具有顯性狀態(tài)超時的 TLIN1024A-Q1 四路本地互連網絡 (LIN) 收發(fā)器：技術解析與應用指導

在汽車電子領域，LIN（Local Interconnect Network）總線憑借其低成本、低速率的特性，成為了車身電子等應用中廣泛使用的通信網絡。而 TI 推出的 TLIN1024A-Q1 四路本地互連網絡 (LIN) 收發(fā)器，因其集成的多種功能和出色的性能表現，在眾多同類產品中脫穎而出。今天，我們就來詳細探討一下這款收發(fā)器的技術特點、應用場景以及設計要點。

文件下載：tlin1024a-q1.pdf

一、TLIN1024A-Q1 概要

1.1 特性

TLIN1024A-Q1 具有多方面的特性，使其在汽車應用中具備強大的競爭力。它符合面向汽車應用的 AEC-Q100(1 級)標準，這意味著它經過了嚴格的汽車級可靠性測試，能夠適應惡劣的汽車環(huán)境。同時，它還符合 LIN 2.0、LIN 2.1、LIN 2.2、LIN 2.2A 和 ISO/DIS 17987–4 電氣物理層 (EPL) 規(guī)格標準以及 SAE J2602-1 面向汽車應用的 LIN 網絡標準，具備良好的兼容性。此外，該器件還提供功能安全，為汽車系統的可靠性提供了保障。

1.2 應用場景

這款收發(fā)器的應用場景十分廣泛，涵蓋了車身電子裝置和照明、混合動力電動汽車和動力總成系統、信息娛樂系統與儀表組以及電器等多個領域。在這些應用中，TLIN1024A-Q1 能夠實現可靠的通信，確保各個子系統之間的協同工作。

二、技術細節(jié)剖析

2.1 基本參數與性能

• 數據速率：支持 12V 電池應用，LIN 傳輸數據速率高達 20kbps，LIN 接收數據速率高達 100kbps。較高的接收速率使得它能夠更快速地執(zhí)行內聯編程，滿足一些對實時性要求較高的應用場景。
• 工作電壓范圍：具備寬工作電源電壓范圍，從 4V 至 36V。這使得它在不同的電源環(huán)境下都能穩(wěn)定工作，增強了其適用性。
• 休眠模式：該器件支持休眠模式，在休眠模式下具有超低電流消耗。同時，允許通過 LIN 總線或 EN 引腳實現喚醒，方便系統在需要時快速恢復工作狀態(tài)。

2.2 功能集成與保護

• 電阻集成：集成了 45kΩ LIN 上拉電阻器，可用于 LIN 響應器節(jié)點應用，減少了應用中的外部元件數量，降低了設計成本和復雜度。
• 無干擾運行：在 LIN 總線和 RXD 輸出上實現上電和斷電無干擾運行，確保了系統的穩(wěn)定性。
• 保護特性：具備多種保護特性，如 ±45V LIN 總線容錯、$VSUP$ 欠壓保護、TXD 顯性超時 (DTO) 保護、熱關斷保護以及系統級未供電節(jié)點或接地斷開失效防護等。這些保護措施能夠有效防止器件在異常情況下損壞，提高了系統的可靠性。

2.3 引腳配置與功能

TLIN1024A-Q1 采用 3.5mm × 5.5mm VQFN 封裝，引腳配置豐富。其中，RXD 系列引腳為通道的接收輸出接口，采用開漏輸出結構，用于報告 LIN 總線電壓狀態(tài)；EN 系列引腳為通道的使能輸入，用于控制通道的工作模式；TXD 系列引腳為通道的發(fā)送輸入接口，用于控制 LIN 輸出狀態(tài)。此外，還有 LIN 系列引腳作為 LIN 總線的單線路收發(fā)器，以及 $VSUP$ 系列引腳作為電源供應引腳。不同的引腳組合實現了器件的各種功能，工程師在設計時需要根據具體需求合理使用這些引腳。

2.4 電氣與性能規(guī)格

文檔中給出了詳細的電氣與性能規(guī)格，包括絕對最大額定值、ESD 評級、熱信息、推薦工作條件、電氣特性、占空比特性、開關特性以及典型特性等。這些規(guī)格參數是工程師進行電路設計和性能評估的重要依據。例如，在絕對最大額定值方面，$V{SUP}$ 供應電壓范圍為 -0.3V 至 45V，$V{LIN}$ LIN 總線輸入電壓范圍為 -45V 至 45V 等，工程師在設計時必須確保器件的工作條件在這些額定值范圍內，以避免器件損壞。

三、應用與設計要點

3.1 應用信息

TLIN1024A-Q1 既可以作為應答器設備，也可以作為命令器設備在 LIN 網絡中使用。它支持遠程喚醒請求和本地喚醒請求，為系統的節(jié)能和靈活控制提供了可能。在實際應用中，工程師需要根據具體的系統需求選擇合適的工作模式和喚醒方式。

3.2 典型應用與設計要求

• 典型應用電路：對于應答器節(jié)點應用，器件自帶集成的 45kΩ 上拉電阻和串聯二極管；而對于命令器節(jié)點應用，則需要使用外部 1kΩ 上拉電阻和串聯阻塞二極管。文檔中給出了典型應用電路的示例，工程師可以參考這些示例進行電路設計。
• 設計要求：
  • RXD 引腳：RXD 輸出結構為開漏輸出級，若微處理器的 RXD 引腳沒有集成上拉電阻，需要在 RXD 與微處理器的穩(wěn)壓電源之間添加一個 1kΩ 至 10kΩ 的外部上拉電阻，以確保其正常工作。
  • $VSUP$ 引腳：$VSUP1/2$ 引腳應使用 100nF 的去耦電容盡可能靠近器件的電源引腳進行去耦。根據應用需求，系統還應在 $V_{SUP}$ 線上添加額外的去耦電容，以減少電源噪聲對器件的影響。

3.3 布局設計

• 布局準則：在 PCB 設計時，需要考慮 ESD 和 EFT 瞬變的高頻特性，采用高頻布局技術。對于不同的引腳，有不同的布局要求。例如，RXD 系列引腳需要外部上拉電阻；EN 系列引腳若不使用低功耗睡眠模式功能，應通過 1kΩ 至 10kΩ 的串聯電阻拉高到微處理器的穩(wěn)壓電源；TXD 系列引腳可以添加串聯電阻限制輸入電流，并在靠近器件輸入引腳處添加接地電容濾波噪聲；LIN 系列引腳在應答器節(jié)點應用中需要連接 220pF 接地電容，在命令器節(jié)點應用中需要在 LIN 引腳和 $VSUP1/2$ 引腳之間添加額外的串聯電阻和阻塞二極管等。
• 布局示例：文檔中給出了布局示例，工程師可以參考該示例進行 PCB 設計，以確保器件的性能和可靠性。

四、總結與思考

TLIN1024A-Q1 四路本地互連網絡 (LIN) 收發(fā)器以其豐富的特性、出色的性能和完善的保護功能，為汽車電子等領域的 LIN 通信應用提供了一個優(yōu)秀的解決方案。工程師在使用該器件時，需要深入理解其技術細節(jié)和應用要求，合理進行電路設計和布局，以充分發(fā)揮其優(yōu)勢。同時，在實際應用中，還需要考慮系統的整體需求和兼容性，確保整個系統的穩(wěn)定性和可靠性。

大家在使用 TLIN1024A-Q1 過程中，是否遇到過一些特殊的問題或者有獨特的應用經驗呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。