[實(shí)用新型]一種CAN總線接口防護(hù)電路、通信模塊及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201921920559.0
• 申請(qǐng)日: 2019-11-08
• 公開（公告）號(hào): CN210640904U
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱達(dá);陳世強(qiáng);劉嵩;喬宇;張婷婷;張建強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢恩逸互聯(lián)科技有限公司;湖北民族大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L12/40
• 分類號(hào): H04L12/40;H04B15/02;H02H9/04;H02H9/06
• 代理公司: 重慶雙馬智翔專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50241
• 代理人: 顧曉玲

本實(shí)用新型提出了一種CAN總線接口防護(hù)電路、通信模塊及系統(tǒng)。防護(hù)電路包括在CAN連接器的差分管腳與CAN收發(fā)器的差分管腳的連接通路上依次設(shè)置的初級(jí)浪涌防護(hù)電路、初級(jí)共模抑制電路、第二級(jí)浪涌防護(hù)電路、第二級(jí)共模抑制電路；初級(jí)浪涌防護(hù)電路和初級(jí)共模抑制電路緊鄰CAN連接器的差分管腳布置；初級(jí)浪涌防護(hù)電路包括第一瞬態(tài)抑制元件；初級(jí)共模抑制電路包括第一電容和第二電容；第二級(jí)浪涌防護(hù)電路包括第二瞬態(tài)抑制元件；第二級(jí)共模抑制電路包括第三電容、第四電容和共模電感。使該電路不但具有防雷擊、靜電等浪涌沖擊防護(hù)的功能外，還具有有效抑制共模干擾信號(hào)，增強(qiáng)CAN通信的抗干擾能力的優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于戶外通信環(huán)境復(fù)雜的場(chǎng)景。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及CAN總線領(lǐng)域，具體涉及一種CAN總線接口防護(hù)電路、通信模塊及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

控制器局域網(wǎng)CAN(Controller Area Network)是一種標(biāo)準(zhǔn)化的現(xiàn)場(chǎng)總線，其結(jié)構(gòu)支持分布式數(shù)據(jù)通信和實(shí)時(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。隨著CAN總線的應(yīng)用推廣，部分應(yīng)用場(chǎng)合在室外，通信距離較遠(yuǎn)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在戶外等惡劣的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境時(shí)，容易受到大能量的雷擊以及各種共模信號(hào)的干擾，影響CAN總線的不間斷、無差錯(cuò)運(yùn)行。CAN總線為差分通信信號(hào)，受到雷擊浪涌的沖擊的概率較大，而通常CAN通信接口芯片的承受電壓在100V以內(nèi)，不能應(yīng)對(duì)kV級(jí)別的雷擊浪涌沖擊。

目前，現(xiàn)有的CAN總線防雷電路多是在兩根信號(hào)線與信號(hào)地之間僅設(shè)置氣體放電管將浪涌電流排入大地，由于氣體放電管反應(yīng)時(shí)間較慢，在導(dǎo)通前信號(hào)地平面很可能就己經(jīng)積累起過高的靜電能量導(dǎo)致放電管等器件損壞，不能實(shí)現(xiàn)有效防雷的作用；同時(shí)，也不能濾除其他共模干擾信號(hào)，影響CAN網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種CAN總線接口防護(hù)電路、通信模塊及系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的第一個(gè)方面，本實(shí)用新型提供了一種CAN總線接口防護(hù)電路，包括在CAN連接器的差分管腳與CAN收發(fā)器的差分管腳的連接通路上依次設(shè)置的初級(jí)浪涌防護(hù)電路、初級(jí)共模抑制電路、第二級(jí)浪涌防護(hù)電路、第二級(jí)共模抑制電路；

所述初級(jí)浪涌防護(hù)電路和初級(jí)共模抑制電路緊鄰CAN連接器的差分管腳布置；

所述初級(jí)浪涌防護(hù)電路包括分別并聯(lián)于CAN連接器兩個(gè)差分管腳的放電管和至少一個(gè)第一瞬態(tài)抑制元件；

所述初級(jí)共模抑制電路包括第一電容和第二電容，第一電容的第一端與CAN連接器的第一差分管腳連接，第一電容的第二端分別與第二電容的第一端和地連接，第二電容的第二端與CAN連接器的第二差分管腳連接；

所述第二級(jí)浪涌防護(hù)電路包括至少一個(gè)并聯(lián)于CAN連接器兩個(gè)差分管腳的第二瞬態(tài)抑制元件；

所述第二級(jí)共模抑制電路包括第三電容、第四電容和共模電感，第三電容的第一端分別與CAN連接器的第一差分管腳和共模電感的第一輸入端連接，第四電容的第一端分別與CAN連接器的第二差分管腳和共模電感的第二輸入端連接，第三電容的第二端和第四電容的第二端均與地連接，共模電感的輸出端與CAN收發(fā)器的差分管腳連接。

上述技術(shù)方案的有益效果為：本電路通過緊鄰CAN連接器差分管腳的初級(jí)浪涌防護(hù)電路對(duì)雷電、靜電等浪涌沖擊進(jìn)行快速泄放，通過初級(jí)共模抑制電路濾除部分共模干擾信號(hào)，再通過第二級(jí)浪涌防護(hù)電路進(jìn)一步對(duì)浪涌沖擊進(jìn)行泄放，第二級(jí)共模抑制電路對(duì)其余的共模干擾信號(hào)進(jìn)一步濾除，使該電路不但具有防雷擊、靜電等浪涌沖擊防護(hù)的功能外，還具有有效抑制共模干擾信號(hào)，增強(qiáng)CAN總線的抗干擾能力的優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于戶外通信環(huán)境復(fù)雜的場(chǎng)景；特別地，在第二級(jí)共模抑制電路中，利用第三電容、第四電容和共模電感形成了LC濾波電路，可根據(jù)外部共模干擾信號(hào)(如外部環(huán)境中GSM通信信號(hào)作為干擾信號(hào))的頻率調(diào)整容值等參數(shù)，做到定頻濾波；另外，共模電感能夠?qū)λ查g干擾信號(hào)起到“阻礙”作用，阻礙干擾信號(hào)進(jìn)入后級(jí)電路，進(jìn)而可以更好地通過初級(jí)防護(hù)進(jìn)行泄放。