CAN总线隔离收发模块在汽车中的应用

汽车各个控制ECU通过CAN总线进行通讯如图2所示，在进行CAN总线通讯时除了要解决好电磁屏蔽之外和端口匹配防反射电阻外，还需要解决各种ECU或者仪表的“地”问题，即信号参考点的电位差。因为不同ECU、仪表的信号要互传互送，那就存在信号参考点问题，换句话说，要使信号完整传送，理想化的情况是所有ECU、仪表的信号只能有一个共同的参考点，即所有ECU仪表信号的参考点之间电位差为“零”。但是在实际环境中，这一点几乎是不可能的，这里面除了各个ECU、仪表“地”之间的连线电阻产生的电压降之外，尚有各种ECU、仪表在不同环境受到的干扰不同，以及各个通讯接点等接触质量不同等诸多因素，致使各个“地”之间有差别，影响了通讯质量。并且CAN接口都有共模电压的限值，需要设计者考虑这一参数的影响。为了信号传输的可靠与稳定，必须要考虑各个信号端口的隔离处理，来消除ECU、仪表接入系统后的“地”电位差和共模噪声干扰的问题。

目前，采用电气隔离方案是解决“地”电位差的有效方法：即单独的ECU单元与外部总线通讯采用隔离方式进行通讯，切断总线与ECU单元之间共地的耦合路径。金升阳CAN总线隔离收发模块可以很好地解决各个ECU之间和仪表之间的“地”电位差的问题；供电部分采用电磁进行隔离，专门的电源降功耗处理，可降低模块的表面温度，延长使用寿命；信号传输部分采用专用的电磁芯片替代传统的光耦方案，可显著改善光耦由于长久使用带来的光衰问题，更可靠。

图2.CAN隔离收发模块连接示意图

三、CAN总线隔离收发模块的应用

金升阳CAN隔离收发模块是集成收发芯片、隔离芯片及DC/DC隔离电源于一体的接口隔离收发模块，可完全取代传统的光耦隔离方案。过去需要收发芯片+隔离芯片/光耦/+隔离电源才能实现的整个隔离收发方案，现在仅需要采用一个CAN隔离收发模摸便可轻松实现，大大简化了客户的设计。

相对于以前的组合方案，TD_CAN系列总线隔离收发模块具有以下优点：

1）更小体积：一般客户采用集成方案体积会比我司产品大25%以上，大大减少占板面积，满足汽车电子的小体积需求。

2）更低功耗：在隔离电源设计上，针对实际通信的电源消耗作了优化设计，能够在保证通信质量的同时，功耗更低；

3）更可靠的长期稳定性设计：在隔离数据传输上，针对传统的光耦进行数字隔离的电路作了优化与严格的设计测试，保证数字隔离传送在整个高低温工作范围内传输可靠，并且设计中考虑了光耦的长期工作的CTR衰减问题，改用更可靠的数字隔离芯片，保证了产品的长期可靠性工作。

4）更高端口防护能力：我司产品有针对端口做专门的防护设计，内部管脚集成防静电器件；

5)更高的隔离耐压3000VDC：可满足汽车、煤矿等环境要求场合高的场合；

6)完整可靠性测试验证：我们产品经过了重重可靠性试验验证；

7)完整的EMC防护电路推荐：考虑到汽车工作的电气复杂性，我司产品有专门的EMC推荐电路可供客户实现更高的防护级别。

TD_CAN系列总线隔离收发器与控制器的接线图如图3所示。

图3.CAN隔离收发器应用接线图

图4.CAN隔离收发模块示意图

四、小结

根据各种不同场合的需求，CAN总线产生了不同的协议需求来满足各个场合的应用，如过程工业、数控机床、电梯控制、机器人、安防等行业。采用模块化设计的CAN总线隔离收发模块，可以缩短端口电气设计的时间，缩短工程的开发周期，提高系统的可靠性。