什么是CAN總線

CAN總線是一種廣泛用于汽車、工業(yè)自動化和其他領(lǐng)域的串行通信協(xié)議。它允許多個設(shè)備共享通信線路，傳輸數(shù)據(jù)以及控制信號。CAN總線有兩個不同的版本：CAN 2.0A和CAN 2.0B。CAN 2.0A支持11位標準標識符，而CAN 2.0B支持29位擴展標識符。CAN總線拓撲結(jié)構(gòu)分為總線型、星型和混合型。總線型結(jié)構(gòu)最為普遍，它連接了所有的節(jié)點設(shè)備，并且總線的兩端需要有終端電阻。

為什么需要浪涌保護

CAN總線系統(tǒng)容易受到電磁干擾和電氣干擾的影響，這可能會導(dǎo)致傳輸錯誤和硬件故障。浪涌保護可以在CAN總線電路中引入保護電路，以防止這些干擾。CAN總線上的浪涌保護電路可以通過吸收、反射、抑制等方式來保護CAN總線。

目前汽車電子涉及EMC測試的標準主要分為2類：

1：針對電源供電的傳導(dǎo)瞬時測試

2：針對通信接口的靜電、浪涌測試

針對電源測試包含有Pulse 1(a)仿真電感性負載因電源切斷產(chǎn)生的瞬時事件，Pulse 2(a)模擬束線的電感性負載因為電流突斷產(chǎn)生的瞬時，Pulse 2(b)模擬鼓風(fēng)機或雨刷馬達因運轉(zhuǎn)的電源移除所產(chǎn)生的瞬時，Pulse 3(a)(b)則是模擬因為切換過程產(chǎn)生的瞬時波，pulse 5 電池掉電的拋負載瞬時波。

CAN總線浪涌保護設(shè)計的重要性

CAN總線的故障可能會導(dǎo)致嚴重的后果，包括機器損壞、安全事故和數(shù)據(jù)丟失。因此，良好的浪涌保護設(shè)計對于確保系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性至關(guān)重要。同時，考慮到CAN總線的運行環(huán)境，浪涌保護設(shè)計還需要具備抗干擾、耐高溫、耐震動和高可靠性等特性。

而作為頻繁和人體接觸的汽車環(huán)境，靜電放電事件(ESD)，電氣過載事件(EOS)，以及電性快速瞬時事件(EFT)會經(jīng)常出現(xiàn)在汽車運行過程中，這對于行駛中的汽車是一個潛在的威脅，而CAN收發(fā)芯片在設(shè)計時會考慮一些靜電的抗擾，但級別遠遠達不到系統(tǒng)級測試的要求，故對于CAN通信接口的保護設(shè)計變得非常重要。

CAN總線浪涌保護設(shè)計的方法

CAN總線浪涌保護的方法包括使用電阻、電容、TVS二極管和瞬態(tài)電壓抑制器等元器件。其中，TVS二極管是一種常用的保護元件，它具有快速響應(yīng)、低漏電流和高能量吸收等優(yōu)點。在實際應(yīng)用中，還需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景和需求選擇合適的浪涌保護方法和元器件。

CAN總線浪涌保護電路的實現(xiàn)

CAN總線浪涌保護電路可以采用分立元件電路和集成電路兩種方式實現(xiàn)。其中，分立元件電路由多個獨立的元器件組成，具有可定制性強、維護和升級方便等優(yōu)點；而集成電路則將多個元器件集成在一個芯片中，具有體積小、功耗低、成本低等優(yōu)點。在實際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景和需求選擇合適的電路實現(xiàn)方式。

CAN總線浪涌保護設(shè)計的實例

本文將介紹一些常見的CAN總線浪涌保護電路示例，以幫助讀者更好地理解。例如，針對CAN總線系統(tǒng)中的電氣干擾問題，可以采用電容濾波電路、RC濾波電路等方式進行浪涌保護；而對于電磁干擾問題，則可以采用TVS二極管、瞬態(tài)電壓抑制器等元器件進行浪涌保護。

ESD器件的布置建議

a) 將設(shè)備盡可能靠近輸入端或連接器。

b) 最小化設(shè)備與受保護線路之間的路徑長度。

c) 將并行信號路徑保持在最低限度。

d) 避免運行受保護的導(dǎo)體與未受保護的導(dǎo)體并聯(lián)。

e) 最小化所有印刷電路板（PCB）的導(dǎo)電回路，包括電源和接地回路。

f) 最小化對地的瞬態(tài)返回路徑長度。

g) 避免使用共享的瞬態(tài)返回路徑到公共接地點。

h) 盡可能使用地平面，多層印刷電路板，使用地面通孔。

總結(jié)

本文總結(jié)了CAN總線浪涌保護的重要性、設(shè)計方法和實現(xiàn)方式。希望本文能夠幫助讀者更好地理解CAN總線浪涌保護，并在實際應(yīng)用中提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。同時，需要注意的是，在進行CAN總線浪涌保護設(shè)計時，需要充分考慮系統(tǒng)的運行環(huán)境和應(yīng)用場景，并采用合適的浪涌保護方法和元器件。

審核編輯：劉清