如何提升CAN總線浪涌防護(hù)?
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。
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201805/379783.htm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
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。
1. TVS
圖1 雙向TVS管特性圖
反向截至電壓VRWM:TVS不導(dǎo)通的最高電壓;
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;
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(cè)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;
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;
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
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(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(cè)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。
圖2 8/20μs電流波
圖3 10/1000μs電流波
3. PTC電阻
在浪涌防護(hù)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(dǎo)通。PTC特性如下圖 4所示。
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(diǎn)阻值時(shí)的電流;
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;
額定零功率電阻Rn:PTC在常溫下的初始電阻;
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。
4. 抗浪涌一體化方案
在使用器件自主搭建時(shí),不僅要考慮板內(nèi)器件布局,還需要合理的選取器件的耐壓值,稍微有些設(shè)計(jì)不當(dāng),就可能達(dá)不到預(yù)估標(biāo)準(zhǔn);在生產(chǎn)階段還可能受人工所干預(yù),影響一致性,這可謂費(fèi)時(shí)傷神啊。致遠(yuǎn)電子推出了整體的抗浪涌一體化方案。
CTM系列+總線保護(hù)器
總線保護(hù)器將浪涌防護(hù)器件全部集于一體,可用于各種信號(hào)傳輸系統(tǒng),抑制雷擊、浪涌、過壓等 有害信號(hào),對(duì)設(shè)備信號(hào)端口進(jìn)行保護(hù)。本產(chǎn)品尤為適合 CAN、RS-485 等通信領(lǐng)域的浪涌防護(hù)。搭配ZLG致遠(yuǎn)電子的CTM系列隔離模塊,可全面提升總線的浪涌防護(hù)能力,推薦外圍應(yīng)用圖如下圖5所示。
圖5 浪涌推薦外圍電路圖
高防護(hù)等級(jí)隔離模塊
CTM1051(A)HP系列是致遠(yuǎn)電子最新推出的高防護(hù)等級(jí)隔離CAN收發(fā)器,符合國(guó)際ISO11898-2標(biāo)準(zhǔn),靜電防護(hù)等級(jí)可達(dá)接觸±8kV,空氣放電±15kV,浪涌防護(hù)可達(dá)±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(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。應(yīng)用簡(jiǎn)便,即插即用,應(yīng)用原理圖如下圖7所示。
圖6 CTM1051(A)HP的EMC性能
圖7 應(yīng)用原理圖
評(píng)論