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TLE9351BVSJ:高性能高速CAN FD收發(fā)器的深度解析

h1654155282.3538 ? 2025-12-19 16:15 ? 次閱讀
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TLE9351BVSJ:高性能高速CAN FD收發(fā)器的深度解析

電子工程師的日常設(shè)計(jì)工作中,高速可靠的數(shù)據(jù)傳輸一直是追求的目標(biāo)。CAN(Controller Area Network)總線作為一種廣泛應(yīng)用于汽車和工業(yè)領(lǐng)域的串行通信協(xié)議,其收發(fā)器的性能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率起著關(guān)鍵作用。今天,我們就來(lái)詳細(xì)探討一下英飛凌(Infineon)的TLE9351BVSJ高速CAN FD收發(fā)器。

文件下載:Infineon Technologies TLE9351BVSJ高速CAN FD收發(fā)器.pdf

一、產(chǎn)品概述

TLE9351BVSJ是一款專為汽車和工業(yè)應(yīng)用設(shè)計(jì)的高速CAN收發(fā)器,它完全符合ISO 11898 - 2:2016和SAE J2284 - 4/-5標(biāo)準(zhǔn),能夠滿足HS CAN系統(tǒng)的嚴(yán)格要求。該產(chǎn)品采用RoHS合規(guī)、無(wú)鹵素的PG - DSO - 8封裝,不僅環(huán)保,而且在空間利用上也更加高效。

二、特性亮點(diǎn)

2.1 兼容性與認(rèn)證

  • 完全符合ISO 11898 - 2:2016和SAE J2284 - 4/-5標(biāo)準(zhǔn),確保了在不同系統(tǒng)中的廣泛兼容性。
  • 通過(guò)VeLIO(Vehicle LAN Interoperability and Optimization)測(cè)試認(rèn)證,進(jìn)一步證明了其在汽車網(wǎng)絡(luò)中的可靠性。

2.2 低電磁發(fā)射(EME)

TLE9351BVSJ的CANH和CANL輸出信號(hào)具有高度對(duì)稱性,這使得它在寬頻率范圍內(nèi)的電磁發(fā)射水平極低。即使在沒有額外的共模扼流圈等外部電路的情況下,也能滿足嚴(yán)格的EMC測(cè)試限制。這一特性不僅簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì),還降低了成本。

2.3 高速CAN FD支持

該收發(fā)器通過(guò)優(yōu)化的發(fā)射器對(duì)稱性和接收器延遲對(duì)稱性,能夠支持CAN FD數(shù)據(jù)幀,數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)5 Mbit/s。不過(guò),實(shí)際的傳輸速率會(huì)受到網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和固有寄生效應(yīng)的影響。這為需要高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用提供了強(qiáng)大的支持。

2.4 低功耗模式

  • 待機(jī)模式:在待機(jī)模式下,TLE9351BVSJ的靜態(tài)電流極低。例如,在$V_{IO}$上的典型靜態(tài)電流小于10 μA,同時(shí)還能通過(guò)HS CAN總線上的總線信號(hào)喚醒。這種低功耗特性在對(duì)功耗要求較高的應(yīng)用中非常重要。
  • 電源關(guān)閉狀態(tài):當(dāng)$V{IO}{IO_UV}$時(shí),設(shè)備進(jìn)入電源關(guān)閉狀態(tài),所有功能都被禁用,接收器的輸入電阻斷開,CANH和CANL總線接口呈高阻抗?fàn)顟B(tài),泄漏電流極低,對(duì)總線的隱性電平?jīng)]有影響,有助于優(yōu)化整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的EME性能。

2.5 故障安全功能

  • 短路保護(hù):CANH和CANL總線輸出具有短路保護(hù)功能,能夠防止接地短路和電源短路。當(dāng)出現(xiàn)持續(xù)短路導(dǎo)致設(shè)備過(guò)熱時(shí),內(nèi)部的過(guò)溫保護(hù)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉總線發(fā)射器。
  • TxD超時(shí)功能:該功能可以防止CAN總線因TxD引腳持續(xù)為低電平而被永久阻塞。當(dāng)檢測(cè)到TxD引腳持續(xù)為低電平超過(guò)一定時(shí)間時(shí),發(fā)射器會(huì)被禁用,直到TxD引腳信號(hào)從低變?yōu)楦摺?/li>
  • 過(guò)溫保護(hù):在正常工作模式下,過(guò)溫保護(hù)功能會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備溫度。當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定閾值時(shí),發(fā)射器會(huì)被禁用,待設(shè)備冷卻后再重新啟用,確保設(shè)備在高溫環(huán)境下的可靠性。

三、引腳配置與定義

3.1 引腳分配

TLE9351BVSJ采用PG - DSO - 8封裝,引腳分配清晰合理,方便與其他電路進(jìn)行連接。

3.2 引腳定義

引腳編號(hào) 符號(hào) 功能
1 TxD 發(fā)送數(shù)據(jù)輸入;內(nèi)部上拉至$V_{IO}$,低電平表示顯性狀態(tài)
2 GND 接地
3 $V_{CC}$ 發(fā)射器電源電壓;建議連接一個(gè)1 μF的去耦電容到GND,在待機(jī)模式下可以關(guān)閉$V_{CC}$
4 RxD 接收數(shù)據(jù)輸出;顯性狀態(tài)下為低電平
5 $V_{IO}$ 數(shù)字電源電壓輸入;用于適配微控制器接口的邏輯輸入和輸出電壓電平,同時(shí)為低功耗接收器供電,建議連接一個(gè)100 nF的去耦電容到GND
6 CANL CAN總線低電平/0;CANL輸入/輸出的總線電平
7 CANH CAN總線高電平/1;CANH輸入/輸出的總線電平
8 STB 待機(jī)輸入;內(nèi)部上拉至$V_{IO}$,低電平表示正常工作模式

