汽车CAN通信新选择：TCAN1046V-Q1与TCAN1048V-Q1双路CAN收发器

在汽车电子领域，CAN（Controller Area Network）总线通信技术至关重要。今天要为大家介绍的是德州仪器（TI）推出的两款高性能双路CAN收发器——TCAN1046V-Q1和TCAN1048V-Q1，它们在汽车应用中展现出了卓越的性能和可靠性。

文件下载：TCAN1046VDMTRQ1.pdf

一、产品概述

TCAN1046V-Q1和TCAN1048V-Q1（以下简称TCAN104xV）是符合AEC-Q100标准的双路高速CAN收发器，适用于汽车应用。其工作温度范围为 -40°C 至 125°C，能在严苛的汽车环境中稳定工作。这两款收发器集成了两个独立控制的高速CAN通道，支持经典CAN和CAN FD协议，数据速率最高可达8 Mbps，满足了现代汽车对高速、可靠通信的需求。

二、关键特性

1. 标准兼容性

TCAN104xV严格遵循ISO 11898-2:2016和ISO 11898-5:2007物理层标准，同时还符合多个行业标准，如SAE J2284系列、ARINC 825-4等，确保了与各种CAN网络的兼容性。

2. 多种工作模式

• 正常模式：CAN驱动器和接收器完全工作，实现双向CAN通信。
• 低功耗待机模式：CAN驱动器和主接收器关闭，仅低功耗接收器和总线监视器电路工作，支持通过CAN总线进行远程唤醒请求。当接收到符合ISO 11898-2:2016标准的唤醒模式（WUP）时，可将设备从待机模式唤醒，进入正常工作状态。

  3. 宽电压支持

  IO电压范围支持1.7 V至5.5 V，可直接与1.8 V、2.5 V、3.3 V或5 V的逻辑IO接口连接，无需额外的电平转换电路，简化了设计。

  4. 保护特性

• 总线故障保护：总线引脚可承受 ±58 V的电压，有效防止总线短路等故障对设备造成损坏。
• 欠压保护：对 (V{CC}) 和 (V{IO}) 进行欠压检测，当出现欠压情况时，将设备置于保护状态，保护总线安全。
• TXD主导超时（DTO）：防止因硬件或软件故障导致TXD长时间保持主导状态，避免阻塞网络通信。
• 热关断保护（TSD）：当结温超过热关断阈值时，关闭CAN驱动器电路，防止设备过热损坏。

三、引脚配置与功能

TCAN104xV采用14引脚的SOIC和VSON封装，各引脚功能明确：

• TXD1和TXD2：CAN发送数据输入引脚，内部集成上拉电阻。
• RXD1和RXD2：CAN接收数据输出引脚，当 (V_{IO}) 低于欠压阈值时为三态。
• STB1、STB2、nSTB1和nSTB2：用于模式控制，可将设备置于正常模式或待机模式。
• CANH和CANL：CAN总线的高、低差分引脚，连接到CAN网络。

四、电气特性

1. 绝对最大额定值

涵盖了电源电压、总线电压、逻辑输入电压等参数的最大允许值，使用时需严格遵守，避免设备损坏。

2. ESD额定值

具备良好的静电放电（ESD）保护能力，HBM分类等级最高可达 ±10 kV，确保设备在复杂电磁环境下的可靠性。

3. 推荐工作条件

给出了电源电压、IO电压、输出电流等参数的推荐范围，保证设备在最佳状态下工作。

4. 热特性

提供了结到环境、结到外壳等不同热阻参数，方便进行散热设计。

五、应用与设计要点

1. 典型应用

TCAN104xV可广泛应用于汽车和交通运输领域，如车身控制模块、汽车网关、高级驾驶辅助系统（ADAS）和信息娱乐系统等。

2. CAN总线终端

为保证信号传输质量，CAN总线两端需进行终端匹配。可采用单个120 Ω电阻或分裂终端方式，分裂终端能有效过滤共模噪声，改善网络电磁辐射性能。

3. 电源设计

(V{CC}) 输入电压范围为4.5 V至5.5 V，(V{IO}) 范围为1.8 V至5.5 V，且都需良好稳压。在CAN收发器的 (V{CC}) 和 (V{IO}) 引脚附近应放置去耦电容，通常为100 nF，并配合旁路电容使用。

4. PCB布局

为确保CAN节点的稳健性和可靠性，PCB设计时需采用高频布局技术：

• 将保护和滤波电路靠近总线连接器，防止瞬态干扰和噪声进入电路板。
• 使用 (V_{CC}) 和GND平面提供低电感路径，减少高频电流的阻抗。
• 去耦电容应尽量靠近收发器的电源引脚。
• 为减少走线和过孔电感，(V_{CC}) 和地连接的去耦电容和保护器件应使用至少两个过孔。

六、总结

TCAN1046V-Q1和TCAN1048V-Q1双路CAN收发器凭借其丰富的功能、出色的性能和可靠的保护特性，为汽车CAN通信系统提供了优秀的解决方案。在实际应用中，工程师们可根据具体需求合理选择和设计，充分发挥这两款收发器的优势，提升汽车电子系统的性能和可靠性。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区交流分享。