而在這些為數眾多的車用電子系統之間，車用控制器局域網絡接口(CAN Bus)由于采用雙線串接拓樸架構，可串接或并接任意節點裝置，不僅使布線及維護的復雜度大幅降低，并可一并降低線材及布線成本，因此成為首選的車用系統傳輸接口。

 

 

CAN Bus傳輸接口所采用的雙線差動(Two wire differential)傳輸技術，若某條差動訊號線因為斷線或接地故障而無法傳輸訊號，仍然能轉換為單線訊號傳輸模式，因此可大大減低車內系統通訊溝通不良的機率，不僅提升了車身功能的穩定度，其差動雙絞線的連接方式也具有抗共模電磁干擾能力。此外CAN Bus是以多主機的架構型態傳送接收訊號，每個主機均能主動發出通訊指向特定節點，因此能夠保持在線最大空間狀態來應付巨大數據量的傳送接收，不僅豐富了車身功能，若有任一主機節點故障時亦不受影響，可確保駕駛人的行車體驗，減少故障維修的風險。

 

CAN Bus的傳輸速度可以有不同的選擇，目前應用最高需求至1Mbps，且其傳輸距離最遠可達1000M，因此可滿足應用于車內不同子系統對不同傳輸速度和傳輸距離的要求，因而在開發階段時的成本，車體重量，規格特性上的諸多考慮下，CAN Bus接口皆能滿足以上需求，以致現階段約有70%的汽車皆已采用CAN Bus昨為其傳輸界面使用。

 

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。

 

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。

 

本文主要介紹的是CAN接口的靜電、浪涌測試。

 

靜電測試標準一般都有國際電工委員會所制定的IEC61000-4-2和國際標準化組織制定的ISO10605 標準，這兩者的測試模型一樣，具體就是內部發生器的電容值不一樣，而且汽車級產品規定了需滿足ISO10605 空氣25KV的測試需求。

 

 

如圖所示，列舉了2個標準中各個測試級別的能量示意，所以汽車產品測試的25KV靜電放電能力比IEC規定的15KV測試嚴格很多。

 

為了保護CAN收發器不受上面提到的ISO10605 ESD等惡劣瞬態電壓的影響，可以在總線線路CANH和CANL上放置一個TVS二極管。這個TVS二極管作為一個鉗制電路，將任何出現的高能脈沖引向接地，使其遠離收發器。當選擇一個二極管時，有一點要注意，要按照設計要求，使二極管的額定值達到預計能量等級。

 

 

雷卯SMC24為SOT23封裝的雙向24V保護組件。

 

低電容的產品可以滿足CAN信號速度高達2Mbit/s的速度而不會丟包；

 

低的鉗位電壓也確保瞬態浪涌發生時，后端芯片承受較小的浪涌壓力；

 

ESD防護等級可達IEC61000-4-2接觸放電和空氣間隙放電30kV，而EFT防護等級則可達IEC61000-4-4 4kV，并通過AECQ101車規可靠度驗證，保證操作溫度從低溫-55度C至高溫125度C，以確保車體內的嚴苛的高低溫操作環境應用。

 

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。

 

 

推薦閱讀：