[发明专利]一种基于CAN总线驱动芯片的滤波防护电路

说明书

本发明涉及一种基于CAN总线驱动芯片的滤波防护电路，属于航空电气技术领域。本发明在CAN总线隔离驱动电路的基础上，增加了两级防护电路，一级防护电路为浪涌防护，二级防护电路为静电防护，在此基础上增加片式共模电感以及共模电容进行防护，可大大提高电路抗干扰能力。其中，采用瞬态抑制二极管、双向静电防护二极管作为CAN总线接口防护器件，并通过串并联电阻限流增加电路的可靠性，通过绕线片式电感、共模电容对CAN总线进行滤波，形成两级防护电路；电路元器件数量少可靠性高，参数选择简单，适用范围广，环境适用性强，具有典型推广价值。

技术领域

本发明属于航空电气技术领域，具体涉及一种基于CAN总线驱动芯片的滤波防护电路。

背景技术

CAN总线最早应用于汽车行业，采用差分信号传输，避免信号的反射和干扰。随着CAN总线的高性能和可靠性逐步被认可，因此已广泛应用于医疗设备、船舶、航空等行业。应用环境的变化带来了更为恶劣的工作条件，尤其在应用于航空领域时，受机载复杂工况影响，可能在总线上引入较强浪涌干扰电压，对CAN总线模块内部芯片造成损坏，同时可能影响整个CAN通讯链路功能，影响系统任务完成，为提高系统可靠性，需在CAN总线通讯接口增加滤波防护电路。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何设计一种滤波防护电路，以防止外界较大能量干扰损坏内部模块，而且能够大大提高CAN总线数据抗干扰能力。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于CAN总线驱动芯片的滤波防护电路，包括信号隔离芯片、CAN总线驱动芯片、内部二级防护滤波电路和外部接口一级防护滤波电路；CAN总线信号经外部接口一级防护滤波电路进行浪涌防护，滤除总线干扰信号，再经过内部二级防护滤波电路进行静电防护和限流处理，最终经处理后的CAN总线信号经CAN总线驱动芯片完成电平转换、信号隔离芯片进行光电隔离后输出。

优选地，所述外部接口一级防护滤波电路包括共模电感L1、双向瞬态抑制二极管V2、V3，共模电容C1、C2、C3、C4，其中，共模电感L1的输出端4脚分别连接瞬态抑制二极管V3的第1脚以及电容C3的一端进而输出至CAN总线CAN_L端，C3的另一端与C4的一端相连，C4的另一端连接机壳地，瞬态抑制二极管V3的第2脚连接机壳地；共模电感L1的输出端3脚分别连接瞬态抑制二极管V2的第1脚以及电容C1的一端进而输出至CAN总线CAN_H端，C1的另一端与C2的一端相连，C2的另一端连接机壳地，瞬态抑制二极管V2的第2脚连接机壳地。

优选地，所述共模电感L1为绕线片式电感。

优选地，所述内部二级防护滤波电路包括电阻R1、R2，双向静电防护二极管V1，其中，电阻R1的一端分别与共模电感L1的输入端1脚、双向静电防护二极管V1的第2脚相连，电阻R2的一端分别与共模电感L1的输入端2脚、双向静电防护二极管V1的第1脚相连，双向静电防护二极管V1的第3脚与5V电源地相连。

优选地，所述CAN总线驱动芯片U2的第1脚，即发送输入引脚和第4脚，即接收输入引脚与U1相连，U2的第2脚和第8脚接5V电源地，第3脚接+5V电源；U2的第6脚，即低电平CAN总线CAN_L，以及U2的第7脚，即高电平CAN总线CAN_H分别与电阻R1和R2的另一端相连。

优选地，所述信号隔离芯片U1的第2脚，即A通道输出和第3脚，即B通道输入与CPU连接，其中第2脚为信号隔离芯片输出信号至CPU，第3脚为CPU输出信号至信号隔离芯片；U1的第6脚，即B通道输出为其输出信号至CAN总线驱动芯片U2的第1脚；U1的第7脚，即A通道输入为U2的第4脚输出信号至信号隔离芯片，U1第1脚接+3.3V，第4脚接3.3V电源地，U1第8脚接+5V，第5脚接5V电源地。