原创 基于ADUM3201隔离CAN收发电路设计

要构成真正意义上的CAN-bus节点，离不开CAN控制器、CAN收发器及微处器，本文重在介绍隔离CAN电路设计。

为什么要加隔离？

关于这个问题请见我的文章《隔离收发器应用》，有人问不加隔离行不行？答案是不加隔离不会影响正常通讯，加了隔离在一定程度上增强了抗干扰能力。而某些行业又指定必须隔离，如电力、煤矿等行业。有人问：我考虑成本加隔离没必要。确实，是否要加隔离应考虑具体行业应用，没必要人云亦云，更没必要看到国外的板上加就加，这是一种不合理的设计思想，要知道别人为什么加才可。根据笔者的经验，按照行业分类总结出如下：

• 电力行业、煤矿行业：加隔离措施，由于国家标准限制，要过认证非加不可；
• 汽车电子行业：不加隔离，推荐加共模扼流圈，由于过高的共模电压耦合到CAN总线导致收发器损坏，加共模扼流圈就可以对付了；
• 电梯行业：不加隔离，推荐加共模扼流圈；
• 其他行业：如果节点数目多，通讯距离远，布线复杂，推荐隔离+共模扼流圈+TVS管。

还有人问我是否要加防雷，我的回答是建议不加，加多了会影响通讯。如果实在要加，适当的选择性的加吧。倘若真有感应雷过来或直接打到，那就算中标了，即使有也认倒霉吧，哪有永远不坏的产品。实际情况中，遇到这样的情况很少很少。当然，如果是对安全性要求比较高的场合，又不在乎成本，那就加隔离+共模扼流圈+防雷，记得防雷管适当的选择性的加。

以上说了很多，回正题。CAN-bus、RS-485、RS-232电路的隔离设计，离不开电源隔离和电气隔离，缺一就谈不上隔离的意义。电源隔离的选择：由于+5V收发器发送数据时满负载条件下的电流最大在100mA左右，因此，可以选择微功率电源模块1W即可，推荐ZLG的ZY0505BLS-1W。电源设计只要遵循两边的电源不供地即可，比如，有些客户采用前级电路多组输出或者外加电源供电都可以。电气隔离，即信号的隔离，需要考虑通讯的波特率，可以采用光耦如6N137或TLP113；而本文推荐使用ADI的数字隔离器件ADUM3201ARZ。原理见图1所示：

图1  基于ADUM3201隔离CAN收发电路设计