NEST079 August 2024 TCAN3403-Q1 , TCAN3404-Q1
車輛不斷進化以加入更多先進功能，進而提升安全性、舒適性與便利性。更多功能需要更複雜的電子元件，這也凸顯出電源效率的重要性。電源效率可延長行駛距離並降低運作成本，這讓半導體製造商需將微控制器 (MCU) 等電子元件的一般供應電壓從 5V 降至 3.3V。在許多汽車系統中，現在只需要對 5V 控制器區域網路 (CAN) 收發器使用 5V 電源軌，對其他所有元件則可使用 3.3V 電源軌，或來自 12V、24V 或 48V 電池的更低電源軌。透過 3.3V 電源供應器運作的 CAN 收發器可免除對 5V 軌的需求，並且有助於與 MCU 無縫介接。
對於目前生產中的汽車 CAN 網路而言，市面上唯一通過電磁相容性 (EMC) 標準的收發器也需使用 5V 電源供應器。圖 1 顯示將 CAN 控制器整合至 MCU 時的 5V CAN 節點簡化原理圖。若使用 3.3V CAN 收發器，即可對 MCU 及收發器均使用 3.3V 電源供應器，因此能減少整體物料清單成本並節省電路板空間。
圖 1 以 3.3V CAN 簡化設計3.3V CAN 收發器在工業市場中已存在數十年之久。然而設計師在將其轉移至汽車市場時，面臨了兩項挑戰：如何與現有 5V CAN 收發器互通，以及如何通過嚴格的汽車 EMC 要求。在本文中，我將說明 TI 的 3.3V CAN 收發器如何協助克服這些挑戰。
5V CAN 收發器互通性
5V CAN 收發器是 CAN 網路的現行解決方案，因此 3.3V CAN 收發器必須可在現有網路與架構中完全互通。對 Tier1 汽車供應商而言，互通性格外重要，因為他們通常不會負責設計整個 CAN 網路。這些供應商不知道自己設計的 CAN 匯流排部分會連接至 3.3V 或 5V 收發器。因此 3.3V 和 5V CAN 之間具有互通性，即可緩解這種風險。若 5V 和 3.3V CAN 收發器完全互通，就再也無需將通訊匯流排上的所有節點變更為 3.3V。子系統設計師可靈活決定 3.3V 收發器是否能為 CAN 匯流排上的單一節點帶來助益。
圖 2 3.3V 與 5V CAN 收發器的互通性TI 的 3.3V CAN 系列已成功通過國際標準化組織 (ISO) 16845-2 的測試。測試範圍涵蓋所有收發器皆為 3.3V 收發器的同質網路，以及以下異質網路：在 16 個 CAN 節點中有四個為 3.3V 收發器，其餘 12 個 CAN 節點則混合了業界公認的其他三種 5V CAN 收發器。TI 的車用 3.3V TCAN3403-Q1 及 TCAN3404-Q1 收發器已成功通過這項互通性測試。
EMC 要求
CAN 收發器的 EMC 性能為透過兩個參數進行測量：裝置本身產生的放射，以及對系統中干擾的抗擾性。TCAN3404-Q1 和 TCAN3403-Q1 符合國際電子電機委員會 (IEC) 62228-3 的 EMC 性能標準。
放射是電磁能量的釋放。在理想情況下，低放射可確保正常運作不會影響附近其他元件的性能。抗擾性是裝置在存在干擾 (例如附近其他元件產生的放射) 時可正常運作的能力。對於汽車應用而言，由第三方測試機構執行的測試是最嚴格的測試之一，並且可呈現 CAN 收發器的放射與抗擾性性能等特性。
5V CAN 收發器之所以漸趨普遍，是因為市售裝置影響了建立 EMC 標準的方式，而 3.3V CAN 收發器則一直竭力克服相關挑戰，以符合先前已存在的標準。由於 TCAN3404-Q1 和 TCAN3403-Q1 能在同質或異質網路中通過 EMC 的要求，因此得以克服這項障礙。
結論
TCAN3403-Q1 和 TCAN3404-Q1 可通過嚴格的汽車 EMC 要求，並且可與 5V CAN 收發器完全互通。隨著 3.3V 成為汽車元件的標準供應電壓，3.3V CAN 收發器即可提供設計彈性，以減少系統中的電源供應器數量，進而節省功率與成本。
其他資源
如需更多有關 3.3V CAN 收發器的技術資訊，請查看技術白皮書「符合車用資格的電磁相容 3.3V CAN FD 收發器」。
註冊商標
所有商標皆屬於其各自所有者之財產。