茂睿芯推出具有待机模式的高速CAN FD收发器MCAN1042，车规级±70V耐压

发布时间：2023-09-11 10:51
作者：AMEYA360
来源：茂睿芯
阅读量：2099

　　茂睿芯推出的最新具有待机模式的收发器MCAN1042，能有效降低整车系统待机功耗。MCAN1042在实现CAN FD通信的同时，还提供总线±70V耐压的能力，并且该款新品兼容3.3V和5V MCU，能为客户提供更多故障保护解决方案，为汽车制造商在整车系统性能、产品质量和可靠性赋能。

茂睿芯推出具有待机模式的高速CAN FD收发器MCAN1042，车规级±70V耐压

　　一、MCAN1042产品特征

　　5V电源供电，兼容3.3V/5V微处理器，支持12V和24V车载系统

　　符合ISO11898-2:2016和ISO11898-5:2007物理层标准

　　所有器件支持经典CAN和5Mbps CAN FD

　　±30V接收器共模输入电压

　　典型循环延迟：110ns

　　结温范围：-40℃~150℃

　　未上电时的理想无源特性

　　— 总线和逻辑引脚呈高阻态(无负载)

　　— 上电和掉电时总线和RXD输出无毛刺脉冲

　　保护特性

　　— 总线故障保护：±70 V

　　— VCC和VIO(仅限MCAN1042V系列)电源引脚上具有欠压保护

　　— 驱动器显性超时(TXD DTO)

　　— 数据速率低至9.2kbps

　　— 热关断保护(TSD)

　　— 过流保护(OCP)

　　— ±6kV HBM

　　提供SOP8/DFN3*3-8封装，提供绿色环保无铅封装

　　AEC-Q100认证

　　二、MCAN1042 CAN FD收发器封装及引脚功能

　　1、MCAN1042引脚封装图

茂睿芯推出具有待机模式的高速CAN FD收发器MCAN1042，车规级±70V耐压

　　2、MCAN1042引脚功能定义

茂睿芯推出具有待机模式的高速CAN FD收发器MCAN1042，车规级±70V耐压

　　三、MCAN1042 应用框图

　　1、典型系统应用框图

茂睿芯推出具有待机模式的高速CAN FD收发器MCAN1042，车规级±70V耐压

　　四、MCAN1042收发波形

　　(测试条件：5Mbps)

茂睿芯推出具有待机模式的高速CAN FD收发器MCAN1042，车规级±70V耐压

　　五、MCAN1042产品优势

　　1、良好的共模特性输出

　　针对车载领域复杂的电磁环境，茂睿芯对MCAN1042驱动器进行了特殊优化，保证其最优的共模输出性能。图为VCC=5.5V，TXD=2Mbps，Csplit=4.7nF时的共模输出特性图。

茂睿芯推出具有待机模式的高速CAN FD收发器MCAN1042，车规级±70V耐压

　　2、±70V总线故障保护

　　由于在实际应用环境中经常出现线路磨损、人为短接等原因，CAN总线容易与系统电源发生短接，这就需要CAN收发器具备一定的总线耐压能力，以提高整个系统的可靠性。而MCAN1042的总线故障保护能力最高可达±70V，足以满足乘用车系统或商用车系统对CAN收发器总线耐压的要求。

　　3、±30V的共模信号接收

　　在具体使用场景中，通信双方一般是采用双绞线形式进行差分信号的传输，有时由于双方所处地的电压不同，接收方接收信号时共模电压会产生较大偏移。针对这个问题，MCAN1042将共模电压输入提升至±30V，大大减少了因为共模电压过大时接收方发生解析数据异常的情况。

　　4、支持CAN FD协议

　　MCAN1042符合ISO11898-2:2016标准，可支持5Mbps的灵活数据速率(Flexible Data-Rate)。

　　六、典型应用

　　七、MCAN1042选型表

茂睿芯推出具有待机模式的高速CAN FD收发器MCAN1042，车规级±70V耐压

　　MCAN1042的推出能有效应对如今汽车内部越发复杂的CAN数据通信，在有限的车辆空间中保证CAN收发器的可靠性，助力汽车控制智能化!

