【成功案例】基于汽车级TVS二极管TP6KE的汽车CAN总线的反击穿保护系统设计

时间： 2018-05-16 来源：世强

代理服务

技术支持

现货查询

批量订货

TVS二极管,汽车级TVS二极管,ISO16750-2浪涌测试TVS二极管,TP6KE

在汽车电子控制系统中，所有的车载数据均通过CAN总线与ECU进行交互。因此对CAN总线进行保护是在设计CAN通讯系统的重中之重，其中最为重要的就是反击穿保护。笔者从器件选型、电路设计、系统测试三方面谈一谈使用心得。

器件选型

笔者在方案设计时，就CAN总线模块的TVS二极管提出了如下的硬件设计要求：

• 因为商用车中的汽车电源大部分为12V，所以要求TVS二极管具有12V-14V的反击穿电压

• 为了确保低功耗的需求，要求TVS二极管的漏电流在10uA以下

• 符合汽车级标准

• 因为汽车电路板尺寸较小，所以需要TVS二极管的封装尺寸较小，易于焊接

综合选型需求，笔者使用使用LITTELFUSE公司的TP6KE型号TVS二极管做反击穿保护具有如下特点：

• 峰值功率600W，可以防止功率击穿

• 截止电压最大为15.8V，满足防击穿电压需求。

• 工作温度-55～+170℃，满足汽车级需求

• 漏电流为1uA，具有极低的功率消耗。

• 电感值较小

• EIA STD RS-296小封装，可以减少二极管占板面积

• 高可靠性，满足AEC Q101汽车标准

电路设计

由于CAN总线是双线结构，所以很有可能在两条线上产生浪涌并导致CAN收发器故障，所以需要进行保护电路设计。基本思路是利用电容做滤波处理，配合TPS二极管防止双向击穿。图1是笔者在设计中的实际应用保护电路。

图1 基于TP6KE二极管的CAN通信硬件电路

TP6KE可以保护共模的两条CAN总线不受浪涌影响，同时可以保护CAN总线而不削减CAN信号，当瞬时电压超过电路正常工作电压后，TP6KE便发生雪崩，提供给瞬时电流一个超低电阻通路，瞬时电流通过二极管被引入GND，可以避开CAN通讯芯片，并且在电压恢复正常值之前使被保护回路一直保持12.8V的截止电压。当瞬时脉冲结束以后，TVS二极管自动回复高阻状态，整个回路进入正常电压。

笔者在设计之初，电容选用20pf，但存在部分谐波会影响电路的稳定性。经过多次尝试，为大家推荐27pf作为参考值。

TP6KE的汽车级ISO16750-2浪涌测试：

浪涌测试是二极管保护性能的重要测试内容。在一定时间内连续产生多个浪涌脉冲，利用示波器查看二极管的电压特性变化，此测试可以表征二极管的防击穿特性。

根据汽车级ISO16750-2测试要求，使用模拟负载产生瞬态突变，在10分钟内连续产生10个浪涌脉冲，进行甩负荷5a脉冲测试验证。测试结果如图2所示：

图2 ISO16750-2测试条件下的波形图

图2是浪涌测试实际测试图，在线路存在浪涌脉冲时，TP6KE可以在296ms内抑制浪涌脉冲，使电路回恢复到正常工作状态，瞬时抑制浪涌能力极强。

总结

汽车CAN通信模块是非常重要的组成部分，它是汽车通信系统的核心组件。因此对其进行充分的保护是及其重要的，本文推荐使用的TP6KE满足汽车级的使用要求，抑制瞬时浪涌速度快，漏电流极小，可以充分满足设计需求。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 19
| 转发至：

本文由该死的温柔提供，版权归世强硬创平台所有，非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，授权转载时须注明“来源：世强硬创平台”。

全部评论（19）

wch7475 Lv8. 研究员 2019-04-13

学习
灰太狼 Lv7. 资深专家 2019-04-08

不错
jishizhong Lv9 2019-03-08

学习了
用户_8353 Lv8 2019-02-13

学习了
Nicholas Lv7. 资深专家 2019-01-21

学习一下

用户85806204 Lv7. 资深专家 2019-01-20

学习
舟启航 Lv6. 高级专家 2018-12-26

学习收藏了，好文章值得分享一下！
沉浮 Lv7. 资深专家 2018-12-24

学习下
用户17776108 Lv5. 技术专家 2018-12-20

学习
深蓝色 Lv7. 资深专家 2018-12-20

不错，学习了，收藏

展开更多评论

【应用】Littelfuse用于点火应用的汽车熔断器及用于点火应用和PPTC的TVS二极管

Littelfuse推出的437A和440A熔断器100％无铅，符合RoHS标准，无卤素熔断器系列专为在高达150°C的高工作环境温度和高浪涌电流下工作的电路提供过电流保护。用于点火应用和PPTC的TVS二极管TPSMB/C/D 和SLD8S专门用于保护敏感电子设备免受雷电和其他瞬态电压事件引起的电压瞬变。

