深入解析TJA1055：增强型容错CAN收发器的卓越性能与应用

在汽车电子的领域中，可靠的通信是确保系统稳定运行的关键。CAN（Controller Area Network）总线作为汽车内部通信的主流标准，其收发器的性能直接影响着整个网络的可靠性和效率。今天，我们就来深入探讨NXP推出的TJA1055增强型容错CAN收发器，看看它在汽车低速通信应用中究竟有何独特之处。

文件下载：TJA1055T CM,118.pdf

一、TJA1055概述

TJA1055是CAN协议控制器与CAN物理总线之间的接口，主要用于乘用车中高达125 kBd的低速应用。它是TJA1054和TJA1054A的增强版本，不仅具备相同的功能，还在多个方面进行了显著改进，如提高了静电放电（ESD）性能、降低了睡眠模式下的电流消耗等。

二、TJA1055的特性与优势

2.1 优化的车载低速通信

• 兼容性：与TJA1054和TJA1054A引脚兼容，方便工程师进行升级和替换。
• 通信能力：支持高达125 kBd的波特率，最多可连接32个节点，并且支持非屏蔽总线线缆，降低了成本。
• 电磁性能：内置斜率控制功能，使CANL和CANH总线输出匹配良好，具有极低的电磁辐射（EME）和很高的电磁抗扰度（EMI）。
• 滤波与保护：集成了接收器滤波器和发送数据（TxD）主导超时功能，同时具备高ESD鲁棒性，支持低压微控制器。

2.2 总线故障管理

• 单总线模式：支持单总线传输模式，能够在总线故障时自动切换，即使CANH总线线短路到$V_{CC}$也能正常工作。
• 自动恢复：在故障排除后，能自动恢复到差分模式，并且在故障模式下仍具备完整的唤醒能力。

2.3 多重保护机制

• 短路保护：总线引脚对电池和地短路安全，热保护功能确保在高温环境下正常工作。
• 瞬态保护：总线线路在汽车环境中能有效抵御瞬态干扰，未供电节点不会干扰总线线路，微控制器接口无反向电流路径。

2.4 低功耗模式支持

• 睡眠与待机：具备低电流睡眠模式和待机模式，可通过总线线路唤醒。
• 软件控制：软件可访问上电复位标志，方便进行系统管理。

三、关键参数速览

参数	符号	条件	最小值	典型值	最大值	单位
电源电压	$V_{CC}$	-	4.75	-	5.25	V
电池电源电压	$V_{BAT}$	无时间限制	-0.3	-	+40	V
电池电源电流（睡眠模式）	$I_{BAT}$	$V{RTL} = V{WAKE} = V{INH} = V{BAT} = 14 V$；$T_{amb} = -40^{circ}C$ 到 +125°C	-	25	40	μA

四、功能详细剖析

4.1 故障检测

故障检测器在正常工作模式下完全激活，检测到单总线故障后会切换到相应模式。通过设置合适的差分接收器阈值电压，确保在正常工作和故障情况下都能正确接收数据，同时避免外部RF场的误触发。当发生故障时，$ERR$引脚输出信号会置为低电平，故障恢复后则置为高电平。

4.2 低功耗模式

TJA1055提供睡眠、待机和上电待机三种低功耗模式，可通过$STB$和$EN$引脚进行控制。唤醒请求可通过总线线路进行远程唤醒，也可通过$WAKE$引脚进行本地唤醒。为防止误唤醒，对唤醒电压和时间进行了严格限制，同时在低功耗模式下部分故障检测电路仍保持活跃。

4.3 上电与保护

上电后，$INH$引脚信号变为高电平，内部上电标志被设置，可在特定模式下读取该标志。此外，电流限制电路保护发射器输出级免受短路影响，当结温超过阈值时，发射器输出级将被禁用。

五、与TJA1054A的对比

与TJA1054A相比，TJA1055在多个方面表现更优。例如，$CANH$和$CANL$引脚的电压范围更广，ESD性能也有显著提升，人体模型下$RTH$、$RTL$、$CANH$和$CANL$引脚的ESD保护电压从±4 kV提高到±8 kV。

六、应用与设计建议

在实际应用中，TJA1055适用于汽车低速CAN网络，如车身电子、舒适系统等。在设计时，需注意引脚的连接和功能，合理设置低功耗模式和唤醒机制，以确保系统的可靠性和低功耗。同时，在焊接SMD封装时，可根据具体情况选择波峰焊或回流焊，但要注意相关的工艺参数和注意事项。

TJA1055作为一款增强型容错CAN收发器，凭借其出色的性能和丰富的功能，为汽车低速通信提供了可靠的解决方案。电子工程师在设计相关系统时，可充分利用其优势，提高系统的稳定性和可靠性。你在使用CAN收发器的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。