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如何提升CAN總線浪涌防護,?

2018-05-14

  CAN總線雖然有較強的抗干擾能力,,但在實際應用中依舊會受到靜電以及浪涌的干擾,在CAN總線組網中我們應該如何提升總線的浪涌防護能力呢,?其實并不難,,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

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  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,。對于浪涌防護,介紹以下三種器件,。

  1. TVS

   

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  圖1  雙向TVS管特性圖

  反向截至電壓VRWM:TVS不導通的最高電壓,;

  鉗位電壓VC:二極管導通通過一定電流時兩端的電壓,隨電流增大而增大,;

  反向電流IR:VRWM電壓下的反向漏電流,;

  擊穿電壓VBR:TVS管通過規(guī)定測試電流IT(通常為1mA)時的電壓,,表示TVS管導通的標志電壓;

  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??;

  CJ:TVS管的結電容比ESD器件大很多,單向的比雙向的大,,結電容會影響TVS管的響應時間,,用于通訊總線時會限制總線帶寬。

  選型考慮參數:VC,、IPP ,、CJ

  2.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,導致放電管擊穿的電壓值,,這是放電管的標稱電壓值,該參數分散性較大,;

  脈沖擊穿電壓VSI:在放電管上施加1kV/μs上升斜率的電壓時,,導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中通常會給出兩種電流波的測試參數。8/20μs波和10/1000μs波,,兩者的主要區(qū)別是持續(xù)時間及峰值電流,,8/20μs峰值電流為kA級別,10/1000μs峰值電流為A級別,。持續(xù)時間分別如圖 2,、圖 3所示。

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  圖2  8/20μs電流波

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  圖3  10/1000μs電流波

  3.PTC電阻

  在浪涌防護電路中PTC電阻起到限流分壓作用,,既防止TVS管過流損壞,,也抬升電壓以使氣體放電管導通。PTC特性如下圖 4所示,。

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  圖4  PTC電阻特性

  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;

  保持電流Ihold:使PTC阻值穩(wěn)定在工作點阻值時的電流,;

  觸發(fā)電流Itrip:能夠使電阻阻值呈現階躍增加的最小電流,;

  額定零功率電阻Rn:PTC在常溫下的初始電阻;

  開關溫度TC:阻值呈現階躍增加的溫度,,此時阻值為最小阻值的2倍,;

  選型考慮:Rn,、Itrip、Ihold,。

  4.抗浪涌一體化方案

  在使用器件自主搭建時,,不僅要考慮板內器件布局,還需要合理的選取器件的耐壓值,,稍微有些設計不當,,就可能達不到預估標準;在生產階段還可能受人工所干預,,影響一致性,,這可謂費時傷神啊。致遠電子推出了整體的抗浪涌一體化方案,。

  lCTM系列+總線保護器

  總線保護器將浪涌防護器件全部集于一體,,可用于各種信號傳輸系統,抑制雷擊,、浪涌,、過壓等 有害信號,對設備信號端口進行保護,。本產品尤為適合 CAN,、RS-485 等通信領域的浪涌防護。搭配ZLG致遠電子的CTM系列隔離模塊,,可全面提升總線的浪涌防護能力,,推薦外圍應用圖如下圖5所示。

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  圖5  浪涌推薦外圍電路圖

  l高防護等級隔離模塊

  CTM1051(A)HP系列是致遠電子最新推出的高防護等級隔離CAN收發(fā)器,,符合國際ISO11898-2標準,,靜電防護等級可達接觸±8kV,空氣放電±15kV,,浪涌防護可達±4kV隔離CAN解決方案,,具體如下圖6所示,能夠適用于各種惡劣的工業(yè)現場環(huán)境,。應用簡便,,即插即用,應用原理圖如下圖7所示,。

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  圖6  CTM1051(A)HP的EMC性能

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  圖7  應用原理圖


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