TCAN1162x-Q1：汽车CAN FD系统基础芯片的卓越之选

在汽车电子领域，CAN FD（Controller Area Network with Flexible Data Rate）技术凭借其高速数据传输和灵活的数据长度，在高级驾驶辅助系统（ADAS）、车身电子装置和照明、汽车信息娱乐系统和仪表组以及混合动力、电动和动力总成系统等应用中得到了广泛应用。而德州仪器（TI）的TCAN1162x-Q1系列CAN FD系统基础芯片（SBC），无疑是其中的佼佼者。今天，我们就来深入了解一下这款芯片的特性、应用以及设计要点。

文件下载：tcan11625-q1.pdf

一、特性亮点

1. 严格标准与安全保障

TCAN1162x-Q1符合面向汽车应用的AEC Q100（1级）标准，满足ISO 11898-2:2016的要求，并且是功能安全型器件，还可提供用于功能安全系统设计的文档。这意味着它在汽车环境中的可靠性和安全性得到了充分保障，能够适应各种复杂的工况。

2. 宽电压与集成LDO

该芯片具有宽工作输入电压范围，同时集成了LDO输出。其中，TCAN11625-Q1具有100mA输出电流能力的5V LDO，可为CAN收发器和外部负载供电；TCAN11623-Q1则具有70mA输出电流能力的3.3V LDO，同样能满足不同的供电需求。这种集成化的设计不仅简化了电路设计，还提高了系统的稳定性。

3. 多模式与唤醒功能

支持传统CAN和CAN FD（高达8Mbps），具备正常模式、待机模式和低功耗睡眠模式三种工作模式。高压INH输出可用于系统电源控制，支持通过WAKE引脚实现本地唤醒。在睡眠模式下，器件能够降低功耗，同时通过低功耗接收器监控CAN总线，一旦检测到唤醒事件，可迅速恢复工作。

4. 全面保护特性

具备±58V CAN总线容错、VSUP上负载突降支持、IEC ESD保护、欠压和过压保护、热关断保护以及TXD显性状态超时（TXD DTO）等多种保护特性，有效提高了芯片在复杂环境下的可靠性和稳定性。

5. 封装优势

采用无引线VSON（14）封装，具有可湿性侧面，提高了自动光学检测（AOI）能力，方便生产制造。

二、应用领域

TCAN1162x-Q1适用于多个汽车电子领域，包括高级驾驶辅助系统（ADAS）、车身电子装置和照明、汽车信息娱乐系统和仪表组以及混合动力、电动和动力总成系统等。在这些应用中，它能够提供可靠的CAN通信，确保系统的稳定运行。

三、引脚配置与功能

1. 引脚功能概述

芯片的引脚功能丰富，涵盖了CAN发送数据输入（TXD）、CAN接收数据输出（RXD）、电源引脚（VSUP、VCCOUT、VFLT、VLDO3等）、控制引脚（INH、WAKE、nSLP、nRST等）以及CAN总线引脚（CANH、CANL）等。每个引脚都有其特定的功能，共同实现了芯片的各项性能。

2. 引脚特性举例

以TXD引脚为例，它集成了上拉电阻，可确保在引脚悬空时CAN发送数据输入为隐性电平，避免总线阻塞。而INH引脚作为抑制引脚，可用于控制系统稳压器和电源，在正常和待机模式下为高电平，在睡眠模式下为低电平，从而实现系统功耗的优化。

四、规格参数

1. 绝对最大额定值

芯片对各个引脚的电压、电流和温度等参数都有明确的绝对最大额定值限制。例如，VSUP的电源电压范围为 -0.3V至42V，VBUS（CAN总线IO电压范围）为 -58V至58V等。超出这些额定值运行可能会对器件造成永久损坏，因此在设计时必须严格遵守。

2. 建议工作条件

为了确保芯片的正常运行，还给出了建议工作条件，如VSUP的电源电压范围为5.5V至28V，VIO的IO电源电压为1.7V至5.5V等。在这些条件下，芯片能够发挥最佳性能。

3. 热性能信息

热性能方面，提供了结至环境热阻（RΘJA）、结至外壳（顶部）热阻（RΘJC(top)）、结至电路板热阻（RΘJB）等热指标。这些指标对于散热设计至关重要，能够帮助工程师合理布局，确保芯片在工作过程中不会因过热而影响性能。

五、详细说明

1. 模式说明

芯片具有正常模式、待机模式、睡眠模式、复位模式、失效防护模式和关闭模式六种工作模式。不同模式下，芯片的各个功能模块（如CAN驱动器、接收器、LDO等）的状态会有所不同，以实现不同的功耗和性能需求。例如，在正常模式下，CAN驱动器和接收器均能完全正常运行，实现双向CAN通信；而在睡眠模式下，CAN发送器和接收器关闭，功耗降至最低，同时低功耗接收器仍可监控CAN总线。

2. 保护机制

芯片具备多种保护机制，如TXD显性超时（TXD DTO）、热关断（TSD）、欠压/过压锁定等。以TXD DTO为例，当CAN驱动器处于活动模式时，如果TXD保持显性状态的时间超过超时周期，该电路会禁用CAN驱动器，释放总线，防止网络通信阻塞。

六、应用设计要点

1. 总线负载与节点数

在CAN网络设计中，总线负载能力、长度和节点数是需要考虑的重要因素。TCAN1162x-Q1具有高输入阻抗，可在总线负载低至50Ω时满足1.5V差分输出要求，理论上在单个总线段上支持超过100个器件。但在实际设计中，需要考虑系统和电缆中的信号损失、寄生负载、时序、网络失衡、接地偏移和信号完整性等问题，合理确定总线长度和节点数。

2. CAN终端

总线末端可以采用单个120Ω电阻进行端接，也可采用分裂终端。分裂终端通过滤除差分信号线路上可能存在的高频共模噪声，能够改善网络的电磁发射行为。

3. 电源要求

TCAN1162x-Q1设计为在5.5V至28V的VSUP输入电源电压范围内运行，VIO的设计电压范围为1.7V至5.5V。输入电源必须经过良好调节，应将旁路电容靠近器件的VSUP和VIO电源引脚布置，以减少电源电压波纹。同时，不同型号的芯片对电容的要求也有所不同，如TCAN11625的VCCOUT引脚需要使用10µF电容，TCAN11623的VFLT引脚需要使用10µF电容，VLDO3引脚通常使用4.7uF的电容。

4. 布局指南

在布局设计时，应将保护和滤波电路放置于尽可能靠近总线连接器的位置，以防瞬变脉冲群、ESD和噪声传送至电路板。使用电源和接地层来提供低电感，旁路电容和去耦电容应尽可能靠近收发器的电源端子布置。

七、总结

TCAN1162x-Q1作为一款高性能的汽车CAN FD系统基础芯片，凭借其丰富的特性、广泛的应用领域以及完善的保护机制，为汽车电子工程师提供了一个可靠的解决方案。在设计过程中，我们需要充分了解芯片的各项参数和特性，合理进行电路设计和布局，以确保系统的稳定性和可靠性。同时，我们也要关注芯片的最新动态和应用案例，不断提升自己的设计水平，为汽车电子的发展贡献自己的力量。

以上就是关于TCAN1162x-Q1芯片的详细介绍，希望对各位电子工程师在汽车CAN FD系统设计中有所帮助。你在实际设计过程中是否遇到过类似芯片的应用问题呢？欢迎在评论区留言分享你的经验和见解。