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用于高速数字通信的隔离式CAN收发器IC
用于高速数字通信的隔离式CAN收发器IC
想象一下，如果您的汽车中的电子设备需要一对电线才能相互连接。汽车中的电缆组件已经非常复杂，但是CAN总线是有助于减少总线宽度和线数的协议之一。尽管最初是由大型制造商而非汽车行业采用的，但CAN总线仍然是汽车领域的重要组成部分，并在楼宇自动化等领域得到了应用。
从本质上讲，任何需要在单个串行总线上连接多个设备且可以延伸很长距离的系统都可以使用CAN总线。使能组件是一个特殊的收发器，它向总线的其余部分提供逻辑信号。根据最终子系统的位置，工业，汽车，机器人技术和类似应用可能需要隔离的CAN收发器。在这种情况下，您需要使用隔离的CAN收发器和在市场上可以找到的示例组件。
了解CAN总线
控制器局域网（CAN）总线最初是由博世开发的，最终被编入ISO 11898标准。尽管初学者可能很难构建数据帧，但该体系结构非常简单。总线上的每个设备都使用一个收发器，然后收发器向总线上的每个其他设备的收发器发送消息或从中接收消息。基本的识别功能可确保仅网络上所需的节点实际处理接收到的数据。典型的CAN总线的结构如下所示。
CAN总线协议中使用的标准功能是一系列数据速率，错误处理，冲突检测和容错能力。在此总线中，我们有一个两线制系统，该系统可以跨越很长的距离，具体取决于数据速率。CAN标准中定义的数据速率和最大距离如下所示。请注意，最后一项是在CAN FD规范（ISO 11898-2）中定义的。该标准允许将更多数据打包为一个帧（64字节，而传统CAN为8字节）。
在工业控制和通信中的某些原始应用可能涉及在高压源附近工作，因此需要隔离以保护系统组件。可以使用CAN收发器IC而不是使用外部变压器来消除共模瞬变。
为什么要使用隔离式CAN收发器？
隔离的CAN收发器IC集成了与CAN总线接口所需的标准功能，同时确保了高电流隔离。由于诸如汽车，航空航天和一系列工业应用之类的应用需要在高压源附近或可能存在的电涌附近工作，因此隔离式CAN收发器是确保可靠性的理想之选。
由于您需要在电隔离与数据速率和其他集成功能之间取得平衡，因此请注意以下重要规范：
隔离等级。隔离是使用这些类型的收发器的主要原因，它们的ESD额定值对于确保安全性以及与其他产品和特定应用的兼容性非常重要。通常将其表示为kV范围内的RMS值。
故障电压。电气故障可能发生在总线上，而不是由外部电源引起的。对于高质量组件，故障电压通常为几十伏。
温度额定值。由于CAN总线通常部署在更恶劣的环境中，因此它们可能需要较高的温度。确保在您的组件数据表中对此进行检查。
符合标准。像许多电源管理组件一样，隔离式CAN收发器的数据表可能包含合规性声明。UL 1577是一种通用标准，但是如果收发器针对特定应用，则可以列出IEC标准或ISO标准。
ISO1042QDWRQ1
德州仪器（TI）的ISO1042QDWRQ1隔离式CAN收发器提供了灵活的数据速率（高达1 Mbps的经典CAN和高达5 Mbps的CAN FD）。该收发器支持高达+/- 30 V的共模电压范围以及高达70 V的故障保护。它还支持与标准CAN控制器的各种逻辑接口。在100 kV / µs CMTI和1060 V RMS工作电压的情况下，可以保证高达5 kV（RMS）的电流隔离。
MAX14882
此向Maxim Integrated MAX14882工作在高达1 Mbps和电流隔离的60秒与848 V（RMS）连续工作电压提供高达5 kV（RMS）。集成的LDO可以为电源接口提供较宽的电压范围，并且该收发器的容错能力高达54V。该组件还符合基本绝缘和cUL的UL 1577标准（CSA公告5A）。理想的应用包括建筑控制，工业控制和HVAC。
TJA1052IT
恩智浦半导体（NXP Semiconductors）的TJA1052IT系列专门针对电动汽车，这些电动汽车要求高低压子系统之间具有高电流隔离。该组件提供高达5 Mbps的数据速率，可用于12和24 V系统。除了提供高达5 kV的高隔离度之外，该IC还符合UL 1577，IEC 61010，IEC 60950和ISO6469的要求。该系列的变体可提供高达1 kV，2 kV或5 kV的隔离度。
隔离和通讯的其他组件
这里介绍的组件只是一些选择，但它们代表了设计人员为许多应用程序所需的顶级组件。除了这些组件之外，您的下一个支持CAN总线的系统可能还需要其他部件。
即使在为系统选择共模扼流圈组件和其他滤波器之后，您可能仍需要一系列组件来管理电源中的功率分配。这是高压/电流系统所需的其他一些常见组件：
TVS二极管或其他过压保护组件
总线终端电阻
电源管理IC（PMIC）