2019-01-19 - 应用方案代理服务技术支持现货查询批量订货

【应用】力特TVS二极管SMAJ5.0CA用于伺服驱动器IO口保护，峰值脉冲功耗高达600W

主控单元是伺服驱动系统的核心，它与外部连接的IO口容易收到雷击、浪涌等影响，严重的会破坏主控的IO口。有客户在设计总线型伺服驱动器时，需要TVS二极管用于主控单元中IO口的保护。根据需求，我们推荐了力特的TVS二极管SMAJ5.0CA，反向峰值电压VRWM。

2022-12-02 - 应用方案代理服务技术支持现货查询批量订货

【应用】力特低钳位低电容PTC+TVS二极管提供最佳USB 3.0电路保护方案

本文详细介绍了对USB 3.0接口进行电路保护的重要性，详细的分析了电路保护的重要参数。并且力特为设计工程师提供可靠的USB 3.0保护解决方案。

2018-07-12 - 应用方案代理服务技术支持现货查询批量订货

Littelfuse（力特）收购ON Semiconductor汽车级TVS二极管产品并通过SMB（DO-214AA）和SMF认证（SOD123）（LFPCN41298）

型号- SZ1SMB7.5AT3G,SZ1SMB24CAT3G,SZP6SMB30SAT3G,SZ1SMB54AT3G,SZP6SMB11CAT3G,SZP6SMB56CAT3G,SZ1SMB11AT3G,SZP6SMB9.1AT3G,SZP6SMB30AT3G,SZSMF58AT1G,SZSMF8.0AT1G,SZP6SMB75AT3G,SZ1SMB70AT3G,SZSMF15AT1G,SZP6SMB160AT3G,SZP6SMB12CAT3G,SZSMF13AT1G,SZ1SMB40CAT3G,SZSMF48AT1G,SZSMF7.5AT1G,SZ1SMB64AT3G,SZ1SMB150AT3G,SZP6SMB16AT3G,SZ1SMB13AT3G,SZP6SMB24AT3G,SZ1SMB10CAT3G,SZP6SMB20AT3G,SZ1SMB8.0AT3G,SZP6SMB47AT3G,SZ1SMB11CAT3G,SZSMF11AT1G,SZ1SMB22CAT3G,SZ1SMB58AT3G,SZ1SMB54CAT3G,SZ1SMB28AT3G,SZ1SMB15AT3G,SZ1SMB130AT3G,SZ1SMB5.0AT3G,SZP6SMB39CAT3G,SZP6SMB18AT3G,SZ1SMB160AT3G,SZSMF5.0AT1G,SZP6SMB22AT3G,SZ1SMB7.0AT3G,SZ1SMB60CAT3G,SZ1SMB16AT3G,SZP6SMB27AT3G,SZ1SMB24AT3G,SZP6SMB10AT3G,SZP6SMB36AT3G,SZ1SMB33AT3G,SZP6SMB62CAT3G,SZ1SMB43CAT3G,SZ1SMB75CAT3G,SZP6SMB30CAT3G,SZP6SMB130AT3G,SZSMF18AT1G,SZ1SMB26AT3G,SZP6SMB15CAT3G,SZP6SMB68CAT3G,SZ1SMB28CAT3G,SZ1SMB43AT3G,SZ1SMB22AT3G,SZP6SMB68AT3G,SZP6SMB7.5AT3G,SZP6SMB24CAT3G,SZ1SMB110AT3G,SZ1SMB60AT3G,SZ1SMB170AT3G,SZP6SMB12AT3G,SZ1SMB8.5AT3G,SZSMF33AT1G,SZ1SMB90AT3G,SZP6SMB27CAT3G,SZ2985AT3G,SZSMF20AT1G,SZ1SMB18AT3G,SZ1SMB48AT3G,SZP6SMB200AT3G,SZ1SMB12CAT3G,SZ1SMB15CAT3G,SZ1SMB18CAT3G,SZP6SMB43CAT3G,SZ2887AT3G,SZP6SMB91AT3G,SZP6SMB82AT3G,SZSMF22AT1G,SZ1SMB9.0AT3G,SC1SMB5.0AT3G,SZ1SMB16CAT3G,SZ1SMB20AT3G,SZP6SMB20CAT3G,SZSMF30AT1G,SZP6SMB33CAT3G,SZ1SMB33CAT3G,SZP6SMB100AT3G,SZP6SMB18CAT3G,SZ1SMB12AT3G,SZP6SMB15AT3G,SZ1SMB6.0AT3G,SZ1SMB30AT3G,SZP6SMB33AT3G,SZSMF14AT1G,SZSMF9.0AT1G,SZ1SMB14AT3G,SZ1SMB17CAT3G,SZ1SMB6.5AT3G,SZ1SMB14CAT3G,SZ1SMB51CAT3G,SZSMF6.5AT1G,SZP6SMB36CAT3G,SZSMF24AT1G,SZP6SMB47CAT3G,SZ1SMB75AT3G,SZSMF12AT1G,SZ1SMB100AT3G,SZ1SMB45AT3G,SZP6SMB82CAT3G,SZSMF36AT1G,SZ1SMB13CAT3G,SZSMF28AT1G,SZP6SMB22CAT3G,SZ1SMB85AT3G,SZP6SMB51AT3G,SZ1SMB30CAT3G,SZSMF26AT1G,SZ1SMB36CAT3G,SCP6SMB68AT3G,SZSMF6.0AT1G,SZ1SMB120AT3G,SZ1SMB51AT3G,SZ1SMB58CAT3G,SZSMF10AT1G,SZ1SMB17AT3G,SZ1SMB45CAT3G,SZ1SMB48CAT3G,SZP6SMB180AT3G,SZP6SMB120AT3G,SZP6SMB150AT3G,SZ1SMB64CAT3G,SZP6SMB8.2AT3G,SZ1SMB10AT3G,SZP6SMB56AT3G,SZP6SMB51CAT3G,SZP6SMB13AT3G,SZP6SMB62AT3G,SZ1SMB40AT3G,SZSMF7.0AT1G,SZP6SMB43AT3G,SZP6SMB16CAT3G,SZ1SMB20CAT3G,SZ1SMB36AT3G,SZP6SMB39AT3G,SZP6SMB6.8AT3G,SZ1SMB26CAT3G

