湖南静芯推出业内首款SOT-23 1000W CAN总线防护器件SENC23T24V2BH

湖南静芯宣布推出全新产品CAN总线通讯接口防护器件SENC23T24V2BH,在SOT-23封装内部实现高达1000W的峰值脉冲功率与100V浪涌测试电压,化解了高浪涌防护能力与超小封装体积之间不可兼得的矛盾,也解决了为追求高防护等级而被迫采用大尺寸、高成本方案这一难题,完美迎合了追求极致接口防护性能与高可靠性的客户需求。

技术背景

CAN总线作为车载通信的主动脉,线缆贯穿车身十几米,连接着ECU、BMS、OBD口、中控屏等核心模块。在真实的车载环境中,除了传统意义上的静电威胁,电机启停、继电器切换、点火系统开关以及抛负载等操作,都会在电源线和信号线上产生能量高达数百焦耳的瞬态浪涌,其破坏力是普通ESD脉冲的数千倍。不同的车规级测试和认证标准,比如ISO 7637-2、ISO 10605和AEC-Q101等也对车载元器件提出了严苛的热冲击、温度循环和长期可靠性考核。

在收发器内部集成ESD保护单元固然可以简化设计,但要在一片几平方毫米的芯片上塞进足以吸收数百瓦浪涌能量的ESD结构,意味着晶圆面积的大幅扩张、封测难度的几何级攀升,以及随之而来的良率损失与成本上涨。更棘手的是浪涌防护,由于芯片内部的物理极限,收发器本身的防护结构无法抵抗IEC 61000-4-5定义的8/20μs浪涌波形。若要将芯片级ESD能力从±8kV提升至±25kV,晶圆面积需增加30%以上,而浪涌防护能力的提升对芯片面积和成本的冲击更为剧烈。”

因此,收发器+外围TVS的架构早已成为汽车EMC防护设计的主流范式,但如何寻找高性能低成本的CAN总线防护,尤其是在汽车系统内部,仍成为电子设计师需要解决的难题。

高性能需要大封装——是半导体行业沿用多年的法则,传统的大功率TVS方案往往采用SMA、SMB甚至SMC封装来换取足够的浪涌吸收能力,然而汽车电子系统的体积正在以前所未有的速度压缩,留给防护器件的布局面积也同样被压缩。

湖南静芯通过优化晶圆级ESD防护结构设计,研发出了SOT23封装1000W功率的ESD防护器件,将SOT23的性能天花板推升至全新高度,为车载系统在有限空间内预留出极为充裕的浪涌吸收裕量。同样的SOT23封装,业内的其他产品最高只能实现540W的峰值脉冲功率,而我们的新品将这个数字直接拉升至1000W,仅功率密度就已是主流竞品的数倍,可完全满足追求高性能的客户。

产品简介

SENC23T24V2BH是湖南静芯研发的一款专门应用于CAN接口超高速差分线上的ESD防护器件,为SOT-23封装,内部集成了两路对称电压24V的ESD防护器件,本身寄生电容仅为55pF。SENC23T24V2BH的峰值脉冲电流为24A,钳位电压为47V,可为主芯片提供极优的静电保护效果。且符合IEC 61000-4-2 (ESD) Level 4规范,在 ±30kV(空气)和 ±30kV(接触)下提供瞬变保护。具体参数如下表1所示。

表1 SENC23T24V2BH电气特性表

除了基本参数外,在实际测试中,我们还可以看到该器件可以承受最高100V的浪涌电压,如下表2所示。多数产品在实际测试中甚至无法通过 80V 浪涌测试,而我们的新品在 100V 条件下仍能保持稳定钳位,这意味着工程师可以在不更换更大封装的前提下,获得接近一倍的电压安全冗余,更能有效应对车载电路中的线路误接、借电串联等异常工况。

表2 SENC23T24V2BH 8/20us浪涌数据表

应用方案

SENC23T24V2BH可并联于差分信号线之间,其内部集成的两路对称电压24V的ESD防护器件可增强电路的可靠性和抗干扰能力,实现业内最大功率通讯与静电防护方案。

图1 应用方案图

总结与结论

在汽车电子环境日趋严苛、芯片级ESD与浪涌防护成本高昂的背景下,提升外围器件性能成为最务实的方向,然而系统小型化浪潮又对TVS提出了“高性能、小体积”的双重挑战。我们的新品在SOT-23封装内,实现了高达1000W的峰值脉冲功率与100V浪涌测试电压,两项指标同时突破传统SOT-23 TVS的性能天花板,可提供车规级产品,欢迎追求高性能的客户联系我司代理申请样品。

湖南静芯ESD器件工作电压涵盖1.0~72V,电流涵盖4~30A,电容最低至0.08pF,封装涵盖CSP、FC及各类封装形式。同时推出22V&33V TDS平缓浪涌抑制器,可用于保护工作电压为20V、24V、28V、36V的系统,具有精准且恒定的触发电压、优异的钳位性能及稳定的温度特性,可为系统提供更全面保护。结合TDS器件与深回扫ESD优势,湖南静芯是国内首家推出USB4.0完整解决方案的公司,详情可以参考:湖南静芯推出Thunderbolt4、5/USB4.0&PD3.0的ESD&EOS防护完整解决方案100W+80G湖南静芯推出USB4.0&PD3.1的ESD&EOS防护完整解决方案140W&180W+120G等文章。

来源:ElecSuper 静芯微