中间总线式电源的设计考虑

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CAN总线接口电路设计注意事项

CAN总线接口电路设计注意事项

CAN总线接口电路设计注意事项CAN(Controller Area Network)总线是一种广泛应用于汽车电子、工业自动化等领域的串行通信协议。

CAN总线接口电路设计的关键因素包括信号线路、电源与地线路、保护电路等部分。

以下是设计CAN总线接口电路时需注意的几个方面:1.信号线路设计信号线路的设计应考虑信号的稳定性、抗干扰能力和传输速率。

首先,应尽量降低信号线的长度以减小信号传输的延迟。

同时,为保证信号的稳定性和抗干扰能力,应使用屏蔽线缆,并正确接地以防止地回流问题。

另外,为提高传输速率,可采用信号差分传输方式,即CAN-H和CAN-L两个线进行差分传输。

2.电源与地线路设计电源与地线路的设计应考虑到CAN总线工作的稳定性和可靠性。

首先,电源线路应提供稳定的电压,以满足CAN总线的要求。

此外,地线路应设计合理,确保地的连续性和低阻抗。

同时,为降低地回流对信号传输的干扰,应采用低阻抗地连接方式,即在CAN控制器和每个节点上都连接一段短接电阻。

此外,为提高抗干扰能力,还可使用电源和地线的滤波电路。

3.保护电路设计保护电路是为了保护CAN控制器和节点不受外部干扰和短路等异常情况的影响。

首先,需要设置电压保护电路,以防止过压和过载等情况对硬件造成损坏。

同时,还应考虑到静电放电和电磁干扰等问题,采用保护电阻、TVS二极管等元件进行保护。

另外,还应设计电流限制电路,以防止短路时过大的电流对硬件造成烧毁。

4.稳压和滤波电路设计稳压和滤波电路的设计是为了提供干净的电源和地线,保证CAN总线的正常工作。

稳压电路可采用稳压芯片或稳压二极管等元件来实现,以保持电源的稳定性。

滤波电路可采用电感、电容等元件,滤除电源和地线上的高频噪声干扰,提高CAN总线的抗干扰能力。

5.PCB布局和阻抗匹配在PCB设计中,应合理布局CAN总线接口电路的各个元件和信号线路,以降低互相干扰的可能性。

可以根据信号的传输速率和长度选择合适的线路宽度,确保信号的传输速率和阻抗匹配。

iic设计的注意事项

iic设计的注意事项

iic设计的注意事项IIC(Inter-Integrated Circuit)是一种用于各种设备之间进行通信的串行通信协议。

它是一种双线制接口,具有高度可靠性和灵活性,可以用于控制和通信芯片之间的通信,以及处理器和外围设备之间的通信。

在进行IIC设计时,有一些注意事项需要考虑,以确保设计的可靠性和稳定性。

1.器件选择:选择合适的IIC器件非常重要。

需要根据具体的应用场景和设计需求,选择具有合适特性和性能的器件。

考虑到数据速率、电压等级、功耗、封装和价格等因素。

2.总线长度:IIC总线的长度不宜过长。

总线过长会导致信号衰减、信号失真和抗干扰能力下降等问题。

一般来说,总线长度最好控制在一米以内。

3. Pull-up电阻:IIC总线上需要添加适当的Pull-up电阻。

Pull-up电阻的大小会影响信号的上升时间和下降时间。

过小的Pull-up电阻会增加总线的功耗,而过大的Pull-up电阻则会导致信号变慢。

4.噪声和电源干扰:IIC总线容易受到外界噪声和电源干扰的影响。

为了保证数据的可靠性,需要在总线上采取适当的电源滤波和终端抑制措施,使用屏蔽线和电源续流电容等元件可以起到一定的干扰抑制作用。

5.节拍时序:控制IIC总线传输的节拍时序非常重要。

不同的设备可能有不同的时钟频率和数据传输速率,需要合理安排读写操作的时间窗口,以避免数据冲突和传输错误。

6. 信号电平:IIC总线有标准模式(Standard mode)和快速模式(Fast mode)两种模式。

标准模式的数据传输速率较慢,电平范围为0-5V,而快速模式的数据传输速率快,电平范围为0-10V。

在设计过程中,需要根据具体的应用需求选择合适的模式和电平范围。

7.地址冲突:在IIC总线上,不同的设备可能使用相同的地址,会导致地址冲突的问题。

为了避免地址冲突,可以采用采取编址和寻址规则、引入I2C地址选择器(如PCA9548)等措施。

8.时钟同步:在IIC总线上,主设备负责发送同步时钟信号给从设备。

配电自动化系统规划建设原则

配电自动化系统规划建设原则

配电自动化系统规划建设原则一、总体原则配电自动化系统规划建设需满足以下十大总体原则:1)配电自动化建设与改造宜以提升配网生产管理水平和提高供电可靠性为目标,以配电配网调度和配电网的生产指挥为应用主体,以挖掘资源和整合信息为重要手段,以强化配电自动化项目管理和实用化应用为抓手,提升配电自动化实用化应用水平,实现对配电网的监视和控制,满足与相关应用系统的信息交互、共享和综合应用需求。

2)配电自动化建设与改造应满足相关国际、行业、企业标准及相关技术规范要求;按照“统筹考虑、全面规划、分析现状、优化设计、因地制宜、分步实施、信息共享、增强效益、充分利用、适当改造、上级重视、专业协作”的总体原则进行规划设计和建设。

3)配网自动化建设与改造必须针对具体供电企业的实际情况而有所区别,不能简单地完全套用单一模式,应在全面评估实施区域的供电可靠性指标、配电网架特点、配电设备及自动化系统现状的基础上,合理选择简易型、实用型、标准型、集成型和智能型等不同类型的配电自动化实现方式;不同实现方式可以在同一地区的不同区域并存。

