一、介绍
RS-485/RS422标准通信是电信行业协会(TIA)与电子工业联盟(EIA)二十年前建立的,现已经被广泛采用,应用于各种程序。RS-485/RS422可实现1000米远距离可靠通信,因为其采用双绞线结构发送差分信号。适用于电机控制、工厂自动化、电网基础设施和其它高压的系统,高电压和低电压之间的通讯,需要隔离RS-485/RS422系统的节点。隔离RS-485/RS422可实现保护电路,保护操作员。隔离RS-485/RS422系统可防止接地环路产生噪声影响通讯,从而防止干扰RS-485/RS422 总线通信。本文针对不同RS-485/RS422节点提供不同的解决方案,并提供使用方案。
二、信号隔离
下文以CA-IS3082W/WX、CA-IS2082B、CA-IS3105W和CA-IF4805HS为例,讲述了构建隔离RS485的方法。
结合CA-IS3092W,提出了集成度更高的使用方案。传统的隔离RS485方案是数字隔离器和RS-485收发器的解决方案。在此解决方案中,对启用(/RE,DE)、发射(DI)、和接收(RO)信号用数字隔离器进行隔离,如MCU和RS-485收发器之间的CA-IS3741HW。
图1为使用CA-IS3741HW和CA-IF4805HS收发器的解决方案示例。这个分离式解决方案的优点是可灵活的选择收发器,可根据具体应用选择最适合的收发器。由于隔离器两侧需要供电,CA-IS3105W可以作为CA-IS3741HW二次侧电源。但是,由于这是多芯片方案,对外部电路的要求较高,对PCB板要求空间也较大。
图1 CA-IS3741HW+CA-IF4805HS+CA-IS3105W收发器方案
CA-IS3082W/WX、CA-IS2082B是高可靠性的隔离半双工RS-485收发器,具有高电磁抗扰度和低辐射特性。
CA-IS3082W/WX、CA-IS2082B具有失效保护功能。CA-IS3082W/WX和CA-IS2082B器件具有高绝缘能力,有助于防止数据总线或其他电路上的噪声和浪涌进入本地接地端,从而干扰或损坏敏感电路。
高CMTI能力有望保证数字信号的正确传输。CA-IS3082W/WX器件采用16引I脚宽体SOIC封装,支持绝缘耐压高达5kVRMS。CA-IS2082B采用SSOP16封装,支持绝缘耐压高达3.75kVRMS。该解决方案的优点是需要较少的PCB板空间,外围电路需要的更少。
图2为RS-485集成隔离方案CA-IS3082W/WX和CA-IS2082B的应用电路。更多信息请与客服或产品经理联系。
图2 CA-IS3082/CA-IS2082+CA-IS3105W方案
三、集成电源的RS485方案
由于采用CA-IS3082W/WX、CA-IS2082B二次侧需要隔离电源供电,CA-IS3105W(SOIC16-W)需要占用更多的空间。因此采用CA-IS3092W可以缩小方案面积。
CA-IS3092W的隔离方案,将隔离电源、数字隔离芯片以及RS485接口芯片集成到了一起。CA-IS3092W具有高电磁抗扰度和低辐射特性。为半双工模式。CA-IS3092W器件具有高绝缘能力,有助于防止数据总线或其他电路上的噪声和浪涌进入本地接地端,从而干扰或损坏敏感电路。高CMTI能力可以保证数字信号的正确传输。
CA-IS3092W解决方案的优点是无需隔离电源,可减少PCB板的尺寸,使应用更容易通过安全认证。
图3CA-IS3092Wβ隔离方案
四、型号推荐
五、总结
使用CA-IS374x系列数字隔离器芯片、CA-IF48xx系列RS485/RS422接口芯片以及CA-IS3105W隔离电源芯片可以实现分立的隔离RS485/RS422接口隔离。
CA-IS3082W/WX、CA-IS2082B配合川土CA-IS3105W隔离电源芯片可以实现RS-485隔离,有更高的可靠性。
CA-IS309x系列隔离方案集成了隔离电源,并具有最大0.5W的电源输出能力,为RS-485隔离提供了更加方便的选择。
六、服务支持
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