保护CAN总线收发器不受静电释放和瞬态电压影响的方法.doc

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1、保护CAN总线收发器不受静电释放和瞬态电压影响的方法　　很多工业网络诸如控制器局域网（CAN）、RS-485、RS-422和Profibus应该能够耐受终端应用中出现的恶劣系统级瞬态电压（来自于触摸操作、电感负载中断、继电器触点颤动和/或闪电电击期间的静电释放［ESD］）。如果没有与设计所要求标准相关的合适工具和知识，在设计中满足这些要求是困难的。在这篇博文中，我将讨论国际电工委员会（IEC）61000-4-2标准，IEC61000-4-2ESD测试设置和有助于保护CAN收发器的瞬态电压抑制器（TVS）

2、二极管电路。　　IEC61000-4-2ESD抗扰度测试是一个系统级测试，它仿真了一个带电操作人员对终端系统的放电过程。IECESD测试的特点不同于上升时间内其它ESD标准所具有的特点，比如电击期间所传送的能量数量，以及测试期间所管理的电击数量等。IECESD涉及两种类型的测试：接触放电和空气放电。接触ESD放电测试是从一个IECESD枪中直接释放一个ESD脉冲到经受测试的器件（DUT）。空气ESD放电测试是对着DUT移动已充电的ESD枪，直到空气被击穿，使得ESD电击能够在ESD枪与DUT之间传导。I

3、ECESD测试包括正极性和负极性，不太可能给出一个及格分数，除非两个极性的耐受程度一样。表1显示的是IEC61000-4-2ESD测试电压和峰值电流电平。　　　　表1：IEC61000-4-2ESD测试电压电平　　这是一个开放式级别。专有设备必须指定这个级别。如果指定了比表中所显示电压高的电压，也许会需要特殊测试设备。　　图1描绘出了IEDESD脉冲的基本形状，以及测试脉冲的定时序列。　　　　图1：IECESD脉冲的电流波形和测试的定时序列　　图2显示的是IEDESD抗扰度符合测试设置。　　　　图2：I

4、ECESD符合性测试设置　　德州仪器（TI）的设置完全符合IECESD技术规格。地面上的金属板直接与接地相连，并且由2个串联的470k?电阻器与顶部金属板分割开来。上部接地层的顶部是一个很薄的绝缘垫，将DUT与平面分割开来。这就防止了在DUT与接地之间形成低阻抗路径，从而使DUT能够吸收ESD电击的全部能量。最后，IECESD生成器和枪在桌子的右上角，这两个器件都直接与接地相连。IECESD枪有一个由150pF电容器和330?电阻器组成的放电网络，这也是标准中所规定的。　　为了保护CAN收发器不受上面提

5、到的IEC61000-4-2ESD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。　　我将TI的TCAN1042和TCAN1051收发器与CDSOT23-SM712双向TVS二极管配对使用，而这个二极管具有针对IECESD应用的额定值，并且按照IECESD技术规格进行了测试。图3显示的是具有TVS二极管的TCAN

6、10xx收发器，而表格2和3显示的是测试结果。　　　　图3：具有TVS保护的TCAN10xx收发器　　表2：TCAN10xxIECESD接触放电和空气放电测试结果　　要进一步了解具有瞬态电压保护功能的TCAN1042andTCAN1051，请查看TIDesignsIEC61000ESD，EFT和浪涌保护CAN参考设计。如果你想要进一步了解本篇博文中所讨论的任何内容，或者你希望我们就哪一个接口主题进行讨论和介绍的话，请在下方留言。　　其它资源　　下载TCAN1042和TCAN1051数据表。　　下载白皮书

7、，“用无阻塞收发器简化CAN总线实现方式”　　查看这些与EMC测试和TCAN1042与TCAN1051CAN收发器系列相关的视频：　　TCAN1042辐射汽车EMC符合性测试。　　TCAN1042和TCAN1051汽车EMC符合性测试传导抗扰度性能。　　TCAN1042EVM电路板详解。