CAN-Bus protector

[barney]

Ein neues Projekt!

Es soll Eingenbauprojekte geben, die bei Verwendung von vier VESC und den CAN-Bus den DRV Tod sterben. Konkreter Anlass ist das Allrad-Projekt von Dr. Board.

Bei vielen VESC -Reglern ist der CAN-Bus ohne Schutzschaltung aufgebaut. Der Trans- Receiver-Baustein ist ohne Schutzbeschaltung gegen "ESD, EFT and SurgeTransients" direkt auf den CAN-Anschluss geschaltet.

 

Es gibt zwei Fehlerbilder, die zur Beschädigung des VESC führen:

1. Die Masse (Minus) des VESC driften zu weit auseinander

2. Kurzschluss CAN-Bus gegen Ubatterie

 

Die nachfolgende Schaltung soll gegen beide Fehlerbilder helfen (Keine Garantie auf Funktion, Zuverlässigkeit oder Sicherheit dieser Schaltung!)

Schaltplan

 

 

Layout

 

3D-Ansicht

 

Ich vermute das die Leiterplatte mit Bauteilen unter 12 Euro liegt.

 

Die Fertigungsdaten und die BOM wird demnächst hochgeladen.

 

Frage:

Hat hier einer negative Erfahrungen mit dem CAN-Bus?

Schaltplan.pdf

[barney]

So, es geht weiter mit Messergebnissen. Dr. Board hat die Leiterplatten bestückt und mir zur Messung zugesendet.

 

(Achtung rot und schwarz wurden vertauscht)

 

Die Eingangsseite ist rechts, wo sich die doppelte Buchsenleiste befindet. Die linke Seite ist die Anschlussseite zum VESC, der geschützt werden soll.

Die Leiterplatte wurde vollständig bestückt, also auch mit den Abschlusswiderständen für den CAN-Bus. Sollte der VESC mit 120Ohm terminiert sein, so muss dieser Widerstand im VESC entfernt werden, oder man lässt die beiden 60Ohm Widerstände und den Kondensator CT1 weg. 

 

Zuerst ein positiver Impuls am Eingang der mit ca. 30V viel zu hoch ist. Es sind Transienten über 30V zu beobachten. Die Messschaltung ist ein Kondensator 10uF, der mit 30V aufgeladen wird. über einen 1Ohm Serienwiderstand wird der Kondensator direkt auf den Eingang gegeben. Hier ist die Schutzwirkung sehr gut zu beobachten. Die Eingangsspannung (lila) wird auf ca. 15V (gelb) begrenzt. Der Einschwingvorgang liegt im ns Bereich.

 

Hier das Ergebnis zeitlich feiner aufgelöst.

 

Auch wenn die Eingangsspannung negative Werte erreicht (lila) -30V schützt die Schaltung den Eingang vom VESC.

Mehr als -10V (gelb) kommen nicht durch.

 

Wie schützt der U1-Baustein aus Stromverlaufssicht (1V entspricht 1A)

Der Strom erreicht einen kurzen Spitzenwert, bis die Schaltung rettend diesen auf 2A begrenzt. Damit hat die Spannungsbegrenzung eine Überlebschance.

 

Zeitlich feiner aufgelöst

 

Hier ein Langzeitverlauf der Strombegrenzung

 

Fazit

Es kann ein gewisses Schutzniveau erreicht werden. Die auf 15V begrenzte Spannung zum VESC könnte auf ein niedrigeres Niveau gesenkt werden.

D1-TVS sollte ggf. durch andere bipolare TVS-Dioden ersetzt werden.

 

Blaues Licht (LED ist unverzichtbar, wenn hier auch ohne jede technische Funktion)

bearbeitet 21. Juni 2020 von barney