4)配电自动化宜结合配电网一次网架的建设与改造进行,避免仅为实施配电自动化而对配电一次网架进行大规模改造;配电自动化改造按照设备全寿命周期管理要求,应选择模块化、少维护、低功耗的设备,通过继承或适当改造,充分利用原有一次设备、配电主站、配电终端、配电子站和通信通道等资源,对新上系统和设备应考虑先进、可靠、经济、实用的方针,注重性价比;配电网规划应考虑配电自动化建设和改造需求。

5)配电自动化系统的应用尤其应注重实用化要求,通过与相关应用系统信息交互与服务共享,实现功能扩展和综合应用;应根据实际需要设计功能要求以降低运维的难度和工作量,尽量扩大覆盖范围以实现规模效益;应根据实施区域特点和相关应用系统的实际情况,分步实现配电自动化系统的主要应用功能。

6)配电自动化系统的设计应满足扩展性、延伸性、兼容性和可靠性要求,首先是要做好规划,在充分调研和论证的基础上,摸清本企业配网的信息资源,重点设计和解决好DMS/SCADA和GIS之间的关联,尤其是在系统对外接口、信息交换机制、图/模/库建立及转换上要考虑周密,解决好实时应用和管理应用的关系,采取有效技术措施实现配电自动化系统与相关系统数据信息的交互、集成、共享和综合应用,减少功能交叉和冗余,避免重复投资。

中间母线

中间母线

本章从课题的来源与研究目的入手,首先介绍了目前通讯系统中单板直流供电方式的主要四种架构,通过对各种供电架构的分析,进而引出了中间母线变换器,并且说明了中间母线变换器在中间母线电源架构中的作用。

其次,对比、分析了国内外各主要电源模块生产商各自中间母线变换器产品的异同,明确了中间母线变换器目前的发展现状与国内外研究现状,最后给出了本文的主要研究工作。

1.1 课题来源与研究目的及意义近年,随着电子及数据产业的发展及分布式供电系统的推广,DC-DC变换器的应用越来越广。

在通信领域,高速的CPU、DSP、FPGA等应用越来越多,功能也越来越复杂,导致通信设备单板直流供电方式也产生了较大的变化。

新的微处理器、存储器、DSP及ASIC都趋向要求低电压、大电流供电。

面对这些,对电源行业提出了巨大的挑战,不仅要求电源产品除了能在低电压输出大电流外,还要做到体积小、重量轻、动态反应快、噪声小和价钱便宜[1~3]。

这些需求促使业界重新审视现有技术和架构[4,5]。

目前通讯系统中,主要供电方式有四种架构[6]:(1)集中式电源架构(CPA-Centralized Power Architecture) 集中式电源架构,如图1-1所示,这是最基本的电源结构,简单、成本低。

它把从前端到DC-DC转换的功能集中到一个框架,减少了占用负载点的电路板空间,避免串接作多次功率转换,效率较佳,处理散热及EMI问题也相对容易。

虽然集图1-1 集中式电源架构Fig.1-1 Centralized Power Architecture中式电源架构在很多应用上运作良好,但对要求低电压、多个负载点的应用,不是很适合。

(2)分布式架构(DPA-Traditional Distributed Power Architecture) 自80年代,模块电源面世后,分布式电源架构被广泛采用,成为最常用的电源架构,分布式电源架构如图1-2所示。

砖式的模块电源具备了DC-DC转换器的三项基本功能:隔离、变压和稳压。

can总线接口电路设计

can总线接口电路设计

can总线接口电路设计Can总线接口电路设计一、引言Can总线是一种常用的串行通信协议,广泛应用于汽车电子、工业自动化等领域。

Can总线接口电路的设计是实现Can总线通信的关键。

本文将从Can总线的基本原理、Can总线接口电路的设计要点以及常见的设计方案等方面进行探讨。

二、Can总线的基本原理Can总线是一种多主机、多节点的串行通信协议,采用差分信号传输方式。

其基本原理包括以下几个方面:1. 差分信号传输:Can总线采用两条线分别传输正负两个信号,通过差分电压来传递信息。

这种差分传输方式具有抗干扰能力强、传输距离远等优点。

2. 冲突检测与容错机制:Can总线采用冲突检测与容错机制,可以在多个节点同时发送数据时进行冲突检测,并通过优先级来解决冲突,确保数据传输的可靠性。

3. 高速传输:Can总线的通信速率可以达到几百kbps甚至几Mbps,能够满足高速数据传输的需求。

三、Can总线接口电路的设计要点Can总线接口电路的设计要考虑以下几个方面:1. 差分信号传输:Can总线的接口电路应保证正负两个信号的差分电压,一般通过差分放大器或差分驱动器来实现。

2. 抗干扰能力:Can总线在工业环境中应用广泛,接口电路应具备良好的抗干扰能力,包括抑制共模干扰、抑制电磁干扰等。

3. 高速传输:Can总线的通信速率较高,接口电路应具备足够的带宽和响应速度,以满足高速传输的需求。

4. 电源稳定性:Can总线接口电路对电源的稳定性要求较高,应采取合适的电源滤波和稳压措施,以确保电源的可靠性和稳定性。

5. 保护电路设计:Can总线接口电路应具备过压保护、过流保护等保护电路,以防止外部干扰对接口电路和总线的损坏。

四、常见的Can总线接口电路设计方案根据应用需求和成本考虑,常见的Can总线接口电路设计方案包括以下几种:1. 集成电路方案:使用Can总线收发器芯片,如TI的SN65HVD230等,通过将芯片与控制器进行连接,实现Can总线的收发功能。

