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ADM2491E是高速,ESD保護,半/全雙工ICouver隔離RS-485收發器

時間:2019-10-17, 來源:互聯網, 文章類別:元器件知識庫

特征

隔離,RS-485/RS-422收發器,可配置為半雙工或全雙工;RS-485輸入/輸出引腳上的±8千伏ESD保護;16 Mbps數據速率;符合ANSI TIA/EIA RS-485-A-1998和;ISO 8482:1987(e);適用于5V或3.3V操作(VDD1);高共模瞬態抗擾度:>25kv/μs;接收器具有斷路、故障保護設計;總線上32個節點;熱停堆保護;安全和監管批準;UL識別:根據UL 1577,5000 V rms隔離電壓持續1分鐘;VDE合格證書;德國工業標準V VDE V 0884-10(VDE V 0884-10):2006-12;加強絕緣,viorm=849V峰值;工作溫度范圍:-40°C至+85°C;寬體,16鉛SOIC封裝。

應用

隔離的RS-485/RS-422接口;工業現場網絡;Interbus公司;多點數據傳輸系統。

一般說明

ADM2491E是一個具有±8KV ESD保護的隔離數據收發器,適用于多點傳輸線上的高速、半雙工或全雙工通信。對于半雙工操作,發射機輸出和接收機輸入共用同一傳輸線。發射機輸出管腳Y從外部連接到接收機輸入管腳A,發射機輸出管腳Z連接到接收機輸入管腳B。

ADM2491E設計用于平衡傳輸線,并符合ANSI TIA/EIA RS-485-A-1998和ISO 8482:1987(E)的要求。該設備采用Analog Devices,Inc.,ICoupler®技術,將三通道隔離器、三態差分線路驅動器和差分輸入接收器組合成一個單獨的封裝。

差分發射機輸出和接收機輸入采用靜電放電電路,使用人體模型(HBM)提供±8千伏的保護。設備的邏輯側可以用5V或3.3V電源供電,而總線側需要隔離的5V電源。

該設備具有限流和熱關機功能,以防止輸出短路和總線爭用可能導致過度功耗的情況。ADM2491E具有寬體、16引線SOIC封裝,可在-40°C到+85°C的溫度范圍內工作。

規格

所有電壓均與各自的接地有關;3伏±V小于5.5伏,4.5伏伏伏小于5.5伏。除非另有說明,所有最小/最大規格適用于整個推薦的操作范圍。除非另有說明,否則所有典型規范均為T=25°C,V=V=5.0V。

定時規格

1、T=-40°C至+85°C。

2、被視為雙端設備的設備:針腳1、針腳2、針腳3、針腳4、針腳5、針腳6、針腳7和針腳8短接在一起,針腳9、針腳10、針腳11、針腳12、針腳13、針腳14、針腳15和針腳16短接在一起。

3、輸入電容是從任何輸入數據引腳對地。

監管信息

1、根據UL 1577,每臺ADM2491E通過施加一秒大于等于6000 V rms的絕緣測試電壓(電流泄漏檢測限值=10μA)進行驗證測試。

2、根據din v vde v 0884-10,每個adm2491e通過施加絕緣測試電壓≥1590v峰值1秒(局部放電檢測限值=5pc)進行驗證測試。

VDE 0884絕緣特性

該隔離器僅適用于安全極限數據范圍內的強化電氣隔離。必須通過保護電路確保安全數據的維護。包裝上的星號(*)表示VDE 0884批準849 V峰值工作電壓。

絕對最大額定值

Ta=25°C,除非另有說明。每個電壓相對于它的應力大于絕對最大額定值所列的電壓。

測試電路

開關特性

典型性能特征

電路說明

電氣隔離

在ADM2491E中,電氣隔離是在接口的邏輯端實現的。因此,該部分有兩個主要部分:數字隔離部分和收發器部分(見圖25)。應用于txd管腳并參考邏輯接地(gnd)的驅動器輸入信號通過隔離柵耦合,以出現在參考隔離接地(gnd)的收發器部分。類似地,接收器輸入(在收發器部分中參考隔離接地)耦合穿過隔離屏障以出現在參考邏輯接地的rxd管腳處。

數字信號通過隔離柵通過ICouper技術傳輸。這種技術使用芯片級變壓器繞組將數字信號從隔離柵的一側磁耦合到另一側。數字輸入被編碼成能夠激勵主變壓器繞組的波形。在二次繞組處,感應波形被解碼成最初傳輸的二進制值。

