控制器局域網總線Controller Area Network，簡稱CAN總線，是一種用于實時應用的串行通訊協議總線，也是世界上應用最廣泛的現場總線之一。CAN總線的應用范圍廣，在實際應用中，環境相當復雜，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總線收發器芯片靜電（ESD）、浪涌（Surge）防護等級比較低，裸機情況下，CAN接口靜電（ESD）可達6kV，無法滿足常見的浪涌測試要求。工業產品、汽車電子產品對通信接口的EMC等級要求更高，許多應用要求滿足IEC 61000-4-2靜電放電4級，IEC 61000-4-5 浪涌抗擾4級等要求。

為了滿足這些高等級EMC要求，有必要添加額外的外圍保護電路。接下來，高品質電路保護器件廠家及電路保護解決方案服務商東沃電子針對CAN控制器局域網總線浪涌靜電問題進行全方位防護電路圖設計及電路保護器件選型。

CAN控制器局域網總線浪涌靜電保護常規方案

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

當有雷擊浪涌產生時，陶瓷氣體放電管瞬間達到低阻狀態，為瞬時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。中間選用自恢復保險絲DW-MSM014作過流保護。二級防護中選用兩顆雙向TVS二極管SMBJ12CA做浪涌過壓保護，響應速度Ps秒級、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二極管結電容較大，所以本方案適合在低速CAN總線上使用，浪涌保護等級：1.2/50us 4KV、10/700us 6KV、8/20us 3KA。

CAN控制器局域網總線浪涌靜電保護汽車方案

CAN總線分為高速CAN和低速CAN，兩者主要區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，不同系統對CAN總線的要求不同。發動機控制系統，要求CAN總線傳輸速率快；舒適系統，由于被控對象分散，傳輸電纜容易被損壞，但對CAN總線傳輸速率并沒有非常高的要求。

不同速率CAN總線的應用領域：

1）高速CAN（CAN-C）：發動機控制、自動變速箱控制、行駛穩定系統、組合儀表。

2）低速CAN（CAN-B）：空調控制、座椅調節、車窗升降、天窗控制、車鏡控制、車燈控制、導航系統控制。

從方案圖可知，一級防護選用三端陶瓷氣體放電管（GDT）3R90A-TP1置于前端，中間選用自恢復保險絲DW-MSM014作過流保護。二級防護中東沃電子技術推薦選用HDW24M2T-B，汽車CAN總線專用ESD靜電保護二極管。HDW24M2T-B工作電壓24V、擊穿電壓26.7V、鉗位電壓50V、結電容25pF、SOT-23封裝，滿足AEC-Q 101車規認證，符合IEC 61000-4-2 (ESD) ±30kV（空氣）、±30kV（接觸）標準。本方案適合在高速CAN總線上使用，浪涌保護等級：1.2/50us 4KV、10/700us 6KV、8/20us 2KA。

以上是CAN總線浪涌靜電保護典型方案。



審核編輯：劉清