Vad är fördelen med galvanisk isolering i ett CAN-gränssnitt om det också kan gå sönder?

Den galvaniska isoleringen i CAN-gränssnittet ska skydda CAN-styrenheten och även PC:n från högspänningsincidenter på bussen. Under vissa omständigheter kan spänningsskillnaderna i ett CAN-nät nå värden långt utöver specifikationen.  Detta kan inte bara förstöra CAN-transceiver och CAN-kontroller i gränssnittet, det kan lika gärna ha en inverkan på PC-hårdvaran. Vid överspänning på ett PC-kort kan detta vidarebefordras via t.ex. PCI eller PCIe och moderkortet kan också förstöras. I sällsynta fall upplevde vi också att USB-värdkontroller förstördes av sådana effekter.

Med en galvanisk isolering kan du fortfarande ha en defekt på ditt CAN-gränssnitt (i de flesta fall CAN-transceivern), men ditt mycket dyrare värdsystem kommer inte att påverkas.

Varför även galvaniska isolerade enheter kan gå sönder

Galvanisk isolering är inte mellan buss och CAN-transceiver utan mellan CAN-transceiver och CAN-styrenhet. Anledningen är att CAN-transceivern är den förstärkande komponenten som tillhandahåller spänningsnivåerna för CAN-bussen (liknande MAX232 på seriell RS232-kommunikation).

CAN-transceivers har en viss tolerans som är ganska hög med tanke på de spänningsnivåer som definierats för CAN.  Enligt ISO 11898-2: -3 V till +16 V (upp till +32 V för fordon med 24 V  spänningsförsörjning). CAN-transceiverns datablad anger ofta upp till 36 V.

Om det finns någon spänningsskillnad på bussen som överskrider denna tolerans kan CAN-transceivern förstöras eller skadas.

Orsaker till höga spänningsskillnader

CAN-GND används inte som en gemensam referensspänningsnivå för CAN-signalerna

• CAN-Hi och CAN-Lo jämförs alltid med CAN-GND.
• Om galvanisk isolering i gränssnitten används är CAN-GND avgörande. Annars är den fritt flytande.
• Om enheter har oberoende strömförsörjning kan CAN-GND ha olika nivåer. Detta innebär att strömmen flyter på CAN-GND. Spänningsskillnaden blir vanligtvis större ju längre kabellängden mellan enheterna är. Men även med korta kablar kan problem med vanligt läge uppstå.

• 1 m CAN-kabel mellan en PC och slavenhet
• Två oberoende nätaggregat
• 1.45 V potentialskillnad mellan GND-nivåer för dessa enheter

EMI-frågor som induktion av frekvensomriktare, växelriktare eller andra maskiner som använder högspänning eller höga frekvenser

• Skärmade och tvinnade kablar bör användas.
• CAN bör inte dras för nära strömkablar eller EMI-kritiska enheter.
• Sköld- och markkoncept måste planeras noggrant.