CAN 버스 란 무엇입니까?
CAN 버스는 자동차, 산업 자동화 및 기타 분야에서 널리 사용되는 직렬 통신 프로토콜입니다. 이를 통해 여러 장치가 데이터 및 제어 신호 전송을 위한 통신 회선을 공유할 수 있습니다. CAN 버스에는 CAN 2.0A와 CAN 2.0B의 두 가지 버전이 있습니다. CAN 2.0A는 11비트 표준 식별자를 지원하는 반면, CAN 2.0B는 29비트 확장 식별자를 지원합니다. CAN 버스 토폴로지에는 버스, 스타 및 하이브리드 구성이 포함됩니다. 버스 토폴로지는 가장 일반적이며 모든 노드 장치를 연결하고 버스 양쪽 끝에 종단 저항이 필요합니다.
서지 보호가 필요한 이유
CAN 버스 시스템은 EMI(전자기 간섭) 및 EMI(전기 간섭)에 취약하여 전송 오류 및 하드웨어 오류를 일으킬 수 있습니다. 서지 보호는 CAN 버스 시스템에 보호 회로를 도입하여 이러한 방해를 방지합니다. CAN 버스의 서지 보호 회로는 흡수, 반사 또는 억제 메커니즘을 통해 버스를 보호할 수 있습니다.
EMC 테스트와 관련된 현재 자동차 전자 장치 표준은 주로 두 가지 범주로 나뉩니다.
1: 전원 공급 시스템에 대한 과도 테스트 수행
2: 통신 인터페이스에 대한 정전기 방전(ESD) 및 서지 테스트
전원 공급 장치 테스트에는 다음이 포함됩니다. 펄스 1(a)는 전원이 갑자기 차단될 때 유도성 부하로 인해 발생하는 과도 현상을 시뮬레이션합니다. 펄스 2(a)는 갑작스러운 전류 중단으로 인해 와이어링 하니스의 유도성 부하에서 발생하는 과도 현상을 시뮬레이션합니다. 펄스 2(b)는 작동 전원이 제거될 때 팬 또는 와이퍼 모터의 과도 현상을 시뮬레이션합니다. 펄스 3(a)(b)는 스위칭 프로세스 중에 생성된 과도 펄스를 시뮬레이션합니다. 펄스 5는 배터리 전력 손실 중 로드 덤프 과도 파형을 시뮬레이션합니다.
CAN 버스용 서지 보호 설계의 중요성
CAN 버스에 장애가 발생하면 장비 손상, 안전 사고, 데이터 손실 등 심각한 결과를 초래할 수 있습니다. 따라서 시스템 신뢰성과 안정성을 보장하려면 견고한 서지 보호 설계가 중요합니다. 또한 CAN 버스의 작동 환경을 고려할 때 서지 보호는 간섭 저항, 높은-온도 허용 오차, 진동 저항 및 높은 신뢰성도 특징으로 해야 합니다.
사람과의 접촉이 자주 발생하는 자동차 환경에서는 차량 작동 중에 정전기 방전(ESD) 이벤트, 전기 과부하(EOS) 이벤트, 전기적 빠른 과도 현상(EFT) 이벤트가 흔히 발생합니다. 이는 움직이는 차량에 잠재적인 위협이 됩니다. CAN 트랜시버 칩은 설계에 일부 ESD 내성을 포함하고 있지만 그 수준은 시스템-수준 테스트 요구 사항에 훨씬 못 미칩니다. 결과적으로 CAN 통신 인터페이스의 보호 설계가 매우 중요해졌습니다.
CAN 버스 서지 보호 설계 방법
CAN 버스 서지 보호 방법에는 저항기, 커패시터, TVS 다이오드 및 과도 전압 억제기(TVS)와 같은 구성 요소가 포함됩니다. 이 중 TVS 다이오드는 빠른 응답, 낮은 누설 전류, 높은 에너지 흡수 등의 장점을 제공하여 일반적으로 사용되는 보호 소자입니다. 실제 응용 분야에서 적절한 서지 보호 방법과 구성 요소를 선택하려면 특정 응용 분야 시나리오와 요구 사항을 고려해야 합니다.
CAN 버스 서지 보호 회로 구현
CAN 버스 서지 보호 회로는 개별 구성 요소 회로 또는 집적 회로를 사용하여 구현할 수 있습니다. 개별 구성 요소 회로는 여러 개의 독립 구성 요소로 구성되어 있어 강력한 사용자 정의 기능과 손쉬운 유지 관리 및 업그레이드를 제공합니다. 반대로, 집적 회로는 여러 구성 요소를 단일 칩에 통합하여 컴팩트한 크기, 낮은 전력 소비, 비용 효율성과 같은 이점을 제공합니다-. 실제 애플리케이션에서는 특정 애플리케이션 시나리오 및 요구 사항에 따라 적절한 회로 구현 방법을 선택해야 합니다.
CAN 버스 서지 보호 설계의 예
이 기사에서는 독자가 주제를 더 잘 이해할 수 있도록 CAN 버스 서지 보호 회로의 몇 가지 일반적인 예를 제시합니다. 예를 들어, CAN 버스 시스템 내의 전기 간섭 문제를 해결하기 위해 용량성 필터 회로 또는 RC 필터 회로를 사용하여 서지 보호를 달성할 수 있습니다. 반대로 전자기 간섭 문제의 경우 서지 보호를 위해 TVS 다이오드 및 과도 전압 억제기와 같은 구성 요소를 사용할 수 있습니다.
ESD 장치 배치 권장 사항
a) 장치를 입력 단자 또는 커넥터에 최대한 가깝게 배치합니다.
b) 장치와 보호 라인 사이의 경로 길이를 최소화하십시오.
c) 병렬 신호 경로를 최소한으로 유지하십시오.
d) 보호된 도체를 보호되지 않은 도체와 평행하게 연결하지 마십시오.
e) 전원 및 접지 루프를 포함하여 인쇄 회로 기판(PCB)의 모든 전도성 루프를 최소화합니다.
f) 접지로의 과도 복귀 경로 길이를 최소화합니다.
g) 공통 접지점에 대한 공유 과도 복귀 경로를 사용하지 마십시오.
h) 가능하면 접지면, 다-레이어 PCB 및 접지 비아를 활용합니다.
요약
이 기사에서는 CAN 버스 서지 보호의 중요성, 설계 방법 및 구현 접근 방식을 요약합니다. 이 문서가 독자가 CAN 버스 서지 보호를 더 잘 이해하고 실제 애플리케이션에서 시스템 신뢰성과 안정성을 향상시키는 데 도움이 되기를 바랍니다. CAN 버스 서지 보호를 설계할 때는 시스템의 작동 환경과 애플리케이션 시나리오를 충분히 고려해야 하며 적절한 서지 보호 방법과 구성 요소를 선택해야 합니다.