TLE7250GVIO高速CAN收發(fā)器：汽車與工業(yè)應(yīng)用的理想之選

在汽車和工業(yè)應(yīng)用的CAN網(wǎng)絡(luò)中，一款性能卓越的CAN收發(fā)器至關(guān)重要。今天，我們就來深入了解一下英飛凌（Infineon）的TLE7250GVIO高速CAN收發(fā)器。

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一、概述

1.1 產(chǎn)品特性

TLE7250GVIO具有眾多令人矚目的特性。它完全符合ISO 11898 - 2標準，擁有寬共模范圍以增強電磁抗擾性（EMI），同時具備極低的電磁輻射（EME）。出色的ESD抗擾能力，以及在(V{CC})和(V{IO})上的擴展電源范圍，使其適用于5V和3.3V微控制器I/O電壓。此外，它還具備CAN短路保護（接地、電池和(V_{CC})）、TxD超時功能、低CAN總線泄漏電流（掉電狀態(tài)）、過溫保護以及針對汽車瞬態(tài)的保護等功能，數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達1 Mbps。而且，它還是一款綠色產(chǎn)品（符合RoHS標準），并通過了AEC認證。

1.2 產(chǎn)品描述

TLE7250GVIO是為汽車和工業(yè)應(yīng)用中的CAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的收發(fā)器，作為物理總線層和CAN協(xié)議控制器之間的接口，它將信號驅(qū)動到總線上，并保護微控制器免受網(wǎng)絡(luò)內(nèi)產(chǎn)生的干擾?；贑ANH和CANL信號的高度對稱性，TLE7250GVIO在寬頻率范圍內(nèi)提供極低的電磁輻射。它采用符合RoHS標準的PG - DSO - 8封裝，滿足或超過ISO11898 - 2的要求。

它是第一代HS CAN收發(fā)器的繼任者，引腳分配和功能與前代產(chǎn)品TLE6250GV33完全兼容。并且，TLE7250GVIO在掉電狀態(tài)下具有出色的被動特性，非常適合混合電源CAN網(wǎng)絡(luò)?；谟w凌的智能功率技術(shù)SPT，它具備出色的ESD抗擾性和高電磁抗擾性。

二、引腳配置

2.1 引腳分配

2.2 引腳功能說明

• TxD：作為發(fā)送數(shù)據(jù)輸入引腳，它將來自CAN控制器的串行數(shù)據(jù)輸入到收發(fā)器中。
• RxD：接收數(shù)據(jù)輸出引腳，將總線上的數(shù)據(jù)輸出到CAN控制器。
• (V_{CC})：為收發(fā)器提供電源，需要外接去耦電容以保證電源的穩(wěn)定性。
• (V_{IO})：用于適配微控制器的電源，使收發(fā)器的邏輯電平與微控制器兼容。
• CANH和CANL：是與CAN總線的接口，用于數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。
• NEN：用于模式選擇，通過設(shè)置不同的電平可以使收發(fā)器進入不同的工作模式。

三、功能描述

3.1 高速CAN物理層

TLE7250GVIO作為高速CAN收發(fā)器，工作在CAN控制器和物理總線介質(zhì)之間。高速CAN網(wǎng)絡(luò)是一個兩線差分網(wǎng)絡(luò)，允許數(shù)據(jù)傳輸速率高達1 Mbps。CAN總線上有“顯性”和“隱性”兩種信號狀態(tài)。CANH和CANL引腳是與CAN總線的接口，RxD和TxD引腳是與微控制器的接口。收發(fā)器將TxD引腳的串行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為CAN總線上的差分輸出信號，同時接收總線上的數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換為RxD引腳的串行單端信號。

3.2 工作模式

TLE7250GVIO有兩種主要的工作模式：正常工作模式和待機模式。

• 正常工作模式：當NEN引腳設(shè)置為邏輯“低”時，收發(fā)器進入正常工作模式。在該模式下，發(fā)送器和接收器都處于激活狀態(tài)，總線偏置設(shè)置為(V{CC}/2)，并且對(V{CC})和(V_{IO})的欠壓監(jiān)測也處于激活狀態(tài)。
• 待機模式：當NEN引腳設(shè)置為邏輯“高”時，收發(fā)器進入待機模式。在該模式下，發(fā)送器和接收器都被禁用，CANH和CANL引腳通過輸入電阻連接到GND，同時對(V{CC})和(V{IO})的欠壓監(jiān)測仍然有效。

3.3 掉電狀態(tài)

在掉電狀態(tài)下，TLE7250GVIO未供電，接收器的差分輸入電阻被關(guān)閉，CANH和CANL總線接口表現(xiàn)為高阻抗輸入，泄漏電流非常小，不會影響CAN網(wǎng)絡(luò)的“隱性”電平，有助于優(yōu)化整個CAN網(wǎng)絡(luò)的EME性能。

四、故障安全功能

4.1 短路保護

CANH和CANL總線輸出具有短路保護功能，無論是對地還是對正電源電壓短路，都有電流限制電路保護收發(fā)器免受損壞。如果由于CANH或CANL持續(xù)短路導致設(shè)備發(fā)熱，內(nèi)部過溫保護會關(guān)閉總線發(fā)送器。

