TLE9371VSJ：高速CAN收發器的卓越之選

在汽車和工業領域的通信網絡中，CAN（Controller Area Network）總線憑借其可靠性和實時性得到了廣泛應用。而TLE9371VSJ作為一款高性能的高速CAN收發器，為CAN網絡帶來了信號改進功能，為電子工程師們提供了新的解決方案。下面我們就來詳細了解一下TLE9371VSJ這款產品。

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一、產品概述

TLE9371VSJ是英飛凌推出的首款具備信號改進功能的高速CAN收發器，適用于汽車和工業應用中的高速CAN網絡。它符合ISO 11898 - 2:2016、SAE J2284 - 4 / - 5等標準，采用無鹵且符合RoHS標準的PG - DSO - 8封裝，為用戶提供了環保且可靠的選擇。

二、產品特性亮點

（一）標準兼容性

TLE9371VSJ嚴格遵循ISO 11898 - 2:2016和SAE J2284 - 4 / - 5等相關標準，保證了其在CAN網絡中的通用性和互操作性。這意味著它能夠與市場上大多數符合這些標準的設備無縫連接，為系統集成提供了便利。

（二）信號改進與高速支持

基于Tx的CAN FD SIC（信號改進）功能，依據CiA 601 - 4標準實現，有效提升了信號質量。同時，它支持CAN FD數據幀，數據傳輸速率最高可達8 Mbit/s，能夠適應高速數據通信的需求。此外，它還具備出色的環路延遲對稱性，確保了數據在高速傳輸過程中的準確性和穩定性。

（三）低功耗設計

產品提供了多種低功耗模式，如待機模式。在待機模式下，靜態電流極小，發射器電源$V{CC}$還可關閉，進一步節省功耗。典型情況下，$V{10}$引腳在待機模式下的靜態電流低于10 μA，且設備仍能從HS CAN總線上的信號喚醒，這對于對功耗要求較高的應用場景非常友好。

（四）強大的抗干擾能力

具有較寬的共模范圍，增強了電磁抗干擾（EMI）能力。同時，其ESD（靜電放電）魯棒性高達±8 kV HBM和IEC 61000 - 4 - 2，能夠有效抵御靜電對設備的損害，減少了因靜電干擾導致的故障風險。

（五）完善的保護功能

1. 短路保護：CANH和CANL總線引腳具備短路保護功能，當出現短路故障時，電流限制電路會保護收發器免受損壞。若因持續短路導致設備發熱，內部的過溫保護會自動關閉總線發射器，避免設備因過熱而損壞。
2. 欠壓保護：當$V{CC}$低于$V{CC_UV}$時，發射器會被停用，總線偏置設置為GND，確保設備在欠壓情況下的安全運行。
3. TxD超時功能：若TxD引腳的邏輯信號持續為“低”，TxD超時功能會保護CAN總線，防止因錯誤邏輯信號導致的通信阻塞。在正常工作模式下，當TxD引腳的“低”信號持續時間$t > t_{TXD_TO}$時，設備會禁用發射器，而接收器仍保持工作狀態，確保對總線數據的持續監測。
4. 過溫保護：集成了過溫檢測功能，僅在正常工作模式下激活。當結溫$T{Junction} ≥ T{JSD}$時，溫度傳感器會禁用發射器；當設備冷卻至$T{Junction} < T{JSD}$時，發射器會重新激活，并且溫度傳感器具有一定的滯后特性，避免了因溫度波動導致的頻繁開關操作。

三、引腳配置與功能

（一）引腳分配

（二）功能說明

TLE9371VSJ作為CAN控制器和物理總線介質之間的接口，通過TxD和RxD引腳與微控制器進行通信，通過CANH和CANL引腳與CAN總線連接。它能夠將微控制器的串行數據轉換為差分信號在CAN總線上傳輸，同時將CAN總線上的差分信號轉換為串行數據輸出給微控制器。