2018年5月7日 - LITTELFUSE - 产品变更通知及停产信息代理服务技术支持现货查询批量订货

Littelfuse力特TVS二极管/TVS二极管阵列，提供kA级高电流保护

Littelfuse力特TVS二极管增量浪涌电阻较低，提供单双向极性，反向断态电压和峰值额定功率范围宽，提供高电流保护。Littelfuse力特TVS二极管阵列提供广泛的工业标准分离或多通道贴片包装，这些特性组合起来，使其寄生电容减小到0.4pF，而ESD性能高达±30kV。世强是Littelfuse力特代理商，可供应Littelfuse力特TVS二极管/TVS阵列，价格优惠，库存丰富。

2018-10-01 - 原厂动态代理服务技术支持现货查询批量订货

SZ5KASMC Series Automotive, Surface Mount 5000 W in DO-214AB TVS Diodes Datasheet

型号- SZ5KASMC18CAT3G,SZ5KASMC,SZ5KASMC28AT3G,SZ5KASMC18AT3G,SZ5KASMC13CAT3G,SZ5KASMC17CAT3G,SZ5KASMC10AT3G,SZ5KASMC45AT3G,SZ5KASMC36CAT3G,SZ5KASMC36AT3G,SZ5KASMC17AT3G,SZ5KASMC SERIES,SZ5KASMC33AT3G,SZ5KASMC20AT3G,SZ5KASMC8.5AT3G,SZ5KASMC16AT3G,SZ5KASMC26CAT3G,SZ5KASMC12CAT3G,SZ5KASMC20CAT3G,SZ5KASMC7.0AT3G,SZ5KASMC15CAT3G,SZ5KASMC5.0AT3G,SZ5KASMC14AT3G,SZ5KASMCXXCAT3G,SZ5KASMC15AT3G,SZ5KASMC7.5AT3G,SZ5KASMC24CAT3G,SZ5KASMC22AT3G,SZ5KASMC8.0AT3G,SZ5KASMC10CAT3G,SZ5KASMC24AT3G,SZ5KASMC48AT3G,SZ5KASMC16CAT3G,SZ5KASMC6.5AT3G,SZ5KASMC40AT3G,SZ5KASMC28CAT3G,SZ5KASMCXXAT3G,SZ5KASMC12AT3G,SZ5KASMC22CAT3G,SZ5KASMC33CAT3G,SZ5KASMC6.0AT3G,SZ5KASMC30CAT3G,SZ5KASMC14CAT3G,SZ5KASMC11AT3G,SZ5KASMC26AT3G,SZ5KASMC11CAT3G,SZ5KASMC9.0AT3G,SZ5KASMC43AT3G,SZ5KASMC13AT3G,SZ5KASMC30AT3G

