Atmel ATA6629/ATA6631 LIN總線收發(fā)器：特性與應用全解析

在汽車電子領域，LIN（Local Interconnect Network）總線憑借其低成本、低速率的特性，成為車身電子系統(tǒng)中常用的通信總線。Atmel公司的ATA6629/ATA6631 LIN總線收發(fā)器，集成了電壓調節(jié)器，為LIN總線系統(tǒng)中的從節(jié)點設計提供了簡單而強大的解決方案。本文將深入剖析這款收發(fā)器的特性、功能及應用。

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產品概述

Atmel ATA6629/ATA6631是一款完全集成的LIN收發(fā)器，符合LIN規(guī)范2.0、2.1和SAE J2602 - 2標準，內置了低降壓電壓調節(jié)器（3.3V/5V/85mA）。電壓調節(jié)器與總線收發(fā)器的結合，使得在LIN總線系統(tǒng)中開發(fā)簡單而強大的從節(jié)點成為可能。該收發(fā)器主要用于車輛中的低速數(shù)據(jù)通信，例如便利電子設備。

關鍵特性

電源與電壓調節(jié)

• 寬電源電壓范圍：支持高達40V的電源電壓，工作電壓范圍為 (V_{S}=5V) 至27V。
• 低功耗模式：睡眠模式下典型供電電流為10μA，靜音模式下為35μA。
• 線性低降壓電壓調節(jié)器：具有85mA的電流能力，ATA6629輸出 (V{CC}=3.3V pm 2%)，ATA6631輸出 (V{CC}=5.0V pm 2%)，睡眠模式下 (V_{CC}) 關閉。
• 欠壓檢測與保護：具備 (V_{CC}) 欠壓檢測功能，通過復位開漏輸出NRES（4ms復位時間），電壓調節(jié)器具有短路和過溫保護。

LIN物理層兼容性

符合LIN 2.0、2.1和SAE J2602 - 2標準，可與不同版本的LIN物理層節(jié)點混合使用，無任何限制。

喚醒與保護功能

• LIN總線喚醒：可通過LIN總線（90μs顯性）實現(xiàn)喚醒功能。
• TXD超時定時器：防止總線線路長時間處于顯性狀態(tài)。
• 總線引腳保護：總線引腳對GND和電池具有過溫和短路保護。
• EMC和ESD性能：具備先進的電磁兼容性（EMC）和靜電放電（ESD）性能，符合ISO 7637的干擾和損壞保護要求。

引腳配置與功能描述

引腳配置

功能描述

• 物理層兼容性：LIN物理層獨立于更高的LIN層，不同版本的LIN物理層節(jié)點可混合使用。
• 電源引腳（VS）：LIN工作電壓為 (V{S}=5V) 至27V，當 (V{S}) 低于5V時，會禁用傳輸以避免錯誤的總線消息。
• 接地引腳（GND）：即使GND斷開，IC也不會影響LIN總線，能夠處理高達 (V_{S}) 的11.5%的接地偏移。
• 電壓調節(jié)器輸出引腳（VCC）：內部3.3V/5V電壓調節(jié)器可驅動高達85mA的負載，具備過載保護功能，輸出電壓低于閾值時會觸發(fā)NRES復位信號。
• 欠壓復位輸出（NRES）：當 (V_{CC}) 電壓低于欠壓檢測閾值時，NRES變?yōu)榈碗娖?，復位時間為4ms。
• 總線引腳（LIN）：具有內部電流限制和熱關斷功能的低側驅動器，以及符合LIN規(guī)范的內部上拉電阻，電壓范圍為 - 27V至 + 40V。
• 輸入/輸出（TXD）：正常模式下，TXD用于控制LIN輸出狀態(tài)；故障安全模式下，TXD作為輸出信號指示故障安全源。
• 顯性超時功能（TXD）：TXD輸入具有內部上拉電阻，內部定時器防止總線線路長時間處于顯性狀態(tài)。
• 輸出引腳（RXD）：向微控制器報告LIN總線狀態(tài)，輸出具有內部上拉電阻，具備短路保護功能。
• 使能輸入引腳（EN）：控制設備的工作模式，高電平時為正常模式，低電平時根據(jù)TXD狀態(tài)切換到靜音或睡眠模式。