四、工作模式

4.1 正常工作模式

在正常工作模式下,設(shè)備的所有功能都可用,能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)。發(fā)射器將TxD輸入引腳的串行數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)到CANH和CANL總線引腳,接收器將總線上的信號(hào)轉(zhuǎn)換為RxD輸出引腳上的串行數(shù)據(jù)流。同時(shí),總線偏置連接到$V_{CC}/2$,TxD超時(shí)功能和過(guò)溫保護(hù)功能也處于啟用狀態(tài)。

4.2 待機(jī)模式

待機(jī)模式是一種低功耗模式,此時(shí)發(fā)射器被禁用,TxD輸入數(shù)據(jù)被阻塞。低功耗接收器會(huì)監(jiān)測(cè)CAN總線,以檢測(cè)喚醒模式。在待機(jī)模式下,TxD超時(shí)功能和過(guò)溫保護(hù)功能被禁用,但$V_{IO}$的欠壓檢測(cè)仍然啟用。

4.3 電源關(guān)閉狀態(tài)

當(dāng)$V{IO}{IO_UV}$時(shí),設(shè)備進(jìn)入電源關(guān)閉狀態(tài),所有功能都被禁用,接收器的輸入電阻斷開,CANH和CANL總線接口呈高阻抗?fàn)顟B(tài)。

4.4 喚醒模式檢測(cè)

在待機(jī)模式下,TLE9351BVSJ能夠檢測(cè)符合ISO 11898 - 2:2016標(biāo)準(zhǔn)的喚醒模式。當(dāng)檢測(cè)到喚醒模式時(shí),會(huì)在RxD輸出引腳指示喚醒事件,但設(shè)備不會(huì)立即改變工作模式。喚醒模式包含特定的信號(hào)序列,后續(xù)的隱性和顯性脈沖必須在$t_{Wake}$內(nèi)出現(xiàn)才能滿足喚醒條件。

五、電氣特性

5.1 電源接口

在不同工作模式和狀態(tài)下,TLE9351BVSJ的電源電流消耗有所不同。例如,在正常工作模式的隱性狀態(tài)下,$V{CC}$的電流消耗典型值為1.4 mA,最大值為4 mA;而在待機(jī)模式下,$V{CC}$的電流消耗典型值僅為0.005 mA,最大值為5 μA。

5.2 CAN控制器接口

接收器輸出RxD和發(fā)送輸入TxD的電氣特性也有明確的規(guī)定。例如,RxD的高電平輸出電流典型值為 - 2.5 mA,低電平輸出電流典型值為2.5 mA;TxD的高電平輸入電壓最小值為0.7 x $V{IO}$,低電平輸入電壓最大值為0.3 x $V{IO}$。

5.3 接收器和發(fā)射器

接收器的差分范圍、共模范圍、輸入電阻等參數(shù),以及發(fā)射器的輸出電壓、差分電壓、短路電流等參數(shù)都在數(shù)據(jù)手冊(cè)中有詳細(xì)說(shuō)明,這些參數(shù)對(duì)于設(shè)計(jì)人員評(píng)估和選擇合適的應(yīng)用場(chǎng)景非常重要。

六、應(yīng)用信息

6.1 ESD魯棒性

根據(jù)IEC 61000 - 4 - 2標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的ESD魯棒性測(cè)試表明,TLE9351BVSJ在CANH和CANL引腳與GND之間的靜電放電電壓能夠承受至少±8 kV的脈沖,這為設(shè)備在復(fù)雜電磁環(huán)境下的可靠性提供了保障。

6.2 應(yīng)用示例

文檔中給出了一個(gè)應(yīng)用電路示例,展示了如何將TLE9351BVSJ與微控制器連接。通過(guò)將$V_{IO}$引腳連接到微控制器的電源電壓,可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)字輸入和輸出電平與微控制器I/O電平的適配。

6.3 進(jìn)一步信息

如果需要更多關(guān)于TLE9351BVSJ的信息,可以訪問(wèn)英飛凌的官方網(wǎng)站(https://www.infineon.com/automotive - transceiver),獲取詳細(xì)的技術(shù)文檔和支持。

七、總結(jié)

TLE9351BVSJ高速CAN FD收發(fā)器以其卓越的性能、豐富的特性和可靠的故障安全功能,成為汽車和工業(yè)應(yīng)用中高速CAN系統(tǒng)的理想選擇。其低電磁發(fā)射、高速數(shù)據(jù)傳輸支持和低功耗模式等特點(diǎn),不僅滿足了現(xiàn)代電子系統(tǒng)對(duì)高性能和低功耗的要求,還簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)過(guò)程,降低了成本。作為電子工程師,在設(shè)計(jì)相關(guān)系統(tǒng)時(shí),TLE9351BVSJ值得我們深入研究和應(yīng)用。

大家在使用TLE9351BVSJ的過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題或者有什么獨(dú)特的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)?zāi)??歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。

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