　　样片申请

　　MCAN1042现均可支持送样，如需申请样片或订购产品可通过以下方式联系我们。

　　电话：021-64016692

　　邮件：amall@ameya360.com

       QQ：800077892

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　　自2022年OpenAI发布ChatGPT以来，生成式人工智能(AI)技术获得了广泛关注，一系列开创性研究成果相继发布，引领了人工智能的新一轮创新浪潮。当前人工智能、数据中心等算力基础设施，都以GPU、NPU/TPU、CPU等算力芯片作为计算核心，它们均基于先进半导体工艺制作，采用多相电源(多相控制器 + 智能功率级Smart Power Stage，简称SPS)为其提供低压大电流的电源管理解决方案。为满足客户当前对多相电源高功率密度、高效率和高可靠性的需求，降低TCO、提高电能转换效率和实现“双碳”目标，茂睿芯推出了90A等级的智能功率级MK6850。　　SPS在AI服务器供电架构中的应用　　SPS在传统服务器供电架构中的应用　　二、茂睿芯90A SPS产品 MK6850　　智能功率级是一种高端的DC-DC芯片，是电源管理芯片中技术含量最高的产品之一。MK6850作为一颗智能功率级产品，采用多晶圆封装技术，内部集成了两颗超低Rdson 的SGT MOSFET和一颗高性能驱动芯片，同时采用了业界标准的5mmx6mm QFN封装，此封装占板面积小，可大幅提升功率密度，能广泛应用于高性能服务器，存储服务器，数据通讯，AI训练和推理加速卡，显卡，高端台式机和笔记本等应用。　　三、MK6850 产品特征　　● 集成高性能SGT MOSFET上下管和智能驱动　　● 30V/25V 上/下管耐压　　● 90A 最大平均电流　　● 120A 峰值过流保护　　● 5uA/A IMON上报　　● 8mV/℃ 温度上报　　● 200kHz-1.2MHz 开关频率，瞬态4MHz　　● 4.5V-16V 输入电压范围　　● 4.5V-5.5V 驱动电压　　● 3.3V/5V PWM逻辑电平　　● 支持三态PWM和使用下管体二极管进行降低过冲操作　　● BOOT-PHASE 电容电压自动刷新充电　　● 丰富的保护功能：正电流保护, 负电流保护, 过温保护，VCC/VDRV/BOOT-PHASE欠压保护, 上、下管短路保护，智能故障上报识别Fault ID　　● 兼容多品牌多相控制器　　● 符合ROHS标准　　● 管脚兼容(行业标准39-Pin 5x6 QFN)　　四、MK6850 引脚封装图&典型应用框图　　MK6850引脚封装图　　MK6850典型应用框图　　五、MK6850 三大重要设计指标　　GPU、NPU/TPU、CPU等算力芯片的运算速率越来越高，处理数据量与日俱增，能耗持续攀升，对智能功率级(SPS)的性能和稳定性提出了更高的要求，因此茂睿芯将高可靠性，高效率和高精度IMON上报作为MK6850的三大重要设计指标。　　1、高可靠性　　针对高可靠性，MK6850采用了垂直结构的SGT MOSFET，相较于平面MOSFET，SGT MOSFET具有热阻小，耐压高，EAS能力强。经过器件长时间的封装可靠性测试、超20万小时的重载可靠性测试以及极限测试，全方位地验证了器件的可靠性，确保其稳定可靠。　　2、高效率　　为提高效率，MK6850采用了超低Rdson的SGT MOSFET，配以低阻抗大通流的铜扣封装，对死区时间进行了精细优化。以12V输入、1.8V输出、5V驱动电压、800kHz开关频率条件为例，MK6850的峰值效率为94.7%，领先于国内同类产品。　　12V 转1.8V效率图(已含电感损耗)　　3、高精度 IMON 上报　　SPS产品的IMON上报精度对于CPU等中央处理器的性能起到至关重要的作用，上报偏高会限制CPU的性能;上报偏低可提高CPU性能，但会使CPU过热从而影响CPU使用寿命。　　MK6850具备实时侦测内部MOSFET电流信息的能力，结合驱动器内置的先进电流上报算法以及精准的温度补偿机制，使其能够实现5uA/A且精度为±5%的IMON输出，确保提高CPU性能的同时不影响CPU的使用寿命。　　12V转1.8V 800kHz IMON上报误差图　　六、MK6850 温度上报与保护功能　　MK6850内部集成了温度上报与过温保护功能，温度信息通过TMON引脚以8mV/℃的比例输出。同时，MK6850 TMON引脚还兼具故障输出功能，能够通过电平的高低向多相控制器报告不同类型的错误。　　在保护功能方面，MK6850特别设计了峰值逐周期限流功能，专为预防多相控制器误发长PWM脉宽信号而出现输出电感饱和的问题，这一功能设计为防止电感饱提供了坚实后盾与最后一道安全防线。　　