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(lǐng)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(qiáng)等優(yōu)勢，成為了設(shè)備之間通信的重要方式。而在 CAN 總線的防護(hù)電路中，瞬態(tài)電壓抑制二極管(TVS)起著關(guān)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(guān)。CAN 總線的標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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(fù)載的通斷、靜電放電等，這些都可能導(dǎo)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(yīng)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(jìn)行保護(hù)。

24V 的 TVS 管在保護(hù) CAN 總線免受異常電壓沖擊方面表現(xiàn)出色。當(dāng)總線上出現(xiàn)瞬態(tài)過電壓時，TVS 管會迅速響應(yīng)，將電壓鉗位在安全水平。其響應(yīng)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(nèi)，避免過電壓對 CAN 總線收發(fā)器、微控制器等設(shè)備造成損壞。例如，當(dāng)出現(xiàn)高達(dá)幾十伏的浪涌電壓時，24V 的 TVS 管能快速導(dǎo)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(lǐng)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(shè)備采用 24V 直流電源供電，這使得 CAN 總線相關(guān)設(shè)備也多基于 24V 電源設(shè)計。選用 24V 的 TVS 管，能夠與整個系統(tǒng)的電源架構(gòu)更好地兼容，減少因電壓不匹配帶來的設(shè)計復(fù)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(yīng)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(yīng)用的原因之一。在滿足 CAN 總線防護(hù)要求的前提下，24V TVS 管的生產(chǎn)成本相對較低。由于其應(yīng)用廣泛，市場上的供應(yīng)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(shè)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(hù)性能和成本之間達(dá)到了較好的平衡。

當(dāng)然，在某些特殊應(yīng)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(shè)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(jìn)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(yīng)用中，如航空航天領(lǐng)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(fù)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(hù)需求、兼容性以及成本等多方面因素綜合考慮的結(jié)果。它在保障 CAN 總線穩(wěn)定運行、防止過電壓損壞設(shè)備方面發(fā)揮著重要作用。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用場景的多樣化，TVS 管的性能和應(yīng)用也將不斷優(yōu)化和拓展，但在當(dāng)前主流的 CAN 總線應(yīng)用中，24V TVS 管憑借其獨特優(yōu)勢，依然占據(jù)著重要地位。