深入剖析TCAN1043xx-Q1：汽車級(jí)低功耗故障保護(hù)CAN收發(fā)器

在汽車電子系統(tǒng)蓬勃發(fā)展的今天，CAN（Controller Area Network）總線作為一種可靠的通信協(xié)議，被廣泛應(yīng)用于各種汽車和運(yùn)輸系統(tǒng)中。而TCAN1043xx-Q1系列收發(fā)器，正是為滿足這些應(yīng)用需求而設(shè)計(jì)的高性能器件。今天，我們就來(lái)深入了解一下這款汽車級(jí)低功耗故障保護(hù)CAN收發(fā)器。

文件下載：tcan1043-q1.pdf

一、特性亮點(diǎn)

1. 汽車級(jí)標(biāo)準(zhǔn)與功能安全

該系列產(chǎn)品符合AEC Q100汽車應(yīng)用要求，溫度等級(jí)為1（(T_{A}=-55^{circ} C)至125°C），器件HBM分級(jí)等級(jí)達(dá)±16kV，CDM分級(jí)等級(jí)為±1500V。同時(shí)，它還具備功能安全型特性，可提供用于功能安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)的文檔，為汽車電子系統(tǒng)的可靠性提供了堅(jiān)實(shí)保障。

2. 協(xié)議支持與高速性能

所有器件均支持經(jīng)典CAN和2Mbps CAN FD（靈活數(shù)據(jù)速率），而“G”選項(xiàng)更是支持高達(dá)5Mbps的數(shù)據(jù)速率。此外，它具有較短的對(duì)稱傳播延遲時(shí)間和快速循環(huán)次數(shù)，能增加時(shí)序裕量，在有負(fù)載CAN網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)更快的數(shù)據(jù)速率。

3. 工作模式與低功耗設(shè)計(jì)

支持正常模式、待機(jī)模式和低功耗睡眠模式。在待機(jī)和睡眠模式下，具有INH輸出以及本地和遠(yuǎn)程喚醒請(qǐng)求功能。未供電時(shí)具有無(wú)源行為，總線和邏輯終端處于高阻態(tài)，支持熱插拔，可實(shí)現(xiàn)上電和斷電無(wú)干擾運(yùn)行，有效降低了系統(tǒng)功耗。

4. EMC標(biāo)準(zhǔn)與保護(hù)特性

符合或超出EMC標(biāo)準(zhǔn)要求，如IEC 62228 - 3 – 2007和SAE J2962 - 2標(biāo)準(zhǔn)。具備多種保護(hù)特性，包括總線終端的IEC ESD保護(hù)（±8kV）、總線故障保護(hù)（±58V非H型號(hào)和±70V H型號(hào)）、電源終端欠壓保護(hù)、驅(qū)動(dòng)器顯性超時(shí)（TXD DTO）和熱關(guān)斷保護(hù)（TSD）等，有效提高了器件的抗干擾能力和可靠性。

二、應(yīng)用場(chǎng)景

TCAN1043xx-Q1適用于12V或24V系統(tǒng)應(yīng)用，在汽車和運(yùn)輸領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，如高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）、信息娛樂系統(tǒng)、儀表組、車身電子裝置和照明等。

三、詳細(xì)說(shuō)明

1. 接口功能

它滿足ISO 11898–2 (2016)高速控制器局域網(wǎng)（CAN）規(guī)范的物理層要求，提供CAN總線和CAN協(xié)議控制器之間的接口。通過(guò)INH輸出引腳，可選擇性地啟用節(jié)點(diǎn)上的各種電源，減少整個(gè)系統(tǒng)的電池電流消耗。

2. 喚醒機(jī)制

在總線上檢測(cè)到喚醒模式或通過(guò)WAKE輸入請(qǐng)求本地喚醒時(shí)，會(huì)通過(guò)驅(qū)動(dòng)INH高電平的方式發(fā)起節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)。同時(shí)，它還包含內(nèi)部邏輯電平轉(zhuǎn)換功能，允許直接連接到3.3V或5V控制器。

3. 保護(hù)與診斷功能

該器件包含CAN總線短路檢測(cè)和電池連接檢測(cè)等保護(hù)和診斷功能，滿足IEC 62228 - 3和J2962 - 2的ESD和EMC要求，無(wú)需額外增加保護(hù)組件。

四、器件對(duì)比

從對(duì)比表中可以看出，不同型號(hào)的器件在總線故障保護(hù)和最大數(shù)據(jù)速率方面存在差異，工程師可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求進(jìn)行選擇。

五、引腳配置與功能

六、規(guī)格參數(shù)

1. 絕對(duì)最大額定值

涵蓋了各種電源電壓、總線I/O電壓、邏輯輸入/輸出電壓等的最大范圍，如VSUP電池供電電壓范圍，標(biāo)準(zhǔn)版本為 - 0.3V至58V，H版本為 - 0.3V至70V。

2. ESD評(píng)級(jí)

包括人體模型（HBM）、帶電設(shè)備模型（CDM）和機(jī)器模型（MM）等不同測(cè)試條件下的ESD額定值，確保器件在靜電環(huán)境下的可靠性。

3. 推薦工作條件

給出了電池供電電壓、5V電源電壓、I/O電源電壓等的推薦范圍，以及邏輯終端輸出電流和工作溫度范圍等參數(shù)。

4. 熱信息

提供了不同封裝形式下的熱阻、表征參數(shù)等熱信息，有助于工程師進(jìn)行散熱設(shè)計(jì)。

5. 電氣特性

詳細(xì)列出了在推薦工作條件下的各種電氣參數(shù)，如供電電流、總線輸出電壓、輸入閾值電壓等，為電路設(shè)計(jì)提供了重要依據(jù)。

6. 開關(guān)特性

包括驅(qū)動(dòng)器和接收器的傳播延遲時(shí)間、脈沖上升/下降時(shí)間、顯性超時(shí)時(shí)間等開關(guān)特性參數(shù)，確保信號(hào)的準(zhǔn)確傳輸。

七、應(yīng)用信息

1. 典型應(yīng)用

通常與主機(jī)微處理器或FPGA配合使用，應(yīng)用中可采用單5V穩(wěn)壓器驅(qū)動(dòng)VCC和VIO，也可使用獨(dú)立的5V和3.3V穩(wěn)壓器分別驅(qū)動(dòng)。

2. 設(shè)計(jì)要求

在CAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，需要考慮總線負(fù)載、長(zhǎng)度和節(jié)點(diǎn)數(shù)量等因素。TCAN1043xx-Q1系列理論上支持單個(gè)總線段上超過(guò)100個(gè)收發(fā)器，但實(shí)際應(yīng)用中需考慮信號(hào)損失、寄生負(fù)載等因素，合理設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)。

3. 詳細(xì)設(shè)計(jì)程序

包括CAN終端設(shè)計(jì)，推薦使用與電纜特性阻抗相等的電阻進(jìn)行終端匹配，采用“分裂終端”可改善電磁發(fā)射行為。同時(shí)，還需注意PCB布局，如放置保護(hù)和濾波電路、合理使用電源和接地平面、遵循高頻布局技術(shù)等。

八、總結(jié)

TCAN1043xx-Q1系列汽車級(jí)低功耗故障保護(hù)CAN收發(fā)器憑借其豐富的特性、廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景和詳細(xì)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)，為汽車電子工程師提供了一個(gè)可靠的解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師需要根據(jù)具體需求選擇合適的型號(hào)，并充分考慮各種規(guī)格參數(shù)和設(shè)計(jì)要求，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。你在使用類似CAN收發(fā)器時(shí)遇到過(guò)哪些挑戰(zhàn)呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。