【導(dǎo)讀】近年來(lái)人們對(duì)車(chē)身舒適性，安全性及信息娛樂(lè)性的智能化高度要求，汽車(chē)電子也持續(xù)的高速發(fā)展著，目前車(chē)用電子所占比汽車(chē)成本約為40%~60%，各種的車(chē)身電子控制系統(tǒng)和車(chē)載電子控制裝置持續(xù)的引入汽車(chē)設(shè)計(jì)架構(gòu)中，包含各式的傳感器模塊單元，如溫度，輪速，轉(zhuǎn)角和加速度等傳感器，搭載著電動(dòng)輔助轉(zhuǎn)向和電子式駐煞車(chē)系統(tǒng)，不斷滿(mǎn)足我們駕駛員和乘客的舒適乘坐和安全需求。
而在這些為數(shù)眾多的車(chē)用電子系統(tǒng)之間，車(chē)用控制器局域網(wǎng)絡(luò)接口(CAN Bus)由于采用雙線(xiàn)串接拓樸架構(gòu)，可串接或并接任意節(jié)點(diǎn)裝置，不僅使布線(xiàn)及維護(hù)的復(fù)雜度大幅降低，并可一并降低線(xiàn)材及布線(xiàn)成本，因此成為首選的車(chē)用系統(tǒng)傳輸接口。
CAN Bus傳輸接口所采用的雙線(xiàn)差動(dòng)(Two wire differential)傳輸技術(shù)，若某條差動(dòng)訊號(hào)線(xiàn)因?yàn)閿嗑€(xiàn)或接地故障而無(wú)法傳輸訊號(hào)，仍然能轉(zhuǎn)換為單線(xiàn)訊號(hào)傳輸模式，因此可大大減低車(chē)內(nèi)系統(tǒng)通訊溝通不良的機(jī)率，不僅提升了車(chē)身功能的穩(wěn)定度，其差動(dòng)雙絞線(xiàn)的連接方式也具有抗共模電磁干擾能力。此外CAN Bus是以多主機(jī)的架構(gòu)型態(tài)傳送接收訊號(hào)，每個(gè)主機(jī)均能主動(dòng)發(fā)出通訊指向特定節(jié)點(diǎn)，因此能夠保持在線(xiàn)最大空間狀態(tài)來(lái)應(yīng)付巨大數(shù)據(jù)量的傳送接收，不僅豐富了車(chē)身功能，若有任一主機(jī)節(jié)點(diǎn)故障時(shí)亦不受影響，可確保駕駛?cè)说男熊?chē)體驗(yàn)，減少故障維修的風(fēng)險(xiǎn)。
CAN Bus的傳輸速度可以有不同的選擇，目前應(yīng)用最高需求至1Mbps，且其傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)1000M，因此可滿(mǎn)足應(yīng)用于車(chē)內(nèi)不同子系統(tǒng)對(duì)不同傳輸速度和傳輸距離的要求，因而在開(kāi)發(fā)階段時(shí)的成本，車(chē)體重量，規(guī)格特性上的諸多考慮下，CAN Bus接口皆能滿(mǎn)足以上需求，以致現(xiàn)階段約有70%的汽車(chē)皆已采用CAN Bus昨?yàn)槠鋫鬏斀缑媸褂谩?/div>
而作為頻繁和人體接觸的汽車(chē)環(huán)境，靜電放電事件(ESD)，電氣過(guò)載事件(EOS)，以及電性快速瞬時(shí)事件(EFT)會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)在汽車(chē)運(yùn)行過(guò)程中，這對(duì)于行駛中的汽車(chē)是一個(gè)潛在的威脅，而CAN收發(fā)芯片在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)考慮一些靜電的抗擾，但級(jí)別遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到系統(tǒng)級(jí)測(cè)試的要求，故對(duì)于CAN通信接口的保護(hù)設(shè)計(jì)變得非常重要。
目前汽車(chē)電子涉及EMC測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)主要分為2類(lèi)：
