背景:工业通信系统的挑战

随着工业4.0的发展,现场总线系统对通信实时性与电源稳定性要求日益提高。其中,CAN总线因其抗干扰能力强、成本低而被广泛应用。然而,电源波动与电磁干扰常导致通信异常。因此,构建一个兼具稳定电源与纯净信号路径的系统至关重要。

一、关键元器件解析

1. AP3171 AC-DC转换器:稳定电源的核心

• 高集成度设计:集成了控制电路与驱动芯片,无需外接复杂振荡器或误差放大器,简化设计流程。

• 宽输入范围:支持90–265V AC输入,适应全球不同电网环境,提升设备通用性。

• 轻载效率表现佳:在轻载条件下仍能保持较高效率,符合能源节约标准。

2. 1210CAN/1812CAN电感:信号质量的守护者

• 特殊材料与结构:采用镍锌铁氧体磁芯,具备高磁导率与低损耗特性,适合高频工作环境。

• 精准电感值公差:±10%甚至更优的精度,保证阻抗匹配,避免信号失真。

• 高耐热等级:可承受最高125℃工作温度,适用于高温工业现场。

二、系统级设计建议

1. 电源与信号分离布局:在PCB设计中,应将AP3171的电源部分与CAN总线区域保持一定距离,避免电源噪声串扰到通信线路。

2. 增加去耦电容:在AP3171输出端添加10μF钽电容与0.1μF陶瓷电容组合,进一步滤除高频噪声。

3. 电感位置优化:1210CAN/1812CAN电感应靠近CAN收发器(如TJA1050)的输入/输出端口,形成“入口滤波”效应。

4. 接地策略:采用单点接地方式,确保信号地与电源地分离,减少地环路干扰。

三、典型应用场景举例

• 智能仪表箱:使用AP3171为内部传感器与通信模块供电,搭配1210CAN电感实现稳定的数据上传。

• 工业网关设备:在多节点通信架构中,该组合可保障各子系统间通信不中断。

• 电动汽车充电桩监控系统:面对复杂电磁环境,此方案有效提升通信可靠性。

总结

将AP3171 AC-DC转换器与1210CAN/1812CAN CAN总线电感有机结合,不仅提升了系统的电气性能,还增强了整体鲁棒性。对于追求高可靠性的工业控制系统而言,这是一套成熟且高效的解决方案。