3.3V CAN总线收发器SN65HVD23x：特性、应用与设计要点

在工业、汽车等众多领域，CAN（Controller Area Network）总线凭借其高可靠性、抗干扰能力强等优点，成为了串行通信物理层的主流选择。TI推出的SN65HVD233、SN65HVD234和SN65HVD235这三款CAN总线收发器，以其出色的性能和丰富的特性，在市场上占据了一席之地。今天，我们就来深入探讨一下这三款收发器的相关内容。

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产品概述

SN65HVD233、SN65HVD234和SN65HVD235是符合ISO 11898标准的CAN总线收发器，采用单3.3V电源供电，能够在差分CAN总线和CAN控制器之间实现数据的收发功能，最高信号速率可达1Mbps。它们专为恶劣环境设计，具备多种保护功能和特性，适用于工业、楼宇自动化、交通运输和汽车等多个领域。

产品特性亮点

电气特性与保护功能

• 电源与信号速率：单3.3V电源供电，数据速率最高可达1Mbps，满足大多数应用场景的需求。
• 故障与ESD保护：总线引脚的故障保护超过±36V，ESD保护超过±16kV HBM，有效提高了产品在复杂环境下的可靠性。
• 兼容性与合规性：与ISO 11898 - 2兼容，符合GIFT/ICT标准，确保了产品的通用性和合规性。
• 共模范围：具有扩展的 - 7V至12V共模范围，能够适应不同的工作环境。

其他特性

• 高输入阻抗：高输入阻抗允许总线上连接多达120个节点，为大规模网络应用提供了可能。
• LVTTL I/O：LVTTL I/O具有5V容差，增强了与其他设备的兼容性。
• 可调节驱动转换时间：可调节驱动转换时间，有助于改善发射性能，减少电磁干扰。
• 低功耗模式：具备低电流待机模式，典型电流为200μA；SN65HVD234还具有超低电流睡眠模式，典型电流仅为50nA，有效降低了系统功耗。

不同型号功能差异

模式控制

三款收发器的RS引脚（引脚8）提供三种工作模式：高速模式、斜率控制模式和低功耗待机模式。通过不同的连接方式，可以灵活选择工作模式。

• 高速模式：将引脚8直接接地，驱动输出晶体管可以最快速度开关，上升和下降斜率无限制。
• 斜率控制模式：在RS引脚和地之间连接一个电阻，可以调节上升和下降斜率，斜率与引脚的输出电流成正比。例如，电阻值为10kΩ时，设备驱动的压摆率约为15V/μs；电阻值为100kΩ时，压摆率约为2.0V/μs。
• 低功耗待机模式：当RS引脚施加高逻辑电平时，设备进入低电流待机（仅监听）模式，此时驱动关闭，接收器保持活跃。

特殊模式

• SN65HVD233 - 回环模式：当回环（LBK）引脚（引脚5）为逻辑高电平时，总线输出和总线输入处于高阻抗状态，内部D到R路径保持活跃，可用于自诊断节点功能，而不会干扰总线。
• SN65HVD234 - 超低电流睡眠模式：当EN引脚（引脚5）施加低逻辑电平时，SN65HVD234进入超低电流睡眠模式，驱动和接收器电路均停用；当引脚5施加高逻辑电平时，电路重新激活。
• SN65HVD235 - 自动波特率回环模式：AB引脚（引脚5）实现了总线仅监听回环功能，允许本地节点控制器与CAN总线的波特率同步。在自动波特率模式下，驱动的总线输出处于高阻抗状态，接收器的总线输入保持活跃，内部有D引脚到R引脚的回环，有助于控制器进行波特率检测。

应用设计要点

总线设计

• 节点与负载：ISO 11898标准规定了数据速率、总线长度和节点数量的上限，但通过精心的网络设计，可以突破这些限制。SN65HVD23x系列收发器具有高输入阻抗和宽共模范围，能够支持多达120个节点，并且满足1.5V的驱动差分输出要求。
• 终端电阻：ISO 11898标准要求使用120Ω特性阻抗的双绞线电缆，并在总线两端使用终端电阻。可以采用普通的120Ω电阻终端，也可以使用分裂终端（两个60Ω电阻中间通过电容接地），以提供共模滤波功能。在选择终端电阻时，需要注意其功率额定值，避免在电源短路等情况下损坏设备。

电源与布局

• 电源推荐：为确保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100nF陶瓷电容进行去耦，电容应尽可能靠近VCC电源引脚。TPS76333是适合3.3V电源的线性电压调节器。
• 布局指南：PCB设计时，应从保护和滤波电路的设计入手，采用高频布局技术，使用VCC和接地平面提供低电感。在总线连接器处使用外部瞬态保护设备，防止ESD和EFT瞬态干扰。同时，合理放置旁路和大容量电容、终端电阻等元件，减少信号干扰。

总结

SN65HVD233、SN65HVD234和SN65HVD235这三款CAN总线收发器以其丰富的特性和出色的性能，为CAN总线应用提供了可靠的解决方案。在实际设计中，我们需要根据具体的应用需求选择合适的型号，并注意总线设计、电源供应和PCB布局等方面的要点，以确保系统的稳定性和可靠性。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享交流。