MAX13050/MAX13052/MAX13053/MAX13054：工业级高速CAN收发器的卓越之选

在工业网络应用中，CAN（Control Area Network）总线凭借其高可靠性和实时性，成为了数据通信的重要手段。而CAN收发器作为CAN总线与协议控制器之间的桥梁，其性能的优劣直接影响着整个系统的稳定性和可靠性。今天，我们就来深入了解一下Maxim Integrated推出的MAX13050/MAX13052/MAX13053/MAX13054系列工业标准高速CAN收发器，看看它们在工业环境中究竟有何独特之处。

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产品概述

MAX13050/MAX13052/MAX13053/MAX13054是引脚兼容的工业标准高速CAN收发器，具备±80V的故障保护能力。它们能够在CAN协议控制器和CAN总线的物理线路之间建立可靠的连接，适用于需要过压保护的工业网络应用，如DeviceNet节点、中重型卡车系统等，数据传输速率最高可达1Mbps。

关键特性

1. 强大的保护功能

• ±80V故障保护：CANH、CANL和SPLIT引脚具备±80V的故障保护能力，能够在高电压系统中稳定工作，有效防止因过压故障对设备造成损坏。
• ±8kV ESD保护：通过IEC 61000 - 4 - 2接触放电测试，具备±8kV的静电放电保护能力，可抵御工业环境中常见的静电干扰，确保设备在恶劣环境下的可靠性。
• 热关断保护：当芯片结温超过+165°C时，驱动器会自动关闭，当温度下降到+152°C以下时，芯片恢复正常工作，有效防止因过热导致的设备损坏。
• 短路保护：电流限制功能可保护发射器输出级免受正负极电池电压短路的影响，在短路故障排除后，CAN收发器可恢复正常工作。

2. 宽输入共模范围

该系列收发器的输入共模范围大于±12V，超过了ISO11898规定的 - 2V至+7V范围，能够适应更复杂的工业环境，提高了系统的抗干扰能力。

3. 多种工作模式

• 高速模式：所有器件在高速模式下均可实现高达1Mbps的传输速率，满足工业应用对高速数据传输的需求。
• 斜率控制模式（MAX13052）：通过连接一个电阻到RS引脚，可控制CANH和CANL的压摆率，降低电磁干扰（EMI），允许使用非屏蔽双绞线或平行线作为总线线路。
• 待机模式（MAX13050/MAX13052/MAX13054）：在待机模式下，发射器关闭，接收器进入低电流/低速状态，可有效降低功耗。同时，总线线路由低差分比较器监控，可检测并识别总线上的唤醒事件。
• 静音模式（MAX13053）：将S引脚置高，可使MAX13053进入静音模式，此时发射器禁用，但RXD仍可监控总线上的活动。

4. 其他特性

• TXD主导超时功能：当TXD输入低电平持续超过1ms时，发射器会自动禁用，将总线驱动到隐性状态，防止错误的CAN控制器将总线钳位在显性电平。
• SPLIT引脚（MAX13050/MAX13052）：在正常模式下，SPLIT引脚提供0.5 x VCC的直流共模稳定电压，可稳定隐性共模电压。
• 参考输出（MAX13053）：MAX13053具有一个参考电压输出（REF），设置为0.5 x VCC，可用于偏置CAN控制器差分比较器的输入，并为外部电路提供电源。
• +3.3V逻辑兼容性（MAX13054）：MAX13054具有单独的输入VCC2，可在+5V电源下与+3.3V逻辑系统通信，降低了输入电压阈值，减少了因电平转换导致的传播延迟。

电气特性

1. 直流电气特性

该系列收发器在不同工作条件下的直流电气特性表现出色，如电源电流、输入输出电压、电流等参数都有明确的规定，确保了设备在各种环境下的稳定运行。例如，在典型工作条件下，VCC电源电流在显性和隐性状态下分别为72mA和12.5mA，VCC2电源电流为15μA等。

