產(chǎn)品分類
總線浪涌防護(hù)方案詳解
16
拍明
原標(biāo)題：總線浪涌防護(hù)方案詳解
浪涌是超出正常工作電壓的瞬間過電壓，可能由雷擊、重型設(shè)備、短路、電源切換或大型發(fā)動機(jī)等因素引發(fā)。在汽車及工業(yè)總線系統(tǒng)中，浪涌可能導(dǎo)致設(shè)備損壞、誤動作甚至系統(tǒng)崩潰。因此，總線浪涌防護(hù)至關(guān)重要。以下從防護(hù)原理、方案分類、應(yīng)用場景等方面進(jìn)行詳解。
一、浪涌防護(hù)原理
浪涌防護(hù)的核心是限制浪涌電壓和電流，保護(hù)敏感設(shè)備。主要通過以下方式實現(xiàn)：
能量泄放：利用氣體放電管（GDT）等器件將浪涌能量導(dǎo)入地線。
電壓鉗位：通過壓敏電阻（MOV）或瞬態(tài)電壓抑制二極管（TVS）將電壓鉗制在安全范圍內(nèi)。
信號隔離：采用光耦合器或磁耦合器隔離輸入輸出信號，防止浪涌通過總線傳播。
二、防護(hù)方案分類
根據(jù)實現(xiàn)方式，總線浪涌防護(hù)方案可分為分立元器件方案和集成模塊方案。
1. 分立元器件方案
分立方案通過組合多種元器件實現(xiàn)防護(hù)，主要包括：
隔離法：使用光耦合器或磁耦合器隔離輸入輸出信號，抑制共模浪涌。
規(guī)避法：主設(shè)備單點接地，結(jié)合TVS管、壓敏電阻、氣體放電管等器件抑制浪涌。
組合防護(hù)：將隔離法與規(guī)避法結(jié)合，兼顧共模與差模浪涌防護(hù)。
應(yīng)用示例：
在CAN總線中，采用GDT（如3R90A-TP1）作為一級防護(hù)，將CAN_H、CAN_L間電壓鉗制在二十幾伏范圍內(nèi)；二級防護(hù)使用TVS二極管（如SMBJ12CA）進(jìn)行浪涌過壓保護(hù)。
優(yōu)缺點：
優(yōu)點：靈活性高，可根據(jù)需求定制防護(hù)等級。
缺點：器件多、搭建復(fù)雜，占用PCB空間，易引發(fā)EMC問題。
2. 集成模塊方案
集成方案采用專業(yè)浪涌抑制器（如SP00S12），結(jié)合隔離CAN收發(fā)器（如ZLG的CTM或SC系列），實現(xiàn)一體化防護(hù)。
應(yīng)用示例：
在CAN總線中，添加SP00S12浪涌抑制器，可使CAN信號端口滿足IEC61000-4-5 ±4KV的浪涌等級要求。
優(yōu)缺點：
優(yōu)點：使用方便、節(jié)省PCB空間、簡化電路設(shè)計、縮短開發(fā)周期。
缺點：成本相對較高，定制化程度較低。
三、關(guān)鍵防護(hù)器件
氣體放電管（GDT）：適用于高能量浪涌環(huán)境，反應(yīng)速度較慢，適合粗信號線。
壓敏電阻（MOV）：反應(yīng)速度快，適用于常見信號系統(tǒng)。
瞬態(tài)電壓抑制二極管（TVS）：速度最快，適用于高精度保護(hù)環(huán)境。
光耦合器/磁耦合器：實現(xiàn)信號隔離，防止浪涌傳播。
四、應(yīng)用場景
汽車電子：在CAN、LIN等總線中，采用GDT+TVS組合防護(hù)，防止雷擊浪涌和靜電放電。
工業(yè)自動化：在RS-485、Modbus等總線中，使用集成浪涌抑制器，提升系統(tǒng)可靠性。
智能建筑：在樓宇自動化系統(tǒng)中，采用低工作電壓的浪涌保護(hù)器，確保信號傳輸穩(wěn)定。
五、設(shè)計要點
防護(hù)等級選擇：根據(jù)應(yīng)用場景選擇合適的浪涌防護(hù)等級（如IEC61000-4-5 ±4KV）。
器件參數(shù)匹配：合理選擇GDT、TVS等器件的鉗位電壓和響應(yīng)時間。
接地設(shè)計：采用單點接地，避免地環(huán)路，提高防護(hù)效果。
布局優(yōu)化：將浪涌保護(hù)器布置在接近受保護(hù)設(shè)備的位置，減少浪涌電壓傳導(dǎo)路徑。
六、典型案例
案例1：CAN總線浪涌防護(hù)
方案：GDT（3R90A-TP1）+ 自恢復(fù)保險絲（DW-MSM014）+ TVS二極管（SMBJ12CA）。
效果：將浪涌電壓鉗制在安全范圍內(nèi)，保護(hù)CAN總線設(shè)備。
案例2：汽車LIN總線防護(hù)
方案：車規(guī)級TVS二極管（如TPSMBJ15A）。
效果：符合IEC 61000-4-5和ISO7637-2浪涌規(guī)范，提升系統(tǒng)抗干擾能力。
七、總結(jié)
總線浪涌防護(hù)是保障系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵。分立元器件方案靈活但復(fù)雜，集成模塊方案便捷但成本較高。設(shè)計時需根據(jù)應(yīng)用場景選擇合適的防護(hù)方案和器件，確保系統(tǒng)在浪涌沖擊下穩(wěn)定運(yùn)行。
責(zé)任編輯：
【免責(zé)聲明】
1、本文內(nèi)容、數(shù)據(jù)、圖表等來源于網(wǎng)絡(luò)引用或其他公開資料，版權(quán)歸屬原作者、原發(fā)表出處。若版權(quán)所有方對本文的引用持有異議，請聯(lián)系拍明芯城（marketing@iczoom.com），本方將及時處理。
2、本文的引用僅供讀者交流學(xué)習(xí)使用，不涉及商業(yè)目的。
3、本文內(nèi)容僅代表作者觀點，拍明芯城不對內(nèi)容的準(zhǔn)確性、可靠性或完整性提供明示或暗示的保證。讀者閱讀本文后做出的決定或行為，是基于自主意愿和獨立判斷做出的，請讀者明確相關(guān)結(jié)果。
4、如需轉(zhuǎn)載本方擁有版權(quán)的文章，請聯(lián)系拍明芯城（marketing@iczoom.com）注明“轉(zhuǎn)載原因”。未經(jīng)允許私自轉(zhuǎn)載拍明芯城將保留追究其法律責(zé)任的權(quán)利。
拍明芯城擁有對此聲明的最終解釋權(quán)。
相關(guān)資訊
：
云母電容公司_云母電容生產(chǎn)廠商
74ls74中文資料匯總（74ls74引腳圖及功能_內(nèi)部結(jié)構(gòu)及應(yīng)用電路）
開關(guān)三極管13007的規(guī)格參數(shù)、引腳圖、開關(guān)電源電路圖?三極管13007可以用什么型號替代?
芯片lm2596s開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器的中文資料_引腳圖及功能_內(nèi)部結(jié)構(gòu)及原理圖_電路圖及封裝
芯片UA741運(yùn)算放大器的資料及參數(shù)_引腳圖及功能_電路原理圖?ua741運(yùn)算放大器的替代型號有哪些?
28nm光刻機(jī)卡住“02專項”——對于督工部分觀點的批判（睡前消息353期）
2012- 2022 拍明芯城ICZOOM.com 版權(quán)所有 客服熱線：400-693-8369 (9:00-18:00)
