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用于高速數(shù)字通信的隔離式CAN收發(fā)器IC
用于高速數(shù)字通信的隔離式CAN收發(fā)器IC
想象一下，如果您的汽車中的電子設備需要一對電線才能相互連接。汽車中的電纜組件已經(jīng)非常復雜，但是CAN總線是有助于減少總線寬度和線數(shù)的協(xié)議之一。盡管最初是由大型制造商而非汽車行業(yè)采用的，但CAN總線仍然是汽車領域的重要組成部分，并在樓宇自動化等領域得到了應用。
從本質(zhì)上講，任何需要在單個串行總線上連接多個設備且可以延伸很長距離的系統(tǒng)都可以使用CAN總線。使能組件是一個特殊的收發(fā)器，它向總線的其余部分提供邏輯信號。根據(jù)最終子系統(tǒng)的位置，工業(yè)，汽車，機器人技術(shù)和類似應用可能需要隔離的CAN收發(fā)器。在這種情況下，您需要使用隔離的CAN收發(fā)器和在市場上可以找到的示例組件。
了解CAN總線
控制器局域網(wǎng)（CAN）總線最初是由博世開發(fā)的，最終被編入ISO 11898標準。盡管初學者可能很難構(gòu)建數(shù)據(jù)幀，但該體系結(jié)構(gòu)非常簡單?？偩€上的每個設備都使用一個收發(fā)器，然后收發(fā)器向總線上的每個其他設備的收發(fā)器發(fā)送消息或從中接收消息?；镜淖R別功能可確保僅網(wǎng)絡上所需的節(jié)點實際處理接收到的數(shù)據(jù)。典型的CAN總線的結(jié)構(gòu)如下所示。
CAN總線協(xié)議中使用的標準功能是一系列數(shù)據(jù)速率，錯誤處理，沖突檢測和容錯能力。在此總線中，我們有一個兩線制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以跨越很長的距離，具體取決于數(shù)據(jù)速率。CAN標準中定義的數(shù)據(jù)速率和最大距離如下所示。請注意，最后一項是在CAN FD規(guī)范（ISO 11898-2）中定義的。該標準允許將更多數(shù)據(jù)打包為一個幀（64字節(jié)，而傳統(tǒng)CAN為8字節(jié)）。
在工業(yè)控制和通信中的某些原始應用可能涉及在高壓源附近工作，因此需要隔離以保護系統(tǒng)組件?？梢允褂?span>CAN收發(fā)器IC而不是使用外部變壓器來消除共模瞬變。
為什么要使用隔離式CAN收發(fā)器？
隔離的CAN收發(fā)器IC集成了與CAN總線接口所需的標準功能，同時確保了高電流隔離。由于諸如汽車，航空航天和一系列工業(yè)應用之類的應用需要在高壓源附近或可能存在的電涌附近工作，因此隔離式CAN收發(fā)器是確保可靠性的理想之選。
由于您需要在電隔離與數(shù)據(jù)速率和其他集成功能之間取得平衡，因此請注意以下重要規(guī)范：
隔離等級。隔離是使用這些類型的收發(fā)器的主要原因，它們的ESD額定值對于確保安全性以及與其他產(chǎn)品和特定應用的兼容性非常重要。通常將其表示為kV范圍內(nèi)的RMS值。
故障電壓。電氣故障可能發(fā)生在總線上，而不是由外部電源引起的。對于高質(zhì)量組件，故障電壓通常為幾十伏。
溫度額定值。由于CAN總線通常部署在更惡劣的環(huán)境中，因此它們可能需要較高的溫度。確保在您的組件數(shù)據(jù)表中對此進行檢查。
符合標準。像許多電源管理組件一樣，隔離式CAN收發(fā)器的數(shù)據(jù)表可能包含合規(guī)性聲明。UL 1577是一種通用標準，但是如果收發(fā)器針對特定應用，則可以列出IEC標準或ISO標準。
ISO1042QDWRQ1
德州儀器（TI）的ISO1042QDWRQ1隔離式CAN收發(fā)器提供了靈活的數(shù)據(jù)速率（高達1 Mbps的經(jīng)典CAN和高達5 Mbps的CAN FD）。該收發(fā)器支持高達+/- 30 V的共模電壓范圍以及高達70 V的故障保護。它還支持與標準CAN控制器的各種邏輯接口。在100 kV / μs CMTI和1060 V RMS工作電壓的情況下，可以保證高達5 kV（RMS）的電流隔離。
MAX14882
此向Maxim Integrated MAX14882工作在高達1 Mbps和電流隔離的60秒與848 V（RMS）連續(xù)工作電壓提供高達5 kV（RMS）。集成的LDO可以為電源接口提供較寬的電壓范圍，并且該收發(fā)器的容錯能力高達54V。該組件還符合基本絕緣和cUL的UL 1577標準（CSA公告5A）。理想的應用包括建筑控制，工業(yè)控制和HVAC。
TJA1052IT
恩智浦半導體（NXP Semiconductors）的TJA1052IT系列專門針對電動汽車，這些電動汽車要求高低壓子系統(tǒng)之間具有高電流隔離。該組件提供高達5 Mbps的數(shù)據(jù)速率，可用于12和24 V系統(tǒng)。除了提供高達5 kV的高隔離度之外，該IC還符合UL 1577，IEC 61010，IEC 60950和ISO6469的要求。該系列的變體可提供高達1 kV，2 kV或5 kV的隔離度。
隔離和通訊的其他組件
這里介紹的組件只是一些選擇，但它們代表了設計人員為許多應用程序所需的頂級組件。除了這些組件之外，您的下一個支持CAN總線的系統(tǒng)可能還需要其他部件。
即使在為系統(tǒng)選擇共模扼流圈組件和其他濾波器之后，您可能仍需要一系列組件來管理電源中的功率分配。這是高壓/電流系統(tǒng)所需的其他一些常見組件：
TVS二極管或其他過壓保護組件
總線終端電阻
電源管理IC（PMIC）