簡述總線隔離后如何接地？-上篇

各位工程師對于CAN與RS-485總線并不陌生并且能快速搭建隔離電路，但可能仍會遇到通訊異?；驌p壞的情況，這是什么原因導致？這可能是由于隔離后接地錯誤導致，本文先為大家介紹隔離后接地的ESD作用機理。

前言

為保證總線網絡的通訊穩(wěn)定性，通訊接口通常會做隔離，隔離的主要目的：

安規(guī)考慮：保護設備及人身安全，隔開潛在的高壓危險；

提高通信的穩(wěn)定性：消除地電勢差的影響；

提高器件的可靠性：消除地環(huán)路影響；

低耦合：提高系統(tǒng)間的兼容性；

隔離接地的原理

總線增加隔離固然可以保證總線穩(wěn)定可靠地通信，但是帶隔離通信接口的設備，在復雜的環(huán)境或安裝狀態(tài)下，接口會表現(xiàn)出完全不同的ESD特性，了解ESD對接口的影響機理，才能有針對性地增加保護器件，提升隔離接口的ESD能力。下面以帶有隔離CAN或RS-485通信接口為例，對常見的設備狀態(tài)下，ESD的作用機理進行分析，并提出相應的改善措施。

1、總線側懸空此狀態(tài)下，設備控制側有接入保護地（PE），總線側參考地懸空，與PE無任何連接，如下圖。

接下來進行分析：

假設控制側均做了足夠的保護措施，當控制側接口受到靜電放電時，能量通過控制側保護器泄放至PE，對隔離通信接口基本無影響，如下面左圖；

當總線接口受到靜電放電時，由于總線側懸空，能量只能通過隔離柵的等效電容Ciso進行泄放，由于Ciso非常小，僅有幾皮法至十幾皮法，Ciso被迅速充電，兩端電壓Viso會非常高，幾乎等同于放電電壓，電壓全部施加在隔離接口模塊的隔離柵，若電壓超出了隔離柵的電壓承受范圍，則會導致內部隔離柵損壞，如下面右圖。

注意：對于一般的隔離接口模塊，隔離柵可承受的靜電放電電壓只有4kV，對于更高等級的6kV或8kV的靜電來說是非常脆弱的，極易出現(xiàn)損壞情況。

2、設備控制測懸空此狀態(tài)下，設備控制側有接入保護地（PE），總線側參考地懸空，與PE無任何連接。此狀態(tài)下，設備控制側參考地懸空，與PE無任何連接，總線側有接入保護地（PE），如下圖。

接下來進行分析：

當總線側接口受到靜電放電時，靜電能量通過隔離接口模塊內部總線側器件泄放至PE，但若ESD能量超出了接口模塊內部總線側器件的ESD抗擾能力，總線接口則可能損壞，如下面左圖；

當控制側接口受到靜電放電時，由于控制側懸空，能量只能通過隔離柵的等效電容Ciso進行泄放，由于Ciso非常小，兩端電壓Viso會非常高，電壓全部施加在隔離接口模塊的隔離柵，若電壓超出了隔離柵的電壓承受范圍，則會導致內部隔離柵損壞，如下面右圖。

相信從本篇文章，大家已大致了解總線隔離后的ESD能量經過路徑，這可為大家在設計總線隔離電路時提供對應防護方向。明天將為大家?guī)鞿LG的總線隔離接地方案，并為大家介紹相應電路方案具體防護原理及作用，《總線隔離后如何接地？-下篇》敬請期待！

編輯：jq