【应用】光耦隔离器PS2701-1用于CAN通讯电路模块，具有传输距离较远、抗电磁干扰能力强等优点

时间： 2019-10-12 来源：世强

CAN总线是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络，以其高性能和高可靠性在自动控制领域得到了广泛的应用。一般情况下如果现场传输距离近、电磁干扰小，可以不采用光电隔离，以使系统达到最大的通信速率或距离，并且可以简化接口电路。但在工控领域，现场环境较为恶劣，需增强抗干扰能力，往往需要在CAN控制器与收发器之间设置光电隔离电路。本电路采用PS2701-1、PCA82C250收发器、TMS320F28232DSP控制器关键元件组成的CAN总线网络，进行实时收发数据。此电路具有实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、成本低等优点。

电路拓扑结构如下图1。控制器通过对优先权的仲裁功能,可实现多个控制模块通过CAN控制器挂到CAN-bus上，形成多主机局部网络，该通讯模式在传输距离达到10Km时仍然能达到50KB/S的传输速率。

图1 电路拓扑结构

图2 CAN收发器详细原理图

CAN收发器详细原理图如图2所示。CAN控制器内嵌微控制器DSP中，通过接口收发器与总线上的其它CAN总线通讯设备相互通讯。DSP将需要发送数据经内部CAN控制器处理成CANT信号，传送到CAN接口PCA82C250T，再由接口芯片CANH、CANL提供差动发送到总线。对于总线上的数据，通过PAC82C250T差动接收后，由RXD脚传送到CAN控制器经甄别判断后读取。光耦由其他输出信号CAN_R控制关断，其根据实际需要接入终端匹配电阻。当CAN_R为高电平时光藕断开，R4，R5未接入电路，当CAN_R为低电平时，光耦PC1导通，R4，R5并联接入CANH与CANL两端。

其中，光耦PC1实现了3.3V电源与5V电源电气隔离，通过其他输入控制光耦的导通来达到把终端电阻接入电路；功率电阻R3实现了降压限流，防止PC1电流过大电流损坏；电阻R6为光耦原边电荷泄放电阻；电容C7滤波电容，增加光耦的抗干扰能力，防止光耦误导通；整流二极管D1、D2，其整流保证当光耦导通时，任何时候终端电阻都接入总线电路；R4、R5并联组成终端匹配电阻，与总线阻抗匹配增强抗干扰性。另外电容C1、C2，C3，C4，C5、C6滤波电容，滤除干扰；片式铁氧体磁珠L1，L2，L3抑制电源与信号线的EMI与RFI干扰，提高电路的抗干扰能力。

总的来说，PS2701-1光耦隔离器实现了不同电源电气隔离，并通过光耦的导通来达到把匹配电阻接入电路，有效提高了总线数据通信时的可靠性和抗干扰性。PS2701-1光耦隔离器具有高隔离电压、高速转换速率等优点，目前广泛应用于低压变频器的通信模块中。

下面提供PS2701-1电气性能参数以供参考。

PS2701-1数据手册链接：PS2701-1数据手册。

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华励 Lv5. 技术专家 2019-12-24

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