TLE9371VSJ：高速CAN收發(fā)器的卓越之選

在汽車和工業(yè)領(lǐng)域的通信網(wǎng)絡(luò)中，CAN（Controller Area Network）總線憑借其可靠性和實(shí)時性得到了廣泛應(yīng)用。而TLE9371VSJ作為一款高性能的高速CAN收發(fā)器，為CAN網(wǎng)絡(luò)帶來了信號改進(jìn)功能，為電子工程師們提供了新的解決方案。下面我們就來詳細(xì)了解一下TLE9371VSJ這款產(chǎn)品。

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一、產(chǎn)品概述

TLE9371VSJ是英飛凌推出的首款具備信號改進(jìn)功能的高速CAN收發(fā)器，適用于汽車和工業(yè)應(yīng)用中的高速CAN網(wǎng)絡(luò)。它符合ISO 11898 - 2:2016、SAE J2284 - 4 / - 5等標(biāo)準(zhǔn)，采用無鹵且符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)的PG - DSO - 8封裝，為用戶提供了環(huán)保且可靠的選擇。

二、產(chǎn)品特性亮點(diǎn)

（一）標(biāo)準(zhǔn)兼容性

TLE9371VSJ嚴(yán)格遵循ISO 11898 - 2:2016和SAE J2284 - 4 / - 5等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，保證了其在CAN網(wǎng)絡(luò)中的通用性和互操作性。這意味著它能夠與市場上大多數(shù)符合這些標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備無縫連接，為系統(tǒng)集成提供了便利。

（二）信號改進(jìn)與高速支持

基于Tx的CAN FD SIC（信號改進(jìn)）功能，依據(jù)CiA 601 - 4標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)，有效提升了信號質(zhì)量。同時，它支持CAN FD數(shù)據(jù)幀，數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)8 Mbit/s，能夠適應(yīng)高速數(shù)據(jù)通信的需求。此外，它還具備出色的環(huán)路延遲對稱性，確保了數(shù)據(jù)在高速傳輸過程中的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

（三）低功耗設(shè)計(jì)

產(chǎn)品提供了多種低功耗模式，如待機(jī)模式。在待機(jī)模式下，靜態(tài)電流極小，發(fā)射器電源$V{CC}$還可關(guān)閉，進(jìn)一步節(jié)省功耗。典型情況下，$V{10}$引腳在待機(jī)模式下的靜態(tài)電流低于10 μA，且設(shè)備仍能從HS CAN總線上的信號喚醒，這對于對功耗要求較高的應(yīng)用場景非常友好。

（四）強(qiáng)大的抗干擾能力

具有較寬的共模范圍，增強(qiáng)了電磁抗干擾（EMI）能力。同時，其ESD（靜電放電）魯棒性高達(dá)±8 kV HBM和IEC 61000 - 4 - 2，能夠有效抵御靜電對設(shè)備的損害，減少了因靜電干擾導(dǎo)致的故障風(fēng)險。

（五）完善的保護(hù)功能

1. 短路保護(hù)：CANH和CANL總線引腳具備短路保護(hù)功能，當(dāng)出現(xiàn)短路故障時，電流限制電路會保護(hù)收發(fā)器免受損壞。若因持續(xù)短路導(dǎo)致設(shè)備發(fā)熱，內(nèi)部的過溫保護(hù)會自動關(guān)閉總線發(fā)射器，避免設(shè)備因過熱而損壞。
2. 欠壓保護(hù)：當(dāng)$V{CC}$低于$V{CC_UV}$時，發(fā)射器會被停用，總線偏置設(shè)置為GND，確保設(shè)備在欠壓情況下的安全運(yùn)行。
3. TxD超時功能：若TxD引腳的邏輯信號持續(xù)為“低”，TxD超時功能會保護(hù)CAN總線，防止因錯誤邏輯信號導(dǎo)致的通信阻塞。在正常工作模式下，當(dāng)TxD引腳的“低”信號持續(xù)時間$t > t_{TXD_TO}$時，設(shè)備會禁用發(fā)射器，而接收器仍保持工作狀態(tài)，確保對總線數(shù)據(jù)的持續(xù)監(jiān)測。
4. 過溫保護(hù)：集成了過溫檢測功能，僅在正常工作模式下激活。當(dāng)結(jié)溫$T{Junction} ≥ T{JSD}$時，溫度傳感器會禁用發(fā)射器；當(dāng)設(shè)備冷卻至$T{Junction} < T{JSD}$時，發(fā)射器會重新激活，并且溫度傳感器具有一定的滯后特性，避免了因溫度波動導(dǎo)致的頻繁開關(guān)操作。

三、引腳配置與功能

（一）引腳分配

（二）功能說明

TLE9371VSJ作為CAN控制器和物理總線介質(zhì)之間的接口，通過TxD和RxD引腳與微控制器進(jìn)行通信，通過CANH和CANL引腳與CAN總線連接。它能夠?qū)⑽⒖刂破鞯拇袛?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為差分信號在CAN總線上傳輸，同時將CAN總線上的差分信號轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)輸出給微控制器。

