工況條件下,電路容易受到外來干擾源的干擾,主要表現(xiàn)在靜電釋放、快速脈沖群、開關(guān)噪聲以及雷擊。
GB/T 17626系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了各應(yīng)用場景的電氣設(shè)備應(yīng)滿足的防護(hù)等級以及實(shí)驗(yàn)方法。以充電設(shè)備防護(hù)等級要求為例:
(1)接口電路靜電放電抗擾度3 級:
接觸放電6KV,空氣放電8KV
(2)射頻電磁場輻射抗擾度3 級:
試驗(yàn)場強(qiáng)10V/m
(3)電快速瞬變脈沖群抗擾度3級:
(4)浪涌(沖擊)抗擾度3 級:
線線間開路試驗(yàn)電壓1kv
線地間開路試驗(yàn)電壓2kv
由于存在以上要求,我們在做硬件設(shè)計(jì)時,不能只考慮電路功能正常,還應(yīng)滿足以上要求,以實(shí)際應(yīng)用中的電路圖為例:
圖中GDT3為氣體放電管,當(dāng)總線上的脈沖電壓高于600V,氣體放電管被擊穿,放電速率為100V/s,此時總線電壓為68-112 。
PTC5和PTC6是熱敏電阻,當(dāng)流過其電流大于120mA時斷開,小于時接通,有效抑制浪涌沖擊。
D8是TVS,當(dāng)總線脈沖電壓大于26.2V,TVS二極管導(dǎo)通,將總線脈沖電壓鉗位到40V以下,保護(hù)ISO1050。以上實(shí)現(xiàn)了CAN總線的三級保護(hù),使設(shè)備能應(yīng)對工況現(xiàn)場的干擾。
使用ISO1050時,應(yīng)特別注意其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖,TXD如圖:IN的內(nèi)部集成了500Ω的電阻,數(shù)據(jù)手冊中說明IN為高時,最小電流為-70mA,IN為低時,最大電流為70mA,TXD如果接3.3V的MCU或CPU時,最大電流為3.3V/500Ω=6mA,對于MCU來說一般不會出現(xiàn)過流,對CPU來說,可能出現(xiàn)過流導(dǎo)致系統(tǒng)死機(jī),使用CPU時,一般將電流控制在1mA左右。
RXD如圖:OUT引腳數(shù)據(jù)手冊中說明IN為高時,最小電流為-4mA,IN為低時,最大電流為4mA,沒有串聯(lián)電阻,若直接連到CPU或MCU,會導(dǎo)致CPU或MCU的引腳過流,導(dǎo)致系統(tǒng)死機(jī),或在降低使用壽命。因此必須在OUT串聯(lián)電阻,確保電流在1mA左右。
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