【干货】汽车ESD保护元件的常见问题答疑

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STMCU-管管发布时间：2023-12-12 16:40

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文章简介:	目前车辆网络包括CAN、LIN、FlexRay、MOST和新的车内以太网。CAN-FD和车内以太网在更复杂和集成的汽车功能方面越来越受欢迎。

【干货】汽车ESD保护元件的常见问题答疑

Q：如何获得ESDCAN评估板STEVAL-OET003V1?

A：您可以直接从意法半导体电子商店或主要的在线电子分销商那里购买该板。请点击“阅读原文”下载数据简介: STEVAL- OET003V1.

Q：能与ESDCAN兼容的最大通信CAN速度是多少?

A：我们的ESDCAN可以解决CAN-FD、CAN-FD SiC和CANXL高达20Mbps的问题。

Q：除了CAN，车上还有其他网络吗?

A：目前车辆网络包括CAN、LIN、FlexRay、MOST和新的车内以太网。CAN-FD和车内以太网在更复杂和集成的汽车功能方面越来越受欢迎。

Q：意法半导体的CAN保护可以在任何CAN节点上使用吗?

A：是的。无论哪种总线拓扑结构 (星形、环形或任何组合), 都可以使用ESDCAN来保护CAN收发器。对于长距离的 CAN总线, 我们建议使用ESDCAN02、ESDCAN03或ESDCAN05，它们的寄生电容较低。

Q：意法半导体的ESDCAN系列是否有汽车级的产品?

A：是的，整个ESDCAN系列是汽车级的。请参考我们的官方网站:ESDCAN系列。

Q：ESD保护对传输信号的影响和风险是什么? 如果没有正确采取保护措施会发生什么?

A：静电放电可能会损坏CAN协议芯片。大多数CAN收发器的ESD额定值(人体模型500 V或2 kV或8 kV, 但大多数汽车制造商的要求比ISO 10605标准严格很多，即8 kV接触和15 kV空气放电。

如果没有正确采取ESD保护措施，CAN收发器可能会被损坏，同一CAN网络中的所有车辆功能可能会受到影响。

Q：是否还需要在微控制器CAN端口添加CAN收发器和CAN保护装置?

A：如果MCU只嵌入了一个CAN控制器，那么就需要一个CAN收发器，并且必须用ESDCAN保护。

如果MCU嵌入了CAN收发器，那么就不需要额外的芯片来与PHY层接口，但需要ESDCAN来根据ISO 10605标准和ISO 7637标准保护嵌入式CAN收发器。

Q：在实施CAN总线时，哪些情况需要特别注意?

A：汽车环境很复杂，有很多干扰源，所以您必须注意EMC抗干扰和ESD保护。请参考我们的应用手册AN5878，了解如何设计一个强大的汽车CAN系统。

Q：人体静电放电能产生多少伏的电压?

A：在ISO 10605标准中，人体ESD放电被认为是高达15 kV的直接接触放电。要考虑的RC网络是150 pF和330 Ω (模拟通过金属物体如工具、钥匙等的放电) 或2 kΩ (模拟通过皮肤的放电)。

Q：ESD保护装置有漏电电流问题吗? 允许范围内的最大漏电电流是多少?

A：意法半导体的ESD漏电流可以忽略不计; 通常在纳安培量级。请参考我们的产品规格 (数据表在此: 保护器件和EMI 滤波器/ESD保护/汽车ESD保护: ESDCAN系列。

Q：ESDCAN是否也可以用于工业应用?

A：当然。意法半导体的ESD保护能力对于汽车产品来说是比较高的，所以我们的ESD器件都适用于工业应用。

Q：ESDCAN器件是否存在像MOV那样的老化问题?

A：硅器件不存在老化问题。只要浪涌保持在数据表的额定值以下，ESDCAN就会继续工作，其特性 (如钳制效率)不会退化。

Q：您能否提供更详细的ESD保护信息?

A：请参考此文件: 应用手册AN2689保护汽车电子产品免受电器危害，设计和元件选择指南。

Q：在高速率和低速率CAN线路上是否使用相同的ESD保护装置?

A：高速CAN使用意法半导体的低电容ESDCAN，如3 pF 和17 pF。低速CAN可使用30 pF，或用于高速线路的低电容器件。产品详情见 ESDCAN01-2BLY, ESDCAN03-2BWY, ESDCAN03-2BM3Y。前两种产品有不同的电容值，第三种产品的电容值低，占面积小。

Q：车载CAN ESD保护是否在要求的环境温度范围内工作?

A：是的，ST ESDCAN0x-2BWY和ESDCANx-2BM3Y的工作温度为-55 至+175 °C。

Q：ESDCAN在PCB上所占面积是多少？

A：我们提供小型SOT23-3L、SOT323-3L和QFN-3L (也叫DFN1110) 封装，尺寸如下

Q：意法半导体的ESD器件为CAN提供何种程度的电压保护?

A：意法半导体为乘用车 (12 V电池) 或商用车 (24 V电池) 提供各种AEC-Q101 CAN保护器件。意法半导体 ESDCAN 涵盖容错的CAN、CAN-FD、LIN, 甚至 FlexRay通信协议，并提供12 V和24 V电压。

Q：ESDCAN是一个单一ESD设备(芯片)吗?

A：是的。我们的ESDCAN双TVS保护器件在同一封装中同时嵌入了CAN_H和CAN_L TVS。

Q：ESDCAN保护装置是否与负载倾倒浪涌兼容?

A：ESDCAN设备保护CAN数据线，不会受到负载倾倒浪涌的影响。但还是必须考虑某些电源线 (主要VBAT线) 上的负载倾倒浪涌。

Q：什么样的元件 (芯片) 需要ESDCAN来保护? 能否举例说明?

A：我们的ESDCAN器件主要是为了保护CAN收发器，这些收发器通常是用薄型IC技术制造的。然而，ESDCAN器件还可以保护MDI (对介质具有依赖性的接口) 的终端电阻和电容，它们可能会受到ESD脉冲或瞬态浪涌的影响。由于CAN总线是一种差分总线，MDI电阻或电容上的任何尖峰都可能影响匹配线并降低信号完整性。我们的 ESDCAN器件可以确保避免这些影响。