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高速通信用ESDサプレッサ-車載Ethernetの静電気放電(ESD)対策にお悩みの方に!

車載EthernetのESD対策に有効な『ESDサプレッサ』をご紹介します。

従来、車載電子機器ではTVSダイオードで静電気を逃がし、機器を故障から守ってきました。しかし近年、車載カメラなど走行安全支援のためにECU間の高速・低遅延通信が要求されるており車載イーサネットの採用が増加しております。100Mbps以上の速度の信号を扱う為、ESD耐性だけでなくノイズ耐性(イミュニティ)も両立するにはTVSダイオードよりESDサプレッサが優れている事が判明しました。

【ESDサプレッサとは】
今回ご紹介するESDサプレッサは通常の信号には影響を与えずに、静電気だけをグランドに逃がす為の素子です。内部は空洞になっていて、高電圧がかかると急激に抵抗値が低下する特性を持ちます。この特性を利用して、静電気から電子機器を保護します。通常使用時は静電気の高電圧がない為、抵抗が高く電気信号に影響を与えません

高耐量ESDの構造

ESDサプレッサの動きESDサプレッサの電圧・電流特性

【使い方】
使い方は簡単です。コネクターから侵入してくる静電気を逃がす為に、コネクター(IF)の直ぐそばで信号線とグランドをESDサプレッサで繋げて下さい。多くの自動車関連メーカーでBCI(Bulk Current Injection)試験が導入されており、電磁界ノイズへの耐性強化の為コモンモードフィルタ(CMNF)を差動信号ラインへ挿入する事が必要になっています。その場合は、コネクターとコモンモードフィルタの間にESDサプレッサを使っていただくことで、静電気への耐性と電磁界ノイズへの耐性を持たせながら高速な通信を行うことが出来ます。

車載ネットワーク

【TVSダイオードとの比較】
ESD対策部品としてはESDサプレッサの他にTVSダイオードがあります。しかし、車載Ethernetでは前述のBCI試験への対策により、TVSダイオードには制約があります。具体的には、ESDサプレッサでは図ESD_1で示すように、コネクター直下に配置できるのに対して、TVSダイオードでは図ESD_2で示すようにCMNFの後に配置する必要があります。これにより、TVSダイオードを使用時のESD耐性が得られなかったり、通信エラーが発生し易くなる影響があります。詳しくはこちらをご覧ください。

図ESD_1

図ESD_1 部品配置:コネクタ-ESD-CMNF-PHY


図ESD_2

図ESD_2 部品配置:コネクタ-CMNF-ESD-PHY

【商品紹介】
パナソニックの車載ESDサプレッサAEC-Q200規格に準拠し、ESD耐量が大きく耐久性に優れています。(車載機器ESD規格 ISO10605,気中25 kV)また、静電容量が低く(0.1 pF) 、定格電圧が高い(DC50V)ためノイズによる通信エラーのリスクが少ないことから、車載CAN・車載イーサネットに最適です。
パナソニックのESDサプレッサの情報はこちらです。

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12 May 2020, 7:46