TLE9371VSJ：高速CAN收发器的卓越之选

在汽车和工业领域的通信网络中，CAN（Controller Area Network）总线凭借其可靠性和实时性得到了广泛应用。而TLE9371VSJ作为一款高性能的高速CAN收发器，为CAN网络带来了信号改进功能，为电子工程师们提供了新的解决方案。下面我们就来详细了解一下TLE9371VSJ这款产品。

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一、产品概述

TLE9371VSJ是英飞凌推出的首款具备信号改进功能的高速CAN收发器，适用于汽车和工业应用中的高速CAN网络。它符合ISO 11898 - 2:2016、SAE J2284 - 4 / - 5等标准，采用无卤且符合RoHS标准的PG - DSO - 8封装，为用户提供了环保且可靠的选择。

二、产品特性亮点

（一）标准兼容性

TLE9371VSJ严格遵循ISO 11898 - 2:2016和SAE J2284 - 4 / - 5等相关标准，保证了其在CAN网络中的通用性和互操作性。这意味着它能够与市场上大多数符合这些标准的设备无缝连接，为系统集成提供了便利。

（二）信号改进与高速支持

基于Tx的CAN FD SIC（信号改进）功能，依据CiA 601 - 4标准实现，有效提升了信号质量。同时，它支持CAN FD数据帧，数据传输速率最高可达8 Mbit/s，能够适应高速数据通信的需求。此外，它还具备出色的环路延迟对称性，确保了数据在高速传输过程中的准确性和稳定性。

（三）低功耗设计

产品提供了多种低功耗模式，如待机模式。在待机模式下，静态电流极小，发射器电源$V{CC}$还可关闭，进一步节省功耗。典型情况下，$V{10}$引脚在待机模式下的静态电流低于10 µA，且设备仍能从HS CAN总线上的信号唤醒，这对于对功耗要求较高的应用场景非常友好。

（四）强大的抗干扰能力

具有较宽的共模范围，增强了电磁抗干扰（EMI）能力。同时，其ESD（静电放电）鲁棒性高达±8 kV HBM和IEC 61000 - 4 - 2，能够有效抵御静电对设备的损害，减少了因静电干扰导致的故障风险。

（五）完善的保护功能

1. 短路保护：CANH和CANL总线引脚具备短路保护功能，当出现短路故障时，电流限制电路会保护收发器免受损坏。若因持续短路导致设备发热，内部的过温保护会自动关闭总线发射器，避免设备因过热而损坏。
2. 欠压保护：当$V{CC}$低于$V{CC_UV}$时，发射器会被停用，总线偏置设置为GND，确保设备在欠压情况下的安全运行。
3. TxD超时功能：若TxD引脚的逻辑信号持续为“低”，TxD超时功能会保护CAN总线，防止因错误逻辑信号导致的通信阻塞。在正常工作模式下，当TxD引脚的“低”信号持续时间$t > t_{TXD_TO}$时，设备会禁用发射器，而接收器仍保持工作状态，确保对总线数据的持续监测。
4. 过温保护：集成了过温检测功能，仅在正常工作模式下激活。当结温$T{Junction} ≥ T{JSD}$时，温度传感器会禁用发射器；当设备冷却至$T{Junction} < T{JSD}$时，发射器会重新激活，并且温度传感器具有一定的滞后特性，避免了因温度波动导致的频繁开关操作。

三、引脚配置与功能

（一）引脚分配

Pin No.	Symbol	Function
1	TxD	发送数据输入；内部上拉至$V_{10}$，“低”表示显性状态
2	GND	接地
3	$V_{CC}$	发射器电源电压；需连接1 µF去耦电容到GND，在待机模式下可关闭
4	RxD	接收数据输出；“低”表示显性状态
5	$V_{10}$	数字电源电压；用于适配收发器的逻辑输入和输出电压电平与微控制器电源，为低功耗接收器供电，需连接100 nF去耦电容到GND
6	CANL	CAN总线低电平I/O；“低”表示显性状态
7	CANH	CAN总线高电平I/O；“高”表示显性状态
8	STB	待机输入；内部上拉至$V_{10}$，“低”表示正常工作模式

