2020 年 4 月 29 日
This is the second blog in a two-part series about ESD protection of OBD-II ports. Read the first part here.
我们已经了解了 OBD-II 接口及其支持的协议，现在就可以通过 OBD-II 引脚选择适合 GPS 跟踪器 ESD 保护的 TVS 二极管了。连接到电池 (+12V) 的引脚 16 需要具有 VBus 保护功能的单线 TVS 二极管。Semtech 的 µClamp®1871P 是个很好的解决方案，可保护此 VBus 引脚免受 ESD 威胁。VBus 引脚需要这样的 TVS 二极管：工作电压超过 12V，快速响应，低钳位电压，保护 VBus 引脚期间不会导致器件性能下降。µClamp1871P 的工作电压为 18V，根据 IEC 61000-4-2 标准可承受 ±30kV（空气）和 ±30kV（接触）的极高 ESD 电压。µClamp1871P 采用 1.6 x 1.0 x 0.57mm 小型封装，导通电阻低至 0.05Ω。连接图请见图 2。
下面我们讲讲 CAN 总线保护。之前说过，传送数据时，CAN 高电平（引脚 6）达到 3.75V，CAN 低电平（引脚 14）降至 1.25V。这就会在线路之间产生一个 2.5V 的差分信号。CAN 高电平和低电平的保护标准与其他引脚有所不同。这些引脚传送 1Mbps 差分数据信号。由于它们是高速差分数据线，因此 TVS 二极管应在瞬态事件期间保护 OBD 端口和电路，同时保持低的线间电容，确保信号完整性。虽然低电容不是 VBus 保护 (引脚 16) 的考虑因素，但它是引脚 6 和 14 的重要设计考虑因素之一。Semtech 的 µClamp2482SQ 是双通道器件，可以保护 CAN 高电平和低电平线。µClamp2482SQ 的工作电压为 24V，最小击穿电压为 26.5V。如果紧急情况下汽车的 12V 电池需要从 24V 快速启动，那么这些电压足以保护 CAN 收发器。如果电池和信号线之间短路，OBD-II 端口可保持不导通状态。根据 IEC 61000-4-2 标准，µClamp2482SQ 可在 ±30kV（空气）和 ±30kV（接触）下提供 ESD 事件的瞬态保护。它具有 15pF（典型值）的极低电容和 0.4Ω（典型值）的动态电阻。µClamp2482SQ 可提供行业标准的 SOT23 封装。
图 2：通过 OBD-II 端口的车辆跟踪 ESD 可行保护选项
接下来是 ISO 9141 K 线（引脚 7）和 ISO 9141 L 线（引脚 15）的保护要求。这些引脚的最大电压为 12V，最大数据传输速率为 10.4 Kbps。考虑到这些需求，Semtech 的 RClamp®1561PQ 是组合保护 K 线和 L 线的理想选择。
最后，我们将讨论 SAE J1850 PWM BUS (+) 和 BUS (-) 的保护要求。对于 SAE J1850 (PWM) 线路，最大电压为 5V，最大数据传输速率为 41.6 Kbps。SAE J1850 VPW BUS (+) 和 BUS (-) 的最大电压为 7V，最大数据传输速率为 10.4 Kbps。Semtech 的 RClamp1561PQ 也可以用于保护 SAE J1850 线路。RClamp1561PQ 在非常小的 0402 封装中具有 15V 的工作电压。根据 IEC 61000-4-2 标准，它可在 ±15kV（空气）和 ±10kV（接触）下提供瞬态保护。RClamp1561PQ 具有 0.3pF（最大）的低电容和 3.8Ω（典型值）的动态电阻。
基于 GPS 的车辆跟踪系统越来越流行，因此这些系统的制造商需要认真考虑如何有效保护跟踪器免受 ESD 浪涌的影响并防止故障。车辆跟踪器的用户肯定不希望因使用 GPS 设备而损坏 OBD-II 端口。
Semtech 是 TVS 二极管的领先制造商，产品为许多世界上流行的消费性电子设备提供保护。其高效且值得信赖的 TVS 产品组合还可以保护所有类型的车辆跟踪系统，使消费者平稳、顺畅、无中断地使用移动跟踪应用。
下面的链接详细介绍了 Semtech 的电路保护产品。
Semtech、Semtech 徽标、RClamp 和 µClamp 是 Semtech Corporation 或其附属公司的注册商标或服务标志。
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