什么是CAN總線

CAN總線是一種廣泛用于汽車、工業自動化和其他領域的串行通信協議。它允許多個設備共享通信線路，傳輸數據以及控制信號。CAN總線有兩個不同的版本：CAN 2.0A和CAN 2.0B。CAN 2.0A支持11位標準標識符，而CAN 2.0B支持29位擴展標識符。CAN總線拓撲結構分為總線型、星型和混合型。總線型結構最為普遍，它連接了所有的節點設備，并且總線的兩端需要有終端電阻。

為什么需要浪涌保護

CAN總線系統容易受到電磁干擾和電氣干擾的影響，這可能會導致傳輸錯誤和硬件故障。浪涌保護可以在CAN總線電路中引入保護電路，以防止這些干擾。CAN總線上的浪涌保護電路可以通過吸收、反射、抑制等方式來保護CAN總線。

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、浪涌測試

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。

CAN總線浪涌保護設計的重要性

CAN總線的故障可能會導致嚴重的后果，包括機器損壞、安全事故和數據丟失。因此，良好的浪涌保護設計對于確保系統的可靠性和穩定性至關重要。同時，考慮到CAN總線的運行環境，浪涌保護設計還需要具備抗干擾、耐高溫、耐震動和高可靠性等特性。

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，這對于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，但級別遠遠達不到系統級測試的要求，故對于CAN通信接口的保護設計變得非常重要。

CAN總線浪涌保護設計的方法

CAN總線浪涌保護的方法包括使用電阻、電容、TVS二極管和瞬態電壓抑制器等元器件。其中，TVS二極管是一種常用的保護元件，它具有快速響應、低漏電流和高能量吸收等優點。在實際應用中，還需要根據具體的應用場景和需求選擇合適的浪涌保護方法和元器件。

CAN總線浪涌保護電路的實現

CAN總線浪涌保護電路可以采用分立元件電路和集成電路兩種方式實現。其中，分立元件電路由多個獨立的元器件組成，具有可定制性強、維護和升級方便等優點；而集成電路則將多個元器件集成在一個芯片中，具有體積小、功耗低、成本低等優點。在實際應用中，需要根據具體的應用場景和需求選擇合適的電路實現方式。

CAN總線浪涌保護設計的實例

本文將介紹一些常見的CAN總線浪涌保護電路示例，以幫助讀者更好地理解。例如，針對CAN總線系統中的電氣干擾問題，可以采用電容濾波電路、RC濾波電路等方式進行浪涌保護；而對于電磁干擾問題，則可以采用TVS二極管、瞬態電壓抑制器等元器件進行浪涌保護。

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) 將并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并聯。

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) 盡可能使用地平面，多層印刷電路板，使用地面通孔。

總結

本文總結了CAN總線浪涌保護的重要性、設計方法和實現方式。希望本文能夠幫助讀者更好地理解CAN總線浪涌保護，并在實際應用中提高系統的可靠性和穩定性。同時，需要注意的是，在進行CAN總線浪涌保護設計時，需要充分考慮系統的運行環境和應用場景，并采用合適的浪涌保護方法和元器件。

審核編輯：劉清