探索MAX3051：3.3V 1Mbps低功耗CAN收發(fā)器的卓越性能

在CAN（Controller Area Network）網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中，選擇合適的收發(fā)器至關(guān)重要。今天，我們就來深入了解一款性能出色的CAN收發(fā)器——MAX3051。

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一、MAX3051概述

MAX3051是一款用于CAN協(xié)議控制器與總線物理線路之間的接口芯片，它為總線提供差分發(fā)送能力，為CAN控制器提供差分接收能力。該芯片主要適用于+3.3V單電源應(yīng)用，且不需要滿足汽車行業(yè)（ISO 11898）規(guī)定的嚴(yán)格故障保護(hù)要求。

二、關(guān)鍵特性與優(yōu)勢(shì)

1. 電源與工作范圍

• 單電源供電：采用+3.3V單電源供電，可與使用相同LDO的3V微控制器配合使用，降低了系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)復(fù)雜度。
• 寬共模范圍：輸入共模范圍為-7V至+12V，超過了ISO 11898標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的-2V至+7V，使其能適應(yīng)更惡劣的工作環(huán)境。

2. 多種工作模式

MAX3051具備四種不同的工作模式，每種模式都有其獨(dú)特的應(yīng)用場(chǎng)景。

• 高速模式：最高數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)1Mbps，適用于對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速度要求較高的場(chǎng)景，但需要使用屏蔽雙絞線以避免EMI問題。
• 斜率控制模式：可通過編程控制發(fā)送器的壓擺率，最高數(shù)據(jù)速率可達(dá)500kbps。這種模式能有效減少EMI，允許使用非屏蔽雙絞線或平行線作為總線線路。選擇電阻值的公式為$R_{RS}(k Omega) approx 12000 /(最大速度（kbps）)$。
• 待機(jī)模式：在此模式下，發(fā)送器關(guān)閉，接收器上拉，使MAX3051進(jìn)入低電流模式。當(dāng)檢測(cè)到顯性位時(shí)，RXD會(huì)切換到低電平，微控制器應(yīng)將收發(fā)器切換回正常工作狀態(tài)。
• 關(guān)機(jī)模式：發(fā)送器和接收器均關(guān)閉，關(guān)機(jī)電流小于1μA，可最大程度降低功耗。

3. 封裝與空間優(yōu)勢(shì)

采用8引腳SO和SOT23封裝，其中SOT23封裝占用的電路板空間極小，適合對(duì)空間要求較高的設(shè)計(jì)。

4. 強(qiáng)大保護(hù)功能

• ESD保護(hù)：具備±12kV人體模型ESD保護(hù)，可有效防止靜電對(duì)芯片造成損壞。
• 熱關(guān)斷：當(dāng)結(jié)溫超過+160°C時(shí)，設(shè)備會(huì)自動(dòng)關(guān)閉；當(dāng)溫度降至135°C以下時(shí)，熱關(guān)斷功能解除，確保芯片在高溫環(huán)境下的安全性。
• 電流限制：CANH和CANL輸出具有短路電流限制功能，可防止過流損壞芯片。

三、電氣與時(shí)序特性

1. 電氣特性

在$V{CC}=+3.3 V pm 5 %$，$R{L}=60 Omega$，$C{L}=100 pF$，$T{A}=T{MIN}$至$T{MAX}$的條件下，MAX3051展現(xiàn)出了穩(wěn)定的電氣性能。例如，供電電壓范圍為3.14V至3.47V，顯性狀態(tài)下的供電電流典型值為35mA，隱性狀態(tài)下為2mA等。

2. 時(shí)序特性

不同工作模式下，MAX3051的時(shí)序特性也有所不同。如在高速模式（$R_{S}=0V$）下，TXD到總線激活的延遲時(shí)間最大為50ns；而在斜率控制模式下，隨著電阻值的增大，延遲時(shí)間也會(huì)相應(yīng)增加。

四、引腳配置與功能

MAX3051的引腳配置清晰合理，每個(gè)引腳都有其特定的功能。

• TXD（引腳1）：發(fā)送數(shù)據(jù)輸入，為CMOS/TTL兼容輸入，內(nèi)部有75kΩ上拉電阻。
• GND（引腳2）：接地引腳。
• VCC（引腳3）：電源電壓引腳，需使用0.1μF電容旁路到GND。
• RXD（引腳4）：接收數(shù)據(jù)輸出，為CMOS/TTL兼容輸出。
• SHDN（引腳5）：關(guān)機(jī)輸入，CMOS/TTL兼容。將其驅(qū)動(dòng)為高電平可使MAX3051進(jìn)入關(guān)機(jī)模式，內(nèi)部有75kΩ下拉電阻到GND。
• CANL（引腳6）：CAN總線低電平線。
• CANH（引腳7）：CAN總線高電平線。
• RS（引腳8）：模式選擇輸入。通過不同的電平設(shè)置可選擇不同的工作模式。

五、應(yīng)用場(chǎng)景與注意事項(xiàng)

1. 應(yīng)用場(chǎng)景

MAX3051廣泛應(yīng)用于打印機(jī)JetLink、工業(yè)控制和網(wǎng)絡(luò)、電信背板以及消費(fèi)類應(yīng)用等領(lǐng)域。

2. 注意事項(xiàng)

• 減少EMI和反射：在斜率控制模式下，CANH和CANL輸出的壓擺率受限，可減少EMI和反射。在多節(jié)點(diǎn)CAN應(yīng)用中，應(yīng)采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)布線方案，總線兩端需用120Ω電阻端接，避免使用星形配置，盡量減小分支長度。
• 電源和旁路：使用0.1μF陶瓷電容將VCC旁路到GND，電容應(yīng)靠近芯片安裝，引腳長度要短，走線寬度要寬。

六、訂購與芯片信息

1. 訂購信息

提供了兩種不同封裝的型號(hào)可供選擇，分別是MAX3051ESA+（8引腳SO封裝）和MAX3051EKA+T（8引腳SOT23 - 8封裝），工作溫度范圍均為-40°C至+85°C。

2. 芯片與封裝信息

芯片采用BiCMOS工藝制造。如需最新的封裝外形信息和焊盤圖案，可訪問www.maximintegrated.com/packages。

綜上所述，MAX3051憑借其多種工作模式、寬共模范圍、強(qiáng)大的保護(hù)功能以及低功耗等特性，成為了非汽車惡劣環(huán)境下CAN網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的理想選擇。各位工程師在進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)時(shí)，不妨考慮一下這款性能出色的CAN收發(fā)器。大家在使用過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。