TCAN33x系列CAN收发器：高速通信与可靠防护的完美结合

在工业自动化、汽车电子等众多领域，CAN（Controller Area Network）总线凭借其高可靠性、实时性和抗干扰能力，成为了数据通信的主流选择。而今天要给大家介绍的TCAN33x系列CAN收发器，更是以其卓越的性能和丰富的功能，为CAN总线通信带来了新的解决方案。

文件下载：TCAN334GDCNT.pdf

产品概述

TCAN33x系列包括TCAN330、TCAN332、TCAN334和TCAN337及其对应的G版本（TCAN330G、TCAN332G、TCAN334G和TCAN337G）。该系列器件兼容ISO 11898-2高速CAN物理层标准，其中TCAN330、TCAN332、TCAN334和TCAN337的数据速率最高可达1 Mbps，而TCAN330G、TCAN332G、TCAN334G和TCAN337G则支持高达5 Mbps的数据速率，满足了不同应用场景下对通信速度的需求。

核心特性

电源与数据速率

• 单电源供电：采用3.3-V单电源供电，可直接与3.3-V CAN控制器/MCU接口，同时也能与总线上的其他5-V CAN收发器兼容，提高了系统的灵活性。
• 高速数据传输：TCAN33xG系列器件的数据速率最高可达5 Mbps，为高速CAN FD（Flexible Data Rate）网络提供了支持。

工作模式多样

• 正常模式：所有器件均支持正常模式，在此模式下，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（仅TCAN334）：在待机模式下，CAN驱动器关闭，但低功耗接收器和总线监视器开启，可通过CAN总线实现唤醒请求，降低了系统功耗。
• 静音模式（TCAN330、TCAN337）：CAN驱动器禁用，接收器正常工作，实现单向接收，适用于仅需要接收数据的场景。
• 关机模式（TCAN330、TCAN334）：这是最低功耗模式，CAN驱动器和接收器均关闭，无法进行CAN通信，总线引脚被拉至地。

宽工作范围与强防护能力

• 宽共模范围：工作共模范围为±12 V，能够适应复杂的电磁环境，保证通信的稳定性。
• 总线引脚故障保护：总线引脚具备±14 V的故障保护能力，有效防止因总线故障对器件造成损坏。
• 低环路延迟：总环路延迟小于135 ns，确保了数据传输的实时性。
• 宽环境温度范围：可在-40°C至125°C的环境温度下正常工作，适用于各种恶劣的工业和汽车环境。
• 出色的EMC性能：具备ESD保护、HBM ESD保护超过±25 kV、IEC61000-4-2 ESD接触放电保护超过±12 kV等多种保护功能，有效提高了器件的抗干扰能力。

无电源时的优化特性

当器件未供电时，总线和逻辑引脚呈高阻抗状态，不会对工作总线或应用造成负载，且上电/下电无毛刺，保证了系统的稳定性。

应用场景

高速CAN FD网络

TCAN33xG系列器件支持高达5 Mbps的数据速率，适用于对通信速度要求较高的CAN FD网络，如汽车电子中的高速数据传输、工业自动化中的实时控制等。

高负载CAN网络

在高负载的CAN网络中，TCAN33x系列器件能够提供稳定的通信性能，满足工业自动化、建筑自动化、电信基站等领域的需求。

遵循多种CAN总线标准

该系列器件支持CANopen、DeviceNet、NMEA2000、ARINC825、ISO11783、CANaerospace等多种CAN总线标准，具有广泛的适用性。

设计要点

电源设计

为确保器件在所有数据速率和电源电压下可靠工作，每个电源应使用一个100nF陶瓷电容进行去耦，且电容应尽可能靠近(V_{CC})电源引脚。例如，TPS76333线性稳压器是3.3 V电源的合适选择。

布局设计

在PCB设计中，应采用高频布局技术，以应对ESD和EFT瞬变的宽频带宽。以下是一些布局建议：

• CANH和CANL的瞬态保护：使用瞬态电压抑制器（TVS）和电容器进行额外的系统级保护，这些器件应尽可能靠近连接器放置。
• CANH和CANL的总线终端：可采用分裂终端，为总线提供共模滤波。
• (V_{CC})的去耦电容：旁路和大容量电容应尽可能靠近收发器的电源引脚。
• 接地和电源连接：使用至少两个过孔连接旁路电容和保护器件的(V_{CC})和接地，以减少走线和过孔电感。
• 数字输入和输出：可使用串联电阻限制数字线路的电流，使用电容器过滤数字I/O线路上的噪声。
• 故障输出引脚（仅TCAN337）：由于FAULT输出引脚是开漏输出，需要一个外部上拉电阻将引脚电压拉高。
• TXD输入引脚：如果使用开漏主机处理器驱动TXD引脚，需要使用一个1 kΩ至10 kΩ的外部上拉电阻。

总结

TCAN33x系列CAN收发器以其高速数据传输、多样的工作模式、宽工作范围和强防护能力等特性，为CAN总线通信提供了可靠的解决方案。在实际设计中，工程师们需要根据具体的应用场景和需求，合理选择器件和进行布局设计，以充分发挥该系列器件的优势。你在使用CAN收发器的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。