四、工作模式

（一）正常工作模式

在該模式下，設備的所有功能均正常可用，能夠實現數據的收發。發射器將TxD輸入的數據驅動到CANH和CANL總線上，接收器將總線上的信號轉換為串行數據在RxD輸出。總線偏置連接到$V{CC} / 2$（當$V{CC} > V{CC_UV}$時），TxD超時功能和過溫保護功能均處于激活狀態。進入該模式的條件是$V{10} > V_{10_UV}$且STB引腳為“低”。

（二）待機模式

這是設備的低功耗模式。在該模式下，發射器和正常模式接收器被禁用，設備僅通過低功耗接收器監測CAN總線的喚醒模式。RxD輸出引腳可指示CAN總線的喚醒事件，總線偏置連接到GND，TxD主導超時功能和過溫保護功能被禁用。進入該模式的條件是$V{10} > V{10_UV}$且STB引腳為“高”，或者$V{CC}$和$V{10}$在功能范圍內至少持續$t_{PON}$時間。

（三）掉電狀態

在掉電狀態下，設備不工作，發射器和接收器均被禁用，總線偏置設置為高阻抗，TxD超時功能、過溫保護和$V{CC}$欠壓檢測均被禁用，RxD跟隨$V{10}$電壓。進入該模式的條件是$V{10}$低于$V{10_UV}$閾值。

（四）總線喚醒模式檢測

設備實現了符合ISO 11898 - 2:2016的總線喚醒機制。在待機模式下，低功耗接收器監測CAN總線的活動，當檢測到喚醒模式時，會在RxD輸出引腳指示喚醒信號，但不會觸發模式切換。喚醒模式包含特定的脈沖序列，只有當后續的隱性和顯性脈沖在$t_{wake}$內出現時，才滿足喚醒模式的條件。

五、電氣特性

（一）電源接口

在不同工作模式下，$V{CC}$和$V{10}$的電流消耗有所不同。例如，在正常工作模式的隱性狀態下，$V{CC}$的典型電流消耗為2 mA；在顯性狀態下，典型電流消耗為38 mA。同時，還規定了$V{CC}$和$V_{10}$的欠壓檢測閾值和相關時間參數。

（二）CAN控制器接口

對接收器輸出RxD和發射器輸入TxD的電壓、電流、電阻和電容等參數進行了詳細規定，確保了與CAN控制器的良好匹配。

（三）接收器和發射器

接收器具有較寬的共模范圍和差分范圍，能夠準確接收不同電平的信號。發射器在不同狀態下的輸出電壓、差分電壓和短路電流等參數也有明確的規定，保證了信號的可靠傳輸。

（四）動態收發器參數

包括環路延遲、傳播延遲、模式切換延遲等參數，這些參數對于評估設備在高速通信中的性能至關重要。例如，TxD到RxD的環路延遲典型值為80 ns，最大為190 ns。

六、應用信息

（一）ESD魯棒性

根據IEC 61000 - 4 - 2標準進行的ESD魯棒性測試表明，CANH和CANL引腳相對于GND的靜電放電電壓在正脈沖和負脈沖情況下均達到了±8 kV，為設備在復雜電磁環境中的穩定運行提供了保障。

（二）應用示例

提供了應用電路圖，展示了TLE9371VSJ與微控制器的連接方式。通過將$V_{10}$引腳連接到微控制器的電源，可以實現設備數字輸入和輸出電平與微控制器I/O電平的適配。

（三）進一步信息

如需了解更多關于TLE9371VSJ的信息，可訪問官方網站http://www.infineon.com/tle9371vsj 。

七、總結

TLE9371VSJ憑借其豐富的特性、完善的保護功能和出色的電氣性能，成為了汽車和工業領域CAN網絡應用的理想選擇。無論是在網關模塊、車身控制模塊，還是發動機控制單元等應用中，它都能為系統提供可靠的通信保障。電子工程師們在設計相關系統時，可以充分考慮TLE9371VSJ的優勢，以實現更高效、更穩定的CAN通信。大家在實際應用過程中，是否也遇到過類似產品的選型和應用問題呢？歡迎在評論區交流分享。