CAN總線在實(shí)際應(yīng)用中，容易受到靜電浪涌的干擾。很多客戶出現(xiàn)CAN節(jié)點(diǎn)無法通信，主要原因是CAN收發(fā)器芯片損壞，靜電浪涌防護(hù)沒做好。本文就針對(duì)這一點(diǎn)進(jìn)行講解。

不良品分析

不久前我們收到一個(gè)客戶送過來的一個(gè)CAN隔離收發(fā)器的不良品，下面我簡(jiǎn)單分析一下該不良品的損壞原因及解決方案。

我們首先用功能測(cè)試板測(cè)試該模塊的各項(xiàng)參數(shù)，測(cè)試的結(jié)果是電壓電流正常，通信功能不正常，測(cè)試結(jié)果如下表：

表1  產(chǎn)品基本功能測(cè)試

由這個(gè)測(cè)試結(jié)果可以推測(cè)可能是收發(fā)器芯片或者隔離芯片損壞。

第二步進(jìn)行引腳對(duì)地阻值測(cè)試，用不良品和同批次的良品進(jìn)行阻值對(duì)比，對(duì)比的結(jié)果如下表：

表2  產(chǎn)品基本功能測(cè)試

由上面的數(shù)據(jù)可得，模塊損壞可能是由收發(fā)器異常引起的。

第三步是更換收發(fā)器芯片，更換收發(fā)器芯片后不良品可以正常工作，由此可以得出結(jié)論是模塊內(nèi)部的收發(fā)器芯片損壞，結(jié)合客戶的使用場(chǎng)景及CAN節(jié)點(diǎn)的防護(hù)設(shè)計(jì)及以往的經(jīng)驗(yàn)，過高的靜電和浪涌損壞了CAN芯片。

解決方案

針對(duì)CAN、RS-485的總線防護(hù)，我們向客戶推薦了一款小體積的浪涌抑制器SP00S12，我們的產(chǎn)品SP00S12可用于各種信號(hào)傳輸系統(tǒng)，抑制雷擊、浪涌、過壓等干擾信號(hào)，對(duì)設(shè)備信號(hào)端口進(jìn)行保護(hù)。本產(chǎn)品尤為適合CAN、RS-485等通信領(lǐng)域的浪涌防護(hù)。該浪涌抑制器搭配致遠(yuǎn)電子的全隔離CTM或RSM系列的隔離收發(fā)器，可提高產(chǎn)品的集成度，減少開發(fā)周期。

該浪涌抑制器的推薦應(yīng)用電路如下：

圖1 SP00S12應(yīng)用電路

傳統(tǒng)的防浪涌設(shè)計(jì)，則需要用到比較多的分立器件，應(yīng)用電路如下：

圖2 傳統(tǒng)浪涌保護(hù)電路

分立器件方案相較于模塊方案，需要引入更多的電子元器件，而且占用更多的PCB空間，器件參數(shù)選擇不合理也易造成功能、EMC問題，SP00S12的體積僅為12.80×10.20×7.70mm，可以節(jié)省大量PCB空間。

這款浪涌抑制器滿足IEC/EN 61000-4-5±4KV浪涌等級(jí)要求，以共模浪涌測(cè)試為例，在 SP00S12浪涌抑制器的A2、B2端施加如圖4所示的4KV、1.2/50μs浪涌電壓，在輸出端A1、B1測(cè)試?yán)擞侩妷喝鐖D 3所示，浪涌電壓已被降低至 17V 左右，完全符合IEC/EN 61000-4-5 ±4KV 浪涌等級(jí)要求。

圖3 輸出波形17.1V 

圖4 浪涌抑制器輸入波形3.94KV

使用致遠(yuǎn)電子的隔離收發(fā)器加浪涌抑制器方案，可以完美替代傳統(tǒng)的分立器件搭建的CAN電路，結(jié)節(jié)省PCB空間，有極高的總線靜電浪涌防護(hù)能力。