Infineon TLE8250V高速CAN收發器：汽車與工業應用的理想之選

在汽車和工業應用的高速CAN網絡中，收發器起著至關重要的作用。英飛凌（Infineon）的TLE8250V高速CAN收發器憑借其卓越的性能和豐富的特性，成為了眾多工程師的首選。今天，我們就來詳細了解一下這款產品。

文件下載：TLE8250VSJXUMA1.pdf

一、產品概述

特性亮點

TLE8250V具有一系列令人矚目的特性。它符合ISO11898 - 2:2003標準，擁有寬共模范圍，具備出色的電磁抗干擾能力（EMI），同時電磁輻射（EME）極低。其ESD robustness表現優秀，能有效抵御靜電干擾。此外，它還保證并改善了環路延遲對稱性，支持日本OEM高達2 MBit/s的CAN FD數據幀。

該收發器提供(V{10})輸入，可適應微控制器電源電壓；(V{CC})和(V{10})電源具有擴展的供電范圍。它具備CAN短路保護功能，可防止接地、電池和(V{CC})短路；擁有TxD超時功能，能避免CAN總線永久阻塞；在掉電狀態下，CAN總線泄漏電流極低，還具備過溫保護和抗汽車瞬態保護功能。另外，它還有省電模式，在該模式下可關閉發射器電源(V_{CC})，并且是符合RoHS標準的綠色產品，通過了AEC認證，還符合日本市場最新的VeLIO測試要求。

應用場景

TLE8250V適用于多種汽車和工業應用場景，如發動機控制單元（ECUs）、變速器控制單元（TCUs）、底盤控制模塊以及電動助力轉向系統等。

產品描述

TLE8250VSJ作為物理總線層和CAN協議控制器之間的接口，可將信號驅動到總線上，并保護微控制器免受網絡內產生的干擾。基于CANH和CANL信號的高度對稱性，它在寬頻率范圍內提供極低的電磁輻射。該產品滿足或超越了ISO11898 - 2的要求，提供數字電源輸入(V_{10})和省電模式，旨在滿足CAN FD增強物理層要求，支持高達2 MBit/s的數據速率。憑借HS CAN總線接口極低的泄漏電流，它在掉電狀態下具有出色的被動特性，非常適合混合電源HS CAN網絡。基于英飛凌的智能功率技術SPT，它具備出色的ESD抗擾性和高電磁抗干擾能力，并且通過了AEC認證，能夠適應惡劣的汽車環境。

二、產品架構與引腳配置

功能框圖

TLE8250V的功能框圖展示了其內部結構，包括發射器、接收器、超時保護、溫度控制和模式控制等模塊。這些模塊協同工作，確保了收發器的穩定運行。

引腳配置

三、功能描述

高速CAN物理層

HS CAN是一種串行總線系統，用于連接微控制器、傳感器和執行器，實現實時控制應用。TLE8250VSJ作為高速CAN收發器，工作在CAN控制器和物理總線介質之間。HS CAN網絡是一個兩線差分網絡，允許CAN FD幀的數據傳輸速率高達2 MBit/s。其總線上有顯性和隱性兩種信號狀態。(V{CC})、(V{10})和GND是收發器的電源引腳，CANH和CANL是HS CAN總線的接口，RxD和TxD引腳是與CAN控制器的接口，NEN引腳用于模式選擇。

工作模式

1. 正常工作模式：當NEN引腳為邏輯“低”時，收發器進入正常工作模式。此時，發射器和接收器處于活動狀態，收發器將TxD輸入引腳上的串行數據流發送到CAN總線，并在RxD引腳上同時顯示總線上的數據。
2. 省電模式：當NEN引腳為邏輯“高”時，收發器進入省電模式。在該模式下，發射器和正常模式接收器關閉，RxD輸出引腳永久為“高”，總線輸入引腳無偏置，CANH和CANL輸入引腳浮空，HS CAN總線接口具有高電阻，發射器電源(V{CC})的欠壓檢測關閉，允許在該模式下關閉(V{CC})電源。

上電和欠壓條件

當檢測到發射器電源(V{CC})或數字電源(V{10})出現欠壓事件時，收發器會改變工作模式。關閉數字電源(V{10})，收發器進入掉電狀態；關閉發射器電源(V{CC})，收發器可能進入強制省電模式或保持在省電模式。

