为什么 CAN 总线的 TVS 管通常都是 24V?

在工业自动化、汽车电子等领域，控制器局域网(CAN)总线以其高可靠性、实时性和抗干扰能力强等优势，成为了设备之间通信的重要方式。而在 CAN 总线的防护电路中，瞬态电压抑制二极管(TVS)起着关键作用，并且通常选用 24V 的 TVS 管，这背后有着多方面的原因。

CAN 总线的工作电压范围与 TVS 管的选择紧密相关。CAN 总线的标准逻辑电平，隐性电平为 2.5V 左右，显性电平为 1.5V 左右。但在实际应用中，由于受到电磁干扰、浪涌等因素影响，总线上的电压可能会瞬间大幅波动。在汽车电子系统中，汽车在启动、停止或行驶过程中，电气系统会产生各种电气瞬态现象，如感性负载的通断、静电放电等，这些都可能导致 CAN 总线上出现电压尖峰。一般来说，CAN 总线正常工作电压虽在几伏范围，但为了应对可能出现的异常电压，需要选择合适耐压值的 TVS 管来进行保护。

24V 的 TVS 管在保护 CAN 总线免受异常电压冲击方面表现出色。当总线上出现瞬态过电压时，TVS 管会迅速响应，将电压钳位在安全水平。其响应时间极短，通常在皮秒级，能够在瞬间将过高的电压限制在可承受范围内，避免过电压对 CAN 总线收发器、微控制器等设备造成损坏。例如，当出现高达几十伏的浪涌电压时，24V 的 TVS 管能快速导通，将电压钳位在接近 24V 的水平，防止过高电压击穿电路中的电子元件，保障 CAN 总线通信的稳定性和可靠性。

从兼容性角度来看，24V 在工业和汽车领域是较为常见的电源电压等级。在工业控制系统中，许多设备采用 24V 直流电源供电，这使得 CAN 总线相关设备也多基于 24V 电源设计。选用 24V 的 TVS 管，能够与整个系统的电源架构更好地兼容，减少因电压不匹配带来的设计复杂性和成本增加。在汽车电气系统中，部分车型的电气系统也采用 24V 电源，特别是一些商用车，CAN 总线采用 24V 的 TVS 管，能更好地适应汽车电气环境，提高系统的整体稳定性。

此外，成本因素也是 24V TVS 管被广泛应用的原因之一。在满足 CAN 总线防护要求的前提下，24V TVS 管的生产成本相对较低。由于其应用广泛，市场上的供应量充足，价格较为稳定且具有一定的性价比。对于大规模生产的工业设备和汽车电子产品来说，选择成本较低的 24V TVS 管，能够有效控制产品成本，提高产品的市场竞争力。相比其他电压等级的 TVS 管，24V TVS 管在防护性能和成本之间达到了较好的平衡。

当然，在某些特殊应用场景下，也并非一定选用 24V 的 TVS 管。在一些对空间和成本要求极为苛刻的小型设备中，若 CAN 总线工作电压较低且可能出现的过电压幅值也较小，可能会选用更低电压等级的 TVS 管，以进一步降低成本和减小体积。而在一些对可靠性要求极高、可能面临极端电气环境的应用中，如航空航天领域的 CAN 总线系统，可能会根据具体需求选择更高电压等级或具有特殊性能的 TVS 管，以确保在复杂环境下的可靠运行。

CAN 总线的 TVS 管通常选用 24V，是基于 CAN 总线的工作特性、防护需求、兼容性以及成本等多方面因素综合考虑的结果。它在保障 CAN 总线稳定运行、防止过电压损坏设备方面发挥着重要作用。随着技术的不断发展和应用场景的多样化，TVS 管的性能和应用也将不断优化和拓展，但在当前主流的 CAN 总线应用中，24V TVS 管凭借其独特优势，依然占据着重要地位。