I2C总线接口电路设计

I2C总线接口电路设计

I2C总线接口电路设计I2C(Inter-Integrated Circuit)是一种串行通信总线协议,常用于连接各种集成电路之间的通信。

在I2C总线接口电路设计中,需要考虑电气接口、时序要求、硬件电路等方面的设计。

下面将从这些方面详细介绍I2C总线接口电路的设计。

一、电气接口设计1.电平转换:I2C总线上使用的信号线通常是5V或3.3V,而有些器件可能只支持3.3V电平,因此需要在总线接口电路中进行电平转换,以确保信号的兼容性。

2.上拉电阻:I2C总线上的SCL和SDA线需要使用上拉电阻,以确保信号线在空闲状态时保持在高电平状态。

通常建议使用4.7kΩ的上拉电阻。

二、时序要求设计1.起始信号:I2C总线通信的起始信号由主设备发送,它是一个从高电平切换到低电平的下降沿。

为了确保起始信号的准确性,可以使用RC 滤波电路对SCL和SDA信号进行滤波处理。

2.时钟频率:I2C总线的时钟频率通常为100kHz或400kHz。

在设计时需要考虑主设备和从设备的时钟频率能否匹配,并进行合适的时钟频率选择。

3.数据传输:每个字节的数据传输由主设备控制,数据在SCL时钟的上升沿到来时,SDA线上的数据应该保持稳定。

在设计时需要保证数据线上的电平变化满足I2C总线的要求。

三、硬件电路设计1.电源电路:I2C总线接口电路需要提供适当的电源电压,以供主设备和从设备工作。

需要注意电源稳定性和电源电压的合适选择。

2.ESD保护:考虑到I2C总线接口电路可能会面临静电等外部干扰,建议在接口电路中添加ESD保护电路,以保护电路免受ESD击穿的影响。

3.器件选择:在设计I2C总线接口电路时,需要选择合适的I2C驱动器和接收器器件,以确保电路的稳定性和可靠性。

4.PCB布局:良好的PCB布局是确保I2C总线接口电路稳定性的关键。

在布局时应注意信号线的走线规划、地线的布置以及滤波电容的选择等方面,以减小信号干扰和提高抗干扰能力。

总之,设计一套稳定可靠的I2C总线接口电路需要综合考虑电气接口、时序要求和硬件电路等方面的设计。

施耐德低压电气考试考试题(题库版)

施耐德低压电气考试考试题(题库版)

施耐德低压电气考试考试题(题库版)1、问答题中性线过载保护(OSN)一般在什么场合使用?正确答案:对于4极断路器STR22SE/STR23SEOSN,应用于三次谐波含量较高的系统的保护中性线保护,在(江南博哥)4P4d位置,中性线保护调节旋钮可整定至1.6×Ir。

2、问答题如何实现断路器MT的通讯?如何接线?正确答案:用户可根据需求选择本体通讯模块和抽架通讯模块,它们分别反映了MT本体和抽架上的电气参数及状态量。

因此,固定式MT只能选择本体通讯模块,抽屉式MT可同时选择两种通讯模块或只选择本体通讯模块。

所有通讯模块必须提供直流24V工作电源。

只有本体通讯模块的接线:(1)从直流24V电源侧引出2根电源线,分别接到每台MT二次端子排上的E1(+)、E2(-);(2)对于4线通讯方式,从MT二次端子排上的E3A.、E4B.、E5(A’)、E6(B’)引出4芯屏蔽双绞线,分别接至另一台MT断路器二次端子排上的E3A.、E4B.、E5(A’)、E6(B’),依次连接,构成4线通讯总线(3)对于2线方式,只要在每台MT二次端子排上短接E3和E5、E4和E6,然后引出2芯屏蔽双绞线,依次连接,构成2线通讯总线。

本体通讯模块+抽架通讯模块的接线:(1)从外部直流24V电源侧引出2芯导线,接到一个抽架通讯模块上部的一对“+”“-”端子,再从其旁边的一对“+”“-”引出2芯导线,接到另一个抽架通讯模块上部的“+”“-”端子,依次连接所有抽架通讯模块。

(2)用两芯导线连接MT二次端子排上的E1(+)和E2(—)至抽架通讯模块下部的“+”“-”端子;(3)用4芯屏蔽双绞线连接MT二次端子排上的E3A.、E4B.、E5(A’)、E6(B’)至抽架通讯模块breaker侧的对应端子;(4)用导线连接MT二次端子排上的911、914、811、812、311、314至抽架通讯模块上的CT、CD、CE接点;(注:OF、SDE、CH、PF、XF、MX与本体通讯模块的连接,已在断路器内部完成,这里的OF、SDE、CH、PF是和本体通讯模块配套供应的专用附件,并不占用MT断路器标准配置的同类接点数量。

