TCAN33x系列CAN收發(fā)器：高速通信與可靠防護的完美結(jié)合

在工業(yè)自動化、汽車電子等眾多領(lǐng)域，CAN（Controller Area Network）總線憑借其高可靠性、實時性和抗干擾能力，成為了數(shù)據(jù)通信的主流選擇。而今天要給大家介紹的TCAN33x系列CAN收發(fā)器，更是以其卓越的性能和豐富的功能，為CAN總線通信帶來了新的解決方案。

文件下載：TCAN334GDCNT.pdf

產(chǎn)品概述

TCAN33x系列包括TCAN330、TCAN332、TCAN334和TCAN337及其對應(yīng)的G版本（TCAN330G、TCAN332G、TCAN334G和TCAN337G）。該系列器件兼容ISO 11898-2高速CAN物理層標準，其中TCAN330、TCAN332、TCAN334和TCAN337的數(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，滿足了不同應(yīng)用場景下對通信速度的需求。

核心特性

電源與數(shù)據(jù)速率

• 單電源供電：采用3.3-V單電源供電，可直接與3.3-V CAN控制器/MCU接口，同時也能與總線上的其他5-V CAN收發(fā)器兼容，提高了系統(tǒng)的靈活性。
• 高速數(shù)據(jù)傳輸：TCAN33xG系列器件的數(shù)據(jù)速率最高可達5 Mbps，為高速CAN FD（Flexible Data Rate）網(wǎng)絡(luò)提供了支持。

工作模式多樣

• 正常模式：所有器件均支持正常模式，在此模式下，CAN驅(qū)動器和接收器完全工作，實現(xiàn)雙向CAN通信。
• 低功耗待機模式（僅TCAN334）：在待機模式下，CAN驅(qū)動器關(guān)閉，但低功耗接收器和總線監(jiān)視器開啟，可通過CAN總線實現(xiàn)喚醒請求，降低了系統(tǒng)功耗。
• 靜音模式（TCAN330、TCAN337）：CAN驅(qū)動器禁用，接收器正常工作，實現(xiàn)單向接收，適用于僅需要接收數(shù)據(jù)的場景。
• 關(guān)機模式（TCAN330、TCAN334）：這是最低功耗模式，CAN驅(qū)動器和接收器均關(guān)閉，無法進行CAN通信，總線引腳被拉至地。

寬工作范圍與強防護能力

• 寬共模范圍：工作共模范圍為±12 V，能夠適應(yīng)復雜的電磁環(huán)境，保證通信的穩(wěn)定性。
• 總線引腳故障保護：總線引腳具備±14 V的故障保護能力，有效防止因總線故障對器件造成損壞。
• 低環(huán)路延遲：總環(huán)路延遲小于135 ns，確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性。
• 寬環(huán)境溫度范圍：可在-40°C至125°C的環(huán)境溫度下正常工作，適用于各種惡劣的工業(yè)和汽車環(huán)境。
• 出色的EMC性能：具備ESD保護、HBM ESD保護超過±25 kV、IEC61000-4-2 ESD接觸放電保護超過±12 kV等多種保護功能，有效提高了器件的抗干擾能力。

無電源時的優(yōu)化特性

當器件未供電時，總線和邏輯引腳呈高阻抗狀態(tài)，不會對工作總線或應(yīng)用造成負載，且上電/下電無毛刺，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

應(yīng)用場景

高速CAN FD網(wǎng)絡(luò)

TCAN33xG系列器件支持高達5 Mbps的數(shù)據(jù)速率，適用于對通信速度要求較高的CAN FD網(wǎng)絡(luò)，如汽車電子中的高速數(shù)據(jù)傳輸、工業(yè)自動化中的實時控制等。

高負載CAN網(wǎng)絡(luò)

在高負載的CAN網(wǎng)絡(luò)中，TCAN33x系列器件能夠提供穩(wěn)定的通信性能，滿足工業(yè)自動化、建筑自動化、電信基站等領(lǐng)域的需求。

遵循多種CAN總線標準

該系列器件支持CANopen、DeviceNet、NMEA2000、ARINC825、ISO11783、CANaerospace等多種CAN總線標準，具有廣泛的適用性。

設(shè)計要點

電源設(shè)計

為確保器件在所有數(shù)據(jù)速率和電源電壓下可靠工作，每個電源應(yīng)使用一個100nF陶瓷電容進行去耦，且電容應(yīng)盡可能靠近(V_{CC})電源引腳。例如，TPS76333線性穩(wěn)壓器是3.3 V電源的合適選擇。

布局設(shè)計

在PCB設(shè)計中，應(yīng)采用高頻布局技術(shù)，以應(yīng)對ESD和EFT瞬變的寬頻帶寬。以下是一些布局建議：

• CANH和CANL的瞬態(tài)保護：使用瞬態(tài)電壓抑制器（TVS）和電容器進行額外的系統(tǒng)級保護，這些器件應(yīng)盡可能靠近連接器放置。
• CANH和CANL的總線終端：可采用分裂終端，為總線提供共模濾波。
• (V_{CC})的去耦電容：旁路和大容量電容應(yīng)盡可能靠近收發(fā)器的電源引腳。
• 接地和電源連接：使用至少兩個過孔連接旁路電容和保護器件的(V_{CC})和接地，以減少走線和過孔電感。
• 數(shù)字輸入和輸出：可使用串聯(lián)電阻限制數(shù)字線路的電流，使用電容器過濾數(shù)字I/O線路上的噪聲。
• 故障輸出引腳（僅TCAN337）：由于FAULT輸出引腳是開漏輸出，需要一個外部上拉電阻將引腳電壓拉高。
• TXD輸入引腳：如果使用開漏主機處理器驅(qū)動TXD引腳，需要使用一個1 kΩ至10 kΩ的外部上拉電阻。

總結(jié)

TCAN33x系列CAN收發(fā)器以其高速數(shù)據(jù)傳輸、多樣的工作模式、寬工作范圍和強防護能力等特性，為CAN總線通信提供了可靠的解決方案。在實際設(shè)計中，工程師們需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景和需求，合理選擇器件和進行布局設(shè)計，以充分發(fā)揮該系列器件的優(yōu)勢。你在使用CAN收發(fā)器的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。