Infineon TLE8250V高速CAN收发器：汽车与工业应用的理想之选

在汽车和工业应用的高速CAN网络中，收发器起着至关重要的作用。英飞凌（Infineon）的TLE8250V高速CAN收发器凭借其卓越的性能和丰富的特性，成为了众多工程师的首选。今天，我们就来详细了解一下这款产品。

文件下载：TLE8250VSJXUMA1.pdf

一、产品概述

特性亮点

TLE8250V具有一系列令人瞩目的特性。它符合ISO11898 - 2:2003标准，拥有宽共模范围，具备出色的电磁抗干扰能力（EMI），同时电磁辐射（EME）极低。其ESD robustness表现优秀，能有效抵御静电干扰。此外，它还保证并改善了环路延迟对称性，支持日本OEM高达2 MBit/s的CAN FD数据帧。

该收发器提供(V{10})输入，可适应微控制器电源电压；(V{CC})和(V{10})电源具有扩展的供电范围。它具备CAN短路保护功能，可防止接地、电池和(V{CC})短路；拥有TxD超时功能，能避免CAN总线永久阻塞；在掉电状态下，CAN总线泄漏电流极低，还具备过温保护和抗汽车瞬态保护功能。另外，它还有省电模式，在该模式下可关闭发射器电源(V_{CC})，并且是符合RoHS标准的绿色产品，通过了AEC认证，还符合日本市场最新的VeLIO测试要求。

应用场景

TLE8250V适用于多种汽车和工业应用场景，如发动机控制单元（ECUs）、变速器控制单元（TCUs）、底盘控制模块以及电动助力转向系统等。

产品描述

TLE8250VSJ作为物理总线层和CAN协议控制器之间的接口，可将信号驱动到总线上，并保护微控制器免受网络内产生的干扰。基于CANH和CANL信号的高度对称性，它在宽频率范围内提供极低的电磁辐射。该产品满足或超越了ISO11898 - 2的要求，提供数字电源输入(V_{10})和省电模式，旨在满足CAN FD增强物理层要求，支持高达2 MBit/s的数据速率。凭借HS CAN总线接口极低的泄漏电流，它在掉电状态下具有出色的被动特性，非常适合混合电源HS CAN网络。基于英飞凌的智能功率技术SPT，它具备出色的ESD抗扰性和高电磁抗干扰能力，并且通过了AEC认证，能够适应恶劣的汽车环境。

二、产品架构与引脚配置

功能框图

TLE8250V的功能框图展示了其内部结构，包括发射器、接收器、超时保护、温度控制和模式控制等模块。这些模块协同工作，确保了收发器的稳定运行。

引脚配置

引脚编号	符号	功能
1	TxD	发送数据输入；内部上拉至(V_{IO})，“低”表示显性状态。
2	GND	接地
3	(V_{CC})	发射器电源电压；需要100 nF去耦电容接地，在省电模式下可关闭(V_{CC})。
4	RxD	接收数据输出；“低”表示显性状态。
5	(V_{IO})	数字电源电压；电源电压输入，用于使收发器的逻辑输入和输出电压电平适应微控制器电源，需要100 nF去耦电容接地。
6	CANL	CAN总线低电平输入/输出；“低”表示显性状态。
7	CANH	CAN总线高电平输入/输出；“高”表示显性状态。
8	NEN	禁止输入；内部上拉至(V_{IO})，“低”表示正常工作模式。
PAD	–	连接到PCB散热区域。请勿连接到除GND以外的其他电位。

三、功能描述

高速CAN物理层

HS CAN是一种串行总线系统，用于连接微控制器、传感器和执行器，实现实时控制应用。TLE8250VSJ作为高速CAN收发器，工作在CAN控制器和物理总线介质之间。HS CAN网络是一个两线差分网络，允许CAN FD帧的数据传输速率高达2 MBit/s。其总线上有显性和隐性两种信号状态。(V{CC})、(V{10})和GND是收发器的电源引脚，CANH和CANL是HS CAN总线的接口，RxD和TxD引脚是与CAN控制器的接口，NEN引脚用于模式选择。

工作模式

1. 正常工作模式：当NEN引脚为逻辑“低”时，收发器进入正常工作模式。此时，发射器和接收器处于活动状态，收发器将TxD输入引脚上的串行数据流发送到CAN总线，并在RxD引脚上同时显示总线上的数据。
2. 省电模式：当NEN引脚为逻辑“高”时，收发器进入省电模式。在该模式下，发射器和正常模式接收器关闭，RxD输出引脚永久为“高”，总线输入引脚无偏置，CANH和CANL输入引脚浮空，HS CAN总线接口具有高电阻，发射器电源(V{CC})的欠压检测关闭，允许在该模式下关闭(V{CC})电源。

