【产品应用】CAN节点经常损坏？多半是少了浪涌抑制器

CAN总线在实际应用中，容易受到静电浪涌的干扰。很多客户出现CAN节点无法通信，主要原因是CAN收发器芯片损坏，静电浪涌防护没做好。本文就针对这一点进行讲解。

 

 不良品分析

不久前我们收到一个客户送过来的一个CAN隔离收发器的不良品，下面我简单分析一下该不良品的损坏原因及解决方案。

我们首先用功能测试板测试该模块的各项参数，测试的结果是电压电流正常，通信功能不正常，测试结果如下表：表1  产品基本功能测试

产品/参数	输入电压/V	输入电流/mA	通讯测试	备注
同批次良品	3.3	13.7	OK	良品
异常品	3.3	15.4	Fail	无功能
测试说明	常温下，使用产品基本功能测试板测试

由这个测试结果可以推测可能是收发器芯片或者隔离芯片损坏。第二步进行引脚对地阻值测试，用不良品和同批次的良品进行阻值对比，对比的结果如下表：

表2  产品基本功能测试

产品/引脚	VCC	TX	RX	CANH	CANL	CANH- CANL
同批次良品	54.2kΩ	45.7kΩ	10kΩ	2~3MΩ	2~3MΩ	63.7kΩ
异常品	54.2kΩ	44.7kΩ	10kΩ	5Ω	63.9kΩ	63.9kΩ
测试说明	常温下，使用六位半万用表，黑表笔接地，红表笔接待测引脚，进行测试

由上面的数据可得，模块损坏可能是由收发器异常引起的。

第三步是更换收发器芯片，更换收发器芯片后不良品可以正常工作，由此可以得出结论是模块内部的收发器芯片损坏，结合客户的使用场景及CAN节点的防护设计及以往的经验，过高的静电和浪涌损坏了CAN芯片。

 

 解决方案

针对CAN、RS-485的总线防护，我们向客户推荐了一款小体积的浪涌抑制器SP00S12，我们的产品SP00S12可用于各种信号传输系统，抑制雷击、浪涌、过压等干扰信号，对设备信号端口进行保护。本产品尤为适合CAN、RS-485等通信领域的浪涌防护。该浪涌抑制器搭配致远电子的全隔离CTM或RSM系列的隔离收发器，可提高产品的集成度，减少开发周期。

该浪涌抑制器的推荐应用电路如下：

图1 SP00S12应用电路

传统的防浪涌设计，则需要用到比较多的分立器件，应用电路如下：

图2 传统浪涌保护电路

分立器件方案相较于模块方案，需要引入更多的电子元器件，而且占用更多的PCB空间，器件参数选择不合理也易造成功能、EMC问题，SP00S12的体积仅为12.80×10.20×7.70mm，可以节省大量PCB空间。

这款浪涌抑制器满足IEC/EN 61000-4-5±4KV浪涌等级要求，以共模浪涌测试为例，在 SP00S12浪涌抑制器的A2、B2端施加如图4所示的4KV、1.2/50μs浪涌电压，在输出端A1、B1测试浪涌电压如图 3所示，浪涌电压已被降低至 17V 左右，完全符合IEC/EN 61000-4-5 ±4KV 浪涌等级要求。

图3 输出波形17.1V 

图4 浪涌抑制器输入波形3.94KV

使用致远电子的隔离收发器加浪涌抑制器方案，可以完美替代传统的分立器件搭建的CAN电路，结节省PCB空间，有极高的总线静电浪涌防护能力。