引言：以太網(wǎng)被視為CAN或FlexRay網(wǎng)絡的通用且靈活的替代選項，用于需要處理更多數(shù)據(jù)且需要更高數(shù)據(jù)速率的模塊，如攝像頭、駕駛輔助系統(tǒng)和骨干網(wǎng)絡。

1.Ethernet

以太網(wǎng)的ESD保護通?？梢酝ㄟ^兩種方式實現(xiàn)，對GND保護可以放置在接口的MAC/PHY側(cè)，或者線對線保護可以添加到連接器側(cè)。為了實現(xiàn)最佳保護，設計可以同時實現(xiàn)這兩種方案，圖5-1顯示了一個使用兩對的100Mbit接口，可以為Gbit以太網(wǎng)創(chuàng)建類似的解決方案，使用四對。

圖5-1：10/100 ESD保護，MAC側(cè)接地保護，連接器側(cè)共模保護

以太網(wǎng)應用需要4個通道的ESD保護，用于連接器中的TX/RX信號線，這些信號的電壓范圍從1V到2.5V，帶寬選項包括10Mbps、100Mbps(用于快速以太網(wǎng))和1Gbps(用于千兆以太網(wǎng))，在這些速度下，應考慮ESD二極管的電容。

單向ESD保護裝置推薦用于以太網(wǎng)應用，因為它們在負方向上提供卓越的保護，電容也需要考慮，尤其是千兆以太網(wǎng)(建議小于5pF)，Ethernet推薦表5-1參數(shù)。

表5-1：Ethernet的ESD/TVS diode選型參數(shù)參考

2.100BASE-T1 and 1000BASE-T2

汽車以太網(wǎng)IEEE 100/1000BASE-T1 (IEEE 802.3bw)可通過單一非屏蔽雙絞線電纜分別提供100或1000Mbit/s的傳輸和接收能力。標準基礎由Broadcom(BroadR-Reach?)開發(fā)，并由IEEE 802.3工作組完善，所以BroadR-Reach是一個相對較新的以太網(wǎng)標準，主要針對汽車應用，與標準以太網(wǎng)規(guī)范相比，該標準的主要優(yōu)點之一是不需要變壓器。汽車以太網(wǎng)的部署由開放(單對以太網(wǎng))技術聯(lián)盟SIG(特別興趣小組)負責推動。目前有幾種發(fā)展方向，一是擁有汽車千兆級以太網(wǎng)，以覆蓋2.5/5.0/10Gbps范圍內(nèi)的高數(shù)據(jù)速率以太網(wǎng)，另一個是在10Mbps范圍內(nèi)使用低成本以太網(wǎng)拓撲，即10BASE-T1S。典型的應用是汽車內(nèi)信息娛樂或ADAS系統(tǒng)的高速接口，圖5-2顯示了一種典型單通道的ESD保護結(jié)構(gòu)，可用于100Mbit BroadR接口。

圖5-2：100/1000BASE-T1的ESD防護拓撲1

由于10Base-T1S和100/1000Base-T1系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)具有UTP電纜和必不可少的共模扼流圈(CMC)，因此ESD器件的觸發(fā)電壓指定為高于100V，所以強烈建議將ESD保護器件靠近連接器放置(在連接器端提供保護的產(chǎn)品組合，符合開放技術聯(lián)盟標準，而PHY端是較為傳統(tǒng)的方法)。如圖5-3所示，這樣一來，ESD事件的能量將立即導向地面，不僅PHY、CMC、電阻和電容器等無源組件也能得到保護。在這個暴露的位置，ESD二極管必須能夠承受汽車布線的惡劣環(huán)境，如高能量共模噪聲或電池短路引起的過電壓。ESD保護器件設計用于大于或等于100V的觸發(fā)電壓，除了滿足IEC61000-4-2level 4標準之外，它們還必須耐受最少1000次放電，為保證信號完整性，低寄生電容必須小于3.5pF。

圖5-3：100/1000BASE-T1的ESD防護拓撲2

對于100/1000BASE-T1，靠近連接器端推薦參考表5-2參數(shù)：

表5-2：100/1000BASE靠近連接器端的ESD/TVS diode選型參數(shù)參考

對于100/1000BASE-T1，靠近PHY端推薦參考表5-3參數(shù)：

表5-3：100/1000BASE靠近PHY端的ESD/TVS diode選型參數(shù)參考

3.FlexRay

FlexRay使用差分信號BP和BM，運行速度高達每通道10Mbit/s，除了單通道運行(如LIN和CAN)，還可以作為雙通道系統(tǒng)運行，以便在冗余網(wǎng)絡中使用數(shù)據(jù)。與基于CAN和LIN協(xié)議的網(wǎng)絡相比，F(xiàn)lexRay系統(tǒng)的更高容錯和更高傳輸速率導致系統(tǒng)成本更高。對于ESD保護二極管，通常需要小于20pF的低二極管電容。圖5-4顯示了通過共模扼流圈，使用雙RT/2的差分端接以及總線的雙向ESD保護進行耦合的FlexRay收發(fā)器，保護兩條汽車FlexRay數(shù)據(jù)線免受ESD和其他瞬態(tài)造成的損壞，支持10Mbit/s的FlexRay數(shù)據(jù)速率，并為8/20us的脈沖提供每條線路高達200W的浪涌能力。

圖5-4：flexRay的ESD防護拓撲

對于flexRay，靠近PHY端推薦參考表5-4參數(shù)：

表5-4：flexRay的ESD/TVS diode選型參數(shù)參考