SURGE测试中通讯端口TVS管损坏机理分析-解决方案

1.从产品端解决方案分析

综合以上分析，从产品端解决CAN通讯口TVS管损坏问题，就是要改变噪声回路阻抗分布。方法有三种，参见表4。

【资料图】

表4 整改设计方法分析表

2. 从测试端解决方案分析

SURGE测试不同实验方法如下表5所示：

不同的测试方法-1

不同的测试方法-2

不同的测试方法-3

3.业界对CAN通讯SURGE测试的看法

业界对CAN、485、232等通讯电路是否为平衡线对有不同的看法，导致使用不同的CDN，产生不同的测试结果。

（1） 对称线的定义：

差模到共模转换损耗大于20DB的平衡对线，一般由芯片厂家确定。

（2） CND非对称注入：

A-GND进行了去耦，老板标准中为20mH，50KHz阻抗为6.28KΩ，回路SURGE电流为约0.3A，TVS管正常工作。

（3） CND对称注入

标准中没有对A-GND是否连接进行说明，然而一般A-GND实验时时默认连接的，只对对称线线进行注入实验。

◆A-GND不接：SURGE回路噪声电流为0.15A左右。

◆A-GND接：与初始测试结果一直，无改善。

（4） 组网CAN端口直接注入

通过组网连接，使得AE设备对SURGE噪声电流分流，但每个TVS管子电流约为4.8A，超过最大Ipp，存在损坏风险。

综上对测试方法的说明，解决方案有二：

◆不接A-GND，进行CDN注入；

◆按照非对称进行注入；

4.不同测试方法的应用分析

各企业在SURGE的非屏蔽通讯端口测试中，以IEC61000-4-5为基础，进行了各自的适应性测试方法改善。主要有三种方式，参见表6所示。

表6 SURGE 非屏蔽通讯端口测试方法-1

表6 SURGE 非屏蔽通讯端口测试方法-2

表6 SURGE 非屏蔽通讯端口测试方法-3

EMC测试要结合产品的实际应用场景，来定制适合的测试方法，才能真正的在设计端规避产品的使用风险，三种测试方法的应用场景如下：

① 利用CDN的共模阻抗，进行非组网的通讯端口注入测试

主要应用在低要求场合，只要防护器件不损坏就可以，如二次供水。

② 利用CDN的共模阻抗，进行组网的通讯端口注入测试

主要应用在高要求，考量系统对SURGE的抗扰性，而非单体产品本身，要求通讯不能出错，如生产线。

③ 按照标准推荐，将CDN串入通讯线中进行测试

将EUT与AE进行隔离，主要为认证测试的应用。

5.思考

（1） TVS管损坏原因为噪声回路阻抗过低，使得SURGE电流过大，TVS管超限值而损坏，可以选用功率大而结电容相对较小的TVS管；

（2） 增大对PE的阻抗，可以去掉跨接TVS管，或减小跨接电容，或串跨接电阻等方法，提升阻抗值，使得SURGE电压大部分加在跨接阻抗上；

（3） 产品设计要进行噪声路径分析和SURGE电流估算，指导阻抗分配与器件的选型。

（4） 需要结合产品的实际应用场景，来选择测试方法，不要完全照搬标准要求，而缺乏系统化分析。