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隔离型RS-485收发器的七年夜设计效果汇总

宣布时间:2018年12月20日 10:12    宣布者:eechina
要害词: RS-485 , 收发器
作者:德州仪器Anthony Viviano和Vikas Thawani

您能否正在搜索有关RS-485的更多信息?我们专程凭证TI E2E社区的反映,汇编了关于隔离型RS-485收发器设计攻关的最有数效果清单。欲望这份清单能为您供应关于RS-485隔离旌旗暗记与电源的有用看法。

1.甚么时间必须隔离RS-485总线

隔离可防止系统两个部门之间的直流电(DC)和异常的交流电(AC),但依然支持两个部门之间的旌旗暗记和电能传输。隔离通常能够阻挡电气组件某职员遭受风险电压电流浪涌的风险;用于掩护职员的隔离称为增强型隔离。隔离可防止节点之间阻拦远程通讯时组成接地回路。隔离还允许远高于RS-485尺度所推荐的节点间通讯接地电位差变换率。

2.可以把若干个节点毗连到一条RS-485总线上?

为预估能够的最年夜总线负载数目,RS-485界说了一个假定术语“单元负载(UL)”,它代表约为12kΩ的负载阻抗。美国电子工业协会(TIA/EIA) RS-485尺度强迫划定最多能够为一条RS-485总线添加32 UL负载。我们应用输入电压除以泄电流取得的最坏情形下的性能比来盘算一个节点的UL,如等式1所示。

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一旦算出了该节点的UL,便可以用等式2盘算最年夜节点数目:

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年夜部门TI隔离型RS-485收发器的单一UL为1/8,是以换算的效果是一条RS-485总线上最多可以有256个节点。

如需更多明确UL及一条RS-485总线可毗连的节点数目,请参考“模拟应用期刊”文章——“RS-485单元负载与最年夜总线毗连数目”。

3.隔离型RS-485的速率与长度相关性是甚么?

在旌旗暗记速率(速率)与电缆长度之间存在反向关系。它们之间着实着实切关系取决于电缆自己的电阻电容。假定构建RS-485群集,选择电缆与收发器不合主要,云云方能确保在所需距离上的可靠通讯。图1展示了旌旗暗记速率与电缆长度的相关性。图中的圈3显示的是与旌旗暗记速率有关的最年夜电缆长度;在曲线的这部门区域,电缆的直流电阻招致旌旗暗记衰减,限制了最年夜通讯距离。圈2展示了旌旗暗记速率与电缆长度之间的反向关系,这是由传输线路消耗组成的,电缆越长消耗越年夜。圈1使您可以忽视传输线路消耗;驱动器的上升和降低时间,决议了对最年夜数据传输率的主要限制因素。RS-485尺度建议最年夜旌旗暗记速率为10Mbps;然则,凭证当今的手艺,旌旗暗记速率已达50Mbps。

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图 1:旌旗暗记速率与电缆长度的关系

4.甚么是误差掩护偏置,若何设计它?

为实验RS-485尺度,当差分输入(VID)逾越200mV时,吸收器输入必老天生逻辑高电平,而当VID低于-200mV时,则必须输入逻辑低电平。可是,不才列三种情形下会天生有用输入:
•        总线开路,例如电缆断裂或毗连器断开。
•        总线短路,例如电缆绝缘破损,使绞线对短路。
•        总线闲置,假定总线上没有驱动器有用驱动,就会发生这类效果。

在以上任何情形中,关于端接的传输线路,RS-485吸收器VID为零,无误差掩护吸收器输入则不愿定。

误差掩护偏置为闲置总线供应差分电压,从而能够保持吸收器处于逻辑高电平态。假定您不推敲误差掩护偏置,终端电阻可将总线电压降至0V,招致弱点的输入或旌旗暗记振荡。您可以经由历程联络应用电阻群集与RS-485吸收器,设计误差掩护偏置。TI隔离型RS-485收发器均已针对总线开路、短路或闲置的情形集成了误差掩护偏置,故不再须要构建外部电路来设计误差掩护偏置。

5.甚么时间须要端接RS-485总线,它对系统而言有何优点和弱点?

在年夜部门RS-485应用中,为防止旌旗暗记反射,终端电阻都与电缆的特点阻抗相婚配。终端电阻应装配在RS-485总线的两头。有些远程通讯在没有终端电阻的情形下也能正常操作,但关于一切应用而言端接线路都是最好措施。终端电阻的弱点是由电阻发生直流消耗,这会使系统发生更高的功耗。纵然有此缺憾,终端电阻依然是绝年夜多数应用的好选择。

6.隔离型RS-485装备须要哪一种瞬态掩护?

隔离型RS-485装备接纳何种瞬态掩护取决于事实系统中能够的滋扰类型,例如静电释放(ESD)、电快速瞬变脉冲群(EFT)或浪涌,和所需的掩护水平。TI隔离型RS-485收发器产物系列假定具有浮动绝缘接地导体,则集成收发器总线终端会具有某种水平的外部瞬态掩护。除此以外,准确设计系统后,您可以应用隔离势垒组成针对这些瞬态变换的高阻抗。假定您不欲望系统中泛起差分瞬态情形,并测试了一切与事实装备接地相关的瞬态,然后将掩护性接地装配(PE)毗连到隔离型收发器的逻辑侧,将使一切高电压瞬态发生在隔离势垒处。把PE毗连到逻辑侧,可以阻拦除外部组件,如瞬态电压榨取(TVS)二极管或防脉冲电阻等。
图2展示了接纳ISO1410的增强型瞬态掩护手艺。

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图 2:半双工隔离型RS-485收发器,具有可选的总线掩护组件

7.您若作甚隔离型RS-485节点结构隔离型电源?

为隔离型RS-485节点结构隔离型电源有几种可选的措施;最利益置赏罚妄图须视详细的应用须要而定。

一个选择是应用TI SN6501这样的变压器驱动器,此种驱动器可用于具有次级侧变压器和整流高压差稳压器(LDO)的推挽式装备。SN6501的功率高达1.5W,可作为隔离型电源。此装备具有高度无邪性,简直可用在一切应用中。这是由于变压器匝数比能使电源供应须要的隔离电压和输入电压。假定您须要为其他装备供应隔离电源,则可应用SN6505而不是SN6501,取得高达5W的输入功率。SN6505具有特此外掩护特点,例如过载和短路、热关断、软启动和压摆率控制等,便利设计职员修建健全的处置赏罚赏罚妄图。

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图 3:应用SN6501构建ISO1410的隔离型电源

此外一个针对空间受限应用的可选措施是ISOW78xx系列装备,该系列可在小型塑封集成电路(SOIC)-16封装中供应旌旗暗记和电源隔离特点。ISOW7841可与非隔离型RS-485收发器联络应用,如带集成旌旗暗记和电源参考设计的隔离型RS-485所示。这类联络应用占空间小;不须要变压器,也易于经由历程认证。请参阅ISOW7841线上产物文件夹中的一切文档,明确概略。

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图 4:应用ISOW7841打造集成旌旗暗记和电源的隔离型RS-485

我们还遗漏了甚么效果吗?

假定您想寻觅更多有关RS-485的信息,或许想为这份清单添加效果,请会见TI E2E社区并留言,赞助我们一连探讨。
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