工作模式

正常模式

符合LIN規(guī)范2.x的正常收發(fā)模式， (V_{CC}) 電壓調節(jié)器輸出3.3V/5V，輸出電壓容差為 ± 2%，最大輸出電流為85mA。出現(xiàn)欠壓情況時，NRES變?yōu)榈碗娖?，IC切換到故障安全模式。

靜音模式

當TXD為高電平時，EN下降沿將IC切換到靜音模式。傳輸路徑禁用，總電源電流為 (I{VS silent}=35μA) 加上 (V{CC}) 調節(jié)器輸出電流。LIN引腳電壓低于預喚醒檢測閾值時，激活內部LIN接收器并啟動喚醒檢測定時器。

睡眠模式

當TXD為低電平時，EN下降沿將IC切換到睡眠模式。傳輸路徑禁用，電源電流典型值為 (I{VS sleep}=10μA)， (V{CC}) 調節(jié)器關閉。LIN引腳電壓低于預喚醒檢測閾值時，激活內部LIN接收器并啟動喚醒檢測定時器。

故障安全模式

系統(tǒng)上電時，設備自動切換到故障安全模式，電壓調節(jié)器開啟，NRES輸出低電平4ms，LIN通信關閉。IC保持此模式直到EN變?yōu)楦唠娖?，然后切換到正常模式。

無電源模式

當電池電壓連接到應用電路時，VS引腳電壓根據(jù)塊電容上升。VS高于欠壓閾值后，IC從無電源模式切換到故障安全模式。VS低于閾值時，IC切換到無電源模式。

故障安全特性

• LIN短路保護：LIN短路到電池時，輸出電流限制為 (I{BUS_LIM})，芯片溫度超過 (T{LINoff}) 時，LIN輸出關閉，冷卻后再次開啟。
• LIN短路到GND：IC可切換到睡眠或靜音模式，睡眠模式電流消耗低于30μA，靜音模式低于70μA。短路消失后，IC通過遠程喚醒啟動。
• VCC短路保護：VCC短路時，輸出電流限制為 (I{VCC lim})，NRES變?yōu)榈碗娖剑琁C切換到故障安全模式。芯片溫度超過 (T{VCC off}) 時， (V_{CC}) 輸出關閉，冷卻后再次開啟。

電壓調節(jié)器

電壓調節(jié)器需要外部電容進行補償和平滑微控制器的干擾，建議使用 (C>1.8μF) 的電解電容和 (C = 100nF) 的陶瓷電容。特殊的SO8封裝可實現(xiàn)80K/W的熱阻，建議將引腳3與印刷板上的寬GND板連接以獲得良好的散熱效果。

絕對最大額定值與電氣特性

絕對最大額定值

包括電源電壓、邏輯引腳電壓、輸出電流、ESD等參數(shù)的最大額定值，超出這些值可能導致設備永久損壞。

電氣特性

涵蓋了VS引腳、RXD輸出引腳、TXD輸入/輸出引腳、EN輸入引腳、NRES輸出引腳、VCC電壓調節(jié)器、LIN總線驅動和接收器等各引腳的電氣參數(shù)，如電壓范圍、電流、電阻等。

應用與訂購信息

應用

ATA6629/ATA6631適用于汽車中的低速數(shù)據(jù)通信，如便利電子設備等LIN總線系統(tǒng)的從節(jié)點設計。

訂購信息

Atmel ATA6629/ATA6631 LIN總線收發(fā)器以其豐富的特性、可靠的保護功能和低功耗設計，為汽車電子中的LIN總線應用提供了優(yōu)秀的解決方案。電子工程師在設計LIN總線系統(tǒng)時，可根據(jù)具體需求選擇合適的型號，以實現(xiàn)高效、穩(wěn)定的通信。你在使用這款收發(fā)器的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。