OBD-II 系統的 ESD 防護（下）

本文為OBD-II系統ESD保護系列文章的下篇。在前文《OBD-II系統的ESD防護（上）》中，我們已詳細介紹了OBD-II端口及其支持的協議。

接下來，我們將根據OBD-II引腳去選擇適合GPS跟蹤器ESD保護的TVS二極管。

單通道，集成高端負載開關

連接到電池 (+12V) 的引腳16需要具有VBus保護功能的單線TVS二極管。Semtech的μClamp1871P是極佳的解決方案，可保護VBus引腳免受ESD威脅。

VBus引腳需要的TVS二極管需要具備這些特性：工作電壓超過12V，快速響應，低鉗位電壓，保護VBus引腳期間不會導致器件性能下降。

μClamp1871P的工作電壓為18V，根據IEC 61000-4-2標準可承受±30kV（空氣）和 ±30kV（接觸）的極高ESD電壓。μClamp1871P采用1.6 x 1.0 x 0.57mm小型封裝，導通電阻低至0.05Ω。

連接圖請見下方圖-1。

圖-1：根據OBD-II端口為車輛跟蹤系統提供ESD保護的可行選擇

下面，我們來說一下CAN總線保護。

之前提及過，傳送數據時，CAN高電平（引腳6）達到3.75V，CAN低電平（引腳14）降至1.25V。這就會在線路之間產生一個2.5V的差分信號。CAN高電平和低電平的保護標準與其他引腳有所不同。這些引腳傳送1Mbps差分數據信號。由于它們是高速差分數據線，因此TVS二極管應在瞬態事件期間保護OBD端口和電路，同時保持低線間電容，確保信號完整性。

雖然低電容不是VBus保護 (引腳16) 的考慮因素，但它是引腳6和14的重要設計考慮因素之一。

Semtech的μClamp2482PWQ是雙通道器件，可以保護CAN高電平和低電平線。其工作電壓為24V，最小擊穿電壓為 26.5V。

如果緊急情況下汽車的12V電池需要從24V快速啟動，那么這些電壓足以保護CAN收發器。如果電池和信號線之間短路，OBD-II端口可保持不導通狀態。

μClamp2482PWQ符合IEC 61000-4-2規范，可在±30kV（空氣）和±30kV（接觸）條件下提供ESD事件的瞬態保護。它具有15pF（典型值）的極低電容和0.4Ω（典型值）的動態電阻。μClamp2482PWQ還提供行業標準的DFN封裝。

接下來是ISO 9141 K線（引腳7）和ISO 9141 L線（引腳15）的保護要求。這些引腳的最大電壓為12V，最大數據傳輸速率為10.4 Kbps。

考慮到這些需求，Semtech的RClamp1561PQ是組合保護K線和L線的理想選擇。

最后，我們來討論一下SAE J1850 PWM BUS (+) 和 BUS (-) 的保護要求。

對于SAE J1850 (PWM) 線路，最大電壓為5V，最大數據傳輸速率為41.6 Kbps。SAE J1850 VPW BUS (+) 和 BUS (-) 的最大電壓為7V，最大數據傳輸速率為10.4 Kbps。

Semtech的RClamp1561PQ也可以用于保護SAE J1850 線路。RClamp1561PQ在非常小的0402封裝中具有15V的工作電壓。根據IEC 61000-4-2標準，它可在 ±15kV（空氣）和 ±10kV（接觸）下提供瞬態保護。RClamp1561PQ具有0.3pF（最大）的低電容和3.8Ω（典型值）的動態電阻。

結語

基于GPS的車輛跟蹤系統越來越流行，因此這些系統的制造商應認真考慮如何有效保護跟蹤器免受ESD浪涌的影響并防止故障。車輛跟蹤器的用戶肯定不希望因為使用GPS設備而損壞OBD-II端口。

Semtech是TVS二極管的領先制造商，產品為許多世界上流行的消費性電子設備提供保護。其高效且值得信賴的TVS產品組合還可以保護所有類型的車輛跟蹤系統，使消費者平穩、順暢、無中斷地使用移動跟蹤應用。