OBD-II 系统的 ESD 防护（下）

本文为OBD-II系统ESD保护系列文章的下篇。在前文《OBD-II系统的ESD防护（上）》中，我们已详细介绍了OBD-II端口及其支持的协议。

接下来，我们将根据OBD-II引脚去选择适合GPS跟踪器ESD保护的TVS二极管。

单通道，集成高端负载开关

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µClamp1871P是极佳的解决方案，可保护VBus引脚免受ESD威胁。

VBus引脚需要的TVS二极管需要具备这些特性：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。

连接图请见下方图-1。

图-1：根据OBD-II端口为车辆跟踪系统提供ESD保护的可行选择

下面，我们来说一下CAN总线保护。

之前提及过，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µClamp2482PWQ是双通道器件，可以保护CAN高电平和低电平线。其工作电压为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。

µClamp2482PWQ符合IEC 61000-4-2规范，可在±30kV（空气）和±30kV（接触）条件下提供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。µClamp2482PWQ还提供行业标准的DFN封装。

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RClamp1561PQ是组合保护K线和L线的理想选择。

最后，我们来讨论一下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。

结语

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应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为使用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。