（二）功能说明

TLE9371VSJ作为CAN控制器和物理总线介质之间的接口，通过TxD和RxD引脚与微控制器进行通信，通过CANH和CANL引脚与CAN总线连接。它能够将微控制器的串行数据转换为差分信号在CAN总线上传输，同时将CAN总线上的差分信号转换为串行数据输出给微控制器。

四、工作模式

（一）正常工作模式

在该模式下，设备的所有功能均正常可用，能够实现数据的收发。发射器将TxD输入的数据驱动到CANH和CANL总线上，接收器将总线上的信号转换为串行数据在RxD输出。总线偏置连接到$V{CC} / 2$（当$V{CC} > V{CC_UV}$时），TxD超时功能和过温保护功能均处于激活状态。进入该模式的条件是$V{10} > V_{10_UV}$且STB引脚为“低”。

（二）待机模式

这是设备的低功耗模式。在该模式下，发射器和正常模式接收器被禁用，设备仅通过低功耗接收器监测CAN总线的唤醒模式。RxD输出引脚可指示CAN总线的唤醒事件，总线偏置连接到GND，TxD主导超时功能和过温保护功能被禁用。进入该模式的条件是$V{10} > V{10_UV}$且STB引脚为“高”，或者$V{CC}$和$V{10}$在功能范围内至少持续$t_{PON}$时间。

（三）掉电状态

在掉电状态下，设备不工作，发射器和接收器均被禁用，总线偏置设置为高阻抗，TxD超时功能、过温保护和$V{CC}$欠压检测均被禁用，RxD跟随$V{10}$电压。进入该模式的条件是$V{10}$低于$V{10_UV}$阈值。

（四）总线唤醒模式检测

设备实现了符合ISO 11898 - 2:2016的总线唤醒机制。在待机模式下，低功耗接收器监测CAN总线的活动，当检测到唤醒模式时，会在RxD输出引脚指示唤醒信号，但不会触发模式切换。唤醒模式包含特定的脉冲序列，只有当后续的隐性和显性脉冲在$t_{wake}$内出现时，才满足唤醒模式的条件。

五、电气特性

（一）电源接口

在不同工作模式下，$V{CC}$和$V{10}$的电流消耗有所不同。例如，在正常工作模式的隐性状态下，$V{CC}$的典型电流消耗为2 mA；在显性状态下，典型电流消耗为38 mA。同时，还规定了$V{CC}$和$V_{10}$的欠压检测阈值和相关时间参数。

（二）CAN控制器接口

对接收器输出RxD和发射器输入TxD的电压、电流、电阻和电容等参数进行了详细规定，确保了与CAN控制器的良好匹配。

（三）接收器和发射器

接收器具有较宽的共模范围和差分范围，能够准确接收不同电平的信号。发射器在不同状态下的输出电压、差分电压和短路电流等参数也有明确的规定，保证了信号的可靠传输。

（四）动态收发器参数

包括环路延迟、传播延迟、模式切换延迟等参数，这些参数对于评估设备在高速通信中的性能至关重要。例如，TxD到RxD的环路延迟典型值为80 ns，最大为190 ns。

六、应用信息

（一）ESD鲁棒性

根据IEC 61000 - 4 - 2标准进行的ESD鲁棒性测试表明，CANH和CANL引脚相对于GND的静电放电电压在正脉冲和负脉冲情况下均达到了±8 kV，为设备在复杂电磁环境中的稳定运行提供了保障。

（二）应用示例

提供了应用电路图，展示了TLE9371VSJ与微控制器的连接方式。通过将$V_{10}$引脚连接到微控制器的电源，可以实现设备数字输入和输出电平与微控制器I/O电平的适配。

（三）进一步信息

如需了解更多关于TLE9371VSJ的信息，可访问官方网站http://www.infineon.com/tle9371vsj 。

七、总结

TLE9371VSJ凭借其丰富的特性、完善的保护功能和出色的电气性能，成为了汽车和工业领域CAN网络应用的理想选择。无论是在网关模块、车身控制模块，还是发动机控制单元等应用中，它都能为系统提供可靠的通信保障。电子工程师们在设计相关系统时，可以充分考虑TLE9371VSJ的优势，以实现更高效、更稳定的CAN通信。大家在实际应用过程中，是否也遇到过类似产品的选型和应用问题呢？欢迎在评论区交流分享。