在现代电子系统中,CAN Bus(Controller Area Network Bus,控制器局域网络总线)作为一种常用的通信协议,标准CAN通常指的是CAN 2.0A和CAN 2.0B协议,其最大通讯速率为1Mbps。而高速CAN通常指的是CAN FD(CAN Flexible Data-rate)协议,大家都知道工作环境中可能面临静电放电(ESD EOS)的威胁,因此在CAN BUS电路中工程师们都放置ESD二极管以作静电浪涌防护用,但还会出现IC被静电浪涌打坏,造成不能正常工作,这是什么原因?
一.放置ESD二极管为什么后端还会损坏的原因
上海雷卯EMC小哥根据自己多年ESD 器件选型整改经验分析如下:
1.静电放电浪涌能量过大:如果遇到的静电放电能量超出了防静电二极管的承受能力,仍可能有部分能量传导到器件上,导致器件烧毁。所以各个ESD器件的抗浪涌能力不相同,尽可能复现浪涌水平,并评估选择合适器件。
2. 钳位电压VC 过高 ,超过了后端IC 的承受电压范围,因此导致损坏,这种情况非常普遍。
3. 布线或接地问题:CAN 总线的布线不合理,例如线路过长、走线过于靠近干扰源,或者接地不良,都可能导致静电无法及时有效地通过二极管泄放,从而对器件造成损害。
以上三种情况比较常见。因此,选择合适的静电保护器件至关重要,正确选择 CAN Bus 静电保护器件不仅能够保障系统的稳定运行,还能有效延长设备的使用寿命,降低维护成本。
二.如何选择更好的CAN BUS静电保护器件
第一、CAN Bus 工作的电气特性需深入了解。CAN Bus 通常在特定的电压范围内工作,比如常用的24V,因此所选的静电保护器件必须能够在这个电压范围内正常运行。这要求我们对 CAN Bus 标准的工作电压、信号幅度、传输速率等参数有清晰的认识。
第二、静电防护等级是选择静电保护器件的关键指标。确保所选器件能够提供足够高的静电放电(ESD)防护能力,以应对可能出现的静电冲击。常见的防护等级标准如 IEC 61000-4-2 等。一般来说,防护等级越高,器件对静电的抵御能力就越强。
第三、电容值也是一个不容忽视的因素。由于 CAN Bus 对信号完整性要求较高,静电保护器件的电容值如果过大,可能会导致信号失真、延迟增加等问题,从而影响通信质量。因此,应优先选择电容值较低的保护器件,以最大限度地减少对 CAN Bus 信号传输的影响。
第四、工作电压和钳位电压也是重要的考量参数。静电保护器件的工作电压应大于等于 CAN Bus 正常工作时的电压24V,以确保在正常工作条件下器件不会误触发。同时,钳位电压应足够低,以便在静电放电发生时能够迅速将过高的电压限制在安全范围内,从而保护后端的电路元件。
了解到上面这几个关键点后,在选择CAN BUS 防静电ESD二极管时我们就会做出正确的选择。
三.常见几种CAN BUS静电二极管参数比较
以下是CAN BUS 总线ESD保护电路及常见的知名品牌CAN BUS 静电二极管几种型号参数列表
我们对这个表来进行详细观察,发现有几点不同:IEC 61000-4-2防静电能力,功率,VB,VC IPP, Cj 。
在此特别把上海雷卯的三款低钳位电压(表中VC) CAN BUS 静电二极管放入表中做比较:SMC24XQ,SMC24LVQ,SMC24HQ。
根据前面分析我们知道 要选择静电高的比低的好,上海雷卯的三款SMC24系列都是30KV, 达到静电防护最高级。
防静电能力:上海雷卯的SMC24XQ,SMC24LVQ,SMC24HQ关键是低VC ,三款VC 都在32V-34V 之间,是这些列表里面最低的VC值,这是选择ESD二极管的最重要参数。
钳位电压VC: 上海雷卯SMC24低VC系列三款电流有5A , 10A,13A 可以根据实际电路情况选择,当然电流越大越好,另外推出低箝位电压,VC的产品。
结电容 Cj : 也是表里最低的,5PF,15PF ,不影响信号传输,完全可以保证信号完整性。
下面对其中一款SMC24LVQ测试图做展示。
如果您现在正在为CAN BUS 静电二极管选型或者遇到后端芯片被静电损坏的问题,都可以联系上海雷卯EMC小哥进行选型指导和进一步探讨。
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