种用于can总线的脉冲变压器设计

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1、CiL镌电．潦梭】．：2011年11月25日第28卷第6期TelecomPowerTechnologyNov．25，2011，Vo1．28No．6文章编号：1009—3664(2011)06—0046—03i设谢应甩0一种用于CAN总线的脉冲变压器设计妥安平(兰州空问技术物理研究所，甘肃兰州730000)摘要：文中主要介绍了在CAN总线节点与物理传输线之间隔离用1MHz脉冲变压器的设计过程，测试了规定技术指标参数。测试结果表明该脉冲变压器的主要性能满足CAN总线1Mbit／s的传输要求。关键词：CAN总线；脉冲变压器；磁隔离中图分类号：TM417，TN761文献标

2、识码：ATheDesignofaPulseTransformerforCANBusTUOAn-ping(LanzhouInstituteofPhysics，Lanzhou7300(10，China)Abstract：Adesignof1MHzpulsetransformerwhichusedbetweenCANnodeandCANphysicalmediumispresentedinthispaper．Wetesttheparametersoftechnicalspecificationprovided，andtheresultshowsthatthemainpe

3、rformanceofthepulsetransformermeetsCANbustransmissionrequirementsat1Mbit／s．Keywords：CANbus)pulsetransformer)magneticisolation节点11CAN总线磁隔离的设计方概述CAN(ControllerAreaNetwork，即控制器局域网)是一种多主方式的串行数据通讯总线。CAN总线协议中规定的数据链路层的传输任务在CAN总线控制器中实现，而CAN总线驱动器和通信介质则实现了物理层的主要功能。驱动器提供了CAN控制器与物理传输介质之间的接口，是影响整个

4、CAN网络安全性、可靠性和电磁兼容性的主要因素。CAN总线采用相与的传输模式，如果某个节的驱动器出现短路故图1CAN总线磁隔离设计框图障模式，很有可能会导致整个CAN总线网络瘫痪。2脉冲变压器设计要求应用磁隔离技术对CAN总线节点与物理传输线之间进行隔离，可以防止某节点驱动器在发生短路故障模参照1553B总线用耦合脉冲变压器的具体技术式时对整个CAN总线网络的影响，提高了CAN总线指标[1]，适用于CAN总线磁隔离的脉冲变压器应满应用可靠性。足以下要求：CAN总线磁隔离的具体设计方案如图1所示。(1)变压器能传输位速率为1Mbit／s的曼彻斯特在图l中FPGA设计

5、部分实现了CAN总线控制器的双相码(变压器适应1MHz的高频要求)。全部功能，并对CAN总线控制器输出的非归零码进(2)在lMHz的频率时，变压器的共模抑制比应行了曼彻斯特编解码。采用1553B总线的部分物理大于45．0dB。层对CAN控制器输出的曼彻斯特码进行实际传输。(3)在变压器初级接360．0Q±5．0的电阻，输HI一1567为曼彻斯特码驱动器，它输出双相曼彻斯特入1MHz，10．0V的峰峰值，上升时间不大于100ns的码适合驱动总线隔离变压器。经过驱动后的曼彻斯特方波下，测试变压器输出电压波形的上升和下降时间码可通过隔离脉冲变压器在总线上传输。必须为10

6、0．0-300．0ns，平顶降落不应超过20，过对CAN总线进行磁隔离，其中脉冲变压器是整冲和振铃必须小于±1．0V的幅值。个设计的关键，本文给出了应用于CAN总线磁隔离(4)变压器的匝比应为1：1．41±3．09／6，且较高的脉冲变压器的具体设计。匝数在支路的隔离电阻一侧。收稿日期：2011一O7—103脉冲变压器磁芯设计作者简介：妥安平(1984-)，男，硕士研究生，现在兰州空间技术物理研究所工作，研究方向为CAN总线磁隔离技术。磁芯是变压器的基础，它构成了变压器的磁路，采·46·匝馋电潦梭】I：妥安平：一种用于CAN总线TelecomPowerTechnol

7、ogyNOV．25，2011，Vo1．28No．62011年11月25日第28卷第6期壁、冲銮用磁芯的目的是增大绕组之间的电磁耦合，有利于从下其饱和磁通密度Bs=510mT，结合以上AB的确定初级向次级的能量传输，磁芯在变压器中起决定性作原则，取工作磁感应强度增量AB=350mT。用[。本课题所设计脉冲变压器要求满足1MHz的工3．4磁芯结构尺寸的确定作频率，而磁芯中的涡流和脉冲频率的平方成正比，因磁芯结构尺寸主要以提高励磁电感，减小寄生参此脉冲变压器磁芯中的涡流是极其显著的，涡流的存数和磁芯体积这一原则来确定。根据已知的线路参数在使磁芯损耗激增，有效磁导率大幅下

8、降。结合课