09/27/24 - LITTELFUSE - 数据手册代理服务技术支持现货查询批量订货

Littelfuse的TVS二极管5.0SMDJ90CA峰值功率测试条件10/1000us是代表什么意思？

Littelfuse的TVS二极管5.0SMDJ90CA峰值功率测试条件10/1000us是代表测试波形上升时间10us,从峰值下降时间为1000us。

2019-05-21 - 技术问答代理服务技术支持现货查询批量订货

Littelfuse（力特） SLD TVS二极管数据手册

型号- SLD16U-017,SLD18-018,SLD43-018,SLD26-018,SLD,SLD33U-017,SLDXXU-017X,SLD17-018,SLD17U-017,SLD24U-017,SLD40U-017,SLD51-018,SLD10U-017,SLDXXXXX,SLD60-018,SLD16-018,SLD33-018,SLD43U-017,SLD51U-017,SLD54U-017,SLD20-018,SLD14U-017,SLD11U-017,SLD58-018,SLD28-018,SLD15-018,SLD14-018,SLDXXXX-B,SLD45-018,SLD30-018,SLD13-018,SLD36U-017,SLD22-018,SLD22U-017,SLD48-018,SLD30U-017,SLD12-018,SLD60U-017,SLD28U-017,SLD13U-017,SLD58U-017,SLD24-018,SLD11-018,SLD12U-017,SLD20U-017,SLD54-018,SLD48U-017,SLD40-018,SLD18U-017,SLD15U-017,SLD45U-017,SLD10-018,SLD36-018,SLD26U-017

