深度剖析TCAN33x：高性能3.3-V CAN收發(fā)器的卓越之選

在當今的電子設備設計領域，CAN（Controller Area Network）總線憑借其高可靠性和實時性，在汽車、工業(yè)自動化等眾多領域得到了廣泛應用。而德州儀器（TI）推出的TCAN33x系列3.3-V CAN收發(fā)器，以其出色的性能和豐富的特性，成為了眾多工程師的首選。今天，我們就來深入了解一下這款優(yōu)秀的產(chǎn)品。

文件下載：TCAN334DCNT.pdf

一、產(chǎn)品概述

TCAN33x系列設備與ISO 11898高速CAN物理層標準兼容，為CAN網(wǎng)絡提供了穩(wěn)定可靠的通信解決方案。該系列包括TCAN330、TCAN332、TCAN334和TCAN337等型號，數(shù)據(jù)速率最高可達1 Mbps；而TCAN330G、TCAN332G、TCAN334G和TCAN337G則支持高達5 Mbps的數(shù)據(jù)速率，并且在等待ISO 11898 - 2更新版本（包括CAN FD）發(fā)布期間，針對這些型號還指定了定義環(huán)路延遲對稱性的額外時序參數(shù)。

二、產(chǎn)品特性亮點

（一）電源與數(shù)據(jù)速率優(yōu)勢

• 單電源3.3-V供電：這使得TCAN33x能夠直接與3.3-V的CAN控制器/MCU接口，同時還能與總線上的其他5-V CAN收發(fā)器兼容，為系統(tǒng)設計提供了更大的靈活性。
• 高速數(shù)據(jù)傳輸：TCAN33xG系列設備的數(shù)據(jù)速率最高可達5 Mbps，滿足了對數(shù)據(jù)傳輸速度有較高要求的應用場景。

（二）豐富的工作模式

• 正常模式：所有設備均支持正常模式，在此模式下CAN驅動器和接收器完全運行，實現(xiàn)雙向CAN通信。
• 低功耗待機模式（TCAN334）：在TA < 85°C時，待機模式下的供電電流僅為15 μA，有效降低了系統(tǒng)功耗。同時，該模式支持通過CAN總線進行喚醒，方便系統(tǒng)在需要時快速恢復工作。
• 靜音模式（TCAN330、TCAN337）：在靜音模式下，CAN驅動器禁用，接收器正常工作，實現(xiàn)單向接收功能，適用于只需要監(jiān)聽總線數(shù)據(jù)的場景。
• 關機模式（TCAN330、TCAN334）：關機模式下供電電流僅為1 μA，是最低功耗的模式，可在系統(tǒng)不需要通信時進一步降低功耗。

（三）強大的保護功能

• 驅動和接收器主導超時（DTO）：提供CAN網(wǎng)絡的魯棒性，防止硬件或軟件故障導致的網(wǎng)絡通信阻塞。
• ESD保護：總線引腳具備片上ESD保護，可承受±25-kV人體模型（HBM）和±12-kV IEC61000 - 4 - 2接觸放電，有效保護設備免受靜電干擾。
• 寬共模范圍和總線引腳故障保護：共模工作范圍為±12 V，總線引腳故障保護為±14 V，確保設備在復雜的電氣環(huán)境中穩(wěn)定工作。

（四）其他特性

• 封裝選擇多樣：提供SOIC - 8和SOT - 23封裝選項，可根據(jù)不同的應用場景選擇合適的封裝。
• 低環(huán)路延遲：總環(huán)路延遲 < 135 ns，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性。
• 寬工作溫度范圍：環(huán)境工作溫度范圍為 - 40°C至125°C，適用于各種惡劣的工業(yè)和汽車環(huán)境。

三、電氣特性詳解

（一）電源電流

不同工作模式下的電源電流差異較大。例如，在正常模式下，顯性電源電流在典型總線負載時為55 mA，高總線負載時為60 mA；而在靜音模式下，電源電流僅為2.5 mA。這些數(shù)據(jù)為系統(tǒng)的功耗設計提供了重要參考。

（二）驅動器和接收器參數(shù)

• 驅動器輸出電壓：顯性輸出時，CANH的輸出電壓為2.45 V至VCC，CANL為0.5 V至1.25 V；隱性輸出時，輸出電壓為1.85 V。
• 接收器輸入閾值：正常模式下，輸入閾值電壓為500 mV至900 mV；待機模式下，輸入閾值電壓為400 mV至1150 mV（ - 2 V < VCM < 7 V）或400 mV至1350 mV（ - 12 V < VCM < 12 V）。

四、應用與設計建議

（一）應用場景廣泛

TCAN33x適用于多種CAN網(wǎng)絡應用，如工業(yè)自動化、控制、傳感器和驅動系統(tǒng)，建筑、安全和氣候控制自動化，電信基站狀態(tài)和控制等。同時，它還支持多種CAN總線標準，如CANopen、DeviceNet、NMEA2000、ARINC825、ISO11783和CANaerospace等。

（二）設計要點

• 總線負載和長度：雖然ISO 11898標準規(guī)定了數(shù)據(jù)速率、總線長度和節(jié)點數(shù)量的限制，但通過精心的網(wǎng)絡設計，系統(tǒng)可以在更長的電纜、更長的分支長度和更多節(jié)點的情況下工作。TCAN33x具有高輸入阻抗和寬共模范圍，能夠適應高節(jié)點數(shù)量的網(wǎng)絡。
• CAN終端：為了防止信號反射，ISO 11898標準建議使用等于線路特性阻抗（120 Ω）的電阻對總線兩端進行終端匹配。同時，還可以采用分裂終端的方式，提高網(wǎng)絡的電磁發(fā)射性能。
• 電源去耦：為了確保設備在所有數(shù)據(jù)速率和電源電壓下可靠運行，每個電源都應使用一個100 nF的陶瓷電容進行去耦，并且該電容應盡可能靠近VCC電源引腳。

五、總結

TCAN33x系列CAN收發(fā)器憑借其卓越的性能、豐富的特性和廣泛的應用場景，為電子工程師在CAN網(wǎng)絡設計中提供了一個強大而可靠的解決方案。無論是在數(shù)據(jù)傳輸速度、功耗控制還是系統(tǒng)保護方面，TCAN33x都表現(xiàn)出色。希望通過本文的介紹，能讓大家對TCAN33x有更深入的了解，在實際設計中充分發(fā)揮其優(yōu)勢，打造出更加優(yōu)秀的電子系統(tǒng)。

各位工程師朋友們，你們在使用CAN收發(fā)器的過程中遇到過哪些問題呢？對于TCAN33x的應用，你們又有什么獨特的見解和經(jīng)驗呢？歡迎在評論區(qū)留言分享！