【选型】如何巧妙选择瞬态电压抑制二极管，改善CAN端口的BCI抗扰能力

时间： 2018-10-17 来源：世强

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瞬态电压抑制二极管（TVS）是一种抑制有害高压脉冲的小型器件，当它的两端经受瞬间的高压冲击时，能以亚纳秒的速度把其自身两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗，以吸收一个瞬间大电流到大地，从而把它的两端电压箝制在一个预定的数值上，以保护后面的电路免受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。

不同的TVS适用于不同电路，甚至不同的TVS适用于卖给不同客户的相同电路（原因是不同的客户对可靠性的要求不同），因此TVS的选型对电路设计者来说至关重要，本文通过一款汽车音响（客户为通用汽车）CAN电路设计案例来对此进行说明。

这款车载音响产品中CAN总线的接口电路如下，图1的左侧为接口，右侧为CAN网络芯片，用于和外部的产品进行CAN消息的处理和收发。图中红圈位置是NXP的双通道TVS，型号为NXP推出的PESD1CAN，它靠近接口放置以便高压脉冲能量能通过它自身就近快速的释放到产品主板的地；CAN通讯差分线上的两颗电容作用有两个，一是辅助TVS抑制外部进来的高压脉冲，二是抑制CAN芯片对外的辐射噪声。

图1 CAN电路图

当使用PESD1CAN的TVS时，上图的CAN电路，在进行大电流注入（BCI）测试时，CAN消息会有错误帧和通讯中断这两种情况出现，BCI测试停止时通讯自动恢复，测试失败。

这里有必要解释一下BCI测试方法，BCI的测法是把干扰电流通过耦合夹耦合到产品的线缆上（CAN线属于车载音响的线缆之一），因走线有阻抗，当沿着线缆进入产品内部时就形成了高压脉冲对形成干扰，通用的BCI法规如图2所示。

图2 通用汽车BCI法规

经过仔细分析后，笔者换上LITTELFUSE的瞬态电压抑制二极管（TVS）产品SM24CANB-02HTG重新进行测试，结果如预期那样，可以通过通用汽车BCI测试，CAN总线不再出现错误帧和通讯中断现象，也没有其它功能性能异常情况，测试顺利通过。为了避免个体差异现象，我们又拿了两台样机都换上SM24CANB-02HTG，也无一例外的通过了通用汽车BCI测试。

图3 SM24CANB-02HTG外形与内部电路图

为何会有这样的不同结果？我们来对比下两者的参数：

图4 TVS参数对比

通过对比我们发现，两种TVS的最大反向工作电压一样，差异点主要有三点：

（1）峰值电流：PESD1CAN的峰值电流只有3A，而Littelfuse的这款SM24CANB-02HTG则高达10A，可以释放更大的噪声电流从而更好的稳定电压；

（2） ESD等级：SM24CANB-02HTG的ESD等级高达±30KV，远远高于PESD1CAN的±23KV，意味着SM24CANB-02HTG抑制噪声的能力更强，其抵抗BCI的能力也更强；

（3）钳位电压：PESD1CAN的钳位电压是40V，而Littelfuse的这款TVS产品钳位电压是34V，在更低的电压就可以钳位。

通过以上三点对比可以很清楚的看到，Littelfuse的这款TVS产品SM24CANB-02HTG，在BCI抗扰方面具有更好的优势，是车载音响CAN线路BCI保护的首选器件。

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guyepiao Lv5. 技术专家 2019-01-23

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瞬态电压抑制二极管的选择
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MangoHoHo Lv7. 资深专家 2019-01-14

