LTC2862 - další krok směrem k perfektnímu vysílači / přijímači RS485

LTC2862 je robustní vysílač / přijímač RS485, který toleruje napětí ± 60V a ± 15kV ESD, tím omezuje vznik poruch způsobených přepětím. Tento obvod zavádí nové vlastnosti pro vysílače / přijímače RS485 s odolností vůči napětí mimo rozsah definován standardem TIA-485-A: plná funkčnost při napájení 3 až 5,5V, přenosová rychlost do 20Mbps (LTC2862-1) nebo 250Kbps (LT2862-2) a rozdíl zemních potenciálů (common mode) až ± 25V. Obvod je dostupný v pouzdře SO-8 nebo 3x3mm DFN8. Zapojení vývodů v pouzdře SO-8 je stejné jako u populárních obvodů LTC485 a LT1785.

Odolnost vůči přepětí ± 60V a ± 15kV ESD

Propojení zařízení na sběrnici RS485 je často realizováno zkroucenými vodiči připojenými na svorky. Zařízení s rozhraním RS485 může na téže svorkovnici obsahovat i přívod napájení 24V AC / DC nebo jiné napětí. Servisní personál manipulující s vodiči se může "vybít" do vodičů a poškodit zařízení (ESD) nebo může nesprávně připojit vodiče a přivést na sběrnici RS485 například napájení. Vysoká odolnost vůči přepětí a ESD dělá LTC2862 výjimečně odolným vůči poškození způsobenému neodbornou manipulací.

LTC2862 je odolné vůči ± 60V poruchám dokonce i když je GND nebo VCC nepřipojené nebo uzemněny. Je na vývodech A a B (sběrnice RS485) odolné vůči ESD od obsluhy nebo jiného zařízení až do ± 15kV (HBM) vůči GND. Zabudovaná ochrana začíná být vodivá při napětí přibližně ± 78V a svede bezpečně proud způsobený ESD na GND vývod. Tento obvod navíc snese ± 15kV ESD i když je napájen a pokračuje v práci bez zablokování (latch-up).

Napájení z 3V až 5,5V

Vysílače / přijímače RS485 odolné vůči vysokým napětím (60 až 70V) jsou typicky napájeny z 5V. Napájecí napětí 5V se však používá v moderních obvodech stále méně často. V některých případech je 5V potřebných pouze pro tento RS485 vysílač / přijímač. Na rozdíl od některých konkurenčních obvodů odolných vůči vysokým napětím LTC2862 je plně v souladu se standardem TIA-485-A i když je napájen z 3,3V. LTC2862 je současně plně kompatibilní s vysílači / přijímači napájenými z 5V a připojenými k téže sběrnici RS485 bez ohledu na to zda je napájen z 3,3V nebo 5V zdroje.

Rozdíl potenciálů GND až ± 25V

Standardní vysílače / přijímače RS485 pracují pokud je rozdíl napětí mezi GND v jednotlivých uzlech sběrnice (common mode napětí) v rozsahu -7 až 12V. V průmyslovém prostředí, zemní proudy při poruše, šum a elektrické interference mohou způsobit, že tento rozdíl bude větší. Ideální vysílač / přijímač RS485 by neměl jen "přežít" tento stav bez poškození, ale měl by nadále vysílat a přijímat data bez přerušení LTC2862.












Vyniká v potlačování common mode napětí s velkou amplitudou, vysokou frekvencí a velkou rychlostí změny. V zarušeném prostředí může výjimečná odolnost vůči common mode signálem zlepšit spolehlivost komunikace.


Obě verze (20Mbps i 250kbps) obsahují přijímač schopný přijímat signály s přenosovou rychlostí 20Mbps. Rychlé common mode signály jsou zobrazeny na obrázcích a mohou vytvořit rozdílové napětí v průběhu jejich šíření po kabelu, pokud je kapacita obou vodičů vůči GND různá. Pokud je takto vytvořené rozdílové napětí větší než práh přijímače může spustit změnu stavu výstupu přijímače. V systémech, kde je přenosová rychlost ≤ 250kbps může být imunita přijímače zvýšena přidáním kondenzátoru 100pF-1nF mezi vodiče A a B, který potlačuje takto vzniklé rozdílové napětí.

Rozšířená ochrana proti IEC EFT, ESD a přepětí

Vysílač / přijímač RS485 používaný v průmyslovém prostředí může být vystaven extrémním úrovním přepětí způsobeným bleskem, rychlými přechodovými jevy (EFT) způsobenými spínáním velkých proudů do indukčních zátěží, elektrostatickým výbojem (ESD) z elektricky nabité obsluhy nebo zařízení. (Zkušební metody pro ESD a EFT jsou definovány v IEC / EN normách 61000-4-2, 61000-4-4 a 61000-4-5) Přepětí produkované při těchto testech obsahují mnohem více energie než je schopna absorbovat ESD ochrana LTC2862. Pro dosažení vysokého stupně ochrany je zapotřebí správně navržena externí přepěťová ochrana.

Přepěťová ochrana na obrázku demonstruje jak je možné s výhodou využít vysoké napětí průrazu samotného LTC2862 na návrh ochrany, která splňuje nejvyšší stupeň ochrany definované IEC / EN standardem (úroveň 4) pro EFT a ESD a současně rozšířit odolnost vůči přepětí z ± 60V na ± 360V. Tato ochrana zachovává rozsah common mode napětí ± 25V nedotčený a zvyšuje kapacitu vodiče vůči GND pouze o zhruba 10pF. Poskytuje tedy extrémní úroveň ochrany bez dopadu na parametry LTC2862.















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

Použití:

Průmyslové a měřící sítě založené na sběrnici RS485 v automobilech, dopravě, automatizaci budov, bezpečnostních systémech, topení, ventilaci a klimatizaci (HVAC), zdravotnická zařízení, systémy pro ovládání světel apod.

Další informace Vám poskytne dokumentace k LTC2862. o bližší informace ohledně výrobků Linear Technology nás prosím kontaktujte na adrese info@soselectronic.cz.