ADM2582E/ADM2587E-完全集成式隔离数据收发器

ADM2582E/ADM2587E-完全集成式隔离数据收发器

本文主要简单介绍RS-485总线标准，以及比较几种常见的RS-485电路，并重点介绍美国interwetten与威廉的赔率体系 器公司（ADI）最新量产的具备±15 kV ESD保护功能的完全集成式隔离数据收发器ADM2582E/ADM2587E，一个集成隔离DC/DC电源，适合用于多点传输线路上的高速通信应用的数据收发器。

1.引言

随着现代化社会生活的迅速发展，工业自动化的程度越来越高。在工业控制、电力通讯、智能仪表等领域中，也常常使用简便易用的串行通讯方式作为数据交换的手段。但是，在工业控制等环境中，常会有电气噪声干扰传输线路，使用RS-232通讯时经常因外界的电气干扰而导致信号传输错误；另外，RS-232通讯的最大传输距离在不增加缓冲器的情况下只可以达到15 米。为了解决上述问题，RS-485标准通常被用作为一种相对经济、具有相当高噪声抑制、相对高的传输速率、传输距离远、宽共模范围的通信平台。 RS-485标准采用平衡式发送，差分式接收的数据收发器来驱动总线。因为RS-485的远距离、多节点（256个）以及传输线成本低的特性，是EIA RS-485称为工业应用中数据传输的首选标准。ADI公司的ADM2582E/ADM2587E器件针对均衡的传输线路而设计，符合ANSI/TIA/EIA RS-485-A-98和ISO 8482:1987(E)标准。它采用ADI公司的iCoupler®威廉希尔官方网站 ，在单个封装内集成了一个三通道隔离器、一个三态差分线路驱动器、一个差分输入接收机和一个isoPower DC/DC转换器。该器件采用5V或3.3V单电源供电，从而实现了完全隔离的RS-485解决方案。

2．RS-485 标准介绍

电子工业协会（EIA）于1983 年制订并发布RS-485标准，并经通讯工业协会（TIA）修订后命名为TIA/EIA-485-A，习惯地称之为RS-485标准。RS-485标准是为弥补RS-232通信距离短、速率低等缺点而产生的。RS-485标准只规定了平衡发送器和接收器的电特性，而没有规定接插件、传输电缆和应用层通信协议。RS-485标准数据信号采用差分传输方式（Differential Driver Mode），也称作平衡传输，RS-485标准的最大传输距离约为1219 米。通常，RS-485网络采用平衡双绞线作为传输媒体，平衡双绞线的长度与传输速率成反比。在这里尤为注意并不是所有的RS-485收发器都能够支持高达10Mbps的通讯速率。如果采用光电隔离方式，则通讯速率一般还会受到光电隔离器件响应速度的限制。

3． 几种典型的RS485电路设计

(1)、传统的RS485电路

作为一种常用的通讯接口器件，RS-485/RS-422 芯片可以在许多半导体公司中找到对应的型号，比如ADI 公司（器件前缀为ADM）。大部分工业RS-485总线的客户应用如下的电路连接方式如图1所示，其485电路主要由2或3个快速光耦，RS-485收发器件以及隔离电源模块组成，优点是连接简单，价格便宜，缺点是用的器件较多，占用的PCB面积大，而且光电耦合器的在速度限制、功耗以及LED老化上受到限制。

图1 ADM487E典型应用电路

(2)、带隔离的增强型RS-485电路

磁耦隔离iCoupler威廉希尔官方网站 ，是由ADI公司设计开发的一项适合高压环境的隔离电路的专利威廉希尔官方网站 ，而非传统的基于光电耦合器所采用的发光二极管（LED）与光敏三极管结合，因采用了高速的iCOMS工艺，因此在功耗、体积、集成度、速度等各方面都优于光耦。同时能满足医用设备高电压工业应用、电源以及其它高隔离度环境的严格隔离要求，非常适合在各种工业上的应用，包括数据通信、数据转换器接口、各种总线隔离以及其它多通道隔离应用。