其次，MK6850还具备负电流保护功能，能够在输出电压下调(DVID DOWN)或过压保护(OVP)等情况时，有效防止因长时间开启下管所导致的电感反向饱和现象。即便在电感未发生反向饱和的情况下，当控制器需要关闭下管时，也能阻止过大的负电流流经上管的体二极管，从而确保上管的安全，避免其因过热而损坏。　　值得一提的是，MK6850还具备BOOT电容自动刷新功能，当PWM信号持续处于三态模式，并且BOOT电容电压跌落至预设的阈值以下时，驱动电路会自动对BOOT电容进行充电，这一设计确保了在下一次上管开启时能够为其提供足够的驱动电压，从而保障整个电源系统稳定和高效的运行。　　七、MK6850 兼容性分析与测试　　1、MK6850 兼容性分析　　智能功率级(SPS)与控制器必须连接的三个引脚为IMON、TMON/FLT和PWM，以下从原理上分析MK6850 这三个引脚和市面上主流多相控制器的兼容性。　　①IMON 引脚　　MK6850 IMON上报符合业界通用标准5uA/A，通过微调控制器IMON的Gain和Offset，可达到CPU所要求的IMON上报精度，也可以外接1kΩ电阻，将电流型的IMON变成电压型IMON，实现向下兼容。　　②TMON/FLT 引脚　　MK6850 TMON符合业界通用标准8mV/℃，0.6V@0℃，可完全实现兼容，发生Fault时TMON能拉高至3.3V。　　③PWM 引脚　　MK6850 符合业界控制器通用3.3V PWM电平标准。　　MK6850可以在PWM三态、PWM高和PWM低之间任意切换，POCP功能可保护PWM高到PWM三态产生长脉宽而造成地电感饱和。　　MK6850支持PWM高最小脉冲，当PWM高不足50ns时能扩展为50ns，可防止驱动器损坏。　　MK6850支持PWM低最小脉冲，当PWM低不足50ns时能扩展为50ns，可防止驱动器损坏。　　MK6850支持NOCP，当PWM常低时防止电感反向饱和，阻止负电流损坏上管体二极管。　　MK6850支持POCP，当控制器P2CL不准确，或者PWM常高时防止电感饱和。　　MK6850支持大动态释放负载时PWM变为三态进入Body Braking模式。　　2、MK6850 兼容性测试　　MK6850的驱动器内置严密控制和保护逻辑，已成功与国内外多家厂商的多相控制器进行了广泛的兼容性测试，包括但不限于英特尔VR14 Eagle Stream 350W平台、国内64核ARM平台&SW64平台。　　①Intel VR14 Eagle Stream平台0A-445A静态电流上报: 通过　　②Intel VR14 Eagle Stream平台108A-445A, 1081A/us, 3D Worst Case：通过　　③通过多客户多平台测试　　八、MK6850 典型应用场景
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　　茂睿芯全系列车规CAN收发器产品目前均已实现量产出货，包括：MCAN1042-Q1、MCAN1044-Q1、MCAN1043-Q1、MCAN1145-Q1，新款集成信号改善技术的CAN FD SIC收发器MCAN1462-Q1、MCAN1463-Q1、MCAN1465-Q1。　　一、全系列车规 CAN 收发器选型表　　二、CAN产品规划路线图　　三、产品特征　　● 标配信号改善能力　　(振铃抑制/SIC-Signal Improvement Capability)　　● 增强总线传输性能　　● 提高总线通信速率　　● 优化总线共模输入能力　　● 强化总线系统级ESD能力　　● IO口兼容5V和3.3V应用(部分型号可以兼容1.8V应用)　　● 支持与不同厂家收发器的组网兼容性通信　　● 唤醒模式涵盖本地唤醒、任意帧唤醒、局部联网功能，适配客户不同的应用场景　　● 向下兼容，无需任何软硬件改动，即可完成收发器的版本升级　　四、全系列 CAN 收发器引脚封装总览　　茂睿芯推出的最新款CAN FD SIC收发器(MCAN1462-Q1、MCAN1463-Q1、MCAN1465-Q1等)适配不同的总线拓扑，涵盖了线性拓扑，多分枝拓扑(含单星型、多星型拓扑)，在8节点、16节点网络拓扑下，支持2Mbps、5Mbps甚至更高的通信速率。　　五、C&S兼容性报告　　茂睿芯推出的CAN收发器能提供德国C&S实验室提供的兼容性报告，可直接和其他通过C&S认证的CAN收发器稳定可靠的通信，能保证汽车电子各控制单元(ECU)之间互联互通，提高整车的性能和可靠性。
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