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如何提升CAN總線浪涌防護(hù)?

發(fā)布時(shí)間:2018-05-16 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】CAN總線雖然有較強(qiáng)的抗干擾能力,但在實(shí)際應(yīng)用中依舊會(huì)受到靜電以及浪涌的干擾,在CAN總線組網(wǎng)中我們應(yīng)該如何提升總線的浪涌防護(hù)能力呢?其實(shí)并不難,這幾種器件讓你無憂。
 
先了解幾種典型的瞬態(tài)騷擾。
 
表1 幾種瞬態(tài)騷擾的比較
如何提升CAN總線浪涌防護(hù)?
 
從表中可知,浪涌的能量最高,過電流最大,因此危害性也是最大。對(duì)于浪涌防護(hù),介紹以下三種器件。
 
一、TVS
 
如何提升CAN總線浪涌防護(hù)?21
圖1 雙向TVS管特性圖
 
1.反向截至電壓VRWM:TVS不導(dǎo)通的最高電壓;
2.鉗位電壓VC:二極管導(dǎo)通通過一定電流時(shí)兩端的電壓,隨電流增大而增大;
3.反向電流IR:VRWM電壓下的反向漏電流;
4.擊穿電壓VBR:TVS管通過規(guī)定測試電流IT(通常為1mA)時(shí)的電壓,表示TVS管導(dǎo)通的標(biāo)志電壓;
5.峰值電流IPP:TVS管允許通過的10/1000μs或8/20μs波的最大峰值電流。超過這個(gè)電流可能造成永久性損壞。由于功率限制,擊穿電壓高的管子允許通過的峰值電流越小;
6.CJ:TVS管的結(jié)電容比ESD器件大很多,單向的比雙向的大,結(jié)電容會(huì)影響TVS管的響應(yīng)時(shí)間,用于通訊總線時(shí)會(huì)限制總線帶寬。
 
選型考慮參數(shù):VC、IPP、CJ
 
二、氣體放電管
 
直流擊穿電壓VDC:在放電管上施加100V/s上升斜率的電壓時(shí),導(dǎo)致放電管擊穿的電壓值,這是放電管的標(biāo)稱電壓值,該參數(shù)分散性較大;
脈沖擊穿電壓VSI:在放電管上施加1kV/μs上升斜率的電壓時(shí),導(dǎo)致放電管擊穿的電壓值。沖擊放電電流ID:分為8/20μs波和10/1000μs波沖擊放電電流兩種。
選型考慮:VDC、ID。
 
TVS管及氣體放電管等器件手冊(cè)中通常會(huì)給出兩種電流波的測試參數(shù)。8/20μs波和10/1000μs波,兩者的主要區(qū)別是持續(xù)時(shí)間及峰值電流,8/20μs峰值電流為kA級(jí)別,10/1000μs峰值電流為A級(jí)別。持續(xù)時(shí)間分別如圖2、圖3所示。
 
如何提升CAN總線浪涌防護(hù)?
圖2 8/20μs電流波
 
如何提升CAN總線浪涌防護(hù)?
圖3 10/1000μs電流波
 
三、PTC電阻
 
如何提升CAN總線浪涌防護(hù)?
 
如何提升CAN總線浪涌防護(hù)?
圖4 PTC電阻特性
 
1.最大工作電壓VMAX:最高允許溫度下,PTC電阻能夠持續(xù)承受的最大電壓;
2.保持電流Ihold:使PTC阻值穩(wěn)定在工作點(diǎn)阻值時(shí)的電流;
3.觸發(fā)電流Itrip:能夠使電阻阻值呈現(xiàn)階躍增加的最小電流;
4.額定零功率電阻Rn:PTC在常溫下的初始電阻;
5.開關(guān)溫度TC:阻值呈現(xiàn)階躍增加的溫度,此時(shí)阻值為最小阻值的2倍。
 
選型考慮:Rn、Itrip、Ihold。
 
四、抗浪涌一體化方案
 
如何提升CAN總線浪涌防護(hù)?
 
如何提升CAN總線浪涌防護(hù)?
圖5 浪涌測試電路
 
如何提升CAN總線浪涌防護(hù)?
 
如何提升CAN總線浪涌防護(hù)?
圖6 CTM1051(A)HP的EMC性能
 
如何提升CAN總線浪涌防護(hù)?
圖7 應(yīng)用原理圖
 
來源:ZLG致遠(yuǎn)電子
 
 
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