MAX13054高速CAN 收發器解析

在工業網絡應用中，對于CAN收發器的性能和可靠性要求極高。今天我們就來詳細探討一下Maxim Integrated推出的MAX13050/MAX13052/MAX13053/MAX13054系列工業標準高速CAN收發器，它具備±80V故障保護功能，能很好地滿足工業環境的嚴苛需求。

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產品概述

MAX13050/MAX13052/MAX13053/MAX13054這幾款器件引腳兼容，是符合ISO11898標準的高速CAN收發器，擁有擴展的±80V故障保護能力，非常適合需要過壓保護的工業網絡應用。它們能在CAN協議控制器和總線物理線路之間建立連接，可用于DeviceNet應用，數據速率最高可達1Mbps。其輸入共模范圍大于±12V，超過了ISO11898規定的 -2V至 +7V，還具備±8kV ESD保護，能適應惡劣的工業環境。

關鍵特性與優勢

電氣特性

電源電流：不同工作模式下，電源電流表現不同。例如在顯性狀態且負載 (R{L}=60Ω) 時，(V{CC}) 電源電流有相應的數值范圍；MAX13054的 (V_{CC}2) 電源電流在特定條件下為15μA。
輸入特性：輸入電壓和電流有明確的要求。如TXD、STBY等輸入的高、低電平電壓，以及高、低電平輸入電流等，輸入電容為10pF。
CANH和CANL特性：包括隱性總線電壓、隱性輸出電流、輸出電壓等參數，在不同工作模式和電壓條件下有具體的數值范圍。
RXD輸出特性：RXD的高、低輸出電壓電平與輸出電流有關，能為CAN控制器提供合適的信號。
共模穩定和參考輸出：SPLIT引腳可穩定隱性共模電壓，在正常模式下輸出電壓有一定范圍，且有泄漏電流參數；MAX13053的REF輸出電壓可用于偏置CAN控制器差分比較器的輸入。
功能特性
ESD保護：符合IEC 61000 - 4 - 2接觸放電標準，具備±8kV的ESD保護能力，能有效防止靜電對器件的損壞。
故障保護：±80V的故障保護使得CANH、CANL和SPLIT引腳能在高電壓系統中使用，可與高壓總線進行通信。
主導超時功能：當TXD輸入持續低電平超過1ms時，發射器會被禁用，將總線驅動到隱性狀態，防止錯誤的CAN控制器將總線鉗位在顯性電平。
多種工作模式
- 高速模式：器件在高速模式下可實現高達1Mbps的傳輸速率。通過將STBY引腳拉低可使MAX13050和MAX13054進入高速運行狀態；將MAX13052的RS引腳接地可使其工作在高速模式。
- 斜率控制模式（MAX13052）：通過在RS引腳和地之間連接一個電阻（16kΩ ≤ (R{RS}) ≤ 200kΩ）來選擇斜率控制模式。該模式下可控制CANH和CANL的壓擺率，減少高頻EMI，允許使用非屏蔽雙絞線或平行線作為總線線路。壓擺率可通過公式 (SR(V / mu s)=frac{250}{R{RS}}) 近似計算。
- 待機模式（MAX13050/MAX13052/MAX13054）：將RS或STBY引腳置高可進入待機模式，此時發射器關閉，接收器進入低電流/低速狀態，可降低功耗。
- 靜音模式（MAX13053）：將S引腳拉高可使MAX13053進入靜音模式，此時發射器被禁用，但RXD仍可監測總線活動。

應用場景

該系列器件可廣泛應用于DeviceNet節點、中重型卡車系統等工業領域。在這些應用中，其高可靠性和多種功能特性能夠保證數據的穩定傳輸和系統的正常運行。

設計建議

布局考慮

CANH和CANL是差分信號，要確保它們的寄生電容相等。對于MAX13052，應將RS引腳的電阻盡可能靠近器件放置，以減少輸入端的噪聲耦合。
電源和旁路

使用0.1μF的陶瓷電容將 (V{CC}) 和 (V{CC}2) 旁路到地，電容應靠近IC安裝，采用短引腳長度和寬走線寬度，以保證電源的穩定性。

降低EMI和反射

在斜率控制模式下，MAX13052的CANH和CANL輸出的壓擺率受限，可有效減少EMI和因電纜端接不當引起的反射。在多節點CAN應用中，要采用點對點的布線方案，總線兩端用120Ω電阻端接，盡量減小分支長度。

選型指南

型號	SPLIT	斜率控制	待機模式	靜音模式	3.3V電源	REF	引腳兼容替代型號
MAX13050	有	無	有	無	無	無	TJA1040
MAX13052	有	有	有	無	無	無	PCA82C250/51
MAX13053	無	無	無	有	無	有	TJA1050, AMIS - 30660
MAX13054	無	無	有	無	有	無	TLE6250v33, CF163