1：針對(duì)電源供電的傳導(dǎo)瞬時(shí)測(cè)試
2：針對(duì)通信接口的靜電、浪涌測(cè)試
針對(duì)電源測(cè)試包含有Pulse 1(a)仿真電感性負(fù)載因電源切斷產(chǎn)生的瞬時(shí)事件，Pulse 2(a)模擬束線(xiàn)的電感性負(fù)載因?yàn)殡娏魍粩喈a(chǎn)生的瞬時(shí)，Pulse 2(b)模擬鼓風(fēng)機(jī)或雨刷馬達(dá)因運(yùn)轉(zhuǎn)的電源移除所產(chǎn)生的瞬時(shí)，Pulse 3(a)(b)則是模擬因?yàn)榍袚Q過(guò)程產(chǎn)生的瞬時(shí)波，pulse 5 電池掉電的拋負(fù)載瞬時(shí)波。
本文主要介紹的是CAN接口的靜電、浪涌測(cè)試。
靜電測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)一般都有國(guó)際電工委員會(huì)所制定的IEC61000-4-2和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的ISO10605 標(biāo)準(zhǔn)，這兩者的測(cè)試模型一樣，具體就是內(nèi)部發(fā)生器的電容值不一樣，而且汽車(chē)級(jí)產(chǎn)品規(guī)定了需滿(mǎn)足ISO10605 空氣25KV的測(cè)試需求。
如圖所示，列舉了2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中各個(gè)測(cè)試級(jí)別的能量示意，所以汽車(chē)產(chǎn)品測(cè)試的25KV靜電放電能力比IEC規(guī)定的15KV測(cè)試嚴(yán)格很多。
為了保護(hù)CAN收發(fā)器不受上面提到的ISO10605 ESD等惡劣瞬態(tài)電壓的影響，可以在總線(xiàn)線(xiàn)路CANH和CANL上放置一個(gè)TVS二極管。這個(gè)TVS二極管作為一個(gè)鉗制電路，將任何出現(xiàn)的高能脈沖引向接地，使其遠(yuǎn)離收發(fā)器。當(dāng)選擇一個(gè)二極管時(shí)，有一點(diǎn)要注意，要按照設(shè)計(jì)要求，使二極管的額定值達(dá)到預(yù)計(jì)能量等級(jí)。
雷卯SMC24為SOT23封裝的雙向24V保護(hù)組件。
低電容的產(chǎn)品可以滿(mǎn)足CAN信號(hào)速度高達(dá)2Mbit/s的速度而不會(huì)丟包；
低的鉗位電壓也確保瞬態(tài)浪涌發(fā)生時(shí)，后端芯片承受較小的浪涌壓力；
ESD防護(hù)等級(jí)可達(dá)IEC61000-4-2接觸放電和空氣間隙放電30kV，而EFT防護(hù)等級(jí)則可達(dá)IEC61000-4-4 4kV，并通過(guò)AECQ101車(chē)規(guī)可靠度驗(yàn)證，保證操作溫度從低溫-55度C至高溫125度C，以確保車(chē)體內(nèi)的嚴(yán)苛的高低溫操作環(huán)境應(yīng)用。
ESD器件的布置建議
a) 將設(shè)備盡可能靠近輸入端或連接器。
b) 最小化設(shè)備與受保護(hù)線(xiàn)路之間的路徑長(zhǎng)度。
c) 將并行信號(hào)路徑保持在最低限度。
d) 避免運(yùn)行受保護(hù)的導(dǎo)體與未受保護(hù)的導(dǎo)體并聯(lián)。
e) 最小化所有印刷電路板（PCB）的導(dǎo)電回路，包括電源和接地回路。
f) 最小化對(duì)地的瞬態(tài)返回路徑長(zhǎng)度。
g) 避免使用共享的瞬態(tài)返回路徑到公共接地點(diǎn)。
h) 盡可能使用地平面，多層印刷電路板，使用地面通孔。
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