RS-422／485隔離技術(shù)及應(yīng)用討論
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2 隔離技術(shù)
在某些工業(yè)控制領(lǐng)域，由于現(xiàn)場(chǎng)情況十分復(fù)雜，各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間存在很高的共模電壓，或者在數(shù)據(jù)線纜邊上存在高壓線或高頻線，或者醫(yī)療儀器設(shè)備需要絕對(duì)的人體安全考慮，或者各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的地之間的壓差過大等，雖然RS-422／485接口采用的是差分傳輸方式，具有相當(dāng)?shù)目构材８蓴_能力，但如果共模電壓超過RS-422／485接收器的極限接收電壓，即大于+12 V或小于-7 V時(shí)，接收端芯片就無法正常工作了，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)龤酒蛢x器設(shè)備。
解決此類問題的方法是首先通過DC-DC將系統(tǒng)電源和RS-422收發(fā)器的電源隔離；然后將輸入信號(hào)跟系統(tǒng)信號(hào)隔離，徹底消除共模電壓的影響。實(shí)現(xiàn)此方案的途徑主要有：光耦隔離，磁隔離，光耦結(jié)合變壓器隔離等。各種隔離方法的比較見表2。
3 實(shí)際解決方案
光耦隔離及光耦結(jié)合變壓器的隔離方法是已經(jīng)應(yīng)用多年的方法，在眾多的文章中已經(jīng)有過介紹，下面本文就專門介紹采用磁隔離方法的AD公司的ADM2582／2587芯片。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/176755.htm
ADM2582E／ADM2587E是具備±15 kV ESD保護(hù)功能的完全集成式隔離數(shù)據(jù)收發(fā)器，適合用于多點(diǎn)傳輸線路上的高速通信應(yīng)用。具備過熱關(guān)斷特性，能夠防止輸出短路，可防止溫度過高時(shí)芯片因電源的過度損耗而毀壞。它采用ADI公司的isoPowerTM技術(shù)，在單個(gè)封裝內(nèi)集成了一個(gè)三通道隔離器、一個(gè)三態(tài)差分線路驅(qū)動(dòng)器、一個(gè)差分輸入接收機(jī)和一個(gè)isoPowerTM DC／DC轉(zhuǎn)換器，其內(nèi)部框圖及實(shí)際電路如圖3所示，該器件采用5 V或3．3 V單電源供電，從而實(shí)現(xiàn)了完全隔離的RS-485解決方案。如欲了解更為詳細(xì)的內(nèi)容可參考本文的參考文獻(xiàn)。
4 小結(jié)及展望
通過本文上面的討論，讀者可以看出當(dāng)今流行的各種RS422／485數(shù)據(jù)的隔離方法及各自的特點(diǎn)，從而可以根據(jù)自己的需要選擇相應(yīng)的方案。文中使用ADM2587進(jìn)行隔離的方法已成功應(yīng)用于某項(xiàng)目設(shè)備中，取得了良好的效果。從前面也可以看出該串行數(shù)據(jù)速率通過電纜傳輸?shù)纳舷拊?0Mbit／s，而在目前光進(jìn)銅退的時(shí)代，通過光纜傳輸及提高差分端差分電壓的方法可以將速率提高到20Mbit／s，傳輸距離增加到數(shù)百KM甚至更遠(yuǎn)。以適應(yīng)將來更高速率數(shù)據(jù)容量及更遠(yuǎn)距離的應(yīng)用。
評(píng)論