书摘:高速CAN总线短路分析

原创 汽车电子硬件设计 2022-08-06 08:51

电子书自序   

书籍封面  

电子书书摘

汽车电子设计专栏---电路篇


9显示了HSCAN总线上的短路类型。CANH和CANL引脚可以短接GND和电源。限流电路保护收发器免受损坏。如果由于CANH或CANL的永久短路导致器件升温,则过温保护关断发送器。

如果只有CANL对地短路或只有CANH对Vbat短路,则接收器可以识别显性和隐性状态。根据ISO11898,时序和/或差分输出电压可能无效,但仍在接收器正常工作范围内。

 

9:高速CAN总线短路类型

在下列情况下,HSCAN总线上的通信被阻止:

CANH和CANL短路(情况7)

CANH对地短路(情况5)

CANL对Vbat短路(情况2)或对Vcc短路(情况4)

如果发生短路,收发器的Vcc电源电流显著增加。建议在最坏的情况下确定调压器的规格,特别是当Vcc也为微控制器供电时。Vcc供电电流仅在显性状态下增加,隐性电流几乎保持不变。

CANH对地短路

标称的最大短路电流为115mA。当将显性状态传输到总线时,Vcc通过发送器输出级对GND短路。功耗为Uxl=0.1*5V*115mA=0.0575W。在最坏情况下,且假设10%的实际占空比时,平均故障电流为:

CC,Fault=Icc,rec*0.9+ICANH,SC*0.1=15.1mA。

CANL对Vbat短路

如果CANL对Vbat短路,则器件升温。数据手册规定最大短路电流为115mA。当将显性状态传输到总线时,Vbat通过发送器输出级对GND短路。假设这种情况的实际占空比为10%,功耗为:

P=DCDxUxI=0.1*Vbat*115mA=0.1*18V*115mA=0.207W。

CANH对Vbat短路

由于终端电阻和CAN节点并联内阻上的压降,CANH对Vbat短路可能导致HSCAN总线上永久呈现显性状态。如果发生CANH对Vbat短路,则必须考虑终端电阻中的功率损耗。图10显示了CANH对Vbat短路时的电流。当将显性状态传输到总线时,电流通过终端电阻从CANL流到GND。假设电压为18V,占空比为10%,终端电阻和CANL上的功耗为:

PLoss_Terminaton=0.1*(Rtermination*ICANL,SC*ICANL,SC=(60Ω(2*115mA)*115mA=0.79W

PLoss_CANL=0.1*(VBAT-(Rtermination*ICANL,SC)*ICANL,SC=0.1*(18V-6.9V)*115mA=11.1V*115mA=0.12765W。

 


10:CANH短路到Vbat的电流流动的情况




汽车电子设计专栏介绍

汽车电子工程知识体系简介

近年来,汽车电子占整车价值的比重越来越高,由2000年的15%到2020年的50%,同时,电子控制越发复杂化,各种功能并不是独立运转,而是与其他系统相互配合,因此电子模块的标准化和可复用性越发重要。今后,这种发展趋势必将越发明显。但是,现在的系统功能极其复杂,单一技术人员难以详细掌握所有的电子模块,全面理解汽车电子技术更是不容易。因此,作者深感行业之痛,不以为陋,自高奋勇将汽车电子工程知识体系及其中使用的重要技术编辑成书,旨在帮助技术人员分类学习汽车电子工程知识,掌握重要技术的原理,全面理解电子系统,并思考今后发展的趋势及技术方法。

内容简介

  汽车电子可以涵盖很多主题,可以任选几个主题进行杂揉,但作者没有选这条路,因为作者知道万变不离其宗。因此作者直取本源,《汽车电子硬件设计(电路篇)》直接将汽车电子控制器(ECU)分解为通用电子模块电路,详细解析了过压保护模块电路、防反模块电路、电源监控电路、CAN模块电路、LIN模块电路和和电源模块电路、输入/输出处理电路和主控单元模块等模块,通过大量的插图和数据表,叙述简明扼要,内容丰富详细,专业性强。

同时,作者还规划了《汽车电子硬件设计(电路篇)》的姊妹篇《汽车电子硬件设计(器件篇)》和《汽车电子硬件设计(线路篇)》。《汽车电子硬件设计(器件篇)》主要介绍汽车电子中的常用器件,如:连接器,继电器,电阻,电容,模拟芯片,数字芯片,收发器等的设计要点和注意事项,以及原理和工艺。《汽车电子硬件设计(线路篇)》主要介绍汽车电子中原理图设计,PCB设计,可制造性设计,可测试性设计等。

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