2. 时序特性

收发器的时序特性对于数据传输的准确性至关重要。该系列产品在TXD到总线激活、总线到接收器激活等多个延迟参数上都有严格的规定，保证了数据的及时、准确传输。例如，TXD到总线激活的延迟时间在典型情况下为66ns。

引脚配置与功能

该系列产品采用8引脚SO封装，各引脚功能明确：

• TXD：发送数据输入，CMOS/TTL兼容，MAX13054的TXD引脚上拉到VCC2。
• GND：接地引脚。
• VCC：电源电压，需通过0.1μF电容旁路到GND。
• RXD：接收数据输出，CMOS/TTL兼容，MAX13054的RXD输出电压参考VCC2。
• SPLIT（MAX13050/MAX13052）：共模稳定输出，正常模式下输出0.5 x VCC，待机模式下为高阻态。
• CANL：CAN总线低电平线路。
• CANH：CAN总线高电平线路。
• STBY（MAX13050/MAX13054）：待机输入，低电平为高速运行，高电平为低电流待机模式。
• RS（MAX13052）：模式选择输入，低电平或接地为高速运行，连接电阻到GND可控制输出斜率，高电平为待机模式。
• REF（MAX13053）：参考输出电压，始终输出0.5 x VCC。
• S（MAX13053）：静音模式输入，低电平启用TXD并工作在高速模式，高电平禁用发射器。
• VCC2（MAX13054）：逻辑电源输入，允许与+3.3V逻辑系统通信，需通过0.1μF电容旁路到GND。

应用注意事项

1. 降低EMI和反射

在斜率控制模式下，MAX13052的CANH和CANL输出进行了压摆率限制，可有效减少EMI和反射。在多节点CAN应用中，应采用点对点布线方案，总线两端需用120Ω电阻进行终端匹配，避免使用星形配置，同时尽量减小分支长度，以减少反射对数据传输的影响。

2. 布局考虑

CANH和CANL是差分信号，应确保其寄生电容相等。RS引脚的电阻应尽可能靠近MAX13052，以减少输入端的噪声耦合。

3. 电源供应和旁路

使用0.1μF陶瓷电容将VCC和VCC2旁路到GND，电容应靠近芯片安装，引脚长度要短，走线宽度要宽，以保证电源的稳定性。

4. ESD保护

CANH和CANL引脚集成了ESD保护结构，可抵御±8kV的ESD接触放电。在实际应用中，可按照IEC 61000 - 4 - 2接触放电方法进行测试，确保设备的ESD性能。

产品选型与订购

1. 选型指南

型号	SPLIT	斜率控制	待机模式	静音模式	3.3V电源	REF	引脚兼容替换型号
MAX13050	是	-	是	-	-	-	TJA1040
MAX13052	是	是	是	-	-	-	PCA82C250/51
MAX13053	-	-	-	是	-	是	TJA1050, AMIS - 30660
MAX13054	-	-	是	-	是	-	TLE6250v33, CF163

2. 订购信息

该系列产品提供 - 40°C至+85°C和 - 40°C至+125°C两种温度范围的8引脚SO封装，具体型号如下：

• MAX13050ESA+： - 40°C至+85°C
• MAX13050ASA+： - 40°C至+125°C
• MAX13052ESA+： - 40°C至+85°C
• MAX13052ASA+： - 40°C至+125°C
• MAX13053ESA+： - 40°C至+85°C
• MAX13053ASA+： - 40°C至+125°C
• MAX13054ESA+： - 40°C至+85°C
• MAX13054ASA+： - 40°C至+125°C

总结

MAX13050/MAX13052/MAX13053/MAX13054系列CAN收发器凭借其强大的保护功能、宽输入共模范围、多种工作模式以及出色的电气特性，为工业网络应用提供了可靠的解决方案。在实际设计中，工程师们可以根据具体需求选择合适的型号，并注意应用中的各项注意事项，以确保系统的稳定性和可靠性。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。