CAN总线数据通信EMC问题及解决方案(2)

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该数据采集系统中各个节点都采用ＴＭＳ３２０Ｆ２４３ＤＳＰ芯片，该芯片内嵌ＣＡＮ模块，全面兼容ＣＡＮ２．０Ｂ协议。其通信原理图如图２所示。

ＴＸ、ＲＸ为ＤＳＰ用于ＣＡＮ通信的管脚，也可配置为一般的ＩＯ口。６Ｎ１３７为高速光耦，起到电气隔离作用。ＰＣＡ８２Ｃ２５０为总线驱动芯片。Ｃ、Ｄ之间为ＣＡＮ网络匹配电阻。本实验台介绍详见文献［５】。

个方面：

（１）ＰＷＭ信号本身的开关频率次、开关频率倍数次及其附近的谐波和高频谐波成分对附近的设备产生辐射干扰。

（２）电力开关装置通断时电路产生的ｄｉ／ｄｔ，在电感上形成感应电压Ｌｄｉ／ｄｔ，造成差模辐射，并在寄生电容上形成共模电压。具有高ｄｉ／ｄｔ的电流回路也成为电磁场的辐射源。在大功率整流器电路系统

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里，会产生很大的ｄｉ／ｄｔ，通过大电感产生

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图２通信原理图

ＣＡＮ节点的组网方式通常有三种，即点对点连接、树型连接和总线型连接。其中总线性又分为支脉型和菊花链型。本实验台ＣＡＮ节点采用菊花链方式组网。这种连接方式可以提供一条单一、连续的信号通道，由于其他两种连接方式。采用非屏蔽双绞线作为总线传输介质。

２

和电感都会产生很大的干扰电流，对系统运行造成很大干扰。

此外，试验台工作时，也会产生高频噪声，造成较强的辐射干扰。２．２解决方案

为保证系统正常运行，在ＣＡＮ通信系统必须采取附加的抗干扰措施。

根据ＥＭＣ相关理论，任何电磁兼容问题都包含三个要素，即干扰源、敏感源和耦合路径，这三个因素缺少一个，电磁兼容问题就不会存在。基于以上分析研究，我们采取以下抗干扰措施。

（１）ＣＡＮ总线外套屏蔽磁环，用于抑制电源线、信号线上的ＥＭＩ干扰，同时还具有吸收静电脉冲能力。

其原理是增加共模回路阻抗，减小共模电流。在选择磁环时，我们选用磁导率较高、体积较大的磁环，且内径包紧导线。这是因为铁氧体磁导率越高，低频的阻抗就越大，高频的阻抗越小。而ＰＷＭ整流器的干扰主要是低频干扰。同时，磁环的内外径差越大，轴向越长，阻抗越大。对噪声衰减作用越强。增加电缆上的铁氧体磁环的个数，也可以增加低频的阻抗。而且，磁环应该尽量靠近干扰源。

ＥＭＣ问题分析及解决方案

在本系统的调试运行过程中，电磁兼容问题是

该数据采集系统运行最关键的问题。

２．１

ＥＭＣ问题分析

对噪声来源的分析对于解决电磁兼容问题是很

重要的。

本试验台主要面向于大功率交流传动系统，高功率因数ＰＷＭ整流器额定容量达到１００ＫＶ，在通信系统的调试过程中，最初进行点对点通信调试时，由可控硅整流桥提供直流电压时，采用常规的抗干扰措施，ＣＡＮ通信系统可以正常工作。但当试验台由ＰＷＭ整流器供电时，该数据采集系统无法正常工作。这说明ＰＷＭ整流器工作时，产生很强的电磁干扰，成为一个巨大的噪声源，严重影响了ＣＡＮ通信系统的运行。

实验结果表明，主要的电磁噪声源包括以下三

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