ADM2483是带隔离的增强型RS-485 收发器，其内部框图如图2所示，它包括一个三通道隔离器、一个带三态输出的差分驱动器和一个带三态输入的差分接收器。1/8 单位负载的接收器输入阻抗可允许多达256 个收发器接入总线，最高传输速率可达500Kbps。逻辑端兼容3V/5V 工作电源，总线端5V 供电。

ADM2483与其它RS-485 接口芯片相比，集成了磁隔离威廉希尔官方网站 ，仅需要一个外部的DC/DC电源即可。ADM2483应用电路如图3所示，本电路仅供参考，若遇特殊应用，为了设备及系统安全，可以选择相应的其它保护措施，如TVS 等等。

图2 ADM2483功能内部框图

图3 ADM2483BRW典型应用电路

(3)、完全集成式隔离数据收发器

(a)、功能介绍

ADM2582E/ADM2587E包含一个集成式隔离DC/DC电源，不再需要外部隔离电源模块，是带隔离的增强型RS-485收发器，ADM2582E/ADM2587E是具备±15 kV ESD保护功能的完全集成式隔离数据收发器，适合用于多点传输线路上的高速通信应用。它采用ADI公司的isoPowerTM威廉希尔官方网站 ，在单个封装内集成了一个三通道隔离器、一个三态差分线路驱动器、一个差分输入接收机和一个isoPowerTM DC/DC转换器， 其内部框图如图4所示，该器件采用5V或3.3V单电源供电，从而实现了完全隔离的RS-485解决方案。ADM2582E/ADM2587E驱动器带有一个高电平有效使能电路，并且还提供一个高电平接收机有效禁用电路，可使接收机输出进入高阻抗状态。

图4 ADM2582E/ADM2587E 功能内部框图

(b)、ADM2587E典型应用电路

ADM2582E/ADM2587E采用isoPower™集成式隔离DC/DC威廉希尔官方网站 ，是一款隔离的RS-485/RS-422收发器，可配置成半双工或全双工模式，通信速率分别为数据速率：16 Mbps/500kbps，采用20引脚宽体SOIC封装，管脚兼容，其额定工作温度范围为工业温度范围(−40°C to +85°C)。

ADM2582E/ADM2587E与其它RS-485接口芯片相比，集成了磁隔离威廉希尔官方网站 和DC/DC电源，是一个真正意义上的单芯片RS-485集成芯片，大大的减少了PCB板面积。ADM2582E/ADM2587E应用电路如图5所示，本电路仅供参考，若遇特殊应用，为了设备及系统安全，可以选择相应的其它保护措施，如TVS 等等。

图5 ADM2582E/ADM2587E 典型应用电路

(c)、ADM2582E/ADM2587E引脚名称功能描述

(d)、ADM2582E/ADM2587E使用说明

发送真值表

接收真值表

4. 其他特性

ADM2582E/ADM2587E具备过热关断特性，能够防止输出短路，可防止温度过高时芯片因电源的过度损耗而毁坏。当芯片工作温度高于150℃时，ADM2582E/ADM2587E独有的热关断电路会关断驱动器输出；而当温度回到140℃时，ADM2582E/ADM2587E会自动使能驱动器输出。

ADM2582E/ADM2587E最多可允许256 个收发节点接入总线, 隔离电压为2500V，输入/输出引脚上提供±15 kV ESD保护功能，真正防故障装置的接收输入端，以及大于25 kV/μs高共模瞬态抑制能力。

ADM2582E/ADM2587E集成了isoPower威廉希尔官方网站 ，该威廉希尔官方网站 采用高频开关元件通过其变压器传输电力。在PCB布局时必须特别注意满足辐射标准。欲了解电路板布局的注意事项，可以参考应用笔记AN-0971，在此不做更详细介绍。