汽車總線CAN BUS的保護設計
發布時間:2019-07-19 責任編輯:wenwei
【導讀】近年來人們對車身舒適性,安全性及信息娛樂性的智能化高度要求,汽車電子也持續的高速發展著,目前車用電子所占比汽車成本約為40%~60%,各種的車身電子控製係統和車載電子控製裝置持續的引入汽車設計架構中,包含各式的傳感器mokuaidanyuan,ruwendu,lunsu,zhuanjiaohejiasududengchuanganqi,dazaizhediandongfuzhuzhuanxianghedianzishizhushachexitong,buduanmanzuwomenjiashiyuanhechengkedeshushichengzuoheanquanxuqiu。
而在這些為數眾多的車用電子係統之間,車用控製器局域網絡接口(CAN Bus)由(you)於(yu)采(cai)用(yong)雙(shuang)線(xian)串(chuan)接(jie)拓(tuo)樸(pu)架(jia)構(gou),可(ke)串(chuan)接(jie)或(huo)並(bing)接(jie)任(ren)意(yi)節(jie)點(dian)裝(zhuang)置(zhi),不(bu)僅(jin)使(shi)布(bu)線(xian)及(ji)維(wei)護(hu)的(de)複(fu)雜(za)度(du)大(da)幅(fu)降(jiang)低(di),並(bing)可(ke)一(yi)並(bing)降(jiang)低(di)線(xian)材(cai)及(ji)布(bu)線(xian)成(cheng)本(ben),因(yin)此(ci)成(cheng)為(wei)首(shou)選(xuan)的(de)車(che)用(yong)係(xi)統(tong)傳(chuan)輸(shu)接(jie)口(kou)。

CAN Bus傳輸接口所采用的雙線差動(Two wire differential)傳(chuan)輸(shu)技(ji)術(shu),若(ruo)某(mou)條(tiao)差(cha)動(dong)訊(xun)號(hao)線(xian)因(yin)為(wei)斷(duan)線(xian)或(huo)接(jie)地(di)故(gu)障(zhang)而(er)無(wu)法(fa)傳(chuan)輸(shu)訊(xun)號(hao),仍(reng)然(ran)能(neng)轉(zhuan)換(huan)為(wei)單(dan)線(xian)訊(xun)號(hao)傳(chuan)輸(shu)模(mo)式(shi),因(yin)此(ci)可(ke)大(da)大(da)減(jian)低(di)車(che)內(nei)係(xi)統(tong)通(tong)訊(xun)溝(gou)通(tong)不(bu)良(liang)的(de)機(ji)率(lv),不(bu)僅(jin)提(ti)升(sheng)了(le)車(che)身(shen)功(gong)能(neng)的(de)穩(wen)定(ding)度(du),其(qi)差(cha)動(dong)雙(shuang)絞(jiao)線(xian)的(de)連(lian)接(jie)方(fang)式(shi)也(ye)具(ju)有(you)抗(kang)共(gong)模(mo)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)。此(ci)外(wai)CAN Bus是shi以yi多duo主zhu機ji的de架jia構gou型xing態tai傳chuan送song接jie收shou訊xun號hao,每mei個ge主zhu機ji均jun能neng主zhu動dong發fa出chu通tong訊xun指zhi向xiang特te定ding節jie點dian,因yin此ci能neng夠gou保bao持chi在zai線xian最zui大da空kong間jian狀zhuang態tai來lai應ying付fu巨ju大da數shu據ju量liang的de傳chuan送song接jie收shou,不bu僅jin豐feng富fu了le車che身shen功gong能neng,若ruo有you任ren一yi主zhu機ji節jie點dian故gu障zhang時shi亦yi不bu受shou影ying響xiang,可ke確que保bao駕jia駛shi人ren的de行xing車che體ti驗yan,減jian少shao故gu障zhang維wei修xiu的de風feng險xian。
CAN Bus的傳輸速度可以有不同的選擇,目前應用最高需求至1Mbps,且其傳輸距離最遠可達1000M,因yin此ci可ke滿man足zu應ying用yong於yu車che內nei不bu同tong子zi係xi統tong對dui不bu同tong傳chuan輸shu速su度du和he傳chuan輸shu距ju離li的de要yao求qiu,因yin而er在zai開kai發fa階jie段duan時shi的de成cheng本ben,車che體ti重zhong量liang,規gui格ge特te性xing上shang的de諸zhu多duo考kao慮lv下xia,CAN Bus接口皆能滿足以上需求,以致現階段約有70%的汽車皆已采用CAN Bus昨為其傳輸界麵使用。
而作為頻繁和人體接觸的汽車環境,靜電放電事件(ESD),電氣過載事件(EOS),以及電性快速瞬時事件(EFT)會經常出現在汽車運行過程中,這對於行駛中的汽車是一個潛在的威脅,而CAN收發芯片在設計時會考慮一些靜電的抗擾,但級別遠遠達不到係統級測試的要求,故對於CAN通信接口的保護設計變得非常重要。
目前汽車電子涉及EMC測試的標準主要分為2類:
1:針對電源供電的傳導瞬時測試
2:針對通信接口的靜電、浪湧測試
針對電源測試包含有Pulse 1(a)仿真電感性負載因電源切斷產生的瞬時事件,Pulse 2(a)模擬束線的電感性負載因為電流突斷產生的瞬時,Pulse 2(b)模擬鼓風機或雨刷馬達因運轉的電源移除所產生的瞬時,Pulse 3(a)(b)則是模擬因為切換過程產生的瞬時波,pulse 5 電池掉電的拋負載瞬時波。
本文主要介紹的是CAN接口的靜電、浪湧測試。
靜電測試標準一般都有國際電工委員會所製定的IEC61000-4-2和國際標準化組織製定的ISO10605 標準,這兩者的測試模型一樣,具體就是內部發生器的電容值不一樣,而且汽車級產品規定了需滿足ISO10605 空氣25KV的測試需求。


