GERT011 August 2024 TCAN3403-Q1 , TCAN3404-Q1
Fahrzeuge werden mit immer mehr fortschrittlichen Funktionen ausgestattet, die Sicherheit und Komfort erh?hen. Immer mehr Funktionen erfordern eine komplexere Elektronik, was die Bedeutung der Energieeffizienz unterstreicht. Energieeffizienz erm?glicht gr??ere Reichweiten und senkt die Betriebskosten. Dies führt dazu, dass Halbleiterhersteller die typische Versorgungsspannung einer elektrischen Komponente wie eines Mikrocontrollers (MCU) von 5 V auf 3,3 V senken. In vielen Fahrzeugsystemen ben?tigt der 5-V-CAN-Transceiver (Controller Area Network) jetzt nur noch eine 5-V-Stromschiene, w?hrend alle anderen Komponenten eine Versorgungsspannung von 3,3 V oder weniger verwenden k?nnen, die von der 12-V-, 24-V- oder 48-V-Batterie abgeleitet wird. CAN-Transceiver, die mit 3,3 V betrieben werden, würden die 5-V-Schiene überflüssig machen und einen nahtlosen Anschluss an die MCU erm?glichen.
Für CAN-Netzwerke im Automobilbereich, die derzeit in Produktion sind, ben?tigen die einzigen verfügbaren Transceiver, die den Standards der elektromagnetischen Vertr?glichkeit (EMV) entsprechen, ebenfalls eine Stromversorgung von 5 V. Abbildung 1 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild eines 5-V-CAN-Knotens, bei dem der CAN-Controller in der MCU integriert ist. Mit einem 3,3-V-CAN-Transceiver kann die 3,3-V-Versorgung sowohl für die MCU als auch für den Transceiver verwendet werden. Dies reduziert die Materialkosten und den Platzbedarf auf der Leiterplatte.
3,3-V-CAN-Transceiver gibt es bereits seit Jahrzehnten im industriellen Markt. Beim übergang in den Automobilmarkt stehen die Entwickler jedoch vor zwei Herausforderungen:Wie kann man mit bestehenden 5-V CAN-Transceivern interagieren und wie kann man die strengen EMV-Anforderungen im Automobilbereich erfüllen? In diesem Artikel erl?utere ich, wie die 3,3-V-CAN-Transceiver von TI helfen k?nnen, diese Herausforderungen zu meistern.
5-V-CAN-Transceiver sind die gebr?uchliche L?sung für CAN-Netzwerke, daher ist es wichtig, dass 3,3-V-CAN-Transceiver vollst?ndig mit bestehenden Netzwerken und Architekturen kompatibel sind. Die Interoperabilit?t ist für Tier-1-Automobilzulieferer besonders wichtig, da sie in der Regel nicht das Design des gesamten CAN-Netzwerks besitzen. Diese Anbieter wissen nicht, ob der von ihnen entwickelte Teil des CAN-Busses mit einem 3,3-V- oder 5-V-Transceiver verbunden werden kann. Die Interoperabilit?t zwischen 3,3-V- und 5-V-CAN mindert dieses Risiko. Wenn die 5-V- und 3,3-V-CAN-Transceiver vollst?ndig interoperabel sind, müssen nicht mehr alle Knoten am Kommunikationsbus auf 3,3 V umgestellt werden. Entwickler von Subsystemen k?nnen flexibel entscheiden, ob ein einzelner Knoten am CAN-Bus von einem 3,3-V-Transceiver profitieren würde.
Die 3,3-V-CAN-Familien von TI wurden erfolgreich auf Konformit?t mit der International Organization for Standardization (ISO) 16845-2 geprüft. Die Prüfungen umfassen ein homogenes Netzwerk mit allen 3,3-V-Transceivern und ein heterogenes Netzwerk, in dem vier von 16 CAN-Knoten 3,3-V-Transceiver sind und die restlichen 12 CAN-Knoten eine Mischung aus drei anderen industriell anerkannten 5-V-CAN-Transceivern sind. Die 3,3-V-Transceiver TCAN3403-Q1 und TCAN3404-Q1 von TI haben diese Interoperabilit?tsprüfung erfolgreich bestanden.
Die EMV-Leistung von CAN-Transceivern wird anhand von zwei Parametern gemessen: Die St?raussendung der Bausteine selbst und die St?rfestigkeit des Systems. Die Bausteine TCAN3404-Q1 und TCAN3403-Q1 entsprechen der Norm 62228-3 der International Electrotechnical Commission (IEC) für die elektromagnetische Vertr?glichkeit.
Emissionen sind die Freisetzung elektromagnetischer Energie. Im Idealfall stellen niedrige Emissionen sicher, dass der normale Betrieb die Leistung anderer Komponenten in der Umgebung nicht beeintr?chtigt. St?rfestigkeit ist die F?higkeit eines Bausteins, bei St?rungen, z. B. Emissionen von anderen Komponenten in der N?he, fehlerfrei zu funktionieren. Die von unabh?ngigen Prüfstellen durchgeführten Prüfungen geh?ren zu den strengsten Prüfungen für Automobilanwendungen und charakterisieren die St?raussendung und St?rfestigkeit von CAN-Transceivern.
5-V-CAN-Transceiver sind sehr popul?r geworden, weil kommerziell erh?ltliche Bausteine die Entwicklung der EMV-Normen beeinflusst haben, w?hrend 3,3-V-CAN-Transceiver Schwierigkeiten haben, die bestehenden Normen zu erfüllen. Diese Barriere wurde überwunden, da TCAN3404-Q1 und TCAN3403-Q1 in der Lage sind, die EMV-Anforderungen in einem homogenen oder heterogenen Netzwerk zu erfüllen.
TCAN3403-Q1 und TCAN3404-Q1 erfüllen die strengen EMV-Anforderungen im Automobilbereich und sind voll kompatibel zu 5-V-CAN-Transceivern. Da 3,3 V zur Standard-Versorgungsspannung für Fahrzeugkomponenten wird, bieten 3,3-V-CAN-Transceiver Designflexibilit?t, um die Anzahl der Stromversorgungen im System zu reduzieren und damit Energie und Kosten zu sparen.
Weitere technische Informationen zu 3,3V CAN-Transceivern finden Sie im technischen Whitepaper ?Automotive-Qualified Electromagnetic Compliant 3.3V CAN FD Transceivers.“
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