制器和CAN驱动器的隔离即可。

我们用CAN总线组成了一个传送高速公路能见度预警信号的远距离通信网络。其中利用ADUM1201实现CAN总线节点之间的电气隔离。CAN总线的具体硬件电路图如图1所示,由图可见,整个硬件电路由微控制器,隔离芯片,CAN总线驱动芯片三部分组成。微控制器选用微芯公司新款集成CAN总线控制器的PIC18LF458芯片,它是8位COMS单片机,内部采用哈佛总线结构,使得全部指令单字节、单周期化,有利于提高CPU执行指令的速度,从而提高单片机的运行速度。同时,最低2V供电电压,大大降低系统的功耗,以上特点不光满足了系统需要快速响应的实时性要求,而且满足了系统需要全天候长时间工作的低功耗要求。CAN驱动器我们选用微芯公司的CAN总线驱动芯片MCP2551,它完全兼容ISO-11898标准,最高速率可达1Mbps,提供了比82C250更好电磁辐射和抗电磁干扰能力性能,为了更好的确保系统的稳定性,外加电阻R2和R3起限流作用,防止MCP2551受过流冲击,电容C3和C4为小电容以滤除总线上的高频干扰和防止电磁辐射,D1和D2为防雷击管,用来防止总线上的瞬变干扰。

点击看原图

图1 单片机与CAN总线的硬件连接

隔离芯片ADUM1201处于系统的中间,用来隔离各个传感器节点,它比传统的光电隔离具有更好的性能,ADUM1201消除了传统光电隔离器不确定的传输速率,非线性的传输函数,以及温度和寿命对器件的影响,不需要其他的驱动和分立元件,提供了更见稳定的转化性能,而且在相同的信号传输速率下功耗只有光电隔离器的1/10到1/6。由图1可见,ADUM1201以单一芯片实现了CAN总线节点之间的电气隔离,而且ADUM1201采用双转化通道,两通道方向相反的特殊结构,非常适合于CAN总线信号的传输,大大简化了系统的硬件结构,同时,由一个隔离芯片代替以往的两个,大大增加了通道间的匹配程度,使系统获得更好的隔离性能。

结 语

本文介绍双通道数字式磁隔离器ADUM1201在CAN总线中的应用,由于ADUM1201的优良特性,用ADUM1201代替传统的光电隔离器件,降低了系统功耗,简化系统结构,增加了系统稳定性,提高了系统的性能。为CAN总线隔离的实现提供了一种很好的解决方案。

隔离器相关文章:隔离器原理

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