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[经验] 减少排放并提高隔离的CAN系统的抗干扰能力

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潜力变实力|  楼主 | 2020-9-2 09:35 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
随着当今越来越多的系统在不同的电压下运行,隔离的CAN收发器已成为从电梯到电动汽车甚至船舶系统的不可或缺的应用。
这些收发器通过结合控制器局域网(CAN)标准的优先级和仲裁功能以及隔离(断开接地环路,承受电压差,共模瞬变抗扰度等)的优势,帮助维持系统中两个电压域之间的可靠通信。 )。
与非隔离式CAN系统一样,隔离式CAN收发器的电磁兼容性(EMC)性能也是使用隔离式CAN系统的人们的主要关注点。EMC性能是通过两个参数衡量的:
  • 设备产生的排放
  • 不受系统中干扰的影响
排放物
发射是电磁能量的意外释放。理想情况下,低排放可确保子系统可靠运行,同时又不影响相邻子系统的性能。
根据市场(工业或汽车)和应用的不同,系统必须符合不同的排放标准。即使在系统级别执行排放测试,设计人员通常也会选择在组件级别满足要求的组件。这有助于确保各个设备自身不会超过限制。系统设计和电路板布局在系统的总体排放性能中也起着重要作用。在各种排放测试中,Zwickau标准是针对汽车应用的严格测试,它表征了CAN收发器的排放性能。
图1是用于EMC测试的电路板示例。该开发板具有三个连接到同一总线的隔离CAN收发器。在一个收发器发送占空比为50%,250 kHz方波信号的测试点(图1中的CP1)进行发射测量


图1:用于EMC测试的ti
在收发器和总线之间放置共模扼流圈(CMC)可以滤除一些辐射。共模扼流圈的使用在汽车和工业应用中很常见。
图2显示了使用EMC测试板上的ISO1042以经典CAN数据速率传输的排放数据。
  
图2:ISO1042以500 kbps传导的排放
某些认证机构要求使用CMC来获取此数据,这也使排放保持较低水平。在相同条件下,ISO1042的排放在性能上优于竞争对手的设备。
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抗干扰能力是设备在存在干扰的情况下正常运行的能力。 为了证明隔离的CAN设备的抗扰性,我们在图1所示的相同电路上执行了直接功率注入(DPI)测试,但使用了不同的合网络。扫描注入总线上的噪声的频率,并通过模板测试检查发送和接收模式的差异。为测试注入的噪声信号包括连续波(CW)噪声信号和调幅(AM)噪声信号。AM信号是80%的1-kHz信号。垂直方向上超过某个电压限值(±0.9 V)或水平方向上超过时间限值(±0.2 µs)的变化被认为是失败的。
我们在两种不同的条件下进行了测试:
  • 36 dBm的注入噪声,无共模扼流圈
  • 存在共模扼流圈时的39 dBm噪声信号
图3和图4显示了在这两种条件下经典CAN 的ISO1042图。在这两种情况下,隔离的CAN性能都超出极限线,这表明已通过DPI测试。通过这些抗扰性测试可确保可靠的通信,并减少系统错误和故障。

图3:没有共模扼流圈的ISO1042 DPI测试

图4:具有共模扼流圈的ISO1042 DPI测试
集成隔离式CAN设备有望达到与非隔离式同类产品相同的发射和抗扰性规格。鉴于它们的小包装具有低排放和高抗扰性,因此ISO1042和ISO1042-Q1符合工业和汽车应用的严格要求。

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