TCAN3413/TCAN3414：3.3V CAN FD 收發(fā)器的卓越之選

在電子工程領(lǐng)域，CAN FD 收發(fā)器的性能對(duì)于眾多應(yīng)用的穩(wěn)定性和可靠性起著關(guān)鍵作用。今天，我們就來深入探討德州儀器（TI）推出的 TCAN3413 和 TCAN3414 這兩款 3.3V CAN FD 收發(fā)器，看看它們究竟有哪些獨(dú)特之處。

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一、特性亮點(diǎn)

1. 電源優(yōu)勢(shì)

TCAN3413 和 TCAN3414 采用 3.3V 單電源工作，這一設(shè)計(jì)無需使用 5V 穩(wěn)壓器，不僅節(jié)省了 BOM 成本，還減小了 PCB 空間。對(duì)于追求低成本和小型化設(shè)計(jì)的工程師來說，無疑是一大福音。

2. EMC 性能出色

在同構(gòu)和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，這兩款收發(fā)器都能實(shí)現(xiàn)出色的 EMC 運(yùn)行，符合 ISO 11898 - 2:2016 物理層標(biāo)準(zhǔn)要求，為系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)保障。

3. 數(shù)據(jù)速率支持廣泛

它們支持傳統(tǒng) CAN 和經(jīng)優(yōu)化的 CAN FD 性能，數(shù)據(jù)速率可達(dá) 2、5 和 8Mbps，并且具有較短的對(duì)稱傳播延遲時(shí)間，可增加時(shí)序裕量，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

4. 保護(hù)特性豐富

• 總線故障保護(hù)：具備 ±58V 的總線故障保護(hù)能力，有效防止總線異常對(duì)器件造成損壞。
• ESD 保護(hù)：總線引腳上提供 IEC ESD 保護(hù)，可達(dá) ±10kV，增強(qiáng)了器件的抗靜電能力。
• 其他保護(hù)：還具備欠壓保護(hù)、TXD 顯性超時(shí) (DTO) 和熱關(guān)斷保護(hù) (TSD) 等功能，全方位保障器件的安全運(yùn)行。

  5. 工作模式多樣

• 正常模式：實(shí)現(xiàn)正常的 CAN 通信。
• 低功耗待機(jī)模式：支持遠(yuǎn)程喚醒請(qǐng)求功能，可降低功耗。其中，TCAN3414 還具備超低功耗關(guān)斷模式，優(yōu)化了未上電時(shí)的性能，總線和邏輯引腳為高阻抗，無負(fù)載，且支持熱插拔。

  6. 封裝優(yōu)勢(shì)

  采用小型 8 引腳 SOIC SOT - 23 和無引線 VSON - 8 封裝，提高了自動(dòng)光學(xué)檢測(cè) (AOI) 能力，方便生產(chǎn)制造。

二、應(yīng)用領(lǐng)域

TCAN3413 和 TCAN3414 的應(yīng)用范圍十分廣泛，涵蓋了工廠自動(dòng)化、電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)運(yùn)輸和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器等領(lǐng)域。在這些應(yīng)用中，它們的高性能和可靠性能夠確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

三、詳細(xì)說明

1. 功能概述

這兩款器件是符合 ISO 11898 - 2:2016 高速 CAN 規(guī)范物理層要求的控制器局域網(wǎng) (CAN) FD 收發(fā)器，具有經(jīng)過認(rèn)證的電磁兼容性 (EMC)。TCAN3413 包括通過 (V_{IO}) 引腳實(shí)現(xiàn)的內(nèi)部邏輯電平轉(zhuǎn)換，允許收發(fā)器 I/O 直接連接到 1.8V、2.5V 或 3.3V 邏輯電平。

