汽車CAN通信新選擇：TCAN1046V-Q1與TCAN1048V-Q1雙路CAN收發(fā)器

在汽車電子領(lǐng)域，CAN（Controller Area Network）總線通信技術(shù)至關(guān)重要。今天要為大家介紹的是德州儀器（TI）推出的兩款高性能雙路CAN收發(fā)器——TCAN1046V-Q1和TCAN1048V-Q1，它們在汽車應(yīng)用中展現(xiàn)出了卓越的性能和可靠性。

文件下載：TCAN1046VDMTRQ1.pdf

一、產(chǎn)品概述

TCAN1046V-Q1和TCAN1048V-Q1（以下簡稱TCAN104xV）是符合AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)的雙路高速CAN收發(fā)器，適用于汽車應(yīng)用。其工作溫度范圍為 -40°C 至 125°C，能在嚴(yán)苛的汽車環(huán)境中穩(wěn)定工作。這兩款收發(fā)器集成了兩個(gè)獨(dú)立控制的高速CAN通道，支持經(jīng)典CAN和CAN FD協(xié)議，數(shù)據(jù)速率最高可達(dá)8 Mbps，滿足了現(xiàn)代汽車對高速、可靠通信的需求。

二、關(guān)鍵特性

1. 標(biāo)準(zhǔn)兼容性

TCAN104xV嚴(yán)格遵循ISO 11898-2:2016和ISO 11898-5:2007物理層標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還符合多個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如SAE J2284系列、ARINC 825-4等，確保了與各種CAN網(wǎng)絡(luò)的兼容性。

2. 多種工作模式

• 正常模式：CAN驅(qū)動器和接收器完全工作，實(shí)現(xiàn)雙向CAN通信。
• 低功耗待機(jī)模式：CAN驅(qū)動器和主接收器關(guān)閉，僅低功耗接收器和總線監(jiān)視器電路工作，支持通過CAN總線進(jìn)行遠(yuǎn)程喚醒請求。當(dāng)接收到符合ISO 11898-2:2016標(biāo)準(zhǔn)的喚醒模式（WUP）時(shí)，可將設(shè)備從待機(jī)模式喚醒，進(jìn)入正常工作狀態(tài)。

  3. 寬電壓支持

  IO電壓范圍支持1.7 V至5.5 V，可直接與1.8 V、2.5 V、3.3 V或5 V的邏輯IO接口連接，無需額外的電平轉(zhuǎn)換電路，簡化了設(shè)計(jì)。

  4. 保護(hù)特性

• 總線故障保護(hù)：總線引腳可承受 ±58 V的電壓，有效防止總線短路等故障對設(shè)備造成損壞。
• 欠壓保護(hù)：對 (V{CC}) 和 (V{IO}) 進(jìn)行欠壓檢測，當(dāng)出現(xiàn)欠壓情況時(shí)，將設(shè)備置于保護(hù)狀態(tài)，保護(hù)總線安全。
• TXD主導(dǎo)超時(shí)（DTO）：防止因硬件或軟件故障導(dǎo)致TXD長時(shí)間保持主導(dǎo)狀態(tài)，避免阻塞網(wǎng)絡(luò)通信。
• 熱關(guān)斷保護(hù)（TSD）：當(dāng)結(jié)溫超過熱關(guān)斷閾值時(shí)，關(guān)閉CAN驅(qū)動器電路，防止設(shè)備過熱損壞。

三、引腳配置與功能

TCAN104xV采用14引腳的SOIC和VSON封裝，各引腳功能明確：

• TXD1和TXD2：CAN發(fā)送數(shù)據(jù)輸入引腳，內(nèi)部集成上拉電阻。
• RXD1和RXD2：CAN接收數(shù)據(jù)輸出引腳，當(dāng) (V_{IO}) 低于欠壓閾值時(shí)為三態(tài)。
• STB1、STB2、nSTB1和nSTB2：用于模式控制，可將設(shè)備置于正常模式或待機(jī)模式。
• CANH和CANL：CAN總線的高、低差分引腳，連接到CAN網(wǎng)絡(luò)。

四、電氣特性

1. 絕對最大額定值

涵蓋了電源電壓、總線電壓、邏輯輸入電壓等參數(shù)的最大允許值，使用時(shí)需嚴(yán)格遵守，避免設(shè)備損壞。

2. ESD額定值

具備良好的靜電放電（ESD）保護(hù)能力，HBM分類等級最高可達(dá) ±10 kV，確保設(shè)備在復(fù)雜電磁環(huán)境下的可靠性。

3. 推薦工作條件

給出了電源電壓、IO電壓、輸出電流等參數(shù)的推薦范圍，保證設(shè)備在最佳狀態(tài)下工作。

4. 熱特性

提供了結(jié)到環(huán)境、結(jié)到外殼等不同熱阻參數(shù)，方便進(jìn)行散熱設(shè)計(jì)。

五、應(yīng)用與設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 典型應(yīng)用

TCAN104xV可廣泛應(yīng)用于汽車和交通運(yùn)輸領(lǐng)域，如車身控制模塊、汽車網(wǎng)關(guān)、高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）和信息娛樂系統(tǒng)等。

2. CAN總線終端

為保證信號傳輸質(zhì)量，CAN總線兩端需進(jìn)行終端匹配。可采用單個(gè)120 Ω電阻或分裂終端方式，分裂終端能有效過濾共模噪聲，改善網(wǎng)絡(luò)電磁輻射性能。

3. 電源設(shè)計(jì)

(V{CC}) 輸入電壓范圍為4.5 V至5.5 V，(V{IO}) 范圍為1.8 V至5.5 V，且都需良好穩(wěn)壓。在CAN收發(fā)器的 (V{CC}) 和 (V{IO}) 引腳附近應(yīng)放置去耦電容，通常為100 nF，并配合旁路電容使用。

4. PCB布局

為確保CAN節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)健性和可靠性，PCB設(shè)計(jì)時(shí)需采用高頻布局技術(shù)：

• 將保護(hù)和濾波電路靠近總線連接器，防止瞬態(tài)干擾和噪聲進(jìn)入電路板。
• 使用 (V_{CC}) 和GND平面提供低電感路徑，減少高頻電流的阻抗。
• 去耦電容應(yīng)盡量靠近收發(fā)器的電源引腳。
• 為減少走線和過孔電感，(V_{CC}) 和地連接的去耦電容和保護(hù)器件應(yīng)使用至少兩個(gè)過孔。

六、總結(jié)

TCAN1046V-Q1和TCAN1048V-Q1雙路CAN收發(fā)器憑借其豐富的功能、出色的性能和可靠的保護(hù)特性，為汽車CAN通信系統(tǒng)提供了優(yōu)秀的解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師們可根據(jù)具體需求合理選擇和設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮這兩款收發(fā)器的優(yōu)勢，提升汽車電子系統(tǒng)的性能和可靠性。大家在使用過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)交流分享。