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[参考译文] TCAN332:通过 CAN H/L 引脚的非预期 GND 路径

Guru**** 2386680 points
Other Parts Discussed in Thread: TCAN332, BQ76940
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/interface-group/interface/f/interface-forum/1073458/tcan332-un-intended-gnd-path-through-can-h-l-pins

部件号:TCAN332
“线程”中讨论的其它部件: BQ76940ABS

大家好!

我来自印度的德里,我们在使用低功耗电子滑板车。 我们正在电子滑板中的所有节点上使用 TCAN332 CAN 收发器。 我们有一个 BMS (使用 BQ76940的高端开关,内部设计)和一个车载主板。 这款滑板车‘s了一种“可制图的电池”结构。 现在,整个系统运行良好已有几个月。 请参阅图 下面1对系统进行了概括介绍(为了简单起见,我省略了 BMS 和主板上不必要的详细信息):

最近我注意到,如果以某种方式让 GND 引脚保持未连接(有故障的电线或未对齐的蓄电池连接器),或者先连接其它引脚,接地引脚则连接到端部,那么两块板上的 CAN 收发器将被炸/炸,所有其它部件都将保持未损坏。 我怀疑 CAN H 和 CAN L 引脚为接地提供‘备用回路’,如图所示。 下面2个:

这一假设来自数据表中给出的 TCAN332 IC 的内部方框图(下图3):

如果我理解正确,请告诉我。 此外,请帮助我解决此问题的任何可能的解决方案。 在这种情况下,我希望系统能够安全地运行。

请提前感谢。

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    您好,Battery Ninja,

    感谢您向 E2E 提出问题。  

    我在这里的第一个想法是,CAN 总线上的一些电压会超过收发器的限值,并导致收发器断裂。 CAN 针脚可承受的绝对最大电压相对于 GND 为±14V。 在 GND 浮动的情况下,很难说出实际施加的电压是什么,但如果电池电压为60V,则很容易超过两块板之间的±14V 范围。  

    为了避免这一问题,您可以采取一些方法。 一种常用方法是确保始终先使用接地线,接地线的接线柱接地线的接地长度比其它针脚稍长,这样接线柱在插接时始终先连接,在拔出时始终连接。 同样,这两块板也可以通过一些高电阻路径共享机壳接地或屏蔽接地(通常连接到外部金属框架)。 这使两块板都有一种放电到公共接地的方法,即使它们没有直接连接。 最后,您可以考虑在每个电路板上包括沿 CANH 和 CANL 网的保护装置,以帮助在连接事件期间释放或阻止瞬态能量。 这主要包括 TV 二极管,但也可能包括 PTC 保险丝和总线电容器。 如果您对这些组成部分有任何疑问,请告诉我如何 选择合适的价值观。  

    此致,
    埃里克·肖特

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    埃里克,您好!

    感谢您的及时回复。 我们在这里使用的连接器确实有一个更长的接地引脚。 我只是想消除这一问题的最小可能性。

    在这里,我们不能选择机箱接地,因为 与车辆接触的电池部分是塑料的。

    我们还尝试在两块板上的两条 CAN 线路(SMAJ6.0CA)上放置双向电视二极管。 此外,这些主板上已经有 CAN ESD 保护(SZNUP2105)。 这有助于提高生产线的可靠性。 现在,即使在 GND 浮动的情况下 ,TCAN332在大多数时间都是安全的,但电视二极管本身也会被炸。

    请告诉我电视二极管的选择是否正确。 此外,由于此处连接了功率更高的电视二极管(SMAJ6.0CA),我们是否仍需要将 ESD 保护二极管(SZNUP2105)放在此处? 或者,我们可以简单地删除它们,并依靠 SMAJ6.0CA 来保护 ESD 吗?

    此外,我想进一步了解一下 PTC 保险丝和总线电容器在这种情况下会有何帮助。  

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    你好,Ninja,

    我很高兴听到您看到电视二极管实施取得了一些成功。 选择这些部件时需要考虑的重要因素是,击穿电压超出系统的正常工作条件(对于 CAN > 5V),并且夹紧电压小于收发器针脚的 ABS 最大值(本例中为14V)。 为此,您选择的 SMAJ6.0CA 是一个很好的选择,尽管它听起来像是事件所展现的力量对它来说仍然有点大。  

    除了使用 TV 二极管分流事件产生的额外能量外,PTC 保险丝等阻塞装置还可以在 TV 二极管接合后保护其作用。 当更多电流通过正温度系数(PTC)保险丝时,其阻抗将增加。 这使其能够在正常工作条件下充当短路,在故障条件下充当断路。 一旦故障消除且部件冷却,它将再次成为短路,从而恢复正常操作。 这些设备可以限制分流设备所需的能量消耗量,因为它只需要在 PTC 保险丝有时间反应并达到高 Z 之前进行操作 其余能量通过保险丝散散得更慢,并使所有组件有更多时间保持冷却。  

    同样,总线电容器可以帮助平稳快速瞬变,并降低 ESD 或浪涌事件的最大峰值功率。 这通常比专用保护设备的效率要低,但增加对苛刻瞬变的抗扰性是一种相对简单且经济的方法。 对于 CAN,我们通常会推荐10pF 和150pF 之间的总线电容器值,以帮助过滤高频噪声和长瞬时脉冲。 应将这些连接点置于 CANH 和 CANL 接地端。  

    如果您对这些保护方法有更多疑问,请告诉我。  

    此致,
    埃里克·肖特

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    埃里克,您好!

    这真的很有教育意义,谢谢大家的分享。