在本文中將繼續(xù)為大家深入講解共模電壓范圍，總線短路保護和熱關(guān)斷保護，電流隔離和CAN接口電路與RS485接口電路。

前文內(nèi)容：

一文讀懂CAN總線（一）中：標準CAN和擴展CAN以及CAN消息類型；

一文讀懂CAN總線（二）中：CAN總線的位填充機制、錯誤檢測和故障界定、網(wǎng)絡(luò)拓撲、終端匹配、電纜與接線、差分信號電壓幅值。

一文讀懂CAN總線（三）中：電纜截面積與通訊距離，波特率、終端匹配電阻與通訊距離，信號延遲與通訊距離和節(jié)點最小間距。

一文讀懂CAN總線（四）中：信號位采樣點位置，波特率偏差，節(jié)點容抗和節(jié)點數(shù)量。

共模電壓范圍

共模電壓是指總線上的發(fā)送節(jié)點地和接收節(jié)點地之間的電勢差。

過高的共模電壓會對系統(tǒng)造成影響，可能造成間歇重啟、死鎖、誤碼率增高甚至損害設(shè)備。

在遠距離通訊系統(tǒng)中，共模干擾的問題會更加突出，因為隨著通訊線距離的增加，地環(huán)路會拾取更多的噪聲，使得共模電壓增大。

目前的CAN收發(fā)器都可以承受一定的共模電壓，ISO 11898標準規(guī)定，CAN收發(fā)器必須能承受-2V~7V的共模電壓。而對于長達數(shù)千米的CAN通訊系統(tǒng)來說，標準規(guī)定的共模電壓遠遠達不到實際要求，因此電流隔離對于遠距離數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)來說仍是必須的。

總線短路保護和熱關(guān)斷保護

總線短路保護是指總線與電源或地短路后，CAN收發(fā)器不會損壞，短路故障解除后，CAN收發(fā)器能繼續(xù)工作。這個特性可以在總線極性反接、電纜絕緣層失效、意外短路到高壓源時對收發(fā)器提供保護。

熱關(guān)斷電路用于幫助CAN收發(fā)器防御因短路產(chǎn)生破壞性電流和高溫。一旦激活熱關(guān)斷電路，設(shè)備會進入關(guān)斷模式。當設(shè)備冷卻到正常操作溫度時，設(shè)備自動恢復運行。

電流隔離

遠距離數(shù)據(jù)傳輸可能會有較大的地電勢差、地環(huán)流等問題，會在CAN總線上形成高共模電壓。如果共模電壓超出CAN收發(fā)器的最大限度，數(shù)據(jù)鏈路就會不正常。

△遠距離通訊電流隔離電路示意圖

一個方法是使用電流隔離：隔離變壓器為系統(tǒng)提供電源，光耦或數(shù)字隔離器件提供數(shù)據(jù)隔離。電流隔離可以去除地環(huán)流，抑制噪聲電壓。采用電流隔離的電路如上圖所示。

CAN接口電路與RS485接口電路

CAN總線和RS485總線都是采用差分信號傳輸數(shù)據(jù)，它們在總線拓撲、終端匹配、信號衰減、隔離與接地、波特率與通訊距離關(guān)系等方面都是相似的。但是CAN有自己的一些特性，在接口設(shè)計中，不能照抄RS485接口電路。

CAN總線對信號延遲敏感，因此信號隔離必須使用高速光耦或者磁耦合器件，以減少信號延遲。

CAN總線對電容敏感，在設(shè)計CAN接口電路時，需要使用CAN專用共模電感、專業(yè)ESD器件；需要根據(jù)應(yīng)用的最大波特率和通訊距離來決定是否在CAN總線上增加濾波電容以及濾波電容的大小。