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170C,1.5SMC170CA,LCE64A,P4SMA12CA,SA5.0CA,1KSMB24A,P4SMA480CA,5KP24CA,P6SMB16CA,P4SMA11A,3KP22A,SMBJ90A,SMBJ12CA,P4KE530A,SAC8.0,P6SMB13A,SMAJ130CA,SMBJ350CA,SMCJ70A,SAC8.5,SMBJ5.0A,SA48A,P4SMA12A,P4KE39CA,1.5SMC220A,SMCJ100A,P6SMB12A,1.5KE10A,20KPA52A,P4SMA13A,AK6 - 430C,P6KE180CA,P6KE510CA,SMBJ2SCA,P6SMB10A,3KP28A,3.0SMCXXA,5KP7.5CA,1KSMB170A,P4SMA47CA,P6SMB11A,SLD28-018,1KSMB56CA,SMDJ5.0A,SA26CA,30KPA58CA,P6SMB100CA,5.0SMDJ78CA,3KP10CA,1.5KE12A,15KPA18CA,15KPAXXX,P4KE400A,AK15 - 058C,P6SMB58A,SMBJ170A,1.5KE10CA,AK3 - 030C,LCE60A,1KSMB68A,1KSMB20A,P4KEXXXXX,5.0SMDJ43CA,P4SMA15A,1.5KE11A,P6KE,30KPA144CA,15KPA30A,3KP26A,SMA6L5.0A,SMDJ12CA,15KPA78A,30KPA84A,P6KE27CA,5KP33A,P6SMB82CA,15KPA180CA,AK3 - 380C,1KSMB6.8CA,5KP11CA,30KPA36CA,SMBJ5.0CA,20KPA52CA,P4KE6.8CA,P6SMB47CA,SA150CA,1.5SMC250CA,P4SMA480A,P6SMB220CA,SLD17-018,1.5KE540A,1KSMB62A,SMCJ85CA,15KPA26CA,P4SMA130A,15KPA24A,30KPA90A,3KP64A,AK3 - 076C,SLD33-018,P4KE20A,1.5SMC51A,SMBJ78CA,20KPA60A,P4KE68A,SMAJ48CA,SMBJ43CA,5KP33CA,AK15 - 066C,1KSMBXXXXX,P6KEXXXXX-B,SMCJ7.5A,SMAJ400A,SLD36U-017,30KPA71CA,P4SMAXXXXX,SA90A,SMCJ110A,15KPA110CA,30KPA102A,5KP20CA,SMBJ18A,20KPA132A,SA75CA,P4KE62CA,1.5SMC75CA,SMCJ8.5CA,LCEXXXXX-B,P6SMB12CA,SMAJ300CA,3KP6.5A,P6KE220CA,SA40CA,SLD20U-017,P4SMA30CA,1.5KE27CA,15KPA22A,SACXXXX,SMAJ26CA,5KP160A,1KSMB13CA,SACXXXXX,1.5SMC6.8A,20KPA96CA,SLD16U-017,3KP9.0CA,1.5KE510CA,SMAJ-XXXXX,P6KE100CA,P6KE22CA,SMBJ16A,20KPA240CA,SMBJ30CA,1.5SMC56A,5KP28A,SMAJ36A,30KPA108A,P4SMA51A,3KP20A,15KPA28A,SMAJ8.5CA,SMAJ180A,SMBJ440CA,P4KE100A,1.5KE130CA,P4SMA43CA,SMBJ17A,SMBJ120CA,20KPA120CA,5KP8.0A,1.5SMC10A,5KP250A,15KPAXXXXXX,3KP75CA,5KP64CA,SMBJ14A,P6SMB18A,P4SMA56CA,SMAJ13CA,SMDJ16CA,SMBJ130A,1.5SMC130CA,15KPA26A,15KPA48CA,5.0SMDJ36A,AK6-430C,P4KE530CA,P4KE62A,3KP40CA,5KP120CA,SA100A,SMBJ15A,P6KE180A,SMAJ170CA,AK6 - 380C,P4SMA440A,SMBJ9.0A,20KPA56CA,15KPA180A,SMA6L43A,30KPA260CA,SMBJ12A,SMF7.5A,30KPA144A,SMAJ6.0A,P6KE62CA,5.0SMDJ100CA,SMBJ350A,3KP100A,1.5SMC91A,AK6 - 