探秘TCAN1162-Q1：汽车CAN FD收发器的卓越之选

在汽车电子领域，高速、可靠的通信至关重要。CAN（Controller Area Network）总线作为汽车通信的骨干，其收发器的性能直接影响着整个系统的稳定性和效率。今天，我们就来深入了解一款备受瞩目的汽车自供电CAN FD收发器——TCAN1162-Q1。

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一、特性亮点

1. 高标准与兼容性

TCAN1162-Q1符合面向汽车应用的AEC Q100（1级）标准，同时满足ISO 11898-2:2016的要求，并且具备功能安全特性，还能提供用于功能安全系统设计的文档。这使得它在汽车复杂的工作环境中能够稳定可靠地运行，为汽车电子系统的安全保驾护航。

2. 宽工作范围与集成设计

其工作输入电压范围宽广，集成的LDO可为CAN收发器供电，无需外部电压源提供5V电压，简化了电路设计。它支持传统CAN和CAN FD（高达8Mbps），并且$V_{IO}$电平转换支持1.7V至5.5V，能够与多种不同电平的控制器直接连接，提高了系统的兼容性和灵活性。

3. 多工作模式

具备正常模式、待机模式和低功耗睡眠模式。在不同的工作场景下，可根据需求灵活切换模式，有效降低系统功耗。例如，在车辆休眠时，进入低功耗睡眠模式，仅对CAN总线进行监控，大大减少了电池电流消耗。

4. 强大的保护特性

拥有±58V CAN总线容错能力，能有效应对总线故障；支持$V_{SUP}$上的负载突降，具备IEC ESD保护、欠压和过压保护、热关断保护以及TXD显性状态超时（TXD DTO）保护等多种保护功能，确保器件在恶劣环境下的可靠性和稳定性。

5. 封装优势

采用无引线VSON（14）封装，具有可湿性侧面，提高了自动光学检测（AOI）能力，方便生产制造和质量检测。

二、应用领域

TCAN1162-Q1的应用十分广泛，涵盖了高级驾驶辅助系统（ADAS）、车身电子装置和照明、汽车信息娱乐系统和仪表组以及混合动力、电动和动力总成系统等多个领域。在这些对通信可靠性和实时性要求极高的应用中，TCAN1162-Q1都能发挥出其卓越的性能。

三、引脚配置与功能

1. 引脚功能概述

该器件共有14个引脚，每个引脚都有其特定的功能。例如，TXD为CAN发送数据输入，集成上拉电阻；RXD为CAN接收数据输出，当$V{IO}$< UV${IO}$时为三态；INH为抑制引脚，用于控制系统稳压器和电源等。详细的引脚功能可参考表4-1。

2. 引脚功能的重要性

了解每个引脚的功能对于电路设计和系统调试至关重要。正确连接和使用引脚，能够确保器件正常工作，实现预期的功能。例如，通过合理配置INH引脚，可以控制系统电源的开关，实现系统的低功耗运行。

四、规格参数

1. 绝对最大额定值

规定了器件在各种电压、电流和温度条件下的最大承受范围。超出这些范围运行可能会对器件造成永久损坏，因此在设计和使用过程中必须严格遵守。例如，$V_{BUS}$的CAN总线IO电压范围为 -58V至58V，在实际应用中要确保总线电压在这个范围内。

2. ESD等级

该器件具有较高的ESD等级，如人体放电模型（HBM）所有引脚的分类等级为3A，部分引脚可达±8000V，全局引脚CANH和CANL的HBM分类等级为3B（+10000V），这使得它在静电环境下具有较好的抗干扰能力。

3. 建议工作条件

给出了器件正常工作时的电压、电流、电容和温度等参数的建议范围。在这个范围内工作，器件能够发挥出最佳性能，同时保证其可靠性和稳定性。例如，建议$V{SUP}$的电源电压范围为5.5V至28V，$V{IO}$的IO电源电压为1.7V至5.5V。

4. 热性能信息

包括结至环境热阻、结至外壳热阻等热指标，这些参数对于评估器件的散热性能和在高温环境下的工作能力非常重要。例如，结至环境热阻$R_{JA}$为37.7°C/W，在设计散热方案时需要考虑这个参数。

5. 电源特性

详细列出了器件在不同工作模式下的电源电流、欠压和过压阈值等参数。例如，在睡眠模式下，$I{SUP}$电流可低至40μA（$T{A}$≤85°C），这对于降低系统功耗非常关键。

6. 电气特性

涵盖了CAN驱动器和接收器的各种电气参数，如显性输出电压、隐性输出电压、输入电压范围等。这些参数决定了器件在通信过程中的信号质量和可靠性。例如，CAN驱动器的显性输出电压在总线偏置激活时，CANH为2.75V至4.5V，CANL为0.5V至2.25V。

7. 开关特性

规定了器件在电源开关、器件开关、驱动器开关和接收器开关等方面的时间参数。这些参数对于确保系统的实时性和稳定性至关重要。例如，TXD高电平到驱动器隐性的传播延迟时间为20ns至70ns。

