Canbus芯片靜電浪涌擊穿整改方案

在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中，CAN Bus(Controller Area Network Bus，控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn))作為一種常用的通信協(xié)議，標(biāo)準(zhǔn)CAN通常指的是CAN 2.0A和CAN 2.0B協(xié)議，其最大通訊速率為1Mbps。而高速CAN通常指的是CAN FD(CAN Flexible Data-rate)協(xié)議，大家都知道工作環(huán)境中可能面臨靜電放電(ESD EOS)的威脅，因此在CAN BUS電路中工程師們都放置ESD二極管以作靜電浪涌防護(hù)用，但還會(huì)出現(xiàn)IC被靜電浪涌打壞，造成不能正常工作，這是什么原因?

一.放置ESD二極管為什么后端還會(huì)損壞的原因

上海雷卯EMC小哥根據(jù)自己多年ESD 器件選型整改經(jīng)驗(yàn)分析如下：

1.靜電放電浪涌能量過(guò)大：如果遇到的靜電放電能量超出了防靜電二極管的承受能力，仍可能有部分能量傳導(dǎo)到器件上，導(dǎo)致器件燒毀。所以各個(gè)ESD器件的抗浪涌能力不相同，盡可能復(fù)現(xiàn)浪涌水平，并評(píng)估選擇合適器件。

2. 鉗位電壓VC 過(guò)高 ，超過(guò)了后端IC 的承受電壓范圍，因此導(dǎo)致?lián)p壞，這種情況非常普遍。

3. 布線(xiàn)或接地問(wèn)題：CAN 總線(xiàn)的布線(xiàn)不合理，例如線(xiàn)路過(guò)長(zhǎng)、走線(xiàn)過(guò)于靠近干擾源，或者接地不良，都可能導(dǎo)致靜電無(wú)法及時(shí)有效地通過(guò)二極管泄放，從而對(duì)器件造成損害。

以上三種情況比較常見(jiàn)。因此，選擇合適的靜電保護(hù)器件至關(guān)重要，正確選擇 CAN Bus 靜電保護(hù)器件不僅能夠保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，還能有效延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，降低維護(hù)成本。

二.如何選擇更好的CAN BUS靜電保護(hù)器件

第一、CAN Bus 工作的電氣特性需深入了解。CAN Bus 通常在特定的電壓范圍內(nèi)工作，比如常用的24V，因此所選的靜電保護(hù)器件必須能夠在這個(gè)電壓范圍內(nèi)正常運(yùn)行。這要求我們對(duì) CAN Bus 標(biāo)準(zhǔn)的工作電壓、信號(hào)幅度、傳輸速率等參數(shù)有清晰的認(rèn)識(shí)。

第二、靜電防護(hù)等級(jí)是選擇靜電保護(hù)器件的關(guān)鍵指標(biāo)。確保所選器件能夠提供足夠高的靜電放電(ESD)防護(hù)能力，以應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的靜電沖擊。常見(jiàn)的防護(hù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如 IEC 61000-4-2 等。一般來(lái)說(shuō)，防護(hù)等級(jí)越高，器件對(duì)靜電的抵御能力就越強(qiáng)。

第三、電容值也是一個(gè)不容忽視的因素。由于 CAN Bus 對(duì)信號(hào)完整性要求較高，靜電保護(hù)器件的電容值如果過(guò)大，可能會(huì)導(dǎo)致信號(hào)失真、延遲增加等問(wèn)題，從而影響通信質(zhì)量。因此，應(yīng)優(yōu)先選擇電容值較低的保護(hù)器件，以最大限度地減少對(duì) CAN Bus 信號(hào)傳輸?shù)挠绊憽?/span>

第四、工作電壓和鉗位電壓也是重要的考量參數(shù)。靜電保護(hù)器件的工作電壓應(yīng)大于等于 CAN Bus 正常工作時(shí)的電壓24V，以確保在正常工作條件下器件不會(huì)誤觸發(fā)。同時(shí)，鉗位電壓應(yīng)足夠低，以便在靜電放電發(fā)生時(shí)能夠迅速將過(guò)高的電壓限制在安全范圍內(nèi)，從而保護(hù)后端的電路元件。

了解到上面這幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)后，在選擇CAN BUS 防靜電ESD二極管時(shí)我們就會(huì)做出正確的選擇。

三.常見(jiàn)幾種CAN BUS靜電二極管參數(shù)比較

以下是CAN BUS 總線(xiàn)ESD保護(hù)電路及常見(jiàn)的知名品牌CAN BUS 靜電二極管幾種型號(hào)參數(shù)列表

我們對(duì)這個(gè)表來(lái)進(jìn)行詳細(xì)觀(guān)察，發(fā)現(xiàn)有幾點(diǎn)不同：IEC 61000-4-2防靜電能力，功率，VB,VC IPP, Cj 。

在此特別把上海雷卯的三款低鉗位電壓(表中VC) CAN BUS 靜電二極管放入表中做比較：SMC24XQ，SMC24LVQ，SMC24HQ。

根據(jù)前面分析我們知道 要選擇靜電高的比低的好，上海雷卯的三款SMC24系列都是30KV, 達(dá)到靜電防護(hù)最高級(jí)。

防靜電能力：上海雷卯的SMC24XQ，SMC24LVQ，SMC24HQ關(guān)鍵是低VC ，三款VC 都在32V-34V 之間,是這些列表里面最低的VC值，這是選擇ESD二極管的最重要參數(shù)。

鉗位電壓VC: 上海雷卯SMC24低VC系列三款電流有5A , 10A,13A 可以根據(jù)實(shí)際電路情況選擇，當(dāng)然電流越大越好，另外推出低箝位電壓，VC的產(chǎn)品。

結(jié)電容 Cj : 也是表里最低的，5PF,15PF ,不影響信號(hào)傳輸，完全可以保證信號(hào)完整性。

下面對(duì)其中一款SMC24LVQ測(cè)試圖做展示。

如果您現(xiàn)在正在為CAN BUS 靜電二極管選型或者遇到后端芯片被靜電損壞的問(wèn)題，都可以聯(lián)系上海雷卯EMC小哥進(jìn)行選型指導(dǎo)和進(jìn)一步探討。