Vývojári HW si viac nemusia vyberať medzi vysielačom/prijímačom RS485 s odolnosťou voči poruchám alebo s vysokým výkonom – LTC2862 ponúka oboje.

LTC2862 je robustný vysielač/prijímač RS485 ktorý toleruje napätie ±60V a ±15kV ESD tým obmedzuje vznik porúch spôsobených prepätiami. Tento obvod zavádza nové vlastnosti pre vysielače/prijímače RS485 s odolnosťou voči napätiam mimo rozsah definovaný štandardom TIA-485-A: plná funkčnosť pri napájaní 3 až 5,5V, prenosová rýchlosť do 20Mbps (LTC2862-1) alebo 250Kbps (LT2862-2) a rozdiel zemných potenciálov (common mode) až ±25V. Obvod je dostupný v puzdre SO-8 alebo 3x3mm DFN8. Zapojenie vývodov v puzdre SO-8 je rovnaké ako u populárnych obvodov LTC485 a LT1785.

Odolnosť voči prepätiu ±60V a ±15kV ESD

Prepojenie zariadení na zbernici RS485 je často realizované skrútenými vodičmi pripojenými na svorky. Zariadenie s rozhraním RS485 môže na tej istej svorkovnici obsahovať aj prívod napájania 24V AC/DC alebo iné napätia. Servisný personál manipulujúci s vodičmi sa môže „vybiť“ do vodičov a poškodiť zariadenie (ESD) alebo môže nesprávne pripojiť vodiče a priviesť na zbernicu RS485 napríklad napájanie. Vysoká odolnosť voči prepätiu a ESD robí LTC2862 výnimočne odolným voči poškodeniu spôsobenému neodbornou manipuláciou.

LTC2862 je odolné voči ±60V poruchám dokonca aj keď je GND alebo VCC nepripojené alebo uzemnené. Je na vývodoch A a B (zbernica RS485) odolné voči ESD od obsluhy alebo iného zariadenia až do ±15kV (HBM) voči GND. Zabudovaná ochrana začína byť vodivá pri napätiach približne ±78V a zvedie bezpečne prúd spôsobený ESD na GND vývod. Tento obvod navyše znesie ±15kV ESD aj keď je napájaný a pokračuje v práci bez zablokovania (latch-up).

Napájanie z 3V až 5,5V

Vysielače/prijímače RS485 odolné voči vysokým napätiam (60 až 70V) sú typicky napájané z 5V. Napájacie napätie 5V sa však používa v moderných obvodoch stále menej často. V niektorých prípadoch je 5V potrebných iba pre tento RS485 vysielač/prijímač. Na rozdiel od niektorých konkurenčných obvodov odolných voči vysokým napätiam LTC2862 je plne v súlade so štandardom TIA-485-A aj keď je napájaný z 3,3V. LTC2862 je súčasne plne kompatibilný s vysielačmi/prijímačmi napájanými z 5V a pripojenými k tej istej zbernici RS485 bez ohľadu na to či je napájaný z 3,3V alebo 5V zdroja.

Rozdiel potenciálov GND až ±25V

Štandardné vysielače/prijímače RS485 pracujú ak je rozdiel napätí medzi GND v jednotlivých uzloch zbernice (common mode napätie) v rozsahu -7 až 12V. V priemyselnom prostredí, zemné prúdy pri poruche, šum a elektrické interferencie môžu spôsobiť, že tento rozdiel bude väčší. Ideálny vysielač/prijímač RS485 by nemal iba „prežiť“ tento stav bez poškodenia ale mal by naďalej vysielať a prijímať dáta bez prerušenia.

LTC2862 vyniká v potlačovaní common mode napätí s veľkou amplitúdou, vysokou frekvenciou a veľkou rýchlosťou zmeny. V zarušenom prostredí môže výnimočná odolnosť voči common mode signálom zlepšiť spoľahlivosť komunikácie.

Obidva verzie (20Mbps aj 250kbps) obsahujú prijímač schopný prijímať signály s prenosovou rýchlosťou 20Mbps. Rýchle common mode signály ako sú zobrazené na obrázkoch môžu vytvoriť rozdielové napätie v priebehu ich šírenia po kábli ak je kapacita oboch vodičov kábla voči GND rôzna. Ak je takto vytvorené rozdielové napätie väčšie ako prah prijímača môže spustiť zmenu stavu výstupu prijímača. V systémoch kde je prenosová rýchlosť ≤ 250kbps môže byť imunita prijímača zvýšená pridaním kondenzátora 100pF–1nF medzi vodiče A a B ktorý potláča takto vzniknuté rozdielové napätie.

Rozšírená ochrana voči IEC EFT, ESD a prepätiu

Vysielač/prijímač RS485 používaný v priemyselnom prostredí môže byť vystavený extrémnym úrovniam prepätia spôsobeným bleskom, rýchlymi prechodovými javmi (EFT) spôsobenými spínaním veľkých prúdov do indukčných záťaží, elektrostatickým výbojom (ESD) z elektricky nabitej obsluhy alebo zariadenia. (Testovacie metódy pre ESD a EFT sú definované v IEC/EN normách 61000-4-2, 61000-4-4 a 61000-4-5) Prepätia produkované pri týchto testoch obsahujú omnoho viac energie ako je schopná absorbovať ESD ochrana LTC2862. Pre dosiahnutie vysokého stupňa ochrany je potrebná správne navrhnutá externá prepäťová ochrana.

Prepäťová ochrana na obrázku demonštruje ako je možné s výhodou využiť vysoké napätie prierazu samotného LTC2862 na návrh ochrany ktorá splňuje najvyšší stupeň ochrany definovanej IEC/EN štandardom (úroveň 4) pre EFT a ESD a súčasne rozšíriť odolnosť voči prepätiu z ±60V na ±360V. Táto ochrana zachováva rozsah common mode napätia ±25V nedotknutý a zvyšuje kapacitu vodiča voči GND iba o približne 10pF. Poskytuje teda extrémnu úroveň ochrany bez dopadu na parametre LTC2862.

GDT: Bleskoistka Bourns 2031-42T-SM; 420V TBU: (Transient Blocking Unit) Bourns TBU-CA085-300-WH; 850V MOV: Varistor Bourns MOV-7D391K; 390V 25J SCR: Obojsmerný tyristor (SIDACtor) Littelfuse SDP0240T023G5RP; 35V

Použitie:

Priemyselné a meracie siete založené na zbernici RS485 v automobiloch, doprave, automatizácii budov, bezpečnostných systémoch, kúrenie, ventiláciu a klimatizáciu (HVAC), zdravotnícke zariadenia, systémy pre ovládanie svetiel a pod.

Ďalšie informácie Vám poskytne dokumentácia k LTC2862. Pre bližšie informácie ohľadom výrobkov Linear Technology prosím kontaktujte SOS electronic s.r.o. na adrese info@soselectronic.sk.

Vlastnosti:

• O autorovi
• Najnovšie príspevky

SOS electronic s.r.o.

Najnovšie články od SOS electronic s.r.o. (zobraziť všetky)

• Spoľahlivé a dostupné Mifare moduly - 6. mája 2019
• Využite výhody hotového modulu so senzorom SHT30 - 24. apríla 2019
• Akej krabičke zveríte svoj projekt? - 9. apríla 2019