030C,SA7.5CA,SMDJ120A,1KSMB39CA,SMCJ300CA,5.0SMDJ78A,1.5SMCXXXXX,SMCJ7.0A,SMDJ51CA,15KPA22CA,5.0SMDJ30A,5.0SMDJ48CA,SMBJ13A,SACB5.0,1.5KE62CA,SLD15-018,P6SMB43CA,SMCJ170CA,P6KE75A,SMAJ33A,SMCJ54CA,P4SMA220A,30KPA75CA,P4KE480CA,AK3-015C,1.5SMC22CA,AK10 - 430C,5.0SMDJ33A,SMCJ150A,20KPA172A,P6KE6.8A,SMBJ58A,1.5KEXXXXX,5KP70A,SA6.0A,P6SMB30CA,5KP8.5A,SMAJ78A,SLD13U-017,SMAJ30A,5KP120A,5.0SMDJ26CA,SMBJ10A,SMDJ18A,SMBJ11A,5KP51CA,P4KE27A,SMAJ22CA,SMBJ220A,SMCJ6.5CA,SMAJ75A,SMCJ36A,SMAJ100CA,SMDJ60CA,5.0SMDJ75A,LCE26A,P4SMA9.1A,SMDJ17A,SMBJ7.5CA,P4SMA91A,1.5KE100A,P6SMB170A,P6KE30A,3KPXXXXXX,SMCJ45CA,3KP60A,1.5SMC180A,30KPA84CA,SMA6L48A,SMF7.0A,P6KE75CA,P4KE24A,3KP180CA,SMDJ16A,AK10-058C,SMAJ6.5A,SMBJ440A,20KPA30CA,SMCJ10CA,P6KEXXX,SMCJ58CA,SMDJ7.5CA,3KP18CA,SMA6L45A,SMAJ6.5CA,SMBJ200CA,LCE28A,5KP210A,5.0SMDJ17CA,1.5KE18CA,SMDJXXXXX-T7,5KP60CA,P4KE160CA,SMDJ15A,5.0SMDJ70CA,1.5KE320A,SMCJ33A,1.5KE8.2CA,P4SMA350A,P6SMB56CA,AK6 - 076C,P4KE22A,SMBJ54A,P4SMA6.8CA,SMF28A,SMDJ14A,SMDJ8.5A,30KPA216CA,1KSMB130CA,P4KE75CA,P4KE6.8A,1.5KE91A,SA6.5A,5.0SMDJ33CA,SA36CA,AK3-150C,SMBJ,P4SMA9.1CA,P6KE170CA,SMDJ20CA,15KPA30CA,SMF6.0A,15KPA170CA,P4SMA15CA,1.5KE160A,LCE58A,P6SMB68A,SMA6L8.5A,LCE10A,P6SMB110A,30KPA58A,1KSMB9.1CA,P4SMA7.5CA,SMAJ7.5A,3KP6.0CA,5KP64A,SMDJ160A,3KP26CA,SMAJ60A,SMAJ,P4SMA510A,P6KE36A,SMBJ40A,5.0SMDJ70A,1.5KE550CA,LCE11A,SMDJ48A,1.5KE20CA,1KSMB7.5CA,SMCJ7.0CA,SMCJ20A,P4KE3,SMF设备是保护I/O接口、VCC总线和其他易受攻击电路的理想设备，这些电路用于手机、便携式设备、商业机器、电源和其他消费应用。,消费电子,-交流发电机负载卸载,通信设备,- ALTERNATOR LOAD DUMP,TVS DEVICES ARE IDEAL FOR THE PROTECTION OF I/O INTERFACES, VCC BUS AND OTHER VULNERABLE CIRCUITS USED IN TELECOM, COMPUTER, INDUSTRIAL AND CONSUMER ELECTRONIC APPLICATIONS,工业电子,DESIGNED TO PROTECT SENSITIVE ELECTRONICS FROM: - INDUCTIVE LOAD SWITCHING,TVS DEVICES ARE IDEAL FOR THE PROTECTION OF I/O INTERFACES, VCC BUS AND OTHER VULNERABLE CIRCUITS USED IN TELECOM, COMPUTER, INDUSTRIAL AND CONSUMER ELECTRONIC APPLICATIONS,SMF DEVICES ARE IDEAL FOR THE PROTECTION OF I/O INTERFACES, VCC BUS AND OTHER VULNERABLE CIRCUIT USED IN CELLULAR PHONES, PORTABLE DEVICES, BUSINESS MACHINES, POWER SUPPLIES AND OTHER CONSUMER APPLICATIONS.,在工业电子设备中，VCO/TVI是理想的保护电子设备的接口,汽车电子,设计用于保护敏感电子设备免受电感负载切换的影响

