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

在電子工程領域，CAN FD 收發(fā)器的性能對于眾多應用的穩(wěn)定性和可靠性起著關鍵作用。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特之處。

文件下載：tcan3414.pdf

一、特性亮點

1. 電源優(yōu)勢

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

2. EMC 性能出色

在同構和異構網絡中，這兩款收發(fā)器都能實現出色的 EMC 運行，符合 ISO 11898 - 2:2016 物理層標準要求，為系統的穩(wěn)定運行提供了堅實保障。

3. 數據速率支持廣泛

它們支持傳統 CAN 和經優(yōu)化的 CAN FD 性能，數據速率可達 2、5 和 8Mbps，并且具有較短的對稱傳播延遲時間，可增加時序裕量，滿足不同應用場景的需求。

4. 保護特性豐富

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

  5. 工作模式多樣

• 正常模式：實現正常的 CAN 通信。
• 低功耗待機模式：支持遠程喚醒請求功能，可降低功耗。其中，TCAN3414 還具備超低功耗關斷模式，優(yōu)化了未上電時的性能，總線和邏輯引腳為高阻抗，無負載，且支持熱插拔。

  6. 封裝優(yōu)勢

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

二、應用領域

TCAN3413 和 TCAN3414 的應用范圍十分廣泛，涵蓋了工廠自動化、電網基礎設施、工業(yè)運輸和電機驅動器等領域。在這些應用中，它們的高性能和可靠性能夠確保系統的穩(wěn)定運行。

三、詳細說明

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 (CAN) FD 收發(fā)器，具有經過認證的電磁兼容性 (EMC)。TCAN3413 包括通過 (V_{IO}) 引腳實現的內部邏輯電平轉換，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 驅動和接收器完全工作，實現雙向 CAN 通信。
• 待機模式：CAN 驅動和主接收器關閉，低功耗接收器和總線監(jiān)控電路開啟，可通過 CAN 總線實現 RXD 喚醒請求。
• 關機模式（僅 TCAN3414）：通過 SHDN 引腳激活，關閉大多數內部模塊，實現最低功耗。

4. 保護機制

• TXD 顯性超時 (DTO)：防止 TXD 長時間保持顯性狀態(tài)，避免阻塞網絡通信。
• CAN 總線短路電流限制：在 CAN 總線短路時限制短路電流，確保系統安全。
• 熱關斷 (TSD)：當結溫超過閾值時，關閉 CAN 驅動電路，保護器件。
• 欠壓鎖定：檢測 (V{CC}) 和 (V{IO}) 電壓，在欠壓時將器件置于保護狀態(tài)。

5. 喚醒模式

支持通過喚醒模式 (WUP) 進行遠程喚醒請求，使用特定的過濾模式和時間，防止噪聲和總線故障導致誤喚醒。

四、技術參數

1. 絕對最大額定值

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

2. ESD 額定值

具備較高的 ESD 保護等級，如 HBM 分類級別 3A 或 3B，以及 CDM 分類級別 C5。

3. 推薦工作條件

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

4. 熱特性

給出了不同封裝形式下的熱阻參數，為散熱設計提供參考。

5. 電氣特性

涵蓋了驅動和接收器的各種電氣參數，如輸出電壓、輸入閾值、短路電流等。

6. 開關特性

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

五、應用與實現

1. 典型應用

可與包含 CAN 協議鏈路層部分的主機控制器或 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，改善網絡電磁發(fā)射性能。

3. 系統設計考慮

在設計 CAN 網絡時，需要考慮總線負載、長度、節(jié)點數量等因素，以確保系統的性能和可靠性。

4. 電源建議

(V{CC}) 和 (V{IO}) 輸入必須良好調節(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，將保護和濾波電路靠近總線連接器，去耦電容靠近電源引腳，使用多個過孔連接電源和地，以減少電感。

六、總結

TCAN3413 和 TCAN3414 作為 3.3V CAN FD 收發(fā)器，具有高性能、低功耗、豐富的保護特性和多樣的工作模式等優(yōu)點，適用于多種工業(yè)應用。在設計過程中，工程師需要根據具體需求合理選擇器件，并注意引腳配置、工作模式、保護機制等方面的細節(jié)，同時遵循電源和布局建議，以確保系統的穩(wěn)定運行。你在使用類似收發(fā)器時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經驗和見解。