熱關機

ADM2491E包含熱關機電路,可在故障情況下防止部件過度功耗。將驅動器輸出短路到低阻抗源可能導致高驅動器電流。在這種情況下,熱傳感電路檢測模具溫度的升高,并禁用驅動器輸出。此電路設計用于在模具溫度達到150°C時禁用驅動器輸出。隨著設備冷卻,驅動器在140°C的溫度下重新啟用。

故障安全接收器輸入

接收器輸入包括故障保護功能,當A和B輸入浮動或開路時,確保RXD引腳邏輯高。

磁場抗擾度

由于無磁器件使用無芯技術,沒有磁性元件存在,磁芯材料的磁飽和問題也不存在。因此,ICoupler器件具有本質上無限大的直流場抗擾度。以下分析定義了可能發生這種情況的條件。檢查ADM2491E的3V工作條件,因為它代表最易受影響的工作模式。

i耦合器的交流磁場抗擾度的限制是由在接收線圈(在這種情況下是底部線圈)中感應到錯誤電壓的條件設置的,該錯誤電壓大到可以錯誤設置或重置解碼器。通過底部線圈感應的電壓由:

式中(如果變壓器輸出處的脈沖振幅大于1.0 V):

β是磁通密度(高斯)。n是接收線圈的匝數。r是接收線圈的n圈半徑(cm)。n個第

解碼器的感應閾值約為0.5v;因此,存在允許感應電壓的0.5v裕度。

考慮到接收線圈的幾何形狀和施加的要求,在解碼器中,感應電壓最多為0.5 V余量的50%,計算出最大允許磁場,如圖26所示。

例如,在1 MHz的磁場頻率下,0.2千高斯的最大允許磁場在接收線圈上感應出0.25伏的電壓。這大約是感應閾值的50%,不會導致錯誤的輸出轉換。類似地,如果這樣的事件發生在發送脈沖期間并且是最壞情況下的極性,則它將接收脈沖從>1.0v降低到0.75v-仍然遠遠高于解碼器的0.5v感測閾值。

圖27示出了更為熟悉的量的磁通密度值,如最大允許電流,在距離ADM2491E變壓器的給定距離處。

在強磁場和高頻的聯合作用下,由印制電路板軌跡形成的任何環路都會產生足夠大的誤差電壓,從而觸發后續電路的閾值。在布置此類痕跡時應注意避免這種可能性。

應用程序信息

隔離電源電路

ADM2491E需要隔離能力高達約5毫伏的電源(此電流取決于使用的數據速率和終端電阻)在V和GND引腳之間提供。帶有中心抽頭變壓器和LDO的變壓器驅動電路可用于產生隔離的5 V電源,如圖28所示。中心抽頭變壓器提供5 V電源的電氣隔離。變壓器的一次繞組由一對互為180°異相的方波激勵。使用一對肖特基二極管和一個平滑電容器從二次繞組產生整流信號。ADP3330線性電壓調節器為ADM2491E。

印刷電路板布局

ADM2491E隔離RS-485收發器不需要邏輯接口的外部接口電路。輸入和輸出電源引腳處需要電源旁路(見圖29)。旁路電容器方便地連接在V的1號腳和2號腳之間以及V的15號腳和16號腳之間。電容器值應在0.01μf和0.1μf之間。電容器兩端和輸入電源引腳之間的總引線長度不應超過20 mm。也應考慮在針腳1和針腳8之間以及針腳9和針腳16之間繞過,除非每個封裝側的接地對連接在封裝附近。

在涉及高共模瞬態的應用中,應注意確保隔震屏障上的板耦合最小化。此外,電路板布局的設計應確保發生的任何耦合都會對給定組件側的所有引腳產生同樣的影響。未能確保這可能導致引腳之間的電壓差超過設備的絕對最大額定值,從而導致閂鎖或永久性損壞。

典型應用

圖30和圖31顯示了ADM2491E在半雙工和全雙工RS-485網絡配置中的典型應用。最多可將32個收發器連接到RS-485總線。為了盡量減少反射,線路必須在其特性阻抗的接收端終止,并且必須盡可能短地保持離干線的短線長度。對于半雙工操作,這意味著線路的兩端必須終止,因為任何一端都可以是接收端。


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