Infineon TLE8250V高速CAN收發(fā)器：汽車與工業(yè)應用的理想之選

在汽車和工業(yè)應用的高速CAN網(wǎng)絡(luò)中，收發(fā)器起著至關(guān)重要的作用。英飛凌（Infineon）的TLE8250V高速CAN收發(fā)器憑借其卓越的性能和豐富的特性，成為了眾多工程師的首選。今天，我們就來詳細了解一下這款產(chǎn)品。

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一、產(chǎn)品概述

特性亮點

TLE8250V具有一系列令人矚目的特性。它符合ISO11898 - 2:2003標準，擁有寬共模范圍，具備出色的電磁抗干擾能力（EMI），同時電磁輻射（EME）極低。其ESD robustness表現(xiàn)優(yōu)秀，能有效抵御靜電干擾。此外，它還保證并改善了環(huán)路延遲對稱性，支持日本OEM高達2 MBit/s的CAN FD數(shù)據(jù)幀。

該收發(fā)器提供(V{10})輸入，可適應微控制器電源電壓；(V{CC})和(V{10})電源具有擴展的供電范圍。它具備CAN短路保護功能，可防止接地、電池和(V{CC})短路；擁有TxD超時功能，能避免CAN總線永久阻塞；在掉電狀態(tài)下，CAN總線泄漏電流極低，還具備過溫保護和抗汽車瞬態(tài)保護功能。另外，它還有省電模式，在該模式下可關(guān)閉發(fā)射器電源(V_{CC})，并且是符合RoHS標準的綠色產(chǎn)品，通過了AEC認證，還符合日本市場最新的VeLIO測試要求。

應用場景

TLE8250V適用于多種汽車和工業(yè)應用場景，如發(fā)動機控制單元（ECUs）、變速器控制單元（TCUs）、底盤控制模塊以及電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等。

產(chǎn)品描述

TLE8250VSJ作為物理總線層和CAN協(xié)議控制器之間的接口，可將信號驅(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，它在寬頻率范圍內(nèi)提供極低的電磁輻射。該產(chǎn)品滿足或超越了ISO11898 - 2的要求，提供數(shù)字電源輸入(V_{10})和省電模式，旨在滿足CAN FD增強物理層要求，支持高達2 MBit/s的數(shù)據(jù)速率。憑借HS CAN總線接口極低的泄漏電流，它在掉電狀態(tài)下具有出色的被動特性，非常適合混合電源HS CAN網(wǎng)絡(luò)?；谟w凌的智能功率技術(shù)SPT，它具備出色的ESD抗擾性和高電磁抗干擾能力，并且通過了AEC認證，能夠適應惡劣的汽車環(huán)境。

二、產(chǎn)品架構(gòu)與引腳配置

功能框圖

TLE8250V的功能框圖展示了其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，包括發(fā)射器、接收器、超時保護、溫度控制和模式控制等模塊。這些模塊協(xié)同工作，確保了收發(fā)器的穩(wěn)定運行。

引腳配置

三、功能描述

高速CAN物理層

HS CAN是一種串行總線系統(tǒng)，用于連接微控制器、傳感器和執(zhí)行器，實現(xiàn)實時控制應用。TLE8250VSJ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。HS CAN網(wǎng)絡(luò)是一個兩線差分網(wǎng)絡(luò)，允許CAN FD幀的數(shù)據(jù)傳輸速率高達2 MBit/s。其總線上有顯性和隱性兩種信號狀態(tài)。(V{CC})、(V{10})和GND是收發(fā)器的電源引腳，CANH和CANL是HS CAN總線的接口，RxD和TxD引腳是與CAN控制器的接口，NEN引腳用于模式選擇。

工作模式

1. 正常工作模式：當NEN引腳為邏輯“低”時，收發(fā)器進入正常工作模式。此時，發(fā)射器和接收器處于活動狀態(tài)，收發(fā)器將TxD輸入引腳上的串行數(shù)據(jù)流發(fā)送到CAN總線，并在RxD引腳上同時顯示總線上的數(shù)據(jù)。
2. 省電模式：當NEN引腳為邏輯“高”時，收發(fā)器進入省電模式。在該模式下，發(fā)射器和正常模式接收器關(guān)閉，RxD輸出引腳永久為“高”，總線輸入引腳無偏置，CANH和CANL輸入引腳浮空，HS CAN總線接口具有高電阻，發(fā)射器電源(V{CC})的欠壓檢測關(guān)閉，允許在該模式下關(guān)閉(V{CC})電源。

上電和欠壓條件

當檢測到發(fā)射器電源(V{CC})或數(shù)字電源(V{10})出現(xiàn)欠壓事件時，收發(fā)器會改變工作模式。關(guān)閉數(shù)字電源(V{10})，收發(fā)器進入掉電狀態(tài)；關(guān)閉發(fā)射器電源(V{CC})，收發(fā)器可能進入強制省電模式或保持在省電模式。

