【经验】如何解决PCB布线导致的汽车CAN通讯ESD测试不通过问题？
为保护汽车CAN通讯网络免受静电放电或者其他过压瞬变造成的线路损坏，一般需要在CAN BUS总线上增加ESD防护器件。然而在实际的应用中，经常会遇到因为设计的问题导致ESD测试不通过，本文将结合LITTELFUSE的防护器件讨论下PCB布线导致的汽车CAN通讯ESD测试不通过问题。
如图1所示，是汽车CAN通信ESD防护电路示意图，考虑CAN信号要求低漏电流、低结电容，同时满足AEC-Q101车规等级，CAN端口ESD防护器件采用Littelfuse的SM24CANA-02HTG，整体参数满足IEC61000-4-2 ESD认证标准。然而在实际设计测试中，±8KV带电模式接触ESD测试不能通过，信号端报错表现为复位。
图1 汽车CAN通信ESD防护电路示意图
结合实际产品分析，ESD测试是通过产品唯一的外露金属体固定螺丝进行接触测试，初步判断静电通过螺丝直接耦合到PCB板的信号电路中，导致ESD测试不通过。拆开外壳，检查PCB板，如图2所示，发现主要问题有两点，第一，PCB板GND地线铜皮螺丝安装固定孔过于接近，导致静电通过地线铜皮耦合到信号中；第二，信号线布线距离螺丝安装固定孔过近，存在静电干扰直接耦合到信号线中。
图2 ESD测试不通过时PCB布局示意图
根据上述问题，对PCB板进行整改，如图2所示，将螺丝固定孔附件的 GND铜皮去除，改板建议距离≥3mm，将螺丝固定孔附近的信号线切断，通过外接电子线飞接。整改之后在进行测试，测试结果如下表，测试通过。
图2 整改之后的PCB布局示意图
由以上可以看出，汽车CAN通讯ESD防护不仅仅要选择合适的ESD防护器件，同时在PCB布线上也要满足安全距离的要求。
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产品型号
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品类
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AEC-Q101 Qualified
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Standoff Voltage (V)
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ILeak (μA)
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ESD Contact (kV)
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ESD Air (kV)
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Lightning Immunity (8x20μs) (A)
|
Clamp Voltage
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CI/OTYP (pF)
|
Polarity
|
Channels
|
MIN VBR@IT (V)
|
Operating Temperature（℃）
|
Package
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SC1006-01LTG
|
TVS Diode Arrays
|
No
|
6
|
0.5
|
±30
|
±30
|
5
|
8.3V@1A
|
25
|
Unidirectional
|
1
|
N/A
|
-40° to 125°C
|
SOD523
|
选型表 - LITTELFUSE 立即选型
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