洞察ADM2483-半双工iCoupler隔离RS

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●带电气数据隔离的RS-485收发器
●符合ANSITIAEIARS-485-A和ISO8482:1987（E）500kbps数据速率
●回转速度受限的驱动器输出
●低功耗运行：比较大25mA
●适用于5V或3V操作（VDD1）
●高共模瞬态抗扰度：25kVμs
●真正的故障安全接收器输入
●总线上256个节点的抖动加电断电保护
●过温度保护
●安全和监管道批准
●UL认证：根据UL1577，2500Vrms持续1分钟
●CSA组件验收通知#5A
●VDE合格证书
-DINEN60747-5-2（VDE0884第2版）：2022-01
-DINEN60950（VDE0805）：2022年12月；EN60950:2000
●ORM=560V峰值
●工作温度范围：-40°C至+85°C
应用
●低功耗RS-485RS-422络
●隔离接口
●楼宇控制络
●多点数据传输系统
一般说明
ADM2483差分总线收发器是一种集成的、电隔离的组件，用于在平衡的多点总线传输线上进行双向数据通信。它符合ANSIEIATIA-485-A和ISO8482:1987（E）。ADM2483使用ADI的iCoupler技术，将3通道隔离器、态差分线路驱动器和差分输入接收器组合到一个封装中。设备的逻辑侧由5V或3V电源供电，总线侧仅使用5V电源。
ADM2483的摆动受到限制，以减少端接不当的传输线内的反。受控的slewrate将数据速率限制在500kbps。该器件的输入阻抗为96k?，总线上比较多允许256个收发器。其驱动器具有主动高启用功能。驱动器差分输出和接收器差分输入在内部连接形成差分IO端口。当驱动器禁用或VDD1或VDD2=0V时，这会对总线施加比较小的负载。还提供了一种主动高接收器禁用功能，该功能使接收输出进入高阻抗状态。
接收器输入具有真正的故障安全功能，可确保在输入打开或短路时，接收器输出电平保持在较高水平。这保证了接收器输出在通信开始之前和通信结束时处于已知状态。
限流和热关断功能可防止可能导致过度功耗的输出短路和总线争用情况。该部件在工业温度范围内有详细说明，并采用16引脚宽体SOIC封装。
电路描述
电气隔离
在ADM2483中，电气隔离是在接口的逻辑侧现的。因此，该部分有两个主要部分：数字隔离部分和收发器部分。分别施加到TxD和DE引脚并参考逻辑地（GND1）的驱动器输入和数据使能信号通过隔离屏障耦合，出现在参考隔离地（GND2）的收发器部分。类似地，接收器输出（参考收发器部分中的隔离地）跨隔离屏障耦合，出现在参考逻辑地的RxD引脚上。
iCoupler技术
数字信号使用iCoupler技术通过隔离屏障传输。该技术使用芯片级变压器绕组将数字信号从屏障的一侧磁性耦合到另一侧。数字输入被编码为能够激励初级变压器绕组的波形。在次级绕组处，感应波形然后被解码为比较初传输的二进制值。
通电断电特性
ADM2483的加电断电特性符合:加电后，一旦两个电源都超过阈值，ADM2483输出信号（A、B和RxD）就会达到正确状态。断电后，ADM2483输出信号保持其正确状态，直到至少有一个电源降至其断电阈值以下。当超过VDD1电源下降阈值时，ADM2483输出信号在4μs内达到其未通电状态。
过热保护
ADM2483包含热关断电路，可在故障条件下保护零件免受过度功耗。将驱动器输出端短路到低阻抗源可能会导致高驱动器电流。在这种情况下，热敏电路检测到芯片温度的升高，并禁用驱动器输出。该电路用于在芯片温度达到150°C时禁用驱动器输出。随着设备冷却，驱动器可在140°C的温度下重新启用。
真正的故障保护接收器输入
接收器输入具有真正的故障安全功能，可确保在输入打开或短路时接收器输出为高。在线路空闲状态下，当没有启用总线上的驱动器时，接收器输入端的端接电阻两端的电压会衰减到0V。对于传统的收发器，接收器输入阈值在-200mV和+200mV之间，这意味着需要在a和B引脚上安装外部偏置电阻器，以确保接收器输出处于已知状态。真正的故障安全接收器输入功能通过将接收器输入阈值指定在-30mV和-200mV之间，消除了对偏置电阻器的需求。保证的负阈值意味着当A和B之间的电压衰减到0V时，接收器输出保证为高。
磁场抗扰度
由于iCouplers使用芯技术，因此不存在磁性元件，也不存在芯材磁饱和的问题。因此，iCouplers本质上具有限的直流场抗扰性。下面的分析定义了可能发生这种情况的条件。对ADM2483的3V工作状态进行了检查，因为它代表了比较易受影响的操作模式。
iCoupler交流磁场抗扰度的限制是由于接收线圈（在这种情况下为底部线圈）中的感应误差电压足够大，从而错误地设置或重置解码器。底部线圈两端感应的电压由下式给出：

其中，如果变压器输出端的脉冲幅度大于10V：β=磁通密度（高斯）；N=接收线圈的匝数；rn=接收线圈第n圈的半径（cm）。
解码器具有约05V的感测阈值；因此存在05V的容限，在该容限内可以容忍感应电压。
给定接收线圈的几何形状和解码器处感应电压比较多为05V裕度的50%的强制要求，计算出比较大允许磁场，如图27所示:

例如，在1MHz的磁场频率下，02kGauss的比较大允许磁场在接收线圈处感应出025V的电压。这大约是感测阈值的50%，不会导致错误的输出转换。同样，如果在传输脉冲期间发生此类事件，并且极性为比较坏情况，则会将接收到的脉冲从10V降低到075V。这远高于解码器的05V感测阈值。
这些磁通密度值如图28所示，使用了更熟悉的量，如距离ADM2483变压器给定距离处的比较大允许电流。

在强磁场和高频的组合下，印刷电路板迹线形成的任何环路都可能引发足够大的误差电压，从而触发连续电路的阈值。为了避免这种可能性，在布局此类痕迹时应格外小心。
应用程序信息
POWER_VALID输入
为了避免VDD1（100μsV）上缓慢通电和断电瞬态引起的A和B输出抖动，ADM2483具有power_valid（PV）数字输入。该引脚应被驱动为低电平，直到VDD1超过20V。当VDD1大于20V时，该引脚应驱动为高电平。相反，在断电时，应在VDD1达到20V之前将光伏驱动到较低水平。
power_valid输入可以由系统复位电路的输出驱动，例如ADM809Z，其阈值电压为232V。
隔离电源电路
ADM2483需要在VDD2和GND2引脚之间提供100mA下5V的隔离电源。如果没有合适的集成电源，可以使用如图30所示的分立电路。中心抽头变压器提供电气隔离。初级绕组由一对相位相差180°的方波激发。一对肖特基二极管道和一个小型电容器用于从次级绕组产生整流信号。ADP667线性电压调节器为ADM2483的总线侧电路提供稳压电源。
为了产生这对方波，使用了具有互补QQ输出的D型触发器。可以连接触发器，使输出Q跟随时钟输入信号。如果本地时钟信号可用，则可以用十六进制反相施密特触发器、电阻器和电容器来现简单的数字振荡器。在这种情况下，39k?和1nF的值会产生364kHz的方波。由QQ触发器输出切换的一对离散NMOS晶体管道通过初级变压器的中心抽头以交替方式传导电流。