德州仪器TCAN1162x-Q1汽车级CAN FD收发器技术解析

描述

Texas Instruments TCAN1162x-Q1汽车级CAN FD收发器是高速控制器局域网 (CAN) 系统基础芯片 (SBC),符合ISO 11898-2:2016高速CAN规范的物理层要求。TCAN1162x-Q1支持传统CAN和CAN FD网络,速度高达8Mb/s (Mbps)。

数据手册:*附件:Texas Instruments TCAN1162x-Q1汽车级CAN FD收发器数据手册.pdf

TCAN11623-Q1和TCAN1162-Q1支持宽输入电源范围,集成了某种形式的LDO输出。TCAN11625-Q1具有5V LDO输出 (VCCOUT),可为CAN收发器内部提供电压和外部提供额外电流。TCAN11623-Q1具有3.3V LDO输出 (VLDO3),由5V LDO供电,支持外部负载。

Texas Instruments TCAN1162x-Q1可通过INH输出引脚选择性地启用系统上可能存在的各种电源,从而降低电池电流消耗。借助该特性,可实现超低电流休眠状态,其中电源传到除TCAN1162x-Q1外的所有系统组件,同时监控CAN总线。检测到唤醒事件时,TCAN1162x-Q1通过驱动INH高电平发起系统启动。

特性

  • 符合汽车应用类AEC-Q100标准(一级)
  • 满足ISO 11898-2:2016的要求
  • 支持功能安全
    • 可提供协助功能安全系统设计的文档
  • 宽输入工作电压范围
  • 集成LDO,用于CAN收发器电源
    • 5V LDO,具有100mA输出电流能力 - TCAN1225
    • 3.3V LDO,具有70mA输出电流能力 - TCAN11623
  • 传统CAN和CAN FD,高达8Mbps
  • VIO电平转换支持:1.7V至5.5V
  • 工作模式
    • 正常模式
    • 待机模式
    • 低功率睡眠模式
  • 高压INH输出,用于系统电源控制
  • 通过WAKE引脚支持本地唤醒
  • 未通电时定义行为
    • 总线和IO端子为高阻抗(运行总线或应用上无负载)
  • 保护特性
    • ±58V CAN总线故障容限
    • VSUP负载突降支持
    • IEC ESD保护
    • 欠压和过压保护
    • 热关断保护
    • TXD显性状态超时 (TXD DTO)
  • 支持超宽结温
  • 采用具有可湿性侧翼的无引线VSON (14) 封装,具有改进的自动光学检查 (AOI) 功能

简化示意图

汽车级

德州仪器TCAN1162x-Q1汽车级CAN FD收发器技术解析

一、产品概述

德州仪器(Texas Instruments)推出的TCAN1162x-Q1系列是符合AEC-Q100 Grade 1认证的汽车级高速控制器局域网(CAN)系统基础芯片(SBC)。该系列包含两款型号:TCAN11623-Q1和TCAN11625-Q1,均满足ISO 11898-2:2016高速CAN规范物理层要求,支持传统CAN和CAN FD网络,最高速率可达8Mbps。

二、关键特性

  1. 汽车级认证‌:
    • AEC-Q100 Grade 1认证(-40°C至+125°C)
    • 符合ISO 11898-2:2016标准要求
    • 功能安全能力(提供功能安全系统设计文档)
  2. 电源管理‌:
    • 宽输入工作电压范围(5.5V至28V)
    • 集成LDO稳压器
    • TCAN11625-Q1:5V LDO,100mA输出能力
    • TCAN11623-Q1:3.3V LDO,70mA输出能力
  3. 工作模式‌:
    • 正常模式
    • 待机模式
    • 低功耗睡眠模式(最低40μA)
  4. 保护特性‌:
    • ±58V CAN总线容错
    • 负载突降支持
    • IEC ESD保护
    • 欠压/过压保护
    • 热关断保护
    • TXD显性状态超时(TXD DTO)

三、应用领域

TCAN1162x-Q1系列专为汽车电子系统设计,主要应用于:

  • 高级驾驶辅助系统(ADAS)
  • 车身电子和照明系统
  • 汽车信息娱乐和仪表集群
  • 混合动力/电动汽车及动力总成系统

四、技术细节解析

1. 架构设计

TCAN1162x-Q1采用高度集成的系统基础芯片架构:

  • TCAN11625-Q1‌:集成5V LDO输出(VCCOUT),既为内部CAN收发器供电,也可为外部负载提供额外电流
  • TCAN11623-Q1‌:集成3.3V LDO输出(VLDO3),由内部5V LDO供电,支持外部负载

2. 电源管理功能

芯片通过INH输出引脚实现系统级电源管理:

  • 支持超低电流睡眠状态(仅TCAN1162x-Q1保持供电)
  • 检测到唤醒事件时,通过拉高INH启动系统
  • 待机模式下,高速发送器和常规接收器关闭,仅低功耗唤醒接收器工作

3. 性能参数

通信性能‌:

  • 支持CAN FD,最高8Mbps
  • 环路延迟(传输到接收):
    • 隐性到显性:100-160ns
    • 显性到隐性:120-175ns
  • 差分输出信号上升时间:40ns(典型)
  • 差分输出信号下降时间:45ns(典型)

电源特性‌:

  • 工作电压范围:5.5V至28V
  • 睡眠模式电流:≤50μA(TA>85°C)
  • 5V LDO线压调整率:≤50mV
  • 3.3V LDO负载调整率:≤50mV

4. 保护机制

TCAN1162x-Q1提供全面的保护功能:

  • 总线保护‌:
    • ±58V总线容错
    • IEC 61000-4-2 ESD保护(接触放电±8kV)
    • ISO 7637瞬态保护
  • 电源保护‌:
    • 欠压锁定(UVLO)
    • 过压保护
    • 热关断(TSD)
  • 逻辑保护‌:
    • TXD显性超时(1.2-3.8ms)
    • 短路保护

五、典型应用设计

1. 电源设计建议

  • VSUP引脚:推荐使用0.1μF去耦电容
  • VCCOUT(TCAN11625-Q1):推荐10μF电容
  • VFLT(TCAN11623-Q1):推荐10μF电容
  • VLDO3(TCAN11623-Q1):推荐4.7μF电容

2. PCB布局指南

  • 将热焊盘连接到PCB接地平面以散热
  • CAN总线走线应保持差分对对称
  • 避免高速信号线与敏感模拟电路交叉

3. 系统连接示例

典型应用包括连接CAN FD控制器、电机驱动器等外设,支持终端电阻和滤波/瞬态保护电路的选项配置。

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