電壓適配

TLE8250VSJ有(V{CC})和(V{10})兩種不同的電源。(V{CC})為發射器和正常模式接收器供電，(V{10})為數字輸入和輸出緩沖器供電，也是內部邏輯的主要電源域。為了使收發器的數字輸入和輸出電平適應外部微控制器的I/O電平，可將電源(V_{10})連接到微控制器的I/O電源電壓。

四、故障安全功能

短路保護

CANH和CANL總線輸出具有短路保護功能，可防止接地或正電源電壓短路。電流限制電路可保護收發器免受損壞。如果由于CANH或CANL持續短路導致設備發熱，內部過溫保護將關閉總線發射器。

未連接邏輯引腳

所有邏輯輸入引腳都有內部上拉電阻連接到(V{10})。如果(V{10})電源激活且邏輯引腳開路，TLE8250VSJ默認進入省電模式，此時發射器禁用，總線偏置浮空。

TxD超時功能

TxD超時功能可防止CAN總線因TxD引腳的邏輯信號持續為“低”而永久阻塞。在正常工作模式下，當TxD引腳的邏輯“低”信號持續時間(t > t_{TxD})時，TxD超時功能啟用，收發器禁用發射器，但接收器仍處于活動狀態，繼續通過RxD輸出引腳監控總線上的數據。

過溫保護

TLE8250VSJ具有集成的過溫檢測功能，可保護發射器免受熱過載。過溫保護在正常工作模式下激活，在省電模式下禁用。當出現過溫情況時，溫度傳感器將禁用發射器，設備冷卻后發射器將再次激活，溫度傳感器內實現了滯后功能。

模式更改延遲時間

HS CAN收發器TLE8250VSJ在時間窗口(t_{Mode})內更改工作模式。在模式更改期間，RxD輸出引腳永久設置為邏輯“高”，不反映CANH和CANL輸入引腳的狀態。

五、產品特性參數

絕對最大額定值

包括電壓、電流和溫度等參數，如發射器電源電壓(V{CC})范圍為 - 0.3 V至6.0 V，數字電源電壓(V{IO})范圍為 - 0.3 V至6.0 V等。需要注意的是，這些參數并非都經過生產測試，部分由設計指定。

功能范圍

發射器電源電壓(V{CC})范圍為4.5 V至5.5 V，數字電源電壓(V{IO})范圍為3.0 V至5.5 V，結溫范圍為 - 40°C至150°C。在該功能范圍內，IC按電路描述運行，電氣特性在相關電氣特性表規定的條件下指定。

熱阻

結到環境的熱阻（PG - DSO - 8封裝）典型值為130 K/W，熱關斷溫度范圍為150°C至200°C，熱關斷滯后為10 K。

六、電氣特性

功能器件特性

涵蓋電流消耗、電源復位等參數。例如，在正常工作模式下，(V{CC})的電流消耗在隱性狀態下為2.6 mA至4 mA，顯性狀態下為38 mA至60 mA；在省電模式下，(V{CC})的電流消耗為5 μA。

動態特性圖表

提供了測試電路和時序圖，用于展示收發器的動態特性，如傳播延遲、延遲時間等參數。

七、應用信息

ESD魯棒性

根據IEC61000 - 4 - 2進行的ESD魯棒性測試結果和測試條件可在單獨的測試報告中獲取。CANH和CANL引腳相對于GND的靜電放電電壓在正脈沖時≥ + 8 kV，負脈沖時≤ - 8 kV。

應用示例

給出了應用電路示例，包含微控制器、收發器和相關外圍電路的連接方式，為工程師的實際應用提供了參考。

模式更改示例

介紹了在TxD信號為“低”和總線信號為顯性時的模式更改示例，展示了收發器在不同情況下的工作狀態變化。

八、總結

英飛凌的TLE8250V高速CAN收發器以其豐富的特性、可靠的性能和完善的保護功能，為汽車和工業應用中的高速CAN網絡提供了優秀的解決方案。無論是在正常工作模式還是特殊情況下的故障保護，它都能確保數據的穩定傳輸和系統的可靠運行。工程師們在設計相關應用時，可以充分考慮這款產品的優勢，以滿足實際需求。你在使用類似收發器時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區分享交流。