TJA1042TK/3,118 产品概述
TJA1042TK/3,118 是恩智浦(NXP)家族中面向高可靠性网络的 CAN 总线收发器产品,适用于严苛汽车及工业环境。该器件以 HVSON-8-EP (3×3 mm) 小型封装交付,工作电压 4.5 V ~ 5.5 V,支持高达 5 Mbps 的数据传输速率,静态/待机电流极低,工作温度范围宽(-40 ℃ ~ +150 ℃),并提供良好的总线保护与热管理特性,适合高温与高电流场景下长期可靠运行。
一、主要参数亮点
- 类型:CAN 收发器(半收发器/1:1 接口,用于 CAN bus)
- 数据速率:最高 5 Mbps,满足高速 CAN 及部分 CAN FD 通信需求
- 工作电压:4.5 V ~ 5.5 V(典型系统 5 V)
- 工作电流:约 110 mA(总线活动时)
- 静态/待机电流:15 µA(低功耗待机模式)
- 工作温度:-40 ℃ ~ +150 ℃(符合高温工作要求)
- 封装:HVSON-8-EP (3×3 mm),带裸露散热焊盘(EP)
二、功能与应用场景
TJA1042TK/3,118 作为高性能 CAN 总线物理层器件,承担 TXD(主控输入)与 RXD(接收输出)与差分总线(CANH/CANL)之间的电气转换与保护。其典型应用包括:
- 汽车车身控制、车载网关、车载诊断与动力系统通信节点
- 工业自动化现场总线、嵌入式控制器间高速通信
- 需要高温耐受与低待机功耗的长寿命电子模块
器件适合在需要快速通讯与可靠断线检测、低静态功耗控制策略(如休眠/唤醒)以及在电气干扰环境中稳定运行的场合使用。
三、典型电路与设计注意事项
- 电源去耦:在 VCC 引脚与 GND 之间放置 100 nF 陶瓷旁路电容,并在靠近器件的焊盘处布局,必要时并联 1 µF 至 10 µF 以抑制低频干扰。
- 总线终端:在 CANH 与 CANL 之间采用 120 Ω 差分终端电阻(或根据网络拓扑和层数调整),并在节点布置合适的终端与分路电阻。
- ESD 与过压保护:为提高系统鲁棒性,建议在总线侧增设低电容 TVS 二极管以及共模滤波元件以抑制浪涌与瞬态。器件本身通常具有一定的过压/短路/热关断保护,但外部保护仍是推荐做法。
- 接地与散热:HVSON 的裸露散热焊盘(EP)应焊接到 PCB 的地平面(GND)并通过通孔或多层散热铺铜提高热扩散能力;同时保证信号地与模块地面分区合理,避免干扰回流。
- 布线建议:差分对(CANH/CANL)应成对、等长布线,避免穿越大电流回路或强电磁干扰源;RXD/TXD 信号应靠近 MCU/控制器接口,减小串扰与延迟。
四、封装与热管理
HVSON-8-EP (3×3) 提供紧凑封装,适合空间受限的汽车电子模块。裸露焊盘的正确焊接对热性能和机械强度至关重要:
- 焊盘设计应遵循厂商推荐的焊盘尺寸与开窗规则,保证焊锡回流均匀;
- 在高工作电流或高环境温度下,确保 PCB 有充足的铜区(内层/底层)和通孔形成热通道,以便器件散热,防止热关断或寿命降低。
五、可靠性及测试建议
针对汽车与工业级应用,建议在产品开发与验证阶段进行:
- 热循环、工作温度极限和长期高温老化测试;
- 瞬态电压抑制(ISO 类 ESD/Surge)与电磁兼容(EMC)测试;
- 总线短路、负载突变与唤醒/睡眠功能的功能验证;
- 在多节点总线环境下的互操作性测试,确保与其他 CAN 收发器兼容。
六、总结
TJA1042TK/3,118 以其高达 5 Mbps 的速率、宽温区和低待机电流的特点,适用于对通信速度、工作可靠性与热管理有较高要求的汽车与工业电子系统。在电源去耦、总线保护与 PCB 热设计方面的合理布局,是确保器件长期稳定运行的关键。根据系统需求配合适当的外部保护与终端设计,可实现高鲁棒性的 CAN 总线节点解决方案。