can 电路设计

can 电路设计

can 电路设计
CAN电路设计需要考虑多个方面,包括CAN总线的特性、微处理器的特性、传输速率、传输距离等。

以下是一些CAN电路设计的基本步骤:
1. 确定CAN总线的特性和规格:CAN总线是一种用于汽车和其他工业领域的通信总线,具有高速、可靠、实时性强的特点。

在CAN电路设计中,需要确定CAN总线的特性和规格,包括总线电压、总线电阻、传输速率等。

2. 选择合适的微处理器:微处理器是CAN电路的核心部件,需要选择具有CAN接口的微处理器,并且能够满足CAN总线的传输速率和通信距离的要求。

3. 设计CAN接口电路:CAN接口电路是连接CAN总线和微处理器的桥梁,需要设计合适的接口电路,包括物理接口和逻辑接口。

物理接口需要满足CAN总线的电气特性,逻辑接口需要实现CAN协议的解码和编码。

4. 设计电源电路:CAN电路需要稳定的电源供应,需要设计合适的电源电路,包括电源电压的稳定性和电源电流的限制等。

5. 设计信号隔离电路:CAN总线是一种差分信号传输方式,需要设计合适的信号隔离电路,以防止信号的干扰和损坏。

6. 测试和调试:在完成CAN电路设计后,需要进行测试和调试,以确保CAN电
路的稳定性和可靠性。

需要注意的是,CAN电路设计需要考虑多种因素,包括硬件、软件、通信协议等。

因此,在进行CAN电路设计时,需要综合考虑各种因素,以确保设计的正确性和可靠性。

can总线电路设计

can总线电路设计

can总线电路设计
CAN(Controller Area Network)总线是一种广泛应用于实时控制系统的串行通信协议,常用于汽车、工业控制等领域。

CAN总线电路设计通常包括以下关键元素:
1. CAN 控制器: CAN 控制器是主要的处理单元,负责管理数据的传输、接收和处理。

这可以是一个专用的芯片或者集成在微控制器中。

2. CAN 收发器:CAN 收发器用于将数字信号转换为CAN总线所需的电压水平。

它能够将来自控制器的数字信号转换为差分信号,以便在CAN总线上传输。

同样,它还能将接收到的CAN总线上的差分信号转换为数字信号。

3. 电源管理: CAN总线电路需要适当的电源管理,确保各个部分都能得到合适的电源电压和电流。

4. 保护电路:由于CAN总线常常用于汽车等工业环境,总线电路设计通常包括保护电路,防止由于电压浪涌、静电放电等原因引起的损坏。

5. 时钟源: CAN总线需要一个准确的时钟源,确保数据的同步和正确的时间标记。

6. 连接器和电缆: CAN总线电路设计需要考虑连接器和电缆的选择,以确保可靠的物理连接和适当的电气性能。

7. 软件协议栈:在CAN总线电路中,除了硬件设计,还需要实现CAN通信的软件协议栈,包括CAN消息的发送和接收、错误处理等功能。

8. EMC(电磁兼容性)设计:由于CAN总线常常在工业环境中使用,电磁干扰是一个重要的考虑因素。

因此,设计中需要考虑电磁兼容性,采取措施以减小电磁辐射和提高抗干扰能力。

总的来说,CAN总线电路设计是一个综合性的工程,需要考虑硬件和软件之间的协同工作,以确保可靠、高效的数据通信。

汽车总线CANBUS的保护设计详解

汽车总线CANBUS的保护设计详解

汽车总线CANBUS的保护设计详解汽车总线CAN BUS(Controller Area Network)是一项常用于汽车电子系统的通信协议,它允许车辆中的不同电子控制单元(ECU)之间实现高速的通信和数据共享。

由于CAN BUS在车辆中很重要,因此设计时需要采取一系列保护措施,以确保其可靠性和稳定性。

首先,CANBUS需要保护电路免受电磁干扰的影响。

电磁干扰可能来自于汽车电源线、引擎点火系统、可变速驱动器和其他电子设备。

为了降低电磁干扰的影响,可以使用滤波器来抑制高频噪声。

滤波器的类型可以根据具体需求选择,包括低通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。

其次,CANBUS也需要保护电路免受过电压和过电流的影响。

过电压和过电流可能是由于车辆电源系统故障、短路或电路不当设计而引起的。

为了防止这种情况发生,可以使用保险丝、电压稳压器和过压保护电路。

保险丝能够在过电流时切断电路,保护CANBUS电路不受损害。

电压稳压器可以将不稳定的电压转换为稳定的电压,确保CANBUS电路正常工作。

过压保护电路则能够防止过高的电压进入CANBUS电路,保护其不受到损坏。

此外,还需要保护CANBUS免受短路和开路的影响。

短路可能是由于线束损坏、连接错误或ECU故障引起的。

为了防止短路对CANBUS产生影响,可以在线路上安装保护器件,如短路保护二极管。

这些保护器件能够在短路时切断电路,以保护CANBUS免受损坏。

另外,开路也可能导致CANBUS通信失败。

为了检测开路情况,可以将终端电阻安装在CANBUS线路的两端,通过检测线路上的信号电平变化来判断是否存在开路。

此外,对于CANBUS的保护设计还应考虑到防止恶意攻击和网络安全问题。

由于CANBUS是一种共享总线通信系统,没有加密或身份验证机制,因此可能受到恶意攻击者的攻击。

为了提高CANBUS的安全性,可以使用防火墙、加密算法和认证机制来保护CANBUS免受未经授权的访问和篡改。

CAN总线接口电路的硬件设计

CAN总线接口电路的硬件设计

摘要介绍了采用PHILIP公司生产的控制器局域网的高度集成的通信控制器SJA1000和82C250作为收发器的CAN总线接口电路的硬件设计方法,介绍了控制器和收发器及看门狗芯片的特点、内部结构、寄存器结构及地址分配,说明一种通用型CAN总线的设计和开发.探讨应用中需注意的一些问题。

关键词:CAN总线;控制器;收发器;电路设计目次摘要 (I)1 绪论 (1)1.1 CAN总线简介 (1)1.1.1 CAN协议 (1)1.1.2电气参数及信号表示 (2)1.2 CAN的主要技术特点 (2)1.3 CAN总线通信系统拓扑结构 (3)2 CAN总线接口电路设计 (3)2.1 总体方案设计 (3)2.2 各模块电路的设计 (4)2.2.1单片机最小系统 (4)2.2.2 CAN总线接口控制电路设计 (5)2.2.2.1SJA1000简介 (5)2.2.2.2基于SJA1000的控制电路设计 (10)2.2.3 CAN总线收发电路设计 (11)2.2.3.1CAN总线收发器82C250介绍 (11)2.2.3.2基于82C250收发电路设计 (14)2.2.4复位、监控电路设计 (15)2.2.4.1X5045P简介 (15)2.2.4.2基于X5045P的电路设计 (18)2.2.5电源设计 (18)2.3 接口电路总体电路原理图 (19)3 结束语 (21)参考文献 (22)附录1: 接口电路总体电路原理图 (23)1 绪论1.1 CAN总线简介CAN[Control(Controller) Area Network]是控制(器)局域网的简称。