8. 典型特性

通过图表展示了器件的一些典型性能曲线，如$t{PROP(LOOP1)}$与$V{SUP}$间的关系、睡眠模式下$I{SUP}$与$V{SUP}$间的关系等。这些曲线可以帮助工程师更好地了解器件的性能特点，优化电路设计。

五、详细说明

1. 概述

再次强调了TCAN1162-Q1的高速CAN收发器特性，以及其集成LDO和通过INH引脚控制电源的功能，进一步说明了其在降低系统功耗方面的优势。

2. 功能方框图

通过图7-1展示了器件的功能结构，帮助工程师直观地了解器件的内部组成和工作原理。

3. 特性说明

3.1 各引脚特性

对各个引脚的功能和特性进行了详细说明。例如，$V_{IO}$引脚提供与控制器IO电压匹配的数字IO电压，避免了对电平转换器的要求；INH引脚可用于控制系统电源管理器件的启用，降低电池静态电流消耗等。

3.2 局部故障保护

介绍了TXD显性超时（TXD DTO）、热关断（TSD）、欠压/过压锁定、未供电器件、悬空端子和CAN总线短路电流限制等局部故障保护机制。这些保护机制能够确保器件在出现故障时及时采取措施，避免对系统造成更大的损害。例如，当TXD保持显性状态的时间超过超时周期$t_{TXD_DTO}$时，禁用CAN驱动器，释放总线供其他节点通信。

4. 器件功能模式

4.1 工作模式概述

TCAN1162-Q1有正常模式、待机模式、睡眠模式、失效防护模式和关闭模式。不同模式下，器件的各个模块（如$V_{FLT}$、INH、低功耗CAN RX、RXD等）的状态不同，以实现不同的功能和功耗要求。

4.2 工作模式详细说明

• 正常模式：CAN驱动器和接收器均能完全正常运行，CAN通信双向进行。
• 待机模式：低功耗模式，CAN收发器置于CAN自主非活动状态，低功耗接收器主动监控CAN总线是否存在有效的唤醒模式。
• 睡眠模式：最低功耗模式，CAN发送器和接收器关闭，低功耗接收器监控CAN总线，$I_{SUP}$电流降低至最小电平。可通过唤醒模式（WUP）或本地WAKE（LWU）事件退出睡眠模式。
• 失效防护模式：低功耗模式，内部稳压器关闭，INH引脚关闭，CAN发送器和接收器关闭，以保护器件。
• CAN收发器模式：包括CAN活动、CAN自主活动和CAN自主非活动三种模式，以及CAN关闭模式。不同模式之间的切换条件和工作状态在文档中有详细说明。

5. 驱动器和接收器功能表

通过表7-3和表7-4分别列出了驱动器和接收器在不同器件模式下的输入输出关系和总线状态，帮助工程师了解器件在各种情况下的工作行为。

六、应用信息

1. 典型应用

给出了典型应用的设计要求，包括总线负载能力、长度和节点数等方面的考虑。例如，典型CAN应用的最大总线长度可能为40米，最大桩线长度可能为0.3米，但通过合理设计可以获得更长的总线电缆长度和更多的节点。同时，介绍了CAN网络系统设计的权衡因素和一些CAN系统级规范的示例。

2. 详细设计过程

• CAN终端：总线末端可以采用单个120Ω电阻进行端接，也可以采用分裂终端来改善网络的电磁发射行为。
• 电源要求：TCAN1162-Q1设计为在5.5V与28V的$V{SUP}$输入电源电压范围内运行，$V{IO}$设计电压范围为1.7V至5.5V，输入电源必须经过良好调节，并靠近器件的电源引脚布置旁路电容。
• 布局：布局时应将保护和滤波电路放置于尽可能靠近总线连接器的位置，以防瞬变脉冲群、ESD和噪声传送至电路板。同时，要注意使用电源和接地层提供低电感，旁路电容和保护器件连接电源和地时应至少使用两个过孔等。

七、器件和文档支持

1. 接收文档更新通知

可导航至ti.com上的器件产品文件夹，点击通知进行注册，每周接收产品信息更改摘要。

2. 支持资源

TI E2E™中文支持论坛是工程师获取快速、经过验证的解答和设计帮助的重要参考资料。

3. 商标和静电放电警告

提醒工程师注意TI的商标信息和静电放电对器件的危害，在处理和安装器件时要采取适当的预防措施。

八、总结

TCAN1162-Q1作为一款高性能的汽车自供电CAN FD收发器，具有众多卓越的特性和广泛的应用前景。其丰富的功能、强大的保护机制和低功耗设计，能够满足汽车电子系统对通信可靠性、实时性和节能性的要求。在实际应用中，工程师需要深入了解其引脚配置、规格参数和工作模式，合理进行电路设计和布局，以充分发挥其性能优势。同时，要关注器件的文档更新和技术支持，确保系统的稳定运行。你在使用TCAN1162-Q1或其他类似器件时，遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。