2016年09月10日 - LITTELFUSE - 数据手册 - Revised: 09/10/16 代理服务技术支持现货查询批量订货

LCE SERIES TVS Diode Material Composition Declaration

型号- LCE SERIES,LCE

2003-05-20 - LITTELFUSE - 测试报告代理服务技术支持现货查询批量订货

TVS Diode Selected Parts Obsolescence

型号- BZY93C56R,BZY93C20N,BZY93C68R,BZY93C20R,BZY91C15R,BZY91C39R,BZY91C8V2-C75,BZY91C27R,BZY91C15N,BZY93C56N,BZY93C68N,1N5639A,1N6040A,BZY91,1N6064A,BZY93,1N6052A,BZY93C33R,BZY93C33N,BZY91C39N,1N5638A,BZY91C27N,1N6051A,BZY91C9V1N,1N6063A,BZY91C9V1R,BZY93C10R,BZY93C22R,1N5660A,BZY91C13R,BZY93C10N,BZY91C13N,BZY93C22N,1N6066A,1N6054A,1N5629A,1N6042A,1N5629-65A,1N6037,BZY93C9V1R,1N6036,1N6039,1N6038,BZY93C9V1N,BZY93C11R,1N5629,BZY91C24R,BZY93C47N,BZY91C12R,BZY91C36R,BZY91C24N,BZY93C47R,BZY93C11N,BZY91C12N,BZY91C36N,1N6065A,1N6040,1N6042,1N6041,1N6044,1N6053A,BZY91C8V2N,1N6041A,1N6043,1N6046,1N6045,1N5630,1N6048,BZY91C8V2R,1N6047,1N5632,1N5631,1N6049,1N5634,1N5633,1N5636,1N5635,BZY93C12R,1N5638,1N5637,BZY93C24R,1N5639,BZY91C11R,1N5650A,BZY93C36N,1N5662A,BZY91C11N,BZY91C47R,BZY93C36R,BZY93C12N,BZY93C24N,BZY91C47N,1N6044A,1N6051,1N6068A,1N6050,1N6056A,1N6053,1N6052,1N6055,1N6054,1N6057,1N6056,1N5641,1N6059,1N5640,1N6058,1N5643,1N5642,1N5645,1N5644,1N5647,1N5646,1N5649,BZY93C13R,1N5648,BZY91C22R,BZY91C10R,1N5661A,BZY91C22N,BZY91C10N,BZY93C13N,1N6055A,1N6060,1N6043A,1N6062,1N6061,1N6067A,1N6064,1N6063,1N6066,1N6065,1N5650,1N6068,1N6067,1N5652,1N5651,1N6069,BZY93C8V2-C75,1N5654,1N5653,1N5656,1N5655,1N5658,1N5657,1N5659,BZY91C33R,1N5640A,1N5652A,BZY91C33N,1N5664A,1N6071,1N6070,1N6046A,1N6072,1N5661,1N5660,1N5663,1N5662,1N5665,1N6058A,1N5664,BZY91C20R,BZY91C20N,1N5651A,BZY93C15N,BZY91C56R,BZY91C68R,1N5663A,BZY93C27N,BZY93C39N,BZY93C15R,BZY91C56N,BZY91C68N,BZY93C27R,BZY93C39R,1N6057A,1N6045A,1N6069A,BZY91C43R,1N5630A,BZY93C16N,1N5642A,BZY91C43N,1N5654A,BZY93C16R,1N6048A,1N6036A,BZY91C30R,BZY91C30N,1N5641A,1N5653A,1N5665A,BZY93C18N,1N6059A,1N6047A,BZY93C62N,BZY93C62R,BZY93C18R,1N5632A,1N6070A,1N5644A,1N5656A,1N6038A,BZY93C51N,BZY93C51R,BZY93C75R,1N5631A,1N5643A,1N5655A,BZY91C20R-007,1N6036-72A,1N6037A,1N6049A,BZY91C51R,BZY91C75R,BZY91C51N,1N56,BZY91C75N,1N6060A,1N5634A,1N5646A,1N5658A,1N5659A,BZY93C120R,1N6072A,BZY93C8V2R,BZY93C34.5C-004,BZY93C8V2N,1N60,BZY91C62R,BZY91C62N,1N6071A,1N5633A,1N5645A,1N5657A,BZY91C18R,1N6039A,BZY93C30N,BZY93C30R,1N5636A,1N5637A,1N5649A,BZY91C18N,1N6062A,1N6050A,BZY93C43R,1N5642A-B,BZY93C43N,BZY91C16R,1N5635A,1N5647A,1N5648A,1N6061A

June 1st, 2004 - LITTELFUSE - 产品变更通知及停产信息代理服务技术支持现货查询批量订货查看更多版本

【产品】符合AEC-Q101汽车级TVS二极管TPSMB系列，为汽车电子保驾护航

Littelfuse针对敏感的汽车电子元件在负载突降和其它瞬态电压事件引发瞬态电压推出了TPSMB系列TVS二极管。该系列紧凑的DO-214AA封装和600W额定功率使其成为高可靠性、汽车和便携式设备应用出色的次级保护解决方案

2016-12-16 - 新产品代理服务技术支持现货查询批量订货

SZSMF4L 400 W Surface Mount TVS Diode Series Automotive Grade in Small SOD-123FL Package

型号- SZSMF4L,SMF4L-T1G SERIES,SMF4L-T1G

2023/7/10 - LITTELFUSE - 数据手册代理服务技术支持现货查询批量订货

AQ36CANA-02HTG Series Automotive Grade TVS Diode Arrays 36V, 23pF, 8A in SOT23-3L for CAN Bus Protection

型号- AQ36CANA-02HTG,AQ36CANA-02HTG SERIES

2022/10/27 - LITTELFUSE - 数据手册代理服务技术支持现货查询批量订货

【应用】通过车规认证的小体积TVS二极管TPSMB助力电机驱动IGBT有源钳位电路实现浪涌保护

。本文介绍利用LittelfuseTPSMB系列 TVS二极管组成的有源钳位电路，能够较好的抑制浪涌电压，从而解决了电机在突然变速时导致驱动器短路保护失效的问题。Littelfuse TPSMB系列 TVS二极管采用小体积贴片封装，最小尺寸4.0mm*3.3mm*2.1mm，最大4.5mm*3.9mm*2.4mm，大大节约PCB板布局空间，系列规格型号全，可实现不同规格IGBT的保护钳位电路。