電壓適配

TLE8250VSJ有(V{CC})和(V{10})兩種不同的電源。(V{CC})為發(fā)射器和正常模式接收器供電，(V{10})為數(shù)字輸入和輸出緩沖器供電，也是內(nèi)部邏輯的主要電源域。為了使收發(fā)器的數(shù)字輸入和輸出電平適應外部微控制器的I/O電平，可將電源(V_{10})連接到微控制器的I/O電源電壓。

四、故障安全功能

短路保護

CANH和CANL總線輸出具有短路保護功能，可防止接地或正電源電壓短路。電流限制電路可保護收發(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)部過溫保護將關(guān)閉總線發(fā)射器。

未連接邏輯引腳

所有邏輯輸入引腳都有內(nèi)部上拉電阻連接到(V{10})。如果(V{10})電源激活且邏輯引腳開路，TLE8250VSJ默認進入省電模式，此時發(fā)射器禁用，總線偏置浮空。

TxD超時功能

TxD超時功能可防止CAN總線因TxD引腳的邏輯信號持續(xù)為“低”而永久阻塞。在正常工作模式下，當TxD引腳的邏輯“低”信號持續(xù)時間(t > t_{TxD})時，TxD超時功能啟用，收發(fā)器禁用發(fā)射器，但接收器仍處于活動狀態(tài)，繼續(xù)通過RxD輸出引腳監(jiān)控總線上的數(shù)據(jù)。

過溫保護

TLE8250VSJ具有集成的過溫檢測功能，可保護發(fā)射器免受熱過載。過溫保護在正常工作模式下激活，在省電模式下禁用。當出現(xiàn)過溫情況時，溫度傳感器將禁用發(fā)射器，設(shè)備冷卻后發(fā)射器將再次激活，溫度傳感器內(nèi)實現(xiàn)了滯后功能。

模式更改延遲時間

HS CAN收發(fā)器TLE8250VSJ在時間窗口(t_{Mode})內(nèi)更改工作模式。在模式更改期間，RxD輸出引腳永久設(shè)置為邏輯“高”，不反映CANH和CANL輸入引腳的狀態(tài)。

五、產(chǎn)品特性參數(shù)

絕對最大額定值

包括電壓、電流和溫度等參數(shù)，如發(fā)射器電源電壓(V{CC})范圍為 - 0.3 V至6.0 V，數(shù)字電源電壓(V{IO})范圍為 - 0.3 V至6.0 V等。需要注意的是，這些參數(shù)并非都經(jīng)過生產(chǎn)測試，部分由設(shè)計指定。

功能范圍

發(fā)射器電源電壓(V{CC})范圍為4.5 V至5.5 V，數(shù)字電源電壓(V{IO})范圍為3.0 V至5.5 V，結(jié)溫范圍為 - 40°C至150°C。在該功能范圍內(nèi)，IC按電路描述運行，電氣特性在相關(guān)電氣特性表規(guī)定的條件下指定。

熱阻

結(jié)到環(huán)境的熱阻（PG - DSO - 8封裝）典型值為130 K/W，熱關(guān)斷溫度范圍為150°C至200°C，熱關(guān)斷滯后為10 K。

六、電氣特性

功能器件特性

涵蓋電流消耗、電源復位等參數(shù)。例如，在正常工作模式下，(V{CC})的電流消耗在隱性狀態(tài)下為2.6 mA至4 mA，顯性狀態(tài)下為38 mA至60 mA；在省電模式下，(V{CC})的電流消耗為5 μA。

動態(tài)特性圖表

提供了測試電路和時序圖，用于展示收發(fā)器的動態(tài)特性，如傳播延遲、延遲時間等參數(shù)。

七、應用信息

ESD魯棒性

根據(jù)IEC61000 - 4 - 2進行的ESD魯棒性測試結(jié)果和測試條件可在單獨的測試報告中獲取。CANH和CANL引腳相對于GND的靜電放電電壓在正脈沖時≥ + 8 kV，負脈沖時≤ - 8 kV。

應用示例

給出了應用電路示例，包含微控制器、收發(fā)器和相關(guān)外圍電路的連接方式，為工程師的實際應用提供了參考。

模式更改示例

介紹了在TxD信號為“低”和總線信號為顯性時的模式更改示例，展示了收發(fā)器在不同情況下的工作狀態(tài)變化。

八、總結(jié)

英飛凌的TLE8250V高速CAN收發(fā)器以其豐富的特性、可靠的性能和完善的保護功能，為汽車和工業(yè)應用中的高速CAN網(wǎng)絡(luò)提供了優(yōu)秀的解決方案。無論是在正常工作模式還是特殊情況下的故障保護，它都能確保數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸和系統(tǒng)的可靠運行。工程師們在設(shè)計相關(guān)應用時，可以充分考慮這款產(chǎn)品的優(yōu)勢，以滿足實際需求。你在使用類似收發(fā)器時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。