工业级利器：MAX13050/MAX13052/MAX13053/MAX13054高速CAN收发器解析

在工业网络应用中，对于CAN收发器的性能和可靠性要求极高。今天我们就来详细探讨一下Maxim Integrated推出的MAX13050/MAX13052/MAX13053/MAX13054系列工业标准高速CAN收发器，它具备±80V故障保护功能，能很好地满足工业环境的严苛需求。

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产品概述

MAX13050/MAX13052/MAX13053/MAX13054这几款器件引脚兼容，是符合ISO11898标准的高速CAN收发器，拥有扩展的±80V故障保护能力，非常适合需要过压保护的工业网络应用。它们能在CAN协议控制器和总线物理线路之间建立连接，可用于DeviceNet应用，数据速率最高可达1Mbps。其输入共模范围大于±12V，超过了ISO11898规定的 -2V至 +7V，还具备±8kV ESD保护，能适应恶劣的工业环境。

关键特性与优势

电气特性

• 电源电流：不同工作模式下，电源电流表现不同。例如在显性状态且负载 (R{L}=60Ω) 时，(V{CC}) 电源电流有相应的数值范围；MAX13054的 (V_{CC}2) 电源电流在特定条件下为15µA。
• 输入特性：输入电压和电流有明确的要求。如TXD、STBY等输入的高、低电平电压，以及高、低电平输入电流等，输入电容为10pF。
• CANH和CANL特性：包括隐性总线电压、隐性输出电流、输出电压等参数，在不同工作模式和电压条件下有具体的数值范围。
• RXD输出特性：RXD的高、低输出电压电平与输出电流有关，能为CAN控制器提供合适的信号。
• 共模稳定和参考输出：SPLIT引脚可稳定隐性共模电压，在正常模式下输出电压有一定范围，且有泄漏电流参数；MAX13053的REF输出电压可用于偏置CAN控制器差分比较器的输入。

  功能特性

• ESD保护：符合IEC 61000 - 4 - 2接触放电标准，具备±8kV的ESD保护能力，能有效防止静电对器件的损坏。
• 故障保护：±80V的故障保护使得CANH、CANL和SPLIT引脚能在高电压系统中使用，可与高压总线进行通信。
• 主导超时功能：当TXD输入持续低电平超过1ms时，发射器会被禁用，将总线驱动到隐性状态，防止错误的CAN控制器将总线钳位在显性电平。
• 多种工作模式
  • 高速模式：器件在高速模式下可实现高达1Mbps的传输速率。通过将STBY引脚拉低可使MAX13050和MAX13054进入高速运行状态；将MAX13052的RS引脚接地可使其工作在高速模式。
  • 斜率控制模式（MAX13052）：通过在RS引脚和地之间连接一个电阻（16kΩ ≤ (R{RS}) ≤ 200kΩ）来选择斜率控制模式。该模式下可控制CANH和CANL的压摆率，减少高频EMI，允许使用非屏蔽双绞线或平行线作为总线线路。压摆率可通过公式 (SR(V / mu s)=frac{250}{R{RS}}) 近似计算。
  • 待机模式（MAX13050/MAX13052/MAX13054）：将RS或STBY引脚置高可进入待机模式，此时发射器关闭，接收器进入低电流/低速状态，可降低功耗。
  • 静音模式（MAX13053）：将S引脚拉高可使MAX13053进入静音模式，此时发射器被禁用，但RXD仍可监测总线活动。

应用场景

该系列器件可广泛应用于DeviceNet节点、中重型卡车系统等工业领域。在这些应用中，其高可靠性和多种功能特性能够保证数据的稳定传输和系统的正常运行。

设计建议

布局考虑

• CANH和CANL是差分信号，要确保它们的寄生电容相等。对于MAX13052，应将RS引脚的电阻尽可能靠近器件放置，以减少输入端的噪声耦合。

  电源和旁路

  使用0.1μF的陶瓷电容将 (V{CC}) 和 (V{CC}2) 旁路到地，电容应靠近IC安装，采用短引脚长度和宽走线宽度，以保证电源的稳定性。

  降低EMI和反射

  在斜率控制模式下，MAX13052的CANH和CANL输出的压摆率受限，可有效减少EMI和因电缆端接不当引起的反射。在多节点CAN应用中，要采用点对点的布线方案，总线两端用120Ω电阻端接，尽量减小分支长度。

选型指南

型号	SPLIT	斜率控制	待机模式	静音模式	3.3V电源	REF	引脚兼容替代型号
MAX13050	有	无	有	无	无	无	TJA1040
MAX13052	有	有	有	无	无	无	PCA82C250/51
MAX13053	无	无	无	有	无	有	TJA1050, AMIS - 30660
MAX13054	无	无	有	无	有	无	TLE6250v33, CF163

工程师们在实际设计中，可根据具体的应用需求和系统要求，参考上述选型指南来选择合适的器件。大家在使用这些CAN收发器的过程中，有没有遇到过一些特殊的问题呢？欢迎在评论区分享交流。