恶劣电磁环境中的CAN总线接口电路设计

图2中，光耦芯片中有两路供电，Vdd3．3V为线路板内部电源，负责光耦与单片机CAN总线控制器通信部分供电。Vcc3．3V为隔离后的3．3 V电源，负责光耦与CAN总线收发器通信部分供电。光电隔离器件两侧所用电源Vdd3．3V与Vcc3．3V必须完全隔离，否则，光电隔离将失去应有的作用。隔离电源Vcc3．3V可通过隔离电源芯片输出5 V后，再降压实现。电路中的三极管V1与电阻R2、R3、R6用来控制单片机数据端发送和隔离后CAN总线数据端发送之间的数据传送：当MCU->CAN为低电平时，三极管V1导通，光耦中ANODE2控制左侧发光管发光，将光耦芯片第6引脚VO2拉至低电平；当MCU->CAN为高电平时，三极管V1截止，光耦芯片第6引脚通过R6上拉至高电平，从而实现了数据由MCU->CAN至光耦芯片第6脚的同步传送。电路中的三极管V2和电阻R1、R4、R5用来实现CAN总线数据端接收到单片机数据端接收的传送，控制原理同前所述。在该电路中，电阻R3和R4是控制光耦芯片中发光二极管工作电流的重要器件，将直接影响到传输成功率，发光二极管导通时工作在7～15 mA区域，推荐工作在10 mA左右。图3为电源隔离电路，图中供电电压为3．3 V，电阻R3和R4参考首选350 Ω，发光二极管工作电流为9．4 mA(VDD1／R3=3．3 V／350 Ω=0．009 4 A)。
电源隔离芯片选用广州金升阳科技有限公司的IB_LT-1W系列产品，该系列产品是专门针对线路板上分布式电源系统中需要产生一组隔离电源的应用场合而设计的。该隔离芯片是1 W、定电压输入、隔离稳定单电压输出、SMD封装的DC-DC模块电源。该产品适应于下述情况：①输入电源的电压比较稳定(电压变化≤±5％)；②输入／输出之间要求隔离(隔离电压≤1 000 V)；③对输出电压稳定度和纹波噪声要求高。

选用隔离电源芯片的型号为IB0505LT—W75，输入是由线路板内部DC-DC电源产生的Vdd5V电压，输出稳定的隔离Vcc5V，为CAN总线收发器提供电源。产生隔离Vcc5V的具体电路见图3，图中L1和L2为小磁珠，可进一步降低系统干扰。隔离Vcc5V产生后，可以通过LDO降压为前述光耦芯片提供的隔离部分电源Vcc3．3V。

3 CAN总线收发器和外围电路设计
CAN总线收发器SN65HVDA541-Q1是一款抗干扰能力较强的芯片，该芯片内置过压保护，CANH、CANL引脚耐压值范围-27～40 V，抗瞬态脉冲电压范围为-200～200 V。