具有显性状态超时的 TLIN1024A-Q1 四路本地互连网络 (LIN) 收发器：技术解析与应用指导

在汽车电子领域，LIN（Local Interconnect Network）总线凭借其低成本、低速率的特性，成为了车身电子等应用中广泛使用的通信网络。而 TI 推出的 TLIN1024A-Q1 四路本地互连网络 (LIN) 收发器，因其集成的多种功能和出色的性能表现，在众多同类产品中脱颖而出。今天，我们就来详细探讨一下这款收发器的技术特点、应用场景以及设计要点。

文件下载：tlin1024a-q1.pdf

一、TLIN1024A-Q1 概要

1.1 特性

TLIN1024A-Q1 具有多方面的特性，使其在汽车应用中具备强大的竞争力。它符合面向汽车应用的 AEC-Q100(1 级)标准，这意味着它经过了严格的汽车级可靠性测试，能够适应恶劣的汽车环境。同时，它还符合 LIN 2.0、LIN 2.1、LIN 2.2、LIN 2.2A 和 ISO/DIS 17987–4 电气物理层 (EPL) 规格标准以及 SAE J2602-1 面向汽车应用的 LIN 网络标准，具备良好的兼容性。此外，该器件还提供功能安全，为汽车系统的可靠性提供了保障。

1.2 应用场景

这款收发器的应用场景十分广泛，涵盖了车身电子装置和照明、混合动力电动汽车和动力总成系统、信息娱乐系统与仪表组以及电器等多个领域。在这些应用中，TLIN1024A-Q1 能够实现可靠的通信，确保各个子系统之间的协同工作。

二、技术细节剖析

2.1 基本参数与性能

• 数据速率：支持 12V 电池应用，LIN 传输数据速率高达 20kbps，LIN 接收数据速率高达 100kbps。较高的接收速率使得它能够更快速地执行内联编程，满足一些对实时性要求较高的应用场景。
• 工作电压范围：具备宽工作电源电压范围，从 4V 至 36V。这使得它在不同的电源环境下都能稳定工作，增强了其适用性。
• 休眠模式：该器件支持休眠模式，在休眠模式下具有超低电流消耗。同时，允许通过 LIN 总线或 EN 引脚实现唤醒，方便系统在需要时快速恢复工作状态。

2.2 功能集成与保护

• 电阻集成：集成了 45kΩ LIN 上拉电阻器，可用于 LIN 响应器节点应用，减少了应用中的外部元件数量，降低了设计成本和复杂度。
• 无干扰运行：在 LIN 总线和 RXD 输出上实现上电和断电无干扰运行，确保了系统的稳定性。
• 保护特性：具备多种保护特性，如 ±45V LIN 总线容错、$VSUP$ 欠压保护、TXD 显性超时 (DTO) 保护、热关断保护以及系统级未供电节点或接地断开失效防护等。这些保护措施能够有效防止器件在异常情况下损坏，提高了系统的可靠性。

2.3 引脚配置与功能

TLIN1024A-Q1 采用 3.5mm × 5.5mm VQFN 封装，引脚配置丰富。其中，RXD 系列引脚为通道的接收输出接口，采用开漏输出结构，用于报告 LIN 总线电压状态；EN 系列引脚为通道的使能输入，用于控制通道的工作模式；TXD 系列引脚为通道的发送输入接口，用于控制 LIN 输出状态。此外，还有 LIN 系列引脚作为 LIN 总线的单线路收发器，以及 $VSUP$ 系列引脚作为电源供应引脚。不同的引脚组合实现了器件的各种功能，工程师在设计时需要根据具体需求合理使用这些引脚。

2.4 电气与性能规格

文档中给出了详细的电气与性能规格，包括绝对最大额定值、ESD 评级、热信息、推荐工作条件、电气特性、占空比特性、开关特性以及典型特性等。这些规格参数是工程师进行电路设计和性能评估的重要依据。例如，在绝对最大额定值方面，$V{SUP}$ 供应电压范围为 -0.3V 至 45V，$V{LIN}$ LIN 总线输入电压范围为 -45V 至 45V 等，工程师在设计时必须确保器件的工作条件在这些额定值范围内，以避免器件损坏。

三、应用与设计要点

3.1 应用信息

TLIN1024A-Q1 既可以作为应答器设备，也可以作为命令器设备在 LIN 网络中使用。它支持远程唤醒请求和本地唤醒请求，为系统的节能和灵活控制提供了可能。在实际应用中，工程师需要根据具体的系统需求选择合适的工作模式和唤醒方式。

3.2 典型应用与设计要求

• 典型应用电路：对于应答器节点应用，器件自带集成的 45kΩ 上拉电阻和串联二极管；而对于命令器节点应用，则需要使用外部 1kΩ 上拉电阻和串联阻塞二极管。文档中给出了典型应用电路的示例，工程师可以参考这些示例进行电路设计。
• 设计要求：
  • RXD 引脚：RXD 输出结构为开漏输出级，若微处理器的 RXD 引脚没有集成上拉电阻，需要在 RXD 与微处理器的稳压电源之间添加一个 1kΩ 至 10kΩ 的外部上拉电阻，以确保其正常工作。
  • $VSUP$ 引脚：$VSUP1/2$ 引脚应使用 100nF 的去耦电容尽可能靠近器件的电源引脚进行去耦。根据应用需求，系统还应在 $V_{SUP}$ 线上添加额外的去耦电容，以减少电源噪声对器件的影响。

3.3 布局设计

• 布局准则：在 PCB 设计时，需要考虑 ESD 和 EFT 瞬变的高频特性，采用高频布局技术。对于不同的引脚，有不同的布局要求。例如，RXD 系列引脚需要外部上拉电阻；EN 系列引脚若不使用低功耗睡眠模式功能，应通过 1kΩ 至 10kΩ 的串联电阻拉高到微处理器的稳压电源；TXD 系列引脚可以添加串联电阻限制输入电流，并在靠近器件输入引脚处添加接地电容滤波噪声；LIN 系列引脚在应答器节点应用中需要连接 220pF 接地电容，在命令器节点应用中需要在 LIN 引脚和 $VSUP1/2$ 引脚之间添加额外的串联电阻和阻塞二极管等。
• 布局示例：文档中给出了布局示例，工程师可以参考该示例进行 PCB 设计，以确保器件的性能和可靠性。

四、总结与思考

TLIN1024A-Q1 四路本地互连网络 (LIN) 收发器以其丰富的特性、出色的性能和完善的保护功能，为汽车电子等领域的 LIN 通信应用提供了一个优秀的解决方案。工程师在使用该器件时，需要深入理解其技术细节和应用要求，合理进行电路设计和布局，以充分发挥其优势。同时，在实际应用中，还需要考虑系统的整体需求和兼容性，确保整个系统的稳定性和可靠性。

大家在使用 TLIN1024A-Q1 过程中，是否遇到过一些特殊的问题或者有独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享交流。