為什么 CAN 總線的 TVS 管通常都是 24V?
在工業(yè)自動化、汽車電子等領域,控制器局域網(wǎng)(CAN)總線以其高可靠性、實時性和抗干擾能力強等優(yōu)勢,成為了設備之間通信的重要方式。而在 CAN 總線的防護電路中,瞬態(tài)電壓抑制二極管(TVS)起著關鍵作用,并且通常選用 24V 的 TVS 管,這背后有著多方面的原因。
CAN 總線的工作電壓范圍與 TVS 管的選擇緊密相關。CAN 總線的標準邏輯電平,隱性電平為 2.5V 左右,顯性電平為 1.5V 左右。但在實際應用中,由于受到電磁干擾、浪涌等因素影響,總線上的電壓可能會瞬間大幅波動。在汽車電子系統(tǒng)中,汽車在啟動、停止或行駛過程中,電氣系統(tǒng)會產(chǎn)生各種電氣瞬態(tài)現(xiàn)象,如感性負載的通斷、靜電放電等,這些都可能導致 CAN 總線上出現(xiàn)電壓尖峰。一般來說,CAN 總線正常工作電壓雖在幾伏范圍,但為了應對可能出現(xiàn)的異常電壓,需要選擇合適耐壓值的 TVS 管來進行保護。
24V 的 TVS 管在保護 CAN 總線免受異常電壓沖擊方面表現(xiàn)出色。當總線上出現(xiàn)瞬態(tài)過電壓時,TVS 管會迅速響應,將電壓鉗位在安全水平。其響應時間極短,通常在皮秒級,能夠在瞬間將過高的電壓限制在可承受范圍內,避免過電壓對 CAN 總線收發(fā)器、微控制器等設備造成損壞。例如,當出現(xiàn)高達幾十伏的浪涌電壓時,24V 的 TVS 管能快速導通,將電壓鉗位在接近 24V 的水平,防止過高電壓擊穿電路中的電子元件,保障 CAN 總線通信的穩(wěn)定性和可靠性。
從兼容性角度來看,24V 在工業(yè)和汽車領域是較為常見的電源電壓等級。在工業(yè)控制系統(tǒng)中,許多設備采用 24V 直流電源供電,這使得 CAN 總線相關設備也多基于 24V 電源設計。選用 24V 的 TVS 管,能夠與整個系統(tǒng)的電源架構更好地兼容,減少因電壓不匹配帶來的設計復雜性和成本增加。在汽車電氣系統(tǒng)中,部分車型的電氣系統(tǒng)也采用 24V 電源,特別是一些商用車,CAN 總線采用 24V 的 TVS 管,能更好地適應汽車電氣環(huán)境,提高系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。
此外,成本因素也是 24V TVS 管被廣泛應用的原因之一。在滿足 CAN 總線防護要求的前提下,24V TVS 管的生產(chǎn)成本相對較低。由于其應用廣泛,市場上的供應量充足,價格較為穩(wěn)定且具有一定的性價比。對于大規(guī)模生產(chǎn)的工業(yè)設備和汽車電子產(chǎn)品來說,選擇成本較低的 24V TVS 管,能夠有效控制產(chǎn)品成本,提高產(chǎn)品的市場競爭力。相比其他電壓等級的 TVS 管,24V TVS 管在防護性能和成本之間達到了較好的平衡。
當然,在某些特殊應用場景下,也并非一定選用 24V 的 TVS 管。在一些對空間和成本要求極為苛刻的小型設備中,若 CAN 總線工作電壓較低且可能出現(xiàn)的過電壓幅值也較小,可能會選用更低電壓等級的 TVS 管,以進一步降低成本和減小體積。而在一些對可靠性要求極高、可能面臨極端電氣環(huán)境的應用中,如航空航天領域的 CAN 總線系統(tǒng),可能會根據(jù)具體需求選擇更高電壓等級或具有特殊性能的 TVS 管,以確保在復雜環(huán)境下的可靠運行。
CAN 總線的 TVS 管通常選用 24V,是基于 CAN 總線的工作特性、防護需求、兼容性以及成本等多方面因素綜合考慮的結果。它在保障 CAN 總線穩(wěn)定運行、防止過電壓損壞設備方面發(fā)揮著重要作用。隨著技術的不斷發(fā)展和應用場景的多樣化,TVS 管的性能和應用也將不斷優(yōu)化和拓展,但在當前主流的 CAN 總線應用中,24V TVS 管憑借其獨特優(yōu)勢,依然占據(jù)著重要地位。





