CAN隔离收发器不良品的损坏原因及解决方案

描述

CAN总线在实际应用中,容易受到静电浪涌的干扰。很多客户出现CAN节点无法通信,主要原因是CAN收发器芯片损坏,静电浪涌防护没做好。本文就针对这一点进行讲解。

隔离芯片  不良品分析

不久前我们收到一个客户送过来的一个CAN隔离收发器的不良品,下面我简单分析一下该不良品的损坏原因及解决方案。

我们首先用功能测试板测试该模块的各项参数,测试的结果是电压电流正常,通信功能不正常,测试结果如下表: 表1  产品基本功能测试

产品/参数 输入电压/V 输入电流/mA 通讯测试 备注
同批次良品 3.3 13.7 OK 良品
异常品 3.3 15.4 Fail 无功能
测试说明 常温下,使用产品基本功能测试板测试

由这个测试结果可以推测可能是收发器芯片或者隔离芯片损坏。 第二步进行引脚对地阻值测试,用不良品和同批次的良品进行阻值对比,对比的结果如下表:

表2  产品基本功能测试

产品/引脚 VCC TX RX CANH CANL CANH- CANL
同批次良品 54.2kΩ 45.7kΩ 10kΩ 2~3MΩ 2~3MΩ 63.7kΩ
异常品 54.2kΩ 44.7kΩ 10kΩ 63.9kΩ 63.9kΩ
测试说明 常温下,使用六位半万用表,黑表笔接地,红表笔接待测引脚,进行测试

由上面的数据可得,模块损坏可能是由收发器异常引起的。

第三步是更换收发器芯片,更换收发器芯片后不良品可以正常工作,由此可以得出结论是模块内部的收发器芯片损坏,结合客户的使用场景及CAN节点的防护设计及以往的经验,过高的静电和浪涌损坏了CAN芯片。

隔离芯片  解决方案

针对CAN、RS-485的总线防护,我们向客户推荐了一款小体积的浪涌抑制器SP00S12,我们的产品SP00S12可用于各种信号传输系统,抑制雷击、浪涌、过压等干扰信号,对设备信号端口进行保护。本产品尤为适合CAN、RS-485等通信领域的浪涌防护。该浪涌抑制器搭配致远电子的全隔离CTM或RSM系列的隔离收发器,可提高产品的集成度,减少开发周期。

该浪涌抑制器的推荐应用电路如下:

隔离芯片

图1 SP00S12应用电路

传统的防浪涌设计,则需要用到比较多的分立器件,应用电路如下:

隔离芯片

图2 传统浪涌保护电路

分立器件方案相较于模块方案,需要引入更多的电子元器件,而且占用更多的PCB空间,器件参数选择不合理也易造成功能、EMC问题,SP00S12的体积仅为12.80×10.20×7.70mm,可以节省大量PCB空间。

这款浪涌抑制器满足IEC/EN 61000-4-5±4KV浪涌等级要求,以共模浪涌测试为例,在 SP00S12浪涌抑制器的A2、B2端施加如图4所示的4KV、1.2/50μs浪涌电压,在输出端A1、B1测试浪涌电压如图 3所示,浪涌电压已被降低至 17V 左右,完全符合IEC/EN 61000-4-5 ±4KV 浪涌等级要求。

隔离芯片

图3 输出波形17.1V 

隔离芯片

图4 浪涌抑制器输入波形3.94KV

使用致远电子的隔离收发器加浪涌抑制器方案,可以完美替代传统的分立器件搭建的CAN电路,结节省PCB空间,有极高的总线静电浪涌防护能力。


审核编辑:刘清

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