4.2 未連接邏輯引腳

所有邏輯輸入引腳都有內(nèi)部上拉電阻到(V{IO})。如果(V{IO})電源激活且邏輯引腳開路或浮空，TLE7250GVIO默認進入待機模式，此時發(fā)送器被禁用，總線偏置連接到GND，不會影響CAN總線上的數(shù)據(jù)。

4.3 TxD超時功能

TxD超時功能用于保護CAN總線，防止TxD引腳的邏輯信號持續(xù)為“低”導致總線永久阻塞。在正常工作模式下，當TxD引腳的邏輯“低”信號持續(xù)時間超過(t_{TxD})時，TxD超時功能將被啟用，發(fā)送器被禁用，但接收器仍然活躍，繼續(xù)通過RxD輸出引腳監(jiān)測總線上的數(shù)據(jù)。

4.4 欠壓檢測

TLE7250GVIO在(V{CC})和(V{IO})電源處都有欠壓檢測功能。當(V{CC})或(V{IO})出現(xiàn)欠壓時，欠壓檢測會將收發(fā)器的工作模式切換到待機模式，無論NEN引腳的邏輯信號如何。當收發(fā)器從欠壓狀態(tài)恢復時，工作模式將恢復到由NEN引腳編程的模式。

4.5 過溫保護

TLE7250GVIO集成了過溫檢測電路，用于保護發(fā)送器免受熱過應(yīng)力的影響。當出現(xiàn)過溫情況時，溫度傳感器將禁用發(fā)送器，設(shè)備冷卻后，發(fā)送器將再次激活，并且溫度傳感器內(nèi)部實現(xiàn)了遲滯功能。

五、產(chǎn)品特性

5.1 絕對最大額定值

TLE7250GVIO的絕對最大額定值規(guī)定了其在不同參數(shù)下的極限值，包括電壓、電流和溫度等。例如，(V{CC})的范圍為 - 0.3V到6.0V，(V{IO})的范圍同樣為 - 0.3V到6.0V，CANH和CANL的直流電壓范圍為 - 40V到40V等。這些額定值為設(shè)計人員提供了使用該器件的安全邊界。

5.2 功能范圍

其功能范圍規(guī)定了收發(fā)器正常工作的條件，如(V{CC})的范圍為4.5V到5.5V，(V{IO})的范圍為3.0V到5.5V，結(jié)溫范圍為 - 40°C到150°C。在這些范圍內(nèi)，IC將按照電路描述正常工作。

5.3 熱特性

熱特性包括熱阻和熱關(guān)斷溫度等參數(shù)。例如，結(jié)到環(huán)境的熱阻(R_{thJA})典型值為130 K/W，熱關(guān)斷溫度范圍為150°C到200°C，熱關(guān)斷遲滯為10 K。這些參數(shù)對于評估器件在不同工作條件下的散熱情況非常重要。

六、電氣特性

6.1 電流消耗

不同工作狀態(tài)下的電流消耗是評估器件功耗的重要指標。在“隱性”狀態(tài)下，(V{CC})的電流消耗典型值為2 mA，最大值為6 mA；在“顯性”狀態(tài)下，(V{CC})的電流消耗典型值為35 mA，最大值為60 mA。待機模式下，(V{CC})和(V{IO})的電流消耗都非常小。

6.2 其他電氣參數(shù)

還包括各種電壓閾值、輸入輸出電阻、電容、傳播延遲等參數(shù)。例如，TxD的“高”電平輸入電壓閾值為(0.5×V{IO})到(0.7×V{IO})，“低”電平輸入電壓閾值為(0.3×V{IO})到(0.4×V{IO})；CANH和CANL的輸入電阻在“隱性”狀態(tài)下為10 kΩ到30 kΩ等。這些參數(shù)對于設(shè)計CAN網(wǎng)絡(luò)和確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性至關(guān)重要。

七、應(yīng)用信息

7.1 ESD抗擾性

根據(jù)IEC61000 - 4 - 2標準進行的ESD抗擾性測試表明，TLE7250GVIO在CANH和CANL引腳對GND的靜電放電電壓方面表現(xiàn)出色，正脈沖時≥ + 8 kV，負脈沖時≤ - 8 kV。

7.2 應(yīng)用示例

文檔中給出了TLE7250GVIO的簡化應(yīng)用示例，為工程師在實際應(yīng)用中提供了參考。

7.3 其他應(yīng)用信息

如果需要關(guān)于FMEA引腳的信息或更多應(yīng)用相關(guān)內(nèi)容，可以聯(lián)系英飛凌或訪問其官方網(wǎng)站。

八、總結(jié)

TLE7250GVIO高速CAN收發(fā)器憑借其豐富的特性、完善的故障安全功能和良好的電氣性能，成為汽車和工業(yè)CAN網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的理想選擇。在設(shè)計CAN網(wǎng)絡(luò)時，工程師可以根據(jù)其詳細的電氣參數(shù)和應(yīng)用信息，合理選擇和使用該器件，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。你在使用TLE7250GVIO或其他CAN收發(fā)器時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。