选型指南代理服务技术支持采购服务

【产品】防雷击的TVS二极管，保障CAN总线通信安全

内含两个双向TVS管，泄露电流低至0.1uA，钳位电压极低。

2017-03-07 - 新产品代理服务技术支持采购服务

SP1007系列5pF 8kV双向分立式TVS TVS二极管阵列规格书

该资料为Littelfuse公司SP1007系列5pF 8kV双向离散瞬态电压抑制二极管（TVS）的数据手册。介绍了产品的技术规格、特性、应用领域和订购信息。

LITTELFUSE - TVS DIODES ARRAY,双向离散TVS,TVS二极管阵列,DIODES,BIDIRECTIONAL DISCRETE TVS,二极管,SP1007,SP1007-01ETG,SP1007-01WTG,SP1007 SERIES,SP1007-01XTG,DIGITAL CAMERAS,TABLETS,平板,PORTABLE MEDICAL,MOBILE PHONES,POINT OF SALE TERMINALS,移动电话,摄像机,便携式导航组件,销售点终端,MP3,PMP,便携式医疗,CAMCORDERS,智能手机,SMART PHONES,PORTABLE NAVIGATION COMPONENTS,数码相机

02/06/24 - 数据手册代理服务技术支持采购服务

【应用】超低电容TVS阵列实现CVBS端口的静电和浪涌保护

SLVU2.8HTG具有2pF的负载电容，超过了IEC61000-4-2ESD标准的ESD最高保护水平。

2017-04-26 - 新应用代理服务技术支持采购服务

LITTELFUSE General Purpose ESD Protection TVS Diode Array选型表

Littlfuse瞬态抑制二极管阵列可保护电子设备免受雷击和静电放电（ESD）等快速瞬态电压的破坏，为输入/输出接口和数字与模拟信号线提供理想的保护方案。

Lightning Immunity (8x20μs) (A)

Operating Temperature（℃）

选型表 - LITTELFUSE 立即选型

1.5SMB系列TVS二极管

本资料为Littelfuse公司生产的1.5SMB系列表面贴装瞬态电压抑制二极管（TVS）的数据手册。该系列产品专为保护敏感电子设备免受雷电和其他瞬态电压事件的影响而设计，具有低剖面高度、高浪涌功率能力等特点。

LITTELFUSE - TVS DIODES,TVS二极管,1.5SMBXXXCA,1.5SMB51A,1.5SMB75A,1.5SMB43A,1.5SMB33A,1.5SMB23A,1.5SMB39CA,1.5SMB36CA,1.5SMB91A,1.5SMB,1.5SMBXXXXX,1.5SMB56CA,1.5SMB100CA,1.5SMB33CA,1.5SMB75CA,1.5SMB51CA,1.5SMB30CA,1.5SMB47A,1.5SMB91CA,1.5SMB27A,1.5SMB39A,1.5SMB100A,1.5SMB82A,1.5SMB62A,1.5SMB30A,1.5SMB20A,1.5SMB22A,1.5SMB56A,1.5SMB24CA,1.5SMB47CA,1.5SMB68CA,1.5SMB27CA,1.5SMB20CA,1.5SMB43CA,1.5SMB22CA,1.5SMB23CA,1.5SMB62CA,1.5SMB82CA,1.5SMB24A,1.5SMB68A,1.5SMB36A,1.5SMB SERIES,TELECOM,电信,电脑,CONSUMER ELECTRONIC APPLICATIONS,INDUSTRIAL,COMPUTER,消费电子应用,工业

12/05/23 - 数据手册代理服务技术支持采购服务

SMCJ系列表面贴装–1500W TVS二极管规格书

该资料为Littelfuse公司生产的SMCJ系列表面贴装瞬态电压抑制二极管（TVS）的数据手册。介绍了SMCJ系列产品的技术规格、电气特性、应用领域和包装信息。

