CAN总线接口电路设计及其传导抗扰度研究

来源 :北京交通大学 | 被引量 : 9次 | 上传用户:wjc_0758
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摘要:早期CAN总线技术主要应用在汽车领域,随着科技的不断发展,它在工业控制领域也得到了越来越广泛的应用。在实际应用当中,由于工作场所的电磁环境比较复杂,CAN总线容易受到外界电磁场在其总线上感应的传导电流的干扰,从而影响其正常工作性能。本论文研究了CAN接口电路的结构设计和抑制射频场传导骚扰的方法。首先基于CAN总线的通信原理,自行制作了一款具有抗传导干扰性能的CAN接口电路,对其进行传导抗扰度测试,并且记录实验数据,分析了CAN接口电路受干扰的机理,研究了驱动器与CAN总线间添加共模扼流圈在抑制传导骚扰中的作用,并从理论上分析了其在高频时失效的原因。其次,研究了CAN总线屏蔽层表面射频场与芯线上感应电流间的关系,得到了使CAN接口电路失效的最小芯线电流及对应的频率。最后提出了CAN接口电路抗射频场传导干扰的实用设计方法。本文的主要工作内容如下:1,设计并实现了CAN接口电路通信及性能监测电路装置,并用C语言编写了相关的功能及检测软件。2,在不同EMI抑制器件、不同试验等级、屏蔽层不同接地方式的情况下,依据国家标准GB/T17626.6-2008,对该电路进行射频场传导抗扰度试验,并获得实验数据。3,通过理论分析和实验数据的分析,得到了共模扼流圈在抑制射频场传导骚扰中适用的频率范围,并且建立了高频时共模扼流圈的等效电路模型,计算出其电感值与频率的对应关系;运用CST软件对共模扼流圈进行仿真,得出其周围磁场强度分布图;通过建立屏蔽双绞线屏蔽层接地的等效电路模型,确定了CAN总线屏蔽层表面射频场与芯线上感应电流间的关系,并根据实验数据得到了使CAN接口电路失效的最小芯线电流。研究得出只有综合应用共模扼流圈、双端接地的屏蔽双绞线和光电隔离器,才能通过等级为3的传导抗扰度测试。
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