川土微電子|CA-IS3050U隔離式CAN收發(fā)器
Pin2pin替代德州儀器ISO1050
CA-IS3050U是一款隔離式控制區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（CAN）物理層收發(fā)器，符合ISO11898-2標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)規(guī)范。此器件采用片上二氧化硅（SiO2）電容作為隔離層，在CAN協(xié)議控制器和物理層總線之間創(chuàng)建一個(gè)完全隔離的接口，與隔離電源一起使用，可隔絕噪聲和干擾并防止損壞敏感電路。
CA-IS3050U可為CAN協(xié)議控制器和物理層總線分別提供差分接收和差分發(fā)射能力，信號傳輸速率最高可達(dá)1Mbps。該器件具有限流、過壓和接地?fù)p耗保護(hù)（–40V至40V）以及熱關(guān)斷功能，可防止輸出短路，共模電壓范圍為–12V至12V。
產(chǎn)品特性
符合 ISO11898-2 標(biāo)準(zhǔn)
高達(dá) 5000VRMS隔離耐壓
邏輯側(cè) I/O 電壓范圍支持 2.5V ~ 5 V
信號傳輸速率高達(dá) 1 Mbps
高共模瞬態(tài)抗擾度： 150 kV/μs (典型值)
–40 V 至 40 V 的總線故障保護(hù)
低環(huán)路延時(shí)：
– 150 ns（典型值）
– 210 ns（最大值）
驅(qū)動(dòng)器（TXD）主動(dòng)態(tài)超時(shí)功能
熱關(guān)斷保護(hù)
總線最多可支持 110 個(gè)節(jié)點(diǎn)
無電節(jié)點(diǎn)不干擾總線
溫度范圍： –40°C 至 125°C
應(yīng)用
CAN 數(shù)據(jù)總線
工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)
樓宇和溫室環(huán)境控制自動(dòng)化
安防系統(tǒng)
運(yùn)輸
醫(yī)療
電信
CAN?基本概念
CAN 是Controller Area Network 的縮寫（以下稱為CAN），是 ISO 國際標(biāo)準(zhǔn)化的異步串行通信協(xié)議。與一般的通信總線相比，CAN 總線的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性，CAN 總線標(biāo)準(zhǔn)包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層。
n CANH、CANL 相對低的內(nèi)部電容值 Cin≤20pF/1Mbps；
n 差動(dòng)內(nèi)部電容值Cdiff≤10pF/1Mbps；
n CANH、CANL 相對低的內(nèi)部電阻值 5KΩ≤Rdiff≤50KΩ，各節(jié)點(diǎn)內(nèi)部電阻因保持一致，誤差不超過 5%；
n 差動(dòng)內(nèi)部電阻值 10KΩ≤Rdiff≤100KΩ，各節(jié)點(diǎn)內(nèi)部電阻因保持一致，誤差不超過 5%；
n 在節(jié)點(diǎn)數(shù)為 110 個(gè)（包括主控設(shè)備與被控設(shè)置），配置兩個(gè) 120Ω的終端電阻的情況下，驅(qū)動(dòng)器至少還能輸出電壓 1.5V（終端電阻的大小與所用雙絞線的參數(shù)有關(guān)）；
CAN?總線傳輸距離
CAN 總線網(wǎng)絡(luò)的線路布局應(yīng)盡可能接近線性結(jié)構(gòu)以減少電纜輻射。在實(shí)際應(yīng)用中有必
要連接短的短截線電纜到主干線電纜上，如圖 1-2 所示，為了將駐波減到最少，網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)的間隔不應(yīng)相等，且電纜的長度也不完全等長。 網(wǎng)絡(luò)尺寸的要求見表 1-1 所示：
CAN?總線支持節(jié)點(diǎn)數(shù)量
CAN?總線終端匹配電阻
根據(jù) ISO11898-2， CAN 總線傳輸介質(zhì)應(yīng)滿足表 2-2、 2-3 中的規(guī)格參數(shù)：
實(shí)際接線中通信質(zhì)量的影響因素
通信距離越短，通信質(zhì)量越好。如果通信距離超過 500 米，推薦增加中繼器；
通信節(jié)點(diǎn)數(shù)越少，通信質(zhì)量越好。如果節(jié)點(diǎn)數(shù)量超過 100 個(gè)，推薦增加中繼器；
通信波特率越低，通信質(zhì)量越好。在能夠滿足應(yīng)用需求的情況下，盡量選取較低的通信波特率。推薦在10K~250Kbps 之間選；
CANH、 CANL 端口之間的防護(hù)器件，其等效電容越小，對通信影響越小。所以在端口防護(hù)器件（TVS管、壓敏電阻等） 的選取上要考慮其等效電容參數(shù)；
每個(gè)通信節(jié)點(diǎn)的支線長度應(yīng)盡量的短，減小支線信號反射對總線數(shù)據(jù)的影響；
合適的終端匹配電阻能有效的減小信號反射，一般推薦接 120Ω 電阻；
使用屏蔽雙絞線，將所有通信節(jié)點(diǎn)的參考地通過屏蔽層聯(lián)接，并在一點(diǎn)接地，能減少干擾，提高通信質(zhì)量。
CAN?接口硬件設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題
CANH、 CANL 總線端口的隔離設(shè)計(jì)
CAN 總線節(jié)點(diǎn)一般以菊花鏈或總線拓?fù)浞绞铰?lián)網(wǎng)，一旦有一個(gè)節(jié)點(diǎn)的接口芯片故障就可能對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的通訊質(zhì)量造成影響，因此對其總線端口 CANH、 CANL 與總線之間應(yīng)加以隔離。當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)的接口芯片發(fā)生 CANH、 CANL 短路或 CANH、 CANL 對電源擊穿時(shí)， 總線與節(jié)點(diǎn)之間形成電勢壘，從而減小對總線的影響。
CAN?總線端口防護(hù)
CAN 總線通信，一般應(yīng)用在遠(yuǎn)距離傳輸方面，所以 CANH、 CANL 總線端口的防雷設(shè)計(jì)也是設(shè)計(jì)者必須考慮的。通常的防雷設(shè)計(jì)電路如圖 4-1。
總線參考地的連接
CAN 總線雖采用差分方式傳輸信號，似乎并不需要相對于某個(gè)參照點(diǎn)來判定信號，系統(tǒng)只需檢測兩線之間的電位差就可以了。但設(shè)計(jì)者也應(yīng)該考慮 CAN 接口模塊的共模電壓承受范圍，只有滿足這個(gè)條件，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)才能正常工作。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)線路中共模電壓超出此范圍時(shí)就會(huì)影響通信的穩(wěn)定可靠，甚至損壞接口。采用隔離技術(shù)能夠很好的解決共模噪聲的問題， 所以使用 CA-IS3050 系列 CAN 隔離收發(fā)器構(gòu)建總線硬件端口能夠很好的隔斷總線上各節(jié)點(diǎn)的接地環(huán)路，減小節(jié)點(diǎn)間的地線環(huán)路電流，從而減小共模干擾。但對于干擾嚴(yán)重、惡劣的電氣環(huán)境，仍然推薦設(shè)計(jì)者使用屏蔽雙絞線，通過屏蔽層將總線上各通信節(jié)點(diǎn)的總線參考地聯(lián)接起來，減小共模傳導(dǎo)及輻射干擾，提高系統(tǒng)通信可靠性。
常見問題及解決方案
編輯：admin 最后修改時(shí)間：2022-06-09