LITTELFUSE - TVS DIODES,TVS二极管,TVS DEVICES,TVS器件,SMCJ36CA,SMCJ78CA,SMCJ28A,SMCJ16A,SMCJ160A,SMCJ440CA,SMCJ120A,SMCJ120CA,SMCJ350CA,SMCJ9.0CA,SMCJ43A,SMCJ20CA,SMCJ43CA,SMCJ85CA,SMCJ8.5A,SMCJ24CA,SMCJ45A,SMCJ28CA,SMCJ17A,SMCJ300CA,SMCJ7.0A,SMCJ300A,SMCJ7.0CA,SMCJ18CA,SMCJ170CA,SMCJ60A,SMCJ SERIES,SMCJ14CA,SMCJ20A,SMCJ54CA,SMCJ26A,SMCJ14A,SMCJ78A,SMCJ7.5A,SMCJ6.0A,SMCJ150A,SMCJ110A,SMCJ200A,SMCJ100CA,SMCJ180CA,SMCJ40CA,SMCJ15A,SMCJXXXCA,SMCJ8.5CA,SMCJ48CA,SMCJ9.0A,SMCJ,SMCJ350A,SMCJ150CA,SMCJ17CA,SMCJ51CA,SMCJ70CA,SMCJ70A,SMCJ6.5CA,SMCJ54A,SMCJ13CA,SMCJ30A,SMCJ48A,SMCJ11CA,SMCJ36A,SMCJ24A,SMCJ12A,SMCJ180A,SMCJ250CA,SMCJ8.0A,SMCJ100A,SMCJ400A,SMCJXXXXX,SMCJ440A,SMCJ400CA,SMCJ250A,SMCJ160CA,SMCJ51A,SMCJ60CA,SMCJ11A,SMCJ75A,SMCJ22CA,SMCJ64CA,SMCJ45CA,SMCJ13A,SMCJ26CA,SMCJ200CA,SMCJ8.0CA,SMCJ6.0CA,SMCJ90CA,SMCJ130CA,SMCJ40A,SMCJ16CA,SMCJ64A,SMCJ12CA,SMCJ33CA,SMCJ75CA,SMCJ58A,SMCJ10CA,SMCJ58CA,SMCJ18A,SMCJ170A,SMCJ5.0CA,SMCJ130A,SMCJ220A,SMCJ33A,SMCJ85A,SMCJ6.5A,SMCJ220CA,SMCJ5.0A,SMCJ110CA,SMCJ90A,SMCJ7.5CA,SMCJ22A,SMCJ15CA,SMCJ30CA,SMCJ10A,电信,的I/O接口,INDUSTRIAL,敏感电子设备,SENSITIVE ELECTRONIC EQUIPMENT,OF I/O INTERFACES,消费电子应用,TELECOM,电脑,CONSUMER ELECTRONIC APPLICATIONS,COMPUTER,VCC BUS,VULNERABLE CIRCUITS,VCC总线,工业,易受攻击的电路

05/30/23 - 数据手册代理服务技术支持采购服务

TVS管如何选型？

TVS选型一般参考： 1、TVS是用来防护浪涌电流的，首先确定TVS的Ipp，或者通过信号功率来确定Ipp； 2、其次确定待防护电路的直流电压或持续工作电压。如果是交流电，应计算出最大值，即用有效值*1.414； 3、根据已知工作电压，选择TVS的Vrwm，要求Vrwm要大于工作电压，否则工作电压大于Vrwm会导致TVS反向漏电流增大，接近导通，或者雪崩击穿，影响正常电路工作。 4、所选TVS的最大箝位电压Vc不能大于被防护电路可以承受的最大电压。否则，当TVS钳在Vc时会对电路造成损坏。 6、确认单极性还是双极性，双向TVS用于交流电或来自正负双向脉冲的场合。 littelfuse TVS选型参考：https://www.sekorm.com/doc/989593.html

2018-12-10 - 技术问答代理服务技术支持采购服务

使用Littelfuse汽车TVS二极管的汽车电路保护

本文介绍了汽车电路保护方案，重点阐述了使用Littelfuse汽车TVS二极管来保护汽车电子系统免受瞬态电压冲击。文章详细分析了汽车电子系统面临的电学挑战，如静电放电、雷击和电力电子电路中的开关负载，并介绍了Littelfuse TVS二极管如何保护车辆的安全、性能、舒适性和便利性系统。此外，文章还讨论了汽车总线保护，包括CAN和LIN总线，以及如何使用Littelfuse TVS二极管来保护这些总线。最后，文章比较了ISO16750-2和ISO7637-2标准在负载浪涌测试中的差异，并提供了选择合适的TVS二极管的指导。

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2023/6/19 - 应用笔记或设计指南代理服务技术支持采购服务

LITTELFUSE Automotive Qualified TVS Diode Arrays选型表

Lightning Immunity (8x20μs) (A)

选型表 - LITTELFUSE 立即选型

P6SMB系列表面贴装TVS二极管-600W

该资料介绍了Littelfuse公司的P6SMB系列表面贴装瞬态电压抑制二极管（TVS）。这些二极管专为保护敏感电子设备免受雷电和其他瞬态电压事件的影响而设计。资料涵盖了产品的最大额定值、热特性、电气特性、功能图、应用领域以及包装规格。

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06/28/21 - 数据手册代理服务技术支持采购服务

SP4203 0.5 pF、10A双向分立TVS二极管

该资料介绍了SP4203系列双向瞬态电压抑制二极管（TVS），用于保护电子设备免受破坏性的静电放电（ESD）的影响。这些TVS二极管具有低电容、高浪涌电流承受能力，适用于多种应用场景。

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10/17/18 - 数据手册 - Revision: 10/17/18 代理服务技术支持采购服务