CAN是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络,最初由德国Bosch公司80年代用于汽车内部测试和控制仪器之间的数据通信。

目前CAN 总线规范已被国际标准化组织ISO制订为国际标准ISO11898,并得到了Motorola,Intel ,Philips等大半导体器件生产厂家的支持,迅速推出各种集成有CAN协议的产品。

CAN总线仲裁

CAN总线仲裁

CAN总线仲裁CAN总线数值为两种互补逻辑数值之一:“显性”或“隐性”。

“显性”(Dominant)数值表示逻辑“0”,而“隐性”(Recessive)表示逻辑“1”,“显性”和“隐性”位同时发送时,最后总线数值将为“显性”。

在“隐性”状态下,VCAN-H和VCAN-L被固定于平均电压电平,Vdiff近似为0。

在总线空闲或“隐性”位期间,发送“隐性”状态。

“显性”状态以大于最小临界值的差分电压表示。

在“显性”位期间,“显性”状态改写“隐性”状态并发送。

当许多节点一起开始发送时,此时只有发送具有高优先权帧的节点变为总线主站。

这种解决总线访问冲突的机理是基于竞争的仲裁。

仲裁期间,每个发送器将要发送位电平同总线上监测到的电平进行比较。

若相等,则节点可以继续发送。

当发送出一个“隐性”电平,而检测到的是“显性”电平时,表明节点丢失仲裁,并且不应再发送更多位。

当送出“显性”电平,而监测到“隐性”电平时表明节点检测出位错误。

为了能同其它报文进行总线访问竞争,总线一旦空闲,重发送立即开始。

CAN协议规定,消息没有发送完毕不会释放总线。

因此有低优先级的消息在发送的时候,高优先级的消息也会被延迟。

CAN总线学习系列之八——CAN节点与CPU连接的硬件调试硬件正常是整个调试工作的基础,在进行软件调试之前首先需要仔细检查硬件连接。

保证每一个连接是正确的,没有虚焊。

而在所有连接中CPU与CAN控制器的连接又是最重要的。

所以我们采用软件方法对CAN控制器与CPU的连接接口进行了检测测试。

检测步骤如下:(1)CAN节点上电复位后,检测SJA1000的复位管脚电平应为高电平,反之说明SJA1000的复位电路不正常。

(2)向SJA1000的测试寄存器写入AAH,再读SJA1000的测试寄存器,结果应该是AAH,如果不是,说明数据线,地址线,控制线的连接有问题。

(3)向SJA1000的测试寄存器写入55H,再读SJA1000的测试寄存器,结果应该是55H,如果不是,说明数据线,地址线,控制线的连接有问题。

FF现场总线的配电与短路保护及其防爆

FF现场总线的配电与短路保护及其防爆

FF现场总线的配电与短路保护及其防爆FF现场总线是一种常用于工业自动化系统中的通信协议,它具有高速、可靠的特点,能够支持实时数据传输和控制功能。

为了保证FF 现场总线的正常运行,必须对其进行适当的配电和短路保护,并在需要的场合进行防爆设计。

1. 配电设计在FF现场总线的配电设计中,需要考虑以下几个方面:1.1 供电电源的选择:FF现场总线通常使用24V直流供电。

在选择供电电源时,应考虑其输出电流、稳定性和可靠性等因素。

同时,供电电源应具备短路和过载保护功能,以防止对FF现场总线设备的损坏。

1.2 供电线路的设计:为了保证FF现场总线的稳定运行,供电线路的设计应尽可能短小,并且要经过充分的规划和布线。

供电线路应选用符合国家标准的电线电缆,并具备足够的截面和导电能力。

1.3 供电点的设置:在FF现场总线系统中,通常需要设置多个供电点,以便供应各个节点的电能。

供电点的设置应符合现场布置的特点和要求,以便安装和维护。

2. 短路保护在FF现场总线系统中,短路是一种常见的故障情况。

为了保护FF现场总线设备免受短路故障的影响,需要采取适当的短路保护措施。

2.1 短路保护器的选择:短路保护器应能够迅速切断短路电流,并可靠地保护FF现场总线设备。

常用的短路保护器包括熔断器、短路保护开关等。

选用短路保护器时需要考虑其额定电流和断开能力等参数。

2.2 短路检测和报警:为了及时发现和排除短路故障,FF现场总线系统应配备短路检测和报警功能。

短路检测可以通过检测总线上的电流和电压来实现,一旦发现异常情况,系统应能够及时发送报警信号。

3. 防爆设计在一些特殊的工业环境中,如石油化工等场所,防爆是一个非常重要的考虑因素。

为了保证FF现场总线系统的安全运行,需要进行防爆设计。

3.1 防爆等级的选择:根据不同的工业环境,需要选择适当的防爆等级。

常见的防爆等级包括Exd(防爆器材)和Exi(防爆电器设备)等。

3.2 防爆设备的选择:在FF现场总线系统中,需要选用符合防爆标准的设备和元件,如防爆接头、防爆箱等。

