汽车总线保护：CAN和LIN - 汽车级瞬态电压抑制器，提供专业级保护

　　汽车总线保护

　　目前最流行的通信总线标准是CAN和LIN母线。

　　CAN总线（控制区域网络）是一种汽车总线标准，旨在允许微控制器和设备在车辆内相互通信，而勿须主机。

　　CAN 总线是一种以信息为导向的协议，专门为汽车应用程序设计，但目前同样在其它区域使用，如航空航天、工业自动化和医疗设备。

　　流行的高速CAN总线协议属于ISO11898-2，在严酷环境下，该区别协议适用于高速（1.0Mbps）和中速（125Kbps）的应用程序。

　　ISO11898-2母线由CAN_H 和 CAN_L数据线以及共同接地信号组成。其有12V和24V系统，配备不同的总线电压。

　　表 2 高速 CAN 规范

　　LIN （本地连接网络）总线标准是串行网络协议，用于车辆元件之间的通信。随着车辆中技术和设施实现的增长，引发对廉价串行网络的需求，因为使用CAN母线实现汽车中各元件的通信太昂贵。欧洲汽车制造商开始使用不同串行通信拓扑，导致兼容性问题。

　　新LIN规范首次完全执行版本（LIN版本1.3）于2002年11月出版。2003年9月，引入版本2.0扩张其兼容性，并提供额外的诊断特点。

　　LIN同样可被用在车辆电源线，配备特殊DC-LIN收发器，这在目前汽车世界中很常见。

　　表 3 LIN 母线应用程序

　　CAN 和 LIN母线应用程序之间的差异

　　控制区域网络（CAN）系统处理自动力方向盘到临界驱动列车引擎计算机和传输间通信的所有事务。

　　本地网络连接（LIN）系统处理简单的机电功能，如移动电动座椅和切换巡航控制。

　　汽车世界中，对CAN/LIN 母线的威胁

　　由于CAN/LIN母线是汽车内各类控制和监控功能的双线式通信总线，浪涌进入两条电线中的可能性极大，从而造成CAN/LIN收发器故障。以下是这两个总线的保护方法。

　　CAN 母线保护示意图

　　图 4 CAN 总线保护

　　如图4所示，TPSMB30CA瞬态电压抑制二极管目的是在共模（配备24V系统）中保护两条CAN母线，免受浪涌事件影响。TPSMB24CA是一根600W双向瞬态电压抑制二极管，25.6V反向平衡电压和41.4V最大嵌位电压。保护CAN母线而勿须削弱CAN信号是非常理解的。12V CAN系统中，使用两根TPSMB15CA瞬态电压抑制二极管，而不使用TPSMB24CA。

　　LIN 母线保护示意图

　　图5 LIN 总线保护

　　LIN收发器的信号范围是+24 /–15V，数据率是2.4kbps 至 20kbps。如图5所见，需要双向非对称瞬态电压抑制二极管配置，从而在不同模式中，保护两根电线。

　　TPSMA6L24A/TPSMA6L15A 瞬态电压抑制二极管连接反串行模式中，以便出现浪涌事件时，保护两根电线。TPSMA6L瞬态电压抑制二极管是一个600W器件，安置在小型DO-221AC包装中。相同功率处理能力的可选解决方案应是增加一个TPSMB30CA（双向），以保护LIN总线。