SN65HVD26x Turbo CAN 收发器：CAN FD 与冗余设计的理想之选

在当今的电子世界中，CAN（Controller Area Network）总线凭借其高可靠性、实时性和灵活性，广泛应用于工业自动化、汽车电子等众多领域。而 TI 推出的 SN65HVD26x 系列 Turbo CAN 收发器，更是为 CAN FD（Flexible Data Rate）和冗余设计提供了强大的支持。今天，我们就来深入了解一下这款收发器。

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产品概述

SN65HVD26x 系列包括 SN65HVD265、SN65HVD266 和 SN65HVD267 三款产品，它们均符合 ISO11898 - 2 高速 CAN 物理层标准。该系列专为 CAN FD 设计，支持超过 2 Mbps 的数据速率，在短网络中 CAN 数据速率大于 1 Mbps，并且在长距离和高负载网络中能提供更高的数据速率和增强的时序裕量。同时，这些器件具备多种保护特性，可增强设备和 CAN 网络的鲁棒性。其中，SN65HVD267 还增加了额外功能，便于设计冗余和多拓扑网络，为 CAN 系统提供更高的安全性。

产品特性

高速性能

• Turbo CAN 技术：支持 2 Mbps 的 CAN FD 数据速率，具有短且对称的传播延迟时间和快速的环路时间，为 CAN 网络提供了更高的数据速率和增强的时序裕量。
• I/O 电压范围：支持 3.3 V 和 5 V 的 MCU，具有良好的兼容性。

保护特性

• ESD 保护：HBM ESD 保护超过 ±12 kV，有效防止静电对器件的损害。
• 总线故障保护：支持 -27 V 至 40 V 的总线故障保护，确保在恶劣环境下的稳定运行。
• 欠压保护：对电源端子提供欠压保护，保障器件在电压不稳定时的正常工作。
• 主导超时保护：TXD DTO（Driver Dominant Time Out）和 RXD DTO（Receiver Dominant Time Out，仅 SN65HVD267 具备）可防止总线被局部故障锁定，保护总线通信。
• 热关断保护：当器件结温超过热关断阈值时，自动关闭 CAN 驱动电路，防止器件过热损坏。

其他特性

• 理想的无源特性：当总线和逻辑端子未供电时，呈现高阻抗（无负载）状态，不影响总线正常工作。
• 上电/掉电无毛刺操作：在电源切换过程中，保证总线通信的稳定性。

应用领域

工业自动化

在工业自动化领域，SN65HVD26x 可用于工业自动化、控制、传感器和驱动系统，支持 2 Mbps 的 CAN FD 网络和 1 Mbps 的高负载 CAN 网络，甚至可低至 10 kbps 的网络，满足不同工业场景的需求。

建筑与安防

在建筑、安全和气候控制自动化系统中，该系列收发器可实现设备之间的可靠通信，确保系统的稳定运行。

电信基站

在电信基站的状态监测和控制中，SN65HVD26x 可提供高速、可靠的通信连接，保障基站的正常运行。

功能安全应用

SN65HVD267 特别适用于具有冗余和多拓扑 CAN 网络的功能安全应用，通过 RXD DTO 和 FAULT 输出，可实现对故障的及时检测和处理，提高系统的安全性。

产品对比

产品型号	RXD 1/O 电源	TXD DTO	RXD DTO	FAULT 输出	备注
SN65HVD265	无	有	无	无	是 '251 和 '1050 的功能升级版，具有 Turbo CAN 快速环路时间和 TXD DTO 保护，允许数据速率低至 10 kbps
SN65HVD266	有	有	无	无	是 '251 和 '1050 的功能升级版，具有 Turbo CAN 快速环路时间和 TXD DTO 保护，允许数据速率低至 10 kbps，通过 RXD 电源输入实现 RXD 输出电平转换
SN65HVD267	无	有	有	有	是 '251 和 '1050 的功能升级版，具有 Turbo CAN 快速环路时间、TXD 和 RXD DTO 保护，允许数据速率低至 10 kbps，并有故障输出端子

