汽车总线CAN BUS的保护设计 

分享 收藏 已有 273 次阅读  2018-05-24 11:40

近年来人们对车身舒适性,安全性及信息娱乐性的智能化高度要求,汽车电子也持续的高速发展着,目前车用电子所占比汽车成本约为40%~60%,各种的车身电子控制系统和车载电子控制装置持续的引入汽车设计架构中,包含各式的传感器模块单元,如温度,轮速,转角和加速度等传感器,搭载着电动辅助转向和电子式驻煞车系统,不断满足我们驾驶员和乘客的舒适乘坐和安全需求。

而在这些为数众多的车用电子系统之间,车用控制器局域网络接口(Bus)由于采用双线串接拓朴架构,可串接或并接任意节点装置,不仅使布线及维护的复杂度大幅降低,并可一并降低线材及布线成本,因此成为首选的车用系统传输接口。

CAN Bus的传输速度可以有不同的选择,目前应用最高需求至1Mbps,且其传输距离最远可达1000M,因此可满足应用于车内不同子系统对不同传输速度和传输距离的要求,因而在开发阶段时的成本,车体重量,规格特性上的诸多考虑下,CAN Bus接口皆能满足以上需求,以致现阶段约有70%的汽车皆已采用CAN Bus昨为其传输界面使用。

而作为频繁和人体接触的汽车环境,静电放电事件(ESD),电气过载事件(EOS),以及电性快速瞬时事件(EFT)会经常出现在汽车运行过程中,这对于行驶中的汽车是一个潜在的威胁,而CAN收发芯片在设计时会考虑一些静电的抗扰,但级别远远达不到系统级测试的要求,故对于CAN通信接口的变得非常重要。


汽车电子设计的EMC测试标准有两种:针对电源供电的传导瞬时测试和针对通信接口的静电、浪涌测试。


静电测试标准一般都有国际电工委员会所制定的IEC61000-4-2和国际标准化组织制定的ISO10605 标准,这两者的测试模型一样,具体就是内部发生器的电容值不一样,而且汽车级产品规定了需满足ISO10605 空气25KV的测试需求。


为了保护CAN收发器不受上面提到的ISO10605 ESD等恶劣瞬态电压的影响,可以在总线线路CANH和CANL上放置一个TVS二极管。这个TVS二极管作为一个钳制电路,将任何出现的高能脉冲引向接地,使其远离收发器。当选择一个二极管时,有一点要注意,要按照设计要求,使二极管的额定值达到预计能量等级。

硕凯电子低电容的TVS二极管可以满足CAN信号速度高达2Mbit/s的速度而不会丢包;

低的钳位电压也确保瞬态浪涌发生时,后端芯片承受较小的浪涌压力;

ESD防护等级可达IEC61000-4-2接触放电和空气间隙放电30kV,而EFT防护等级则可达IEC61000-4-4 4kV,并通过AECQ101车规可靠度验证,保证操作温度从低温-55度C至高温125度C,以确保车体内的严苛的高低温操作环境应用。

硕凯电子汽车电子级DO-218AB封装SM8S系列TVS二极管可用于汽车电源总线中瞬态浪涌过电压保护,可通过ISO7637-2浪涌测试条件和ISO10605静电测试。了解更多的汽车电子CAN Bus防护方案及器件,请直接进入硕凯电子网址咨询在线客服http://www.socay.com/。


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