2. 引腳配置與功能

3. 工作模式

• 正常模式：CAN 驅(qū)動(dòng)和接收器完全工作，實(shí)現(xiàn)雙向 CAN 通信。
• 待機(jī)模式：CAN 驅(qū)動(dòng)和主接收器關(guān)閉，低功耗接收器和總線監(jiān)控電路開啟，可通過 CAN 總線實(shí)現(xiàn) RXD 喚醒請(qǐng)求。
• 關(guān)機(jī)模式（僅 TCAN3414）：通過 SHDN 引腳激活，關(guān)閉大多數(shù)內(nèi)部模塊，實(shí)現(xiàn)最低功耗。

4. 保護(hù)機(jī)制

• TXD 顯性超時(shí) (DTO)：防止 TXD 長(zhǎng)時(shí)間保持顯性狀態(tài)，避免阻塞網(wǎng)絡(luò)通信。
• CAN 總線短路電流限制：在 CAN 總線短路時(shí)限制短路電流，確保系統(tǒng)安全。
• 熱關(guān)斷 (TSD)：當(dāng)結(jié)溫超過閾值時(shí)，關(guān)閉 CAN 驅(qū)動(dòng)電路，保護(hù)器件。
• 欠壓鎖定：檢測(cè) (V{CC}) 和 (V{IO}) 電壓，在欠壓時(shí)將器件置于保護(hù)狀態(tài)。

5. 喚醒模式

支持通過喚醒模式 (WUP) 進(jìn)行遠(yuǎn)程喚醒請(qǐng)求，使用特定的過濾模式和時(shí)間，防止噪聲和總線故障導(dǎo)致誤喚醒。

四、技術(shù)參數(shù)

1. 絕對(duì)最大額定值

包括電源電壓、總線電壓、邏輯輸入電壓等參數(shù)的最大允許值，確保器件在安全范圍內(nèi)工作。

2. ESD 額定值

具備較高的 ESD 保護(hù)等級(jí)，如 HBM 分類級(jí)別 3A 或 3B，以及 CDM 分類級(jí)別 C5。

3. 推薦工作條件

明確了 (V{CC}) 和 (V{IO}) 的推薦電壓范圍，以及其他工作參數(shù)的要求。

4. 熱特性

給出了不同封裝形式下的熱阻參數(shù)，為散熱設(shè)計(jì)提供參考。

5. 電氣特性

涵蓋了驅(qū)動(dòng)和接收器的各種電氣參數(shù)，如輸出電壓、輸入閾值、短路電流等。

6. 開關(guān)特性

包括總環(huán)路延遲、模式切換時(shí)間、傳播延遲等參數(shù)，反映了器件的開關(guān)性能。

五、應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)

1. 典型應(yīng)用

可與包含 CAN 協(xié)議鏈路層部分的主機(jī)控制器或 FPGA 配合使用，適用于 1.8V、2.5V 或 3.3V 的 I/O 連接。

2. CAN 總線終端

可采用單 120Ω 電阻終端或分裂終端，分裂終端可過濾高頻共模噪聲，改善網(wǎng)絡(luò)電磁發(fā)射性能。

3. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮

在設(shè)計(jì) CAN 網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需要考慮總線負(fù)載、長(zhǎng)度、節(jié)點(diǎn)數(shù)量等因素，以確保系統(tǒng)的性能和可靠性。

4. 電源建議

(V{CC}) 和 (V{IO}) 輸入必須良好調(diào)節(jié)，并在收發(fā)器的電源引腳附近放置去耦電容。

5. 布局建議

采用高頻布局技術(shù)，將保護(hù)和濾波電路靠近總線連接器，去耦電容靠近電源引腳，使用多個(gè)過孔連接電源和地，以減少電感。

六、總結(jié)

TCAN3413 和 TCAN3414 作為 3.3V CAN FD 收發(fā)器，具有高性能、低功耗、豐富的保護(hù)特性和多樣的工作模式等優(yōu)點(diǎn)，適用于多種工業(yè)應(yīng)用。在設(shè)計(jì)過程中，工程師需要根據(jù)具體需求合理選擇器件，并注意引腳配置、工作模式、保護(hù)機(jī)制等方面的細(xì)節(jié)，同時(shí)遵循電源和布局建議，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。你在使用類似收發(fā)器時(shí)遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。