CAN总线由其高可靠和实时性被广泛应用于新能源汽车、轨道交通、医疗、工程机械等行业,但是由于大部分行业工作环境都比较恶劣,所以提高总线抗干扰能力是目前行业用户最为关注的方向。
常见CAN总线干扰现象
如下为一条流水线有两路CAN总线,一条总线有22个控制节点,每当启动工作时就会出现严重的失控状态,流水线都是通过电机驱动的。在使用CANScope测试发现,在未启动电机情况下,帧统计结果显示100%成功率,如图1所示。
图1 正常工作帧统计
此时CAN波形图如图2所示。
图2 正常波形
然而当电机启动之后,CAN总线质量急剧下滑,使用CANScope帧统计结果显示成功率仅仅为16．33%,如图3所示。
图3 干扰时帧统计
此时的CAN波形图如图4所示,可见干扰导致波形严重畸变。
图4 干扰时波形
干扰导致帧错误增加,重发频繁,正确数据不能及时到达。所以如何解决干扰带来的困扰呢,下面就为大家介绍CAN总线抗干扰的六大解决方案。
一、增加CAN接口电气隔离
干扰不但影响信号,更严重的会导致板子死机或者烧毁,所以接口和电源的隔离是抗干扰的第一步。隔离的主要目的是:避免地回流烧毁电路板和限制干扰的幅度。未隔离时,两个节点的地电位不一致,导致有回流电流,产生共模信号,CAN的抗共模干扰能力是-12～7V,超过这个差值则出现错误,如果共模差超过±36V,烧毁收发器或者电路板。
传统用户都采用分立器件自己搭建隔离电路的方式,如今大家更青睐使用隔离收发器做防护隔离。如图所示的CTM系列隔离收发器的总线隔离技术,与传统分立器件方案相比,产品具备更高的集成度与可靠性,能够有效提升总线通信防护等级,极大程度降低用户的采购与生产成本,大幅缩短开发周期。增加CTM隔离模块后,如图5所示。隔绝了地回流,限制了干扰幅度。
图5 CAN接口电气隔离
二、共收发器的信号地
共CAN收发器的信号地,并且CAN使用三线制信号传输。可以有效抑制共模干扰。注意图6中屏蔽层为近距离外壳等电势的情况下的接线方法。
图6 CAN信号共地