四、工作模式

（一）正常工作模式

在該模式下，設(shè)備的所有功能均正?？捎?，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)。發(fā)射器將TxD輸入的數(shù)據(jù)驅(qū)動到CANH和CANL總線上，接收器將總線上的信號轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)在RxD輸出?？偩€偏置連接到$V{CC} / 2$（當(dāng)$V{CC} > V{CC_UV}$時），TxD超時功能和過溫保護(hù)功能均處于激活狀態(tài)。進(jìn)入該模式的條件是$V{10} > V_{10_UV}$且STB引腳為“低”。

（二）待機(jī)模式

這是設(shè)備的低功耗模式。在該模式下，發(fā)射器和正常模式接收器被禁用，設(shè)備僅通過低功耗接收器監(jiān)測CAN總線的喚醒模式。RxD輸出引腳可指示CAN總線的喚醒事件，總線偏置連接到GND，TxD主導(dǎo)超時功能和過溫保護(hù)功能被禁用。進(jìn)入該模式的條件是$V{10} > V{10_UV}$且STB引腳為“高”，或者$V{CC}$和$V{10}$在功能范圍內(nèi)至少持續(xù)$t_{PON}$時間。

（三）掉電狀態(tài)

在掉電狀態(tài)下，設(shè)備不工作，發(fā)射器和接收器均被禁用，總線偏置設(shè)置為高阻抗，TxD超時功能、過溫保護(hù)和$V{CC}$欠壓檢測均被禁用，RxD跟隨$V{10}$電壓。進(jìn)入該模式的條件是$V{10}$低于$V{10_UV}$閾值。

（四）總線喚醒模式檢測

設(shè)備實(shí)現(xiàn)了符合ISO 11898 - 2:2016的總線喚醒機(jī)制。在待機(jī)模式下，低功耗接收器監(jiān)測CAN總線的活動，當(dāng)檢測到喚醒模式時，會在RxD輸出引腳指示喚醒信號，但不會觸發(fā)模式切換。喚醒模式包含特定的脈沖序列，只有當(dāng)后續(xù)的隱性和顯性脈沖在$t_{wake}$內(nèi)出現(xiàn)時，才滿足喚醒模式的條件。

五、電氣特性

（一）電源接口

在不同工作模式下，$V{CC}$和$V{10}$的電流消耗有所不同。例如，在正常工作模式的隱性狀態(tài)下，$V{CC}$的典型電流消耗為2 mA；在顯性狀態(tài)下，典型電流消耗為38 mA。同時，還規(guī)定了$V{CC}$和$V_{10}$的欠壓檢測閾值和相關(guān)時間參數(shù)。

（二）CAN控制器接口

對接收器輸出RxD和發(fā)射器輸入TxD的電壓、電流、電阻和電容等參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定，確保了與CAN控制器的良好匹配。

（三）接收器和發(fā)射器

接收器具有較寬的共模范圍和差分范圍，能夠準(zhǔn)確接收不同電平的信號。發(fā)射器在不同狀態(tài)下的輸出電壓、差分電壓和短路電流等參數(shù)也有明確的規(guī)定，保證了信號的可靠傳輸。

（四）動態(tài)收發(fā)器參數(shù)

包括環(huán)路延遲、傳播延遲、模式切換延遲等參數(shù)，這些參數(shù)對于評估設(shè)備在高速通信中的性能至關(guān)重要。例如，TxD到RxD的環(huán)路延遲典型值為80 ns，最大為190 ns。

六、應(yīng)用信息

（一）ESD魯棒性

根據(jù)IEC 61000 - 4 - 2標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的ESD魯棒性測試表明，CANH和CANL引腳相對于GND的靜電放電電壓在正脈沖和負(fù)脈沖情況下均達(dá)到了±8 kV，為設(shè)備在復(fù)雜電磁環(huán)境中的穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。

（二）應(yīng)用示例

提供了應(yīng)用電路圖，展示了TLE9371VSJ與微控制器的連接方式。通過將$V_{10}$引腳連接到微控制器的電源，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)字輸入和輸出電平與微控制器I/O電平的適配。

（三）進(jìn)一步信息

如需了解更多關(guān)于TLE9371VSJ的信息，可訪問官方網(wǎng)站http://www.infineon.com/tle9371vsj 。

七、總結(jié)

TLE9371VSJ憑借其豐富的特性、完善的保護(hù)功能和出色的電氣性能，成為了汽車和工業(yè)領(lǐng)域CAN網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的理想選擇。無論是在網(wǎng)關(guān)模塊、車身控制模塊，還是發(fā)動機(jī)控制單元等應(yīng)用中，它都能為系統(tǒng)提供可靠的通信保障。電子工程師們在設(shè)計(jì)相關(guān)系統(tǒng)時，可以充分考慮TLE9371VSJ的優(yōu)勢，以實(shí)現(xiàn)更高效、更穩(wěn)定的CAN通信。大家在實(shí)際應(yīng)用過程中，是否也遇到過類似產(chǎn)品的選型和應(yīng)用問題呢？歡迎在評論區(qū)交流分享。