[实用新型]一种CAN总线接口防护电路、通信模块及系统

说明书

本实用新型提出了一种CAN总线接口防护电路、通信模块及系统。防护电路包括在CAN连接器的差分管脚与CAN收发器的差分管脚的连接通路上依次设置的初级浪涌防护电路、初级共模抑制电路、第二级浪涌防护电路、第二级共模抑制电路；初级浪涌防护电路和初级共模抑制电路紧邻CAN连接器的差分管脚布置；初级浪涌防护电路包括第一瞬态抑制元件；初级共模抑制电路包括第一电容和第二电容；第二级浪涌防护电路包括第二瞬态抑制元件；第二级共模抑制电路包括第三电容、第四电容和共模电感。使该电路不但具有防雷击、静电等浪涌冲击防护的功能外，还具有有效抑制共模干扰信号，增强CAN通信的抗干扰能力的优点，可应用于户外通信环境复杂的场景。

技术领域

本实用新型涉及CAN总线领域，具体涉及一种CAN总线接口防护电路、通信模块及系统。

背景技术

控制器局域网CAN(Controller Area Network)是一种标准化的现场总线，其结构支持分布式数据通信和实时控制的串行通信网络。随着CAN总线的应用推广，部分应用场合在室外，通信距离较远，网络节点在户外等恶劣的现场环境时，容易受到大能量的雷击以及各种共模信号的干扰，影响CAN总线的不间断、无差错运行。CAN总线为差分通信信号，受到雷击浪涌的冲击的概率较大，而通常CAN通信接口芯片的承受电压在100V以内，不能应对kV级别的雷击浪涌冲击。

目前，现有的CAN总线防雷电路多是在两根信号线与信号地之间仅设置气体放电管将浪涌电流排入大地，由于气体放电管反应时间较慢，在导通前信号地平面很可能就己经积累起过高的静电能量导致放电管等器件损坏，不能实现有效防雷的作用；同时，也不能滤除其他共模干扰信号，影响CAN网络的通信质量。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种CAN总线接口防护电路、通信模块及系统。

为了实现本实用新型的上述目的，根据本实用新型的第一个方面，本实用新型提供了一种CAN总线接口防护电路，包括在CAN连接器的差分管脚与CAN收发器的差分管脚的连接通路上依次设置的初级浪涌防护电路、初级共模抑制电路、第二级浪涌防护电路、第二级共模抑制电路；

所述初级浪涌防护电路和初级共模抑制电路紧邻CAN连接器的差分管脚布置；

所述初级浪涌防护电路包括分别并联于CAN连接器两个差分管脚的放电管和至少一个第一瞬态抑制元件；

所述初级共模抑制电路包括第一电容和第二电容，第一电容的第一端与CAN连接器的第一差分管脚连接，第一电容的第二端分别与第二电容的第一端和地连接，第二电容的第二端与CAN连接器的第二差分管脚连接；

所述第二级浪涌防护电路包括至少一个并联于CAN连接器两个差分管脚的第二瞬态抑制元件；

所述第二级共模抑制电路包括第三电容、第四电容和共模电感，第三电容的第一端分别与CAN连接器的第一差分管脚和共模电感的第一输入端连接，第四电容的第一端分别与CAN连接器的第二差分管脚和共模电感的第二输入端连接，第三电容的第二端和第四电容的第二端均与地连接，共模电感的输出端与CAN收发器的差分管脚连接。

上述技术方案的有益效果为：本电路通过紧邻CAN连接器差分管脚的初级浪涌防护电路对雷电、静电等浪涌冲击进行快速泄放，通过初级共模抑制电路滤除部分共模干扰信号，再通过第二级浪涌防护电路进一步对浪涌冲击进行泄放，第二级共模抑制电路对其余的共模干扰信号进一步滤除，使该电路不但具有防雷击、静电等浪涌冲击防护的功能外，还具有有效抑制共模干扰信号，增强CAN总线的抗干扰能力的优点，可应用于户外通信环境复杂的场景；特别地，在第二级共模抑制电路中，利用第三电容、第四电容和共模电感形成了LC滤波电路，可根据外部共模干扰信号(如外部环境中GSM通信信号作为干扰信号)的频率调整容值等参数，做到定频滤波；另外，共模电感能够对瞬间干扰信号起到“阻碍”作用，阻碍干扰信号进入后级电路，进而可以更好地通过初级防护进行泄放。