各位工程師對于CAN總線隔離方案想必都極為熟悉，但可能會遇到CAN總線采用了隔離方案依舊通訊異常的情況。這一類問題應該怎么解決呢？本文將對各類方案電路原理為大家分析原因并提供相應解決方案。

常見主流收發器芯片

隨著汽車電子和工業的迅猛發展，CAN總線被廣泛的應用各行各業的總線通信上。半導體行業的不斷更新，早期的CAN收發器已經不能滿足現在的需求，世界上CAN收發器的生產公司，也在不斷地進行技術更新，推出性能更好的CAN收發器。

目前主流的CAN收發器是PCA82C250／251，TJA1040／1050T／1051以及ZLG的CTM系列與SC系列隔離CAN模塊等。

PCA82C250／251是最早期的CAN收發器，采用的是三極管構架的，在電磁輻射和斜率控制上不是很理想，高速CAN上容易出現下沖；

TJA1040／1050T／1051和MC33901基本性能參數優良；

ZLG的CTM隔離CAN模塊是集成了CAN收發器、電源及信號隔離于一體。

總線隔離方案

為保證CAN網絡的通訊穩定性，通訊接口通常會做隔離，目前隔離CAN的方案包括兩種，其一，采用收發器芯片、隔離芯片以及隔離電源分立搭建隔離CAN電路，電路簡圖如下圖所示。

采用分立的方案搭建，從物料成本來判斷，較為節約成本，但隔離電路的穩定性和一致性不好保證，需要工程師自主要調節到好電路的隔離效果，在研發投入以及后期的物料管理等方面需要進行相應投入。全隔離模塊方案相比于分立芯片的價格偏高，但在會經過一系列的可靠性與EMC測試，能夠保證在產品性能的一致性與穩定性。

為什么隔離總線接口還需要保護

目前，工業產品對通信接口的EMC等級要求越來越高。許多應用要求滿足IEC61000－4－2靜電放電4級，IEC61000－4－5浪涌抗擾4級要求。一般的收發器ESD、浪涌的防護等級均比較低，如CTM1051M隔離CAN收么器的隔離耐壓為2500VDC，裸機情況下，ESD、浪涌等級均較低。所以有必要增加外圍電路，提高通信端口的EMC等級。

總線接口保護電路

方案一

結合隔離收發器的特性，此處提供了一個隔離CAN、485收發器的外圍保護電路，如下圖。

此保護電路主要由氣體放電管、限流電阻、TVS管、共模電感組成。氣體放電管GDT用于吸收大部分浪涌能量；限流電阻R2、R3限制流過TVS管的電流，防止流過TVS管的電流過大損壞TVS管；TVS管將收發器引腳之間的電壓限制在TVS的鉗位電壓，保護后級收發器芯片。T1用于抑制收發器對外界造成的傳導騷擾，并抑制部分共模干擾。此保護電路可以有效地抑制共模浪涌及差模浪涌。電路推薦參數如下表所示，根據此表的推薦參數，可滿足IEC61000－4－2，IEC61000－4－5 4級要求。

方案二

方案一的電路中，TVS管的結電容較大，可達到上百皮法，并不適合節點數較多的應用場合。如果總線節點數較多，建議增加快恢復二極管，如HFM107，以降低結電容對通信造成的影響，如下圖所示。

上圖中，D1～D4四個快恢復二極管組成一個橋式結構，與TVS1結合實現總線對差模浪涌信號的抑制。D5、D6實現共模浪涌信號的抑制。

實際應用中，若總線參考地與大地有絕緣電阻要求，可將R1、C1更換為氣體放電管，如2RM090L。

本文給出的隔離收發器保護電路，僅作為參考設計。實際的總線應用復雜，外圍保護電路也需要根據總線節點數、總線長度等因素進行實際調整，才能達到滿意的保護效果。

方案三

可以采用ZLG的SP00S12浪涌保護模塊，可用于各種信號傳輸系統，抑制雷擊、浪涌、過壓等有害信號，對設備信號端口進行保護。搭配ZLG的全隔離CTM或SC系列的隔離CAN收發器，可極大程度的提升產品的集成度，于此同時極大程度的縮小開發周期。

方案四

ZLG在總線隔離方面已經有近二十年的設計經驗積累，全新推出了內部集成了高防護電路的隔離CAN模塊CTM1051（A）HP，再度提升了模塊的防護能力，EMC防護等級較常規方案性能實現極大提升，如下表所示。