CAN总线浪涌静电保护方案及器件选型指南

控制器局域网CAN总线浪涌静电保护方案

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（DOWOSEMI）针对控制器局域网CAN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。

控制器局域网CAN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。

控制器局域网CAN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。