上电和欠压条件

当检测到发射器电源(V{CC})或数字电源(V{10})出现欠压事件时，收发器会改变工作模式。关闭数字电源(V{10})，收发器进入掉电状态；关闭发射器电源(V{CC})，收发器可能进入强制省电模式或保持在省电模式。

电压适配

TLE8250VSJ有(V{CC})和(V{10})两种不同的电源。(V{CC})为发射器和正常模式接收器供电，(V{10})为数字输入和输出缓冲器供电，也是内部逻辑的主要电源域。为了使收发器的数字输入和输出电平适应外部微控制器的I/O电平，可将电源(V_{10})连接到微控制器的I/O电源电压。

四、故障安全功能

短路保护

CANH和CANL总线输出具有短路保护功能，可防止接地或正电源电压短路。电流限制电路可保护收发器免受损坏。如果由于CANH或CANL持续短路导致设备发热，内部过温保护将关闭总线发射器。

未连接逻辑引脚

所有逻辑输入引脚都有内部上拉电阻连接到(V{10})。如果(V{10})电源激活且逻辑引脚开路，TLE8250VSJ默认进入省电模式，此时发射器禁用，总线偏置浮空。

TxD超时功能

TxD超时功能可防止CAN总线因TxD引脚的逻辑信号持续为“低”而永久阻塞。在正常工作模式下，当TxD引脚的逻辑“低”信号持续时间(t > t_{TxD})时，TxD超时功能启用，收发器禁用发射器，但接收器仍处于活动状态，继续通过RxD输出引脚监控总线上的数据。

过温保护

TLE8250VSJ具有集成的过温检测功能，可保护发射器免受热过载。过温保护在正常工作模式下激活，在省电模式下禁用。当出现过温情况时，温度传感器将禁用发射器，设备冷却后发射器将再次激活，温度传感器内实现了滞后功能。

模式更改延迟时间

HS CAN收发器TLE8250VSJ在时间窗口(t_{Mode})内更改工作模式。在模式更改期间，RxD输出引脚永久设置为逻辑“高”，不反映CANH和CANL输入引脚的状态。

五、产品特性参数

绝对最大额定值

包括电压、电流和温度等参数，如发射器电源电压(V{CC})范围为 - 0.3 V至6.0 V，数字电源电压(V{IO})范围为 - 0.3 V至6.0 V等。需要注意的是，这些参数并非都经过生产测试，部分由设计指定。

功能范围

发射器电源电压(V{CC})范围为4.5 V至5.5 V，数字电源电压(V{IO})范围为3.0 V至5.5 V，结温范围为 - 40°C至150°C。在该功能范围内，IC按电路描述运行，电气特性在相关电气特性表规定的条件下指定。

热阻

结到环境的热阻（PG - DSO - 8封装）典型值为130 K/W，热关断温度范围为150°C至200°C，热关断滞后为10 K。

六、电气特性

功能器件特性

涵盖电流消耗、电源复位等参数。例如，在正常工作模式下，(V{CC})的电流消耗在隐性状态下为2.6 mA至4 mA，显性状态下为38 mA至60 mA；在省电模式下，(V{CC})的电流消耗为5 µA。

动态特性图表

提供了测试电路和时序图，用于展示收发器的动态特性，如传播延迟、延迟时间等参数。

七、应用信息

ESD鲁棒性

根据IEC61000 - 4 - 2进行的ESD鲁棒性测试结果和测试条件可在单独的测试报告中获取。CANH和CANL引脚相对于GND的静电放电电压在正脉冲时≥ + 8 kV，负脉冲时≤ - 8 kV。

应用示例

给出了应用电路示例，包含微控制器、收发器和相关外围电路的连接方式，为工程师的实际应用提供了参考。

模式更改示例

介绍了在TxD信号为“低”和总线信号为显性时的模式更改示例，展示了收发器在不同情况下的工作状态变化。

八、总结

英飞凌的TLE8250V高速CAN收发器以其丰富的特性、可靠的性能和完善的保护功能，为汽车和工业应用中的高速CAN网络提供了优秀的解决方案。无论是在正常工作模式还是特殊情况下的故障保护，它都能确保数据的稳定传输和系统的可靠运行。工程师们在设计相关应用时，可以充分考虑这款产品的优势，以满足实际需求。你在使用类似收发器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。