如何提高隔离接口模块的ESD抗扰能力

　　改善方法：

　　类似的，在隔离栅并联增加一个电容Cp，可以为来自控制侧的静电能量提供一个低阻抗的路径。如图 8，控制侧的静电能量大部分通过此电容泄放至PE，从而起到保护隔离接口模块的作用。若无安规要求，可与Cp并联一个大阻值泄放电阻，如1M，以防静电积累。

　　图 8

　　对于总线侧的静电，可以在总线侧增加高等级ESD防护器件(如TVS管)，静电能量会通过防护器件泄放至PE，由此来提高总线侧的静电能力，如图 9。TVS选型时需注意，其导通电压必须小于隔离接口可承受的最大电压，同时大于信号电压;在通信速率高、或节点数较多时，也需要注意尽量选取等效电容小的器件，以免影响总线正常通信。

　　图 9

　　3. 设备控制侧、总线侧均有接保护地

　　如图 10，此状态下，设备控制侧、总线侧都通过一定方式接入保护地(PE)。

　　图 10

　　状态出现的可能场景：

　　1. 设备自身接PE，总线组网后单点接PE。

　　静电分析：

　　当控制侧接口受到静电放电时，能量通过控制侧保护器泄放至PE1，对隔离通信接口基本无影响，如图 11。

　　图 11

　　当总线侧接口受到静电放电时，静电能量通过隔离接口模块内部总线侧器件泄放至PE2，如图 12。若ESD能量超出了接口模块内部总线侧器件的ESD抗扰能力，总线接口则可能损坏。

　　图 12

　　改善方法：

　　在总线侧增加高等级ESD防护器件(如TVS管)，静电能量会通过防护器件泄放至PE2，由此来提高总线侧的静电能力，如图 13。

　　图 13

　　u 推荐的实际应用电路：

　　为了满足上述提到的三种设备状态下，隔离接口模块均得到有效的静电保护，建议进行隔离接口设计时，参考图 14所示电路，增加Cp、Rp以及TVS，提高隔离接口的ESD抗扰能力。注意，若产品有安规要求，如需要进行耐压测试、绝缘电阻测试，则不能增加Rp电阻。

　　图 14

　　总结：

　　由于设备实际应用中会存在各种不同的状态，对于与上述描述不同的情况，也可按以上的方法进行分析，并有针对性的增加保护器件，从而达到提升ESD抗扰能力的作用。广州致远电子有限公司基于多年的总线防护设计积累推出了高防护等级隔离模块——CTM1051(A)HP系列。该系列符合国际ISO11898-2标准，静电防护等级可达接触±8kV，空气放电±15kV，浪涌防护可达±4kV隔离CAN解决方案，具体如下图15所示，能够适用于各种恶劣的工业现场环境。应用简便，即插即用，应用原理图如下图16所示。

　　图15 CTM1051(A)HP的EMC性能

　　图16 应用原理图