485接口保护电路设计

485接口保护电路设计

485接口保护电路设计随着工业控制系统的发展,485总线已经成为了工业自动化中最为常用的通信总线之一。

在实际应用中,由于485总线使用的是差分信号传输,抗干扰能力较强,但同时也会面临一些安全风险。

因此,在485接口保护电路设计中,有一些关键步骤需要注意。

第一步:485接口的电气隔离设计作为一个差分信号传输的总线,485总线在电学性质上表现出较强的抗干扰能力。

但在实际应用中,由于存在干扰源,例如高压设备、UPS电源、雷电等,会导致485总线电气隔离失效,进而引入毁灭性干扰。

因此,在485接口保护电路设计中,需要采用电气隔离设计,从而保护整个系统免受干扰。

电气隔离的方式可以是使用光耦隔离、变压器隔离或者线路隔离器等。

第二步:485接口的电源保护设计485总线在使用过程中,需要接入电源,而电源本身也是一个安全隐患。

在设计485接口保护电路时,需要考虑措施,对电源进行保护。

这些措施包括电源隔离、电源滤波、电源灵敏度测试等。

此外,还需要关注接口的过电压保护、过流保护等措施,从而更好地保护485接口电路的稳定性与可靠性。

第三步:485接口的防雷保护设计雷击是一个瞬时过程,但其破坏力却非常强大。

在485接口保护电路设计时,应当考虑到环境中的雷击情况,并采取相应的防雷措施。

这些措施包括使用TVS二极管、增加防雷地线等。

另外,在电磁兼容(EMC)方面,也需要对整个系统进行仿真分析,保证其在实际工作中的正常运行。

总之,485接口保护电路设计是一个综合性的问题,需要从电气隔离、电源保护、防雷保护等多个方面着手。

设计师需要根据实际情况,选取更为合适的保护措施,从而保证系统的稳定性、安全性和可靠性。

iic总线电容计算

iic总线电容计算

iic总线电容计算IIC总线电容计算IIC总线是一种常用的串行通信协议,广泛应用于各种电子设备中。

在设计和使用IIC总线时,电容的影响是需要考虑的重要因素之一。

本文将介绍IIC总线电容计算的相关知识。

我们需要明确电容在IIC总线中的作用。

电容主要影响IIC总线的传输速度和传输距离。

电容越大,传输速度越慢,传输距离则会受到限制。

因此,在设计IIC总线时,需要根据具体的应用需求和系统环境选择合适的电容值。

在IIC总线中,电容主要存在于总线上的电源线和信号线之间。

电源线的电容主要是由电源线和地线之间的电容构成,而信号线的电容主要是由信号线和地线之间的电容构成。

为了计算IIC总线中的电容,我们需要了解电容的计算公式。

电容可以由以下公式计算得出:C = Q/V其中,C表示电容,Q表示电荷量,V表示电压。

在IIC总线中,电容的计算可以通过以下步骤进行:1. 首先,确定IIC总线上的电源线和信号线之间的电容。

这可以通过测量电源线和地线之间的电压来实现。

将测得的电压值代入上述公式中,即可计算出电容的值。

2. 其次,根据实际情况,确定需要在IIC总线上传输的数据速率。

一般情况下,IIC总线的标准速率为100kHz,但也可以根据需要选择其他速率。

根据所选择的速率,可以确定最大允许的电容值。

如果电容超过了允许的范围,可能会导致数据传输错误。

3. 最后,根据计算出的电容值和所选择的数据速率,可以确定IIC 总线的最大传输距离。

一般情况下,IIC总线的传输距离在几米左右。

如果需要传输距离超过了允许的范围,可以考虑使用信号放大器或其他增强措施来解决问题。

需要注意的是,IIC总线的电容计算是一个复杂的过程,涉及到多个因素的综合考虑。

除了电容,还需要考虑电源电压、电源电流、线路阻抗等因素。

因此,在实际应用中,最好根据具体情况进行测试和验证,以确保系统的稳定性和可靠性。

IIC总线电容的计算是设计和使用IIC总线时必须考虑的重要因素之一。

网络拓扑知识:基于网络拓扑的电源电气电路设计方法

网络拓扑知识:基于网络拓扑的电源电气电路设计方法

网络拓扑知识:基于网络拓扑的电源电气电路设计方法网络拓扑知识:基于网络拓扑的电源电气电路设计方法一、引言电源电气电路的设计是电气领域的重要课题之一,其设计方法和实现措施对降低能耗、提高电路效率、保障系统的可靠性至关重要。

在电源电气电路设计中,网络拓扑知识的应用越来越受到重视。

二、网络拓扑的概念网络拓扑指的是计算机网络中节点与节点之间的连接方式和网络传输方式的结构。

传统的网络拓扑结构包括星型、总线、环形、树型、网状等形式。

不同的网络拓扑结构在数据传输中有自己的优劣性,在设计电源电气电路时也需要根据实际需要灵活运用。

三、基于网络拓扑的电源电路设计方法1、基于星型网络拓扑的电源电路设计星型网络拓扑是最为常见的一种形式,它的结构简单易用,但带来的问题是单点故障导致整个系统的瘫痪。

