工業總線 TD5(3)01DCANH-W 系列
設計參考
本文引用地址:http://www.104case.com/article/202004/412286.htm1. 典型應用電路
圖 1
一般場合下,模塊接上電源,端口和 CAN 控制器及 CAN 網絡總線連接,無需外加器件便可直接使用。如圖 1 所示,給出了模塊典型的應 用電路連接。
注:CAN 控制器邏輯電平需與 TD5(3)301DCANH-W 隔離 CAN 收發模塊相適應。
圖 2
單個 CAN-bus 典型網絡如圖 2 所示,每個網絡最多可接入 110 個單路 TD_CAN 隔離 CAN 收發模塊,通用模塊最長通訊距離為 10km,高 速模塊支持最低波特率為 40kbps,最長通訊距離 1km。如果需要接入更多節點或更長通訊距離時,可通過 CAN 中繼器等設備擴展。
注:總線通訊距離與通訊速率以及現場應用相關,可根據實際應用和參考相關標準設計,通訊線纜選擇雙絞線或屏蔽雙絞線并盡量遠離干擾源。遠距離通訊時, 終端電阻值需要根據通訊距離以及線纜阻抗和節點數量選擇合適值。
為保證產品能正常建立起工作電壓,模塊上電時需處于正常工作狀態,即 STB 為高。可喚醒 CAN 系列受 STB 引腳控制和顯性超時保護功能影 響,有四種工作模式,具體如下所述:
1.1 正常模式
STB 引腳電平為高電平時,模塊進入正常工作模式。正常模式工作模式和普通 CAN 通訊模塊功能一致,模塊驅動器可將 TXD 引腳的數字信號 轉換為 CAN 差分信號;模塊接收器可將 CAN 信號轉換為 RXD 的數字信號。
1.2 待機模式
STB 引腳電平為低或懸空時,模塊進入低功耗待機模式。低功耗待機模式下,發射器和接收器關閉,模塊不能通過 TXD 引腳將數據轉換發送 到 CAN 總線上,并且無法正確接收 CAN 總線數據信息。此時模塊 RXD 始終保持高電平,直到模塊檢測到有效的總線喚醒信號。模塊檢測到有效 的總線喚醒信號后,RXD 引腳返回總線上持續時間大于 tWK_FT 的顯性電平,直至重新由待機模式進入正常模式。用戶控制系統在檢測到 RXD 喚醒 信號后,可通過上拉 STB 引腳電平,使模塊進入正常工作模式。
待機模式下,模塊 CANH、CANL 引腳通過內部輸入電阻下拉到參考 CANG。
1.3 遠程喚醒
模塊的內部濾波功能,可以過濾短時總線干擾信號,防止模塊被誤喚醒。當模塊檢測到有效總線喚醒信號后,模塊才能正常在 RXD 返回總線 信號。總線喚醒信號的持續時間在大于 tWK_FT時,該信號才能被準確識別,當 tWK_FT在不同范圍時,會有如下三種情況:
喚醒信號持續時間小于 tWK_FT(MIN),喚醒信號被濾除,RXD 不會輸出喚醒信號。 喚醒信號持續時間在 tWK_FT(MIN)至 tWK_FT(MAX)之間,喚醒信號可能會被濾除,RXD 可能會輸出喚醒信號。
喚醒信號持續時間大于 tWK_FT(MAX),RXD 一定會輸出正常喚醒信號。
因此為保證模塊喚醒功能有效,完整的喚醒信號顯性持續時間必須大于 tWK_FT(MAX),喚醒期間出現不符合要求的信號將被濾除,完整的喚醒信 號將會使 RXD 引腳置低,以接收總線上持續時間大于 tWK_FT的顯性電平。用戶控制器檢測到 RXD 引腳的喚醒信號后,可通過上拉 STB 引腳電平, 使得產品進入正常模式,待機喚醒時序圖如圖 3,其中 BUS 電平虛線為錯誤喚醒信號或干擾,不能觸發 RXD 輸出喚醒信號,實線為正確觸發信號, 可以觸發 RXD 輸出喚醒信號。
1.4 顯性超時
當 TXD 為持續低電平時,模塊內部顯性超時保護功能會啟動。如果 TXD 引腳持續低電平時間大于 tto(dom)TXD,內部發送器將被禁能,并釋放總 線至隱形電平。顯性超時功能可防止系統錯誤導致總線被持續保持顯性電平,防止系統因某個節點問題導致總線癱瘓。當 TXD 引腳被置高后,顯性超時定時器重置,如圖 4 為顯性超時功能時序圖。
圖 3 待機模式喚醒時序圖
圖 4 顯性超時功能時序圖
2. 端口保護推薦電路
圖 5
元器件 | 參數 |
C1, C2 | 1uF/16V |
LDM | CD43-12uH |
圖 6
注:雙絞線屏蔽層可靠連接大地。
參數說明:
元器件 | 推薦參數 | 元器件 | 推薦參數 |
R3 | 1MΩ | R1, R2 | 2.7Ω/2W |
C1 | 1nF, 2kV | D1, D2 | 1N4007 |
T1 | ACM2520-301-2P | D3 | SMBJ15CA |
GDT | B3D090L |
模塊應用在惡劣的現場環境時容易遭受大能量的雷擊,此時需要對 CAN 信號端口添加防護電路,保護模塊不被損壞及總線通訊的可靠性。圖 5
提供一個針對大能量雷擊浪涌的推薦防護電路設計方案,電路防護等級與所選防護器件相關。參數說明中列出一組推薦電路參數,應用時可根據實際
情況進行調整。另外,在使用屏蔽線時需要對屏蔽層可靠單點接地。
注:此推薦參數僅為推薦值,需要根據實際應用情況選擇。建議 R1、R2 選用 PTC,D1、D2 選用快恢復二極管。
3. 更多信息,請參考應用筆記 www.mornsun.cn
外觀尺寸、建議印刷版圖
注:
1. 包裝信息請參見《產品出貨包裝信息》,管包裝包編號:58040012;
2. 本文數據除特殊說明外,都是在 Ta=25℃,濕度<75%RH,輸入標稱電壓和輸出額定負載時測得;
3. 本文所有指標測試方法均依據本公司企業標準;
4. 以上均為本手冊所列產品型號之性能指標,非標準型號產品的某些指標會超出上述要求,具體情況可直接與我司技術人員聯系;
5. 我司可提供產品定制,具體情況可直接與我司技術人員聯系;
6. 產品涉及法律法規:見“產品特點”、“EMC 特性”;
7. 我司產品報廢后需按照 ISO14001 及相關環境法律法規分類存放,并交由有資質的單位處理.
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