引脚配置与功能

SN65HVD26x 采用 8 引脚 SOIC 封装，各引脚功能如下：	引脚编号	引脚名称	类型	描述
1	TXD	输入	CAN 发送数据输入（低电平表示主导状态，高电平表示隐性状态）
2	GND	接地	接地连接
3	VCC	电源	收发器 5 V 电源电压
4	RXD	输出	CAN 接收数据输出（低电平表示主导状态，高电平表示隐性状态）
5	NC	无连接	SN65HVD265：无连接；SN65HVD266：RXD 输出电源电压；SN65HVD267：开漏 FAULT 输出端子
6	CANL	输入/输出	低电平 CAN 总线线路
7	CANH	输入/输出	高电平 CAN 总线线路
8	S	输入	模式选择：S（静音模式）选择端子（高电平有效）

技术参数

绝对最大额定值

• 电源电压：VCC 为 -0.3 V 至 6 V，VRXD（仅 SN65HVD266）为 -0.3 V 至 6 V 且 VRXD ≤ VCC + 0.3 V。
• CAN 总线 I/O 电压：-27 V 至 40 V。
• 逻辑输入/输出端子电压：-0.3 V 至 6 V。
• RXD 输出电流：最大 12 mA。
• FAULT 输出电流（仅 SN65HVD267）：最大 20 mA。
• 工作结温：-40°C 至 150°C。
• 环境温度：-40°C 至 125°C。

ESD 评级

• AEC 标准：人体模型（HBM）所有引脚 ±2500 V，CAN 总线引脚 ±12000 V；带电设备模型（CDM）±750 V；机器模型 ±250 V。
• IEC 标准：±8000 V。

瞬态保护

根据 GIFT - ICT CAN EMC 测试规范，CAN 总线引脚在不同脉冲下有相应的保护值，如脉冲 1 为 -100 V，脉冲 2 为 +75 V 等。

推荐工作条件

• 电源电压：VCC 为 4.5 V 至 5.5 V，VRXD（仅 SN65HVD266）为 2.8 V 至 5.5 V。
• CAN 总线终端电压：-2 V 至 7 V。
• CAN 总线差分电压：-6 V 至 6 V。
• 逻辑输入电平：高电平 2 V 至 5.5 V，低电平 0 V 至 0.8 V。
• 输出电流：如 CAN 总线驱动高电平输出电流 -70 mA 等。
• 工作环境温度：-40°C 至 125°C。

电气特性

涵盖电源特性、S 端子、TXD 端子、RXD 端子、驱动和接收器电气特性等多个方面，具体参数可参考文档中的详细表格。

开关特性

包括总环路延迟、模式切换时间、驱动和接收器的传播延迟时间、上升/下降时间等参数，确保器件在不同应用场景下的高速响应。

应用与设计要点

典型应用

SN65HVD26x 通常与主机微处理器或 FPGA 配合使用，适用于 5 V 和 3.3 V 微处理器应用。在设计中，需要注意总线负载、长度和节点数量的影响，以及 CAN 总线的终端匹配。

总线负载与设计

ISO11898 标准规定了最大总线长度和最大分支长度，但通过精心设计，可延长电缆长度、增加分支长度和节点数量。SN65HVD26x 系列具有高输入阻抗，理论上可支持超过 167 个收发器在单总线段上，但实际应用中需考虑信号损失、寄生负载等因素。

CAN 终端匹配

ISO11898 标准要求使用 120 Ω 特性阻抗的双绞线电缆，并在电缆两端使用匹配电阻，以防止信号反射。可采用标准终端或分裂终端方式，分裂终端可改善网络的电磁发射特性。

功能安全设计

SN65HVD267 可用于冗余物理层 CAN 网络拓扑设计，通过 RXD DTO 和 FAULT 输出，实现对故障的检测和处理，确保网络的可靠性和安全性。

布局与电源建议

布局指南

在 PCB 设计中，应从保护和滤波电路设计入手，采用高频布局技术，放置外部瞬态保护器件，确保信号路径的畅通。同时，合理使用电源和接地平面，减少电感，注意旁路和大容量电容的放置，以及终端匹配的设计。

电源建议

器件的 VCC 输入电压范围为 4.5 V 至 5.5 V，部分器件的 VRXD 输入电压范围为 2.8 V 至 5.5 V，电源输入需良好稳压。在 VCC 和 VRXD 端子附近应分别放置大容量电容和旁路电容。

总结

SN65HVD26x 系列 Turbo CAN 收发器以其高速性能、丰富的保护特性和灵活的应用设计，为 CAN FD 和冗余设计提供了优秀的解决方案。无论是工业自动化、建筑安防还是电信基站等领域，都能满足不同的应用需求。在实际设计中，工程师们需要根据具体应用场景，合理选择产品型号，注意布局和电源设计，以确保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挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。