在星型网络拓扑的电源电气电路设计中,要注意选择高可靠性的电源和变压器,以保证系统的稳定性。

2、基于总线网络拓扑的电源电路设计总线网络拓扑是大型计算机系统中采用较多的结构形式,其结构具有相对的复杂性和稳定性。

在总线网络拓扑的电源电气电路设计中,应根据实际需要选择不同种类的电源,避免电源过载引起的安全隐患。

3、基于环形网络拓扑的电源电路设计环形网络拓扑是指节点之间采用环形连接方式,数据按照一个方向传输。

在环形网络拓扑的电源电气电路设计中,需要注意防止环路带来的电波干扰,采用适当的传输介质和阻尼措施,以保证系统的稳定性。

4、基于树型网络拓扑的电源电路设计树型网络拓扑是基于星型网络拓扑进一步扩展到多层级结构的形式,具有可扩展、容错性好等优点。

在树型网络拓扑的电源电气电路设计中,应根据不同层级的节点,选用不同种类的电源供电,以达到最优的效果。

5、基于网状网络拓扑的电源电路设计网状网络拓扑是最为复杂的拓扑结构,它的特点是各节点都直接相连,形成很多通路,维护难度大。

在网状网络拓扑的电源电气电路设计中,应遵循分层分级的原则,规划出不同层级的设备,采用合理的电源组合方式,保证对网络质量的不影响。

ups双总线方案

ups双总线方案

介绍UPS(不间断电源)是一种用于保障电力供应连续性的设备。

在一些关键应用场景,如数据中心、医疗设备等,UPS的可靠性非常重要。

UPS双总线方案就是一种增强UPS可靠性的解决方案,通过同时采用两条独立的输入总线,确保UPS在一条总线出现故障时仍能正常工作。

本文将详细介绍UPS双总线方案的原理、设计和应用。

原理UPS双总线方案采用两条独立的输入总线,每条总线都连接到独立的电源系统。

这两条总线同时供电UPS设备,实现冗余备份。

当其中一条总线发生故障时,UPS 会自动切换到另一条正常的总线上,维持电力供应的连续性。

UPS双总线方案的关键在于两条总线的设计和切换机制。

为了实现高可靠性和快速切换,一般采用以下几个关键技术:1. 双输入转换器UPS设备需要与两条输入总线连接,因此需要一个双输入转换器来将两条输入总线的直流电源转换为UPS需要的交流电源。

双输入转换器通常包括输入滤波、整流器、逆变器等功能,并具备自动切换功能。

2. 总线切换逻辑为了实现UPS对两条总线的切换,需要设计相应的总线切换逻辑。

该逻辑通常由硬件电路和控制器组成。

当检测到一条总线故障时,切换逻辑会自动将UPS从故障总线切换到正常总线上,并确保切换过程平稳,不产生电力中断。

3. 故障检测和报警UPS双总线方案需要实时监测两条输入总线的状态。

当其中一条总线出现故障时,UPS需要能够及时检测并报警。

故障检测和报警功能可以通过传感器和报警装置实现,可以向运维人员发送报警信息,提醒他们处理故障。

设计UPS双总线方案的设计需要考虑多方面因素,包括系统拓扑、硬件设计和控制策略等。

1. 系统拓扑UPS双总线方案可以采用多种系统拓扑,常见的有并行系统和冗余系统。

并行系统中,两条输入总线同时供电UPS设备,可以达到高可靠性。

而在冗余系统中,一条总线处于备份状态,只有当主要总线故障时才会切换到备份总线。

2. 硬件设计硬件设计是UPS双总线方案的关键。

双输入转换器需要具备两个输入端和一个输出端,输出端连接到UPS设备。

PCB板的电源完整性三大考虑详解

PCB板的电源完整性三大考虑详解

PCB板的电源完整性三大考虑详解在电路设计中,一般我们很关心信号的质量问题,但有时我们往往局限在信号线上进行研究,而把电源和地当成理想的情况来处理,虽然这样做能使问题简化,但在高速设计中,这种简化已经是行不通的了。

尽管电路设计比较直接的结果是从信号完整性上表现出来的,但我们绝不能因此忽略了电源完整性设计。

因为电源完整性直接影响最终PCB板的信号完整性。

电源完整性和信号完整性二者是密切关联的,而且很多情况下,影响信号畸变的主要原因是电源系统。

例如,地反弹噪声太大、去耦电容的设计不合适、回路影响很严重、多电源/地平面的分割不好、地层设计不合理、电流不均匀等等。

1) 去耦电容我们都知道在电源和地之间加一些电容可以降低系统的噪声,但是到底在电路板上加多少电容?每个电容的容值多大合适?每个电容放在什么位置更好?类似这些问题我们一般都没有去认真考虑过,只是凭设计者的经验来进行,有时甚至认为电容越少越好。

在高速设计中,我们必须考虑电容的寄生参数,定量的计算出去耦电容的个数以及每个电容的容值和放置的具体的位置,确保系统的阻抗在控制范围之内,一个基本的原则是需要的去耦电容,一个都不能少,多余的电容,一个也不要。

2) 地反弹当高速器件的边缘速率低于0.5ns时,来自大容量数据总线的数据交换速率特别快,当它在电源层中产生足以影响信号的强波纹时,就会产生电源不稳定问题。

当通过地回路的电流变化时,由于回路电感会产生一个电压,当上升沿缩短时,电流变化率增大,地反弹电压增加。

此时,地平面(地线)已经不是理想的零电平,而电源也不是理想的直流电位。

当同时开关的门电路增加时,地反弹变得更加严重。

对于128位的总线,可能有50_100个I/O线在相同的时钟沿切换。

这时,反馈到同时切换的I/O驱动器的电源和地回路的电感必须尽可能的低,否则,连到相同的地上的静止将出现一个电压毛刷。

地反弹随处可见,如芯片、封装、连接器或电路板上都有可能会出现地反弹,从而导致电源完整性问题。

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中间总线式电源的设计考虑
随着通信和数据系统中高性能处理器,专用IC和大规模FPGA的出现,系统中的每种单板的电压种类变得越来越多,板载电源的电流需求越来越大,电压也越来越低。

对于单路输出的电源往往只对输出电压的稳定性,纹波,过冲及其燥声有要求。

对于多路输出的电源,在某些系统中,对于每一路电源也提出了启动时间,延迟时间,上升时间,恢复时间,断电延时的要求,同时对各路电源间的交叉干扰,交叉调整率都提出了要求。

原有的单模块电源体系就难以满足新的通信系统的高速性和多样性的需求。

为了简化和规范电源系统的设计,提高分布式电源系统的可靠性和效率,降低系统的成本,一种称为中间总线电源供电结构(IBA)的电源管理逐渐形成规范。

在中间总线电源出现之前,48V直接降为3.3V或多路低电压输出的隔离电源方法一直被各路输出的交叉干扰,效率和低压基准等难题所困扰。

中间总线式电源为较高效率的系统电源的实现奠定了新颖性的低成本平台。

图1给出了中间总线电源系统的方框图。

图1. 中间总线电源系统
从上图的系统电源结构中可以看出,中间总线电源将一次电源输出的48V电压转换为非精确调节的9V ~18V的中间电压,再由下一级的DC-DC转换器变换为负载需要的2.5V和3.3V等电压。

