控制器局域網(wǎng)總線Controller Area Network，簡(jiǎn)稱CAN總線，是一種用于實(shí)時(shí)應(yīng)用的串行通訊協(xié)議總線，也是世界上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。CAN總線的應(yīng)用范圍廣，在實(shí)際應(yīng)用中，環(huán)境相當(dāng)復(fù)雜，一些靜電（ESD）、浪涌（Surge）等干擾很容易耦合到總線上，并直接作用于CAN總線接口。

一般的CAN總線收發(fā)器芯片靜電（ESD）、浪涌（Surge）防護(hù)等級(jí)比較低，裸機(jī)情況下，CAN接口靜電（ESD）可達(dá)6kV，無(wú)法滿足常見的浪涌測(cè)試要求。工業(yè)產(chǎn)品、汽車電子產(chǎn)品對(duì)通信接口的EMC等級(jí)要求更高，許多應(yīng)用要求滿足IEC 61000-4-2靜電放電4級(jí)，IEC 61000-4-5 浪涌抗擾4級(jí)等要求。

為了滿足這些高等級(jí)EMC要求，有必要添加額外的外圍保護(hù)電路。接下來(lái)，高品質(zhì)電路保護(hù)器件廠家及電路保護(hù)解決方案服務(wù)商?hào)|沃電子針對(duì)CAN控制器局域網(wǎng)總線浪涌靜電問(wèn)題進(jìn)行全方位防護(hù)電路圖設(shè)計(jì)及電路保護(hù)器件選型。

CAN控制器局域網(wǎng)總線浪涌靜電保護(hù)常規(guī)方案

從方案圖可知，東沃電子技術(shù)選用三端陶瓷氣體放電管（GDT）3R90A-TP1置于前端，提供一級(jí)防護(hù)。

當(dāng)有雷擊浪涌產(chǎn)生時(shí)，陶瓷氣體放電管瞬間達(dá)到低阻狀態(tài)，為瞬時(shí)大電流提供泄放通道，將CAN H、CAN L間電壓鉗制在二十幾伏范圍內(nèi)。中間選用自恢復(fù)保險(xiǎn)絲DW-MSM014作過(guò)流保護(hù)。二級(jí)防護(hù)中選用兩顆雙向TVS二極管SMBJ12CA做浪涌過(guò)壓保護(hù)，響應(yīng)速度Ps秒級(jí)、擊穿電壓偏差小、低鉗位電壓、低漏電流、體積小、高可靠性。

由于TVS二極管結(jié)電容較大，所以本方案適合在低速CAN總線上使用，浪涌保護(hù)等級(jí)：1.2/50us 4KV、10/700us 6KV、8/20us 3KA。

CAN控制器局域網(wǎng)總線浪涌靜電保護(hù)汽車方案

CAN總線分為高速CAN和低速CAN，兩者主要區(qū)別在于傳輸速率不同，高速CAN速率是125Kbit/s~1Mbit/s，低速CAN速率是5kbit/s~125kbit/s。汽車中，不同系統(tǒng)對(duì)CAN總線的要求不同。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，要求CAN總線傳輸速率快；舒適系統(tǒng)，由于被控對(duì)象分散，傳輸電纜容易被損壞，但對(duì)CAN總線傳輸速率并沒有非常高的要求。

不同速率CAN總線的應(yīng)用領(lǐng)域：

1）高速CAN（CAN-C）：發(fā)動(dòng)機(jī)控制、自動(dòng)變速箱控制、行駛穩(wěn)定系統(tǒng)、組合儀表。

2）低速CAN（CAN-B）：空調(diào)控制、座椅調(diào)節(jié)、車窗升降、天窗控制、車鏡控制、車燈控制、導(dǎo)航系統(tǒng)控制。

從方案圖可知，一級(jí)防護(hù)選用三端陶瓷氣體放電管（GDT）3R90A-TP1置于前端，中間選用自恢復(fù)保險(xiǎn)絲DW-MSM014作過(guò)流保護(hù)。二級(jí)防護(hù)中東沃電子技術(shù)推薦選用HDW24M2T-B，汽車CAN總線專用ESD靜電保護(hù)二極管。HDW24M2T-B工作電壓24V、擊穿電壓26.7V、鉗位電壓50V、結(jié)電容25pF、SOT-23封裝，滿足AEC-Q 101車規(guī)認(rèn)證，符合IEC 61000-4-2 (ESD) ±30kV（空氣）、±30kV（接觸）標(biāo)準(zhǔn)。本方案適合在高速CAN總線上使用，浪涌保護(hù)等級(jí)：1.2/50us 4KV、10/700us 6KV、8/20us 2KA。

以上是CAN總線浪涌靜電保護(hù)典型方案。



審核編輯：劉清