汽車總線保護

　　目前最流行的通信總線標準是CAN和LIN母線。

　　CAN總線（控制區(qū)域網(wǎng)絡）是一種汽車總線標準，旨在允許微控制器和設(shè)備在車輛內(nèi)相互通信，而勿須主機。

　　CAN 總線是一種以信息為導向的協(xié)議，專門為汽車應用程序設(shè)計，但目前同樣在其它區(qū)域使用，如航空航天、工業(yè)自動化和醫(yī)療設(shè)備。

　　流行的高速CAN總線協(xié)議屬于ISO11898-2，在嚴酷環(huán)境下，該區(qū)別協(xié)議適用于高速（1.0Mbps）和中速（125Kbps）的應用程序。

　　ISO11898-2母線由CAN_H 和 CAN_L數(shù)據(jù)線以及共同接地信號組成。其有12V和24V系統(tǒng)，配備不同的總線電壓。

　　表 2 高速 CAN 規(guī)范

　　LIN （本地連接網(wǎng)絡）總線標準是串行網(wǎng)絡協(xié)議，用于車輛元件之間的通信。隨著車輛中技術(shù)和設(shè)施實現(xiàn)的增長，引發(fā)對廉價串行網(wǎng)絡的需求，因為使用CAN母線實現(xiàn)汽車中各元件的通信太昂貴。歐洲汽車制造商開始使用不同串行通信拓撲，導致兼容性問題。

　　新LIN規(guī)范首次完全執(zhí)行版本（LIN版本1.3）于2002年11月出版。2003年9月，引入版本2.0擴張其兼容性，并提供額外的診斷特點。

　　LIN同樣可被用在車輛電源線，配備特殊DC-LIN收發(fā)器，這在目前汽車世界中很常見。

　　表 3 LIN 母線應用程序

　　CAN 和 LIN母線應用程序之間的差異

　　控制區(qū)域網(wǎng)絡（CAN）系統(tǒng)處理自動力方向盤到臨界驅(qū)動列車引擎計算機和傳輸間通信的所有事務。

　　本地網(wǎng)絡連接（LIN）系統(tǒng)處理簡單的機電功能，如移動電動座椅和切換巡航控制。

　　汽車世界中，對CAN/LIN 母線的威脅

　　由于CAN/LIN母線是汽車內(nèi)各類控制和監(jiān)控功能的雙線式通信總線，浪涌進入兩條電線中的可能性極大，從而造成CAN/LIN收發(fā)器故障。以下是這兩個總線的保護方法。

　　CAN 母線保護示意圖

　　圖 4 CAN 總線保護

　　如圖4所示，TPSMB30CA瞬態(tài)電壓抑制二極管目的是在共模（配備24V系統(tǒng)）中保護兩條CAN母線，免受浪涌事件影響。TPSMB24CA是一根600W雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管，25.6V反向平衡電壓和41.4V最大嵌位電壓。保護CAN母線而勿須削弱CAN信號是非常理解的。12V CAN系統(tǒng)中，使用兩根TPSMB15CA瞬態(tài)電壓抑制二極管，而不使用TPSMB24CA。

　　LIN 母線保護示意圖

　　圖5 LIN 總線保護

　　LIN收發(fā)器的信號范圍是+24 /–15V，數(shù)據(jù)率是2.4kbps 至 20kbps。如圖5所見，需要雙向非對稱瞬態(tài)電壓抑制二極管配置，從而在不同模式中，保護兩根電線。

　　TPSMA6L24A/TPSMA6L15A 瞬態(tài)電壓抑制二極管連接反串行模式中，以便出現(xiàn)浪涌事件時，保護兩根電線。TPSMA6L瞬態(tài)電壓抑制二極管是一個600W器件，安置在小型DO-221AC包裝中。相同功率處理能力的可選解決方案應是增加一個TPSMB30CA（雙向），以保護LIN總線。