中间总线电源为系统起到了承上启下的隔离并且初步变换电压作用,由于可以工作在开环模式,因此具备效率高,成本低的特点,并为下一级DC-DC变换器的优化设计提供了条件。

它应具有软启动,过流和短路保护,欠压保护和热保护的功能。

半桥式中间总线电源的设计考虑及实例
负载点电源(POL)在单路或多路非隔离的供电上,容易实现非常高效和稳定的能量变换,可以满足各种不同的最先进的系统控制及储存芯片的需求。

而位于负载点电源上端的中间总线电源就可以用一种无反馈,低成本,电路简单,而且容易扩展功率输出的电源控制芯片实现。

图3给出了一种完整的半桥式总线电源。

在图3电路中,U2是ISL6744,一种简单的双端输出的PWM控制器。

它的各管脚功能详见数据表[1] 。

ISL6744为低成本的桥式拓扑结构而且要求精确震荡频率和死区时间的控制提供了一种选择。

它以简洁的外围元件实现了具有可调软启动,过流,短路保护和内部过热保护的100W输出的半桥电路。

CR3,R2,R7,C6,Q5,D1组成了电
源的启动及偏置电路。

ISL6700为半桥电路的MOSFET驱动器。

在图3的半桥电路频率设置为200kHz。

图2是空载时半桥总线电源的输入特性。

从图中的曲线可以看出,输入55V 时,半桥电路的输入电流为150mA,此时测得的的输出电压为13V。

作为总线变换器,半桥转换器可以在接近50%的占空比(每个开关管的占空比D=0.5)开环工作。

在输入电压48V,输出12V时,变压器的变比为:
功率MOSFET的电流有效值计算公式为:
式中的D是占空比,N为变压器匝比。

图2. 半桥总线电源演示板输入特性
当按中间总线变换器输出10A估算时,按照上式计算得出有效电流为RMS =3.5A。

考虑原边的MOSFET选择
80V/7.5A的半桥开关。

变压器的原边匝数为4匝,副边为2匝。

对于副边的自驱动同步整流MOSFET,采用单匝对应的6V作为自驱动栅电压,这样的平面变压器结构简单。

为了降低导通损耗和增加散热,采用两个同步整流MOSFET并联作为全波同步整流的一个桥臂。

原边主管用两个定额
60V/10A的FDS5670并联。

原边半桥MOSFET的驱动电路采用了低成本的ISL6700驱动芯片(U4),可以提供1.4A的驱动能力,具有滞环的欠压保护功能和内置几十纳秒的死区时间,并提供4mm×4mm的封装。

而控制芯片ISL6744AUZ 仅占用5mm×3mm的面积。

这种封装为低成本高密度砖块电源设计奠定了基础。

输出电感L2的计算。

输出滤波器两端的电压可以表示为:
若设定电感的脉动电流是输出电流的5%,则最小电感:
因此选择载流18A的1.5μH输出电感L2。

半桥电路测试波形和结果
下面的两个波形是短路启动时控制器ISL6744的PWM 输出OUTA(TP4)和OUTB(TP5)的波形。

图4. 软启动初始时的PWM脉冲OUTA和OUTB
图5. 软启动后期的PWM脉冲OUTA和OUTB
从上面的测试结果看出,采用ISL6744和ISL6700设计的半桥中间总线电源至少实现92%以上的高效率。

另外可以实现短路保护和软启动功能,输出电压没有过冲。

在ISL6744的电源引脚上接的2.7V稳压管D2为ISL6700的预先启动提供了保证。

图3 ISL6744半桥应用电路,Vin=48V, V o=12V, Io=8A
图6 效率曲线
图7. 输出软启动功能
全桥电路的设计考虑
为改善隔离变压器磁性材料的利用率,在大功率输出时往往考虑全桥电路。

图9给出了全桥应用电路,该电路可以实现+12V/25A的输出,自驱动的全波同步整流输出电路采用了4个功率MOSFEET并联组成了每个桥臂,选用了适合300W以上的中大功率控制和驱动电路ISL6744和ISL2111。

ISL2111可以实现3A/4A的高电平/低电平驱动能力,集成了自举二极管,可以工作在8V~14V的电压范围,具有比
ISL6700更短的死区时间,可以带来较高的运行频率和效率,
同时减少了外围元件。

ISL2111的输出不受供电VDD的尖峰干扰,不受HS摆向低于地线GND或高速dv/dt变化率的影响。

这种廉价的控制器和高性能驱动电路的组合对更大输出功率的设计的不会带来显著的成本增加。

在图9的全桥电路中,U1的PWM脉冲OUTA发送至U2的LI和U3的HI,这样一来全桥的主管QL1和QH2就具备了同时导通的条件。

图8.全桥功率电路布局
图9 ISL6744全桥应用总线变换器电路
要提高效率降低模块热点,采用低导通电阻的MOSFET 是显而易见的增效方法,同时合理设计功率元件布局和PCB 的设计也极为关键。

图8所示为主要功率元件的布局例图,布局图的上半部分是输出电感和自驱动同步整流MOSFET
的位置。

布局图的底部是原边的MOSFET。

PCB嵌入式平面变压器位于中间。

在低成本的PWM控制器和MOSFET驱动器的基础上,这种简单高效的总线电源模块已经在演示板和实际通信系
统应用中得到了可行性及可靠性的验证。

参考资料:
[1] ISL6744 datasheet,Intersil Corporation /data/fn/fn9147.pdf。

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