探索TCAN33x 3.3-V CAN收发器：高性能与多功能的完美融合

在当今的电子领域，CAN（Controller Area Network）总线凭借其高可靠性、实时性和抗干扰能力，广泛应用于汽车、工业自动化等众多领域。而德州仪器（TI）推出的TCAN33x系列3.3-V CAN收发器，以其卓越的性能和丰富的功能，成为了工程师们的理想选择。今天，我们就来深入了解一下这款产品。

文件下载：TCAN334GDCNT.pdf

一、产品概述

TCAN33x系列包括TCAN330、TCAN332、TCAN334、TCAN337以及对应的TCAN330G、TCAN332G、TCAN334G、TCAN337G型号。这些设备兼容ISO 11898高速CAN物理层标准，其中TCAN330、TCAN332、TCAN334和TCAN337的数据速率最高可达1 Mbps，而TCAN330G、TCAN332G、TCAN334G和TCAN337G在等待ISO 11898 - 2更新版本发布的同时，还针对CAN FD（Flexible Data Rate）指定了额外的时序参数，数据速率最高可达5 Mbps。

二、产品特性

（一）电源与兼容性

• 单电源供电：采用3.3-V单电源供电，可直接与3.3-V CAN控制器/MCU接口，同时也能与总线上的其他5-V CAN收发器完全兼容，为系统设计提供了更大的灵活性。
• 低功耗模式：具备超低功耗的关机和待机模式，对于电池供电的应用极具吸引力，能够有效延长设备的续航时间。

（二）性能表现

• 高速数据传输：TCAN33xG型号支持高达5 Mbps的数据速率，能够满足高速CAN网络的需求；而其他型号也能提供最高1 Mbps的数据速率，适用于大多数CAN应用场景。
• 低延迟：总环路延迟小于135 ns，确保了数据的快速传输和处理，提高了系统的实时性。
• 宽共模范围：工作共模范围为±12 V，总线引脚故障保护为±14 V，增强了设备在复杂电气环境中的稳定性和可靠性。

（三）保护功能

• ESD保护：集成了12 kV IEC - 61000 - 4 - 2 ESD接触放电保护，无需额外的组件即可提供系统级的鲁棒性，有效防止静电对设备的损坏。
• 超时保护：具备驱动和接收器主导超时（DTO）功能，可防止局部故障导致总线被锁定为主导状态，提高了CAN网络的可靠性。
• 其他保护：还包括欠压保护、热关断保护和总线引脚限流等功能，全方位保障设备的安全运行。

（四）封装选项

提供SOIC - 8和SOT - 23两种封装选项，其中标准的8引脚SOIC封装可实现直接替换，而小型SOT - 23封装则适用于空间受限的应用场景，满足不同设计的需求。

三、应用场景

（一）CAN FD网络

TCAN33xG型号在CAN灵活数据速率网络中能够实现5-Mbps的高速运行，为需要高数据传输速率的应用提供了支持。

（二）高负载CAN网络

在高负载的CAN网络中，TCAN33x系列能够以1 Mbps的速率稳定运行，确保数据的可靠传输。

（三）工业自动化

广泛应用于工业自动化、控制、传感器和驱动系统等领域，为工业设备之间的通信提供了可靠的解决方案。

（四）其他领域

还可用于建筑、安全和气候控制自动化，电信基站状态和控制等领域，以及符合CANopen、DeviceNet、NMEA2000、ARINC825、ISO11783、CANaerospace等CAN总线标准的应用。

四、设计要点

（一）总线负载与节点数量

ISO 11898标准规定了CAN总线的一些参数，但在实际设计中，通过精心的网络设计，可以突破标准的限制，增加总线长度、节点数量等。TCAN33x系列具有高输入阻抗和宽共模范围，适用于节点数量较多的网络。在设计时，需要考虑信号损失、寄生负载、网络不平衡等因素，以确定实际可行的节点数量和总线长度。

（二）CAN终端

根据ISO 11898标准，CAN总线应使用120 - Ω的终端电阻来防止信号反射。在实际应用中，可采用分裂终端（两个60 - Ω电阻中间接电容接地）的方式来改善网络的电磁发射性能。同时，要注意终端电阻的功率额定值，以应对可能的短路情况。

（三）电源供应

为确保设备在所有数据速率和电源电压下可靠运行，每个电源应使用一个100 nF的陶瓷电容进行去耦，并尽可能靠近VCC电源引脚。TPS76333线性稳压器适用于3.3 V电源。

（四）PCB布局

• 保护和滤波电路：由于ESD和EFT瞬变具有较宽的频率带宽，在PCB设计时应采用高频布局技术。总线保护组件应沿信号路径方向设计，避免瞬变电流偏离信号路径。
• 去耦电容：旁路和大容量电容应尽可能靠近收发器的电源引脚。
• 接地和电源连接：使用至少两个过孔连接VCC和接地，以减少走线和过孔的电感。
• 数字输入和输出：可使用串联电阻限制数字线路的电流，并使用电容过滤数字I/O线路上的噪声。
• 故障输出引脚：对于TCAN337的FAULT输出引脚，需要一个外部上拉电阻来确保正常工作。
• TXD输入引脚：如果使用开漏主机处理器驱动TXD引脚，需要使用一个1 kΩ至10 kΩ的外部上拉电阻。

五、总结

TCAN33x系列3.3-V CAN收发器以其高性能、多功能和丰富的保护特性，为CAN网络设计提供了可靠的解决方案。无论是在高速数据传输、低功耗应用还是复杂电气环境中，都能展现出出色的性能。在实际设计中，工程师们需要根据具体的应用需求，合理选择型号和封装，并注意总线负载、终端电阻、电源供应和PCB布局等要点，以确保系统的稳定运行。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。