东沃CAN控制器局域网总线浪涌静电防护方案

控制器局域网总线Controller Area Network，简称CAN总线，是一种用于实时应用的串行通讯协议总线，也是世界上应用最广泛的现场总线之一。CAN总线的应用范围广，在实际应用中，环境相当复杂，一些静电（ESD）、浪涌（Surge）等干扰很容易耦合到总线上，并直接作用于CAN总线接口。

一般的CAN总线收发器芯片静电（ESD）、浪涌（Surge）防护等级比较低，裸机情况下，CAN接口静电（ESD）可达6kV，无法满足常见的浪涌测试要求。工业产品、汽车电子产品对通信接口的EMC等级要求更高，许多应用要求满足IEC 61000-4-2静电放电4级，IEC 61000-4-5 浪涌抗扰4级等要求。

为了满足这些高等级EMC要求，有必要添加额外的外围保护电路。接下来，高品质电路保护器件厂家及电路保护解决方案服务商东沃电子针对CAN控制器局域网总线浪涌静电问题进行全方位防护电路图设计及电路保护器件选型。

CAN控制器局域网总线浪涌静电保护常规方案

从方案图可知，东沃电子技术选用三端陶瓷气体放电管（GDT）3R90A-TP1置于前端，提供一级防护。

当有雷击浪涌产生时，陶瓷气体放电管瞬间达到低阻状态，为瞬时大电流提供泄放通道，将CAN H、CAN L间电压钳制在二十几伏范围内。中间选用自恢复保险丝DW-MSM014作过流保护。二级防护中选用两颗双向TVS二极管SMBJ12CA做浪涌过压保护，响应速度Ps秒级、击穿电压偏差小、低钳位电压、低漏电流、体积小、高可靠性。

由于TVS二极管结电容较大，所以本方案适合在低速CAN总线上使用，浪涌保护等级：1.2/50us 4KV、10/700us 6KV、8/20us 3KA。

CAN控制器局域网总线浪涌静电保护汽车方案

CAN总线分为高速CAN和低速CAN，两者主要区别在于传输速率不同，高速CAN速率是125Kbit/s~1Mbit/s，低速CAN速率是5kbit/s~125kbit/s。汽车中，不同系统对CAN总线的要求不同。发动机控制系统，要求CAN总线传输速率快；舒适系统，由于被控对象分散，传输电缆容易被损坏，但对CAN总线传输速率并没有非常高的要求。

不同速率CAN总线的应用领域：

1）高速CAN（CAN-C）：发动机控制、自动变速箱控制、行驶稳定系统、组合仪表。

2）低速CAN（CAN-B）：空调控制、座椅调节、车窗升降、天窗控制、车镜控制、车灯控制、导航系统控制。

从方案图可知，一级防护选用三端陶瓷气体放电管（GDT）3R90A-TP1置于前端，中间选用自恢复保险丝DW-MSM014作过流保护。二级防护中东沃电子技术推荐选用HDW24M2T-B，汽车CAN总线专用ESD静电保护二极管。HDW24M2T-B工作电压24V、击穿电压26.7V、钳位电压50V、结电容25pF、SOT-23封装，满足AEC-Q 101车规认证，符合IEC 61000-4-2 (ESD) ±30kV（空气）、±30kV（接触）标准。本方案适合在高速CAN总线上使用，浪涌保护等级：1.2/50us 4KV、10/700us 6KV、8/20us 2KA。

以上是CAN总线浪涌静电保护典型方案。



审核编辑：刘清