【技術(shù)分享】CAN總線接口保護(hù)電路設(shè)計(jì)指南

如圖3，為保證良好的保護(hù)效果，通信參考地CANG應(yīng)在組網(wǎng)后單點(diǎn)接地。?當(dāng)有共模干擾電壓施加在接口1，2腳時(shí)，TVS1響應(yīng)最快，首先導(dǎo)通，芯片總線引腳與CANG之間的電壓被鉗位。R2、R3電阻限制流過TVS1的電流，防止其過功率損壞。GDT響應(yīng)最慢，最后導(dǎo)通，泄放掉大部分能量，并將殘壓限制在較低水平。

圖3?共模泄放回路示意

? 應(yīng)用注意事項(xiàng)

1. 保護(hù)電路要可靠接地

共模干擾需以大地（或保護(hù)地）作為泄放回路，保護(hù)電路必須可靠接地，否則共模保護(hù)部分沒有返回路徑，保護(hù)電路失效，可能造成前級芯片或電路損壞，如圖4。

圖4?未接地共模電流路徑

2.盡可能減小引入的電容?

CAN總線對總線電容要求極高，應(yīng)盡可能降低保護(hù)電路自身的等效電容。按圖1推薦的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，保護(hù)電路的總差分電容可控制在10pF左右，在提供足夠保護(hù)的同時(shí)，基本避免了對CAN總線通信造成的影響。

設(shè)計(jì)實(shí)例

1. 設(shè)計(jì)一個(gè)滿足IEC61000-4-5?Class4的保護(hù)電路

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，Class4適用于通信互連線在戶外布置的應(yīng)用場合。

該等級浪涌測試開路電壓4kV，短路電流高達(dá)100A。由于CAN線纜為對稱通信線，僅需進(jìn)行線-地（共模）測試。

氣體放電管：通流量可選擇500A，開啟電壓90V，封裝1206。若空間充足，可選擇通流量更大的器件，以達(dá)到更好的保護(hù)效果。

限流電阻：電阻不宜過大，否則會(huì)導(dǎo)致信號幅值過低。一般選擇10歐以內(nèi)，如4.7歐。若TVS管導(dǎo)通電壓為12V，則流過電阻峰值電流約為（90-12）/4.7=16.5A。應(yīng)選擇可通過峰值電流16.5A的大電流電阻，如繞組電阻、PTC等，切勿選擇普通的金屬膜、碳膜電阻！

TVS管：導(dǎo)通電壓應(yīng)高于信號幅值，并低于引腳最大直流耐壓，如12V。峰值電流則應(yīng)大于2*16.5=33A，如P6KE12CA。

二極管：反向耐壓大于TVS最大導(dǎo)通電壓，峰值電流大于16.5A，如1N4007。

產(chǎn)品推薦

致遠(yuǎn)電子提供了完整的CAN接口產(chǎn)品方案，可為客戶免除CAN接口及保護(hù)電路的設(shè)計(jì)煩惱。SM1500隔離CAN收芯片配合SP00S12浪涌保護(hù)模塊，可輕松滿足IEC61000-4-5測試要求，為客戶提供一個(gè)緊湊且高可靠的CAN總線接口。

圖5?SM1500與SP00S12典型連接

本文給出的保護(hù)電路，僅作為參考設(shè)計(jì)。實(shí)際的總線應(yīng)用復(fù)雜，外圍保護(hù)電路也需要根據(jù)總線節(jié)點(diǎn)數(shù)、總線長度等因素進(jìn)行實(shí)際調(diào)整，才能達(dá)到滿意的保護(hù)效果。