如圖所示,列舉了2個標準中各個測試級別的能量示意,所以汽車產品測試的25KV靜電放電能力比IEC規定的15KV測試嚴格很多。
為了保護CAN收發器不受上麵提到的ISO10605 ESD等惡劣瞬態電壓的影響,可以在總線線路CANH和CANL上放置一個TVS二極管。這個TVS二(er)極(ji)管(guan)作(zuo)為(wei)一(yi)個(ge)鉗(qian)製(zhi)電(dian)路(lu),將(jiang)任(ren)何(he)出(chu)現(xian)的(de)高(gao)能(neng)脈(mai)衝(chong)引(yin)向(xiang)接(jie)地(di),使(shi)其(qi)遠(yuan)離(li)收(shou)發(fa)器(qi)。當(dang)選(xuan)擇(ze)一(yi)個(ge)二(er)極(ji)管(guan)時(shi),有(you)一(yi)點(dian)要(yao)注(zhu)意(yi),要(yao)按(an)照(zhao)設(she)計(ji)要(yao)求(qiu),使(shi)二(er)極(ji)管(guan)的(de)額(e)定(ding)值(zhi)達(da)到(dao)預(yu)計(ji)能(neng)量(liang)等(deng)級(ji)。

雷卯SMC24為SOT23封裝的雙向24V保護組件。
低電容的產品可以滿足CAN信號速度高達2Mbit/s的速度而不會丟包;
低的鉗位電壓也確保瞬態浪湧發生時,後端芯片承受較小的浪湧壓力;
ESD防護等級可達IEC61000-4-2接觸放電和空氣間隙放電30kV,而EFT防護等級則可達IEC61000-4-4 4kV,並通過AECQ101車規可靠度驗證,保證操作溫度從低溫-55度C至高溫125度C,以確保車體內的嚴苛的高低溫操作環境應用。
ESD器件的布置建議
a) 將設備盡可能靠近輸入端或連接器。
b) 最小化設備與受保護線路之間的路徑長度。
c) 將並行信號路徑保持在最低限度。
d) 避免運行受保護的導體與未受保護的導體並聯。
e) 最小化所有印刷電路板(PCB)的導電回路,包括電源和接地回路。
f) 最小化對地的瞬態返回路徑長度。
g) 避免使用共享的瞬態返回路徑到公共接地點。
h) 盡可能使用地平麵,多層印刷電路板,使用地麵通孔。
推薦閱讀:
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 芯科科技Tech Talks與藍牙亞洲大會聯動,線上線下賦能物聯網創新
- 冬季續航縮水怎麼辦?揭秘熱管理係統背後的芯片力量
- 從HDMI 2.1到UFS 5.0:SmartDV以領先IP矩陣夯實邊緣計算基石
- 小空間也能實現低噪供電!精密測量雙極性電源選型指南,覆蓋小功率到大電流全場景
- 直擊藍牙亞洲大會 2026:Nordic 九大核心場景演繹“萬物互聯”新體驗
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
風力渦輪機
風能
風扇
風速風向儀
風揚高科
輔助駕駛係統
輔助設備
負荷開關
複用器
伽利略定位
幹電池
幹簧繼電器
感應開關
高頻電感
高通
高通濾波器
隔離變壓器
隔離開關
個人保健
工業電子
工業控製
工業連接器
工字型電感
功率表
功率電感
功率電阻
功率放大器
功率管
功率繼電器
功率器件





