【技術分享】CAN總線接口保護電路設計指南

如圖3，為保證良好的保護效果，通信參考地CANG應在組網(wǎng)后單點接地。?當有共模干擾電壓施加在接口1，2腳時，TVS1響應最快，首先導通，芯片總線引腳與CANG之間的電壓被鉗位。R2、R3電阻限制流過TVS1的電流，防止其過功率損壞。GDT響應最慢，最后導通，泄放掉大部分能量，并將殘壓限制在較低水平。

圖3?共模泄放回路示意

? 應用注意事項

1. 保護電路要可靠接地

共模干擾需以大地（或保護地）作為泄放回路，保護電路必須可靠接地，否則共模保護部分沒有返回路徑，保護電路失效，可能造成前級芯片或電路損壞，如圖4。

圖4?未接地共模電流路徑

2.盡可能減小引入的電容?

CAN總線對總線電容要求極高，應盡可能降低保護電路自身的等效電容。按圖1推薦的電路結構進行設計，保護電路的總差分電容可控制在10pF左右，在提供足夠保護的同時，基本避免了對CAN總線通信造成的影響。

設計實例

1. 設計一個滿足IEC61000-4-5?Class4的保護電路

依據(jù)標準，Class4適用于通信互連線在戶外布置的應用場合。

該等級浪涌測試開路電壓4kV，短路電流高達100A。由于CAN線纜為對稱通信線，僅需進行線-地（共模）測試。

氣體放電管：通流量可選擇500A，開啟電壓90V，封裝1206。若空間充足，可選擇通流量更大的器件，以達到更好的保護效果。

限流電阻：電阻不宜過大，否則會導致信號幅值過低。一般選擇10歐以內，如4.7歐。若TVS管導通電壓為12V，則流過電阻峰值電流約為（90-12）/4.7=16.5A。應選擇可通過峰值電流16.5A的大電流電阻，如繞組電阻、PTC等，切勿選擇普通的金屬膜、碳膜電阻！

TVS管：導通電壓應高于信號幅值，并低于引腳最大直流耐壓，如12V。峰值電流則應大于2*16.5=33A，如P6KE12CA。

二極管：反向耐壓大于TVS最大導通電壓，峰值電流大于16.5A，如1N4007。

產(chǎn)品推薦

致遠電子提供了完整的CAN接口產(chǎn)品方案，可為客戶免除CAN接口及保護電路的設計煩惱。SM1500隔離CAN收芯片配合SP00S12浪涌保護模塊，可輕松滿足IEC61000-4-5測試要求，為客戶提供一個緊湊且高可靠的CAN總線接口。

圖5?SM1500與SP00S12典型連接

本文給出的保護電路，僅作為參考設計。實際的總線應用復雜，外圍保護電路也需要根據(jù)總線節(jié)點數(shù)、總線長度等因素進行實際調整，才能達到滿意的保護效果。