Der LTC2862 – der nächste Schritt zum idealen RS485-Transceiver

Bei dem LTC2862 handelt es sich um einen robusten RS485-Transceiver, der eine Überspannung von ±60V und eine Toleranz für elektrostatische Entladungen (ESD) von ±15kV ermöglicht, um Fehler zu verringern, welche auf elektrische Überlastungen zurückzuführen sind. Dieser Transceiver bringt mehrere neue Funktionen für RS485-Transceiver mit hoher Spannungstoleranz mit sich: einen Betrieb bei einer Versorgungsspannung zwischen 3V und 5,5V, eine Datengeschwindigkeit von bis zu 20Mbps (LTC2862-1) oder 250kbps (LTC2862-2) sowie einen Gleichtaktspannungsbereich von ±25V. Ein Chip ist in SO-8- sowie DFN8-Paketen mit 3mm × 3mm verfügbar. Das SO-8-Pinout ist identisch zu den beliebten Transceivern LTC485 und LT1785.

±60V Fehler- und ±15kV ESD-Toleranz

RS485-Drahtverbindungen erfolgen häufig über eine Verbindung bloßer verdrehter Drähte mit Schraubklemmenleisten. Geräte, welche eine RS485-Schnittstelle haben, weisen ggf. Schaltkreise auf, die über 24V AC/DC oder über andere Spannungen betrieben werden, welche ebenfalls mittels Schraubklemmen angeschlossen sind. Die Handhabung frei liegender Drähte und Schraubklemmen durch Wartungskräfte birgt das Risiko von Schäden durch elektrostatische Entladungen (ESD). Gleichzeitig sorgt die Möglichkeit, Kabel an falsche Schraubklemmen anzuschließen, für ein Risiko von Überspannungsschäden. Die hohe Fehlerspannungs- und ESD-Toleranz machen den LTC2862 gegenüber diesen Gefahren außergewöhnlich resistent.

Der LTC2862 ist auch bei GND open, oder VCC open oder geerdet vor Fehlern bei ±60V geschützt. Der Transceiver ist ebenfalls bei elektrostatischen Entladungen bis zu ±15kV (HBM) durch Fachkräfte oder Geräte an den A- und B-Pins bezüglich der Masse (GND) geschützt. On-chip-Schutzvorrichtungen ermöglichen eine Stromleitung bei mehr als ca. ±78V und leiten den Entladestrom sicher an den GND-Pin. Die Vorrichtung kann zudem auch dann ohne zu blockieren Entladungen von bis zu ±15kV standhalten, wenn das Teil eingeschaltet wurde und in Betrieb ist.

Betrieb bei 3V bis 5,5V

RS485-Transceiver mit hoher Spannungstoleranz arbeiten typischerweise mit 5 V Versorgungsstrom. Die Versorgung mit 5 V wird allerdings zunehmend zu einem Anachronismus, da diese in modernen digitalen Schaltkreisen kaum noch Anwendung findet. In bestimmten Fällen ist ein fehlertoleranter RS485-Transceiver die einzige 5V-Systemkomponente, welche Kosten für eine passende Stromversorgung verursacht. Im Gegensatz zu manchen Transceivern mit hoher Spannungstoleranz, hält der LTC286 den RS485-Standard für einen Betrieb über eine Stromversorgung mit 3,3 V vollständig ein. Konkurrierende Teile sorgen bei einer Stromversorgung mit 3,3 V bisweilen für eine geringere differenzielle Ausgangsspannung (VOD). Die LTC2862-Transceiver sind bei einem Betrieb mit entweder 3,3 V oder 5 V Versorgung vollständig mit 5V betriebenen Transceivern auf demselben Bus kompatibel.

±25V Gleichtaktspannungsbereich

Standard-RS485-Transceiver können über einen Gleichtaktspannungsbereich betrieben werden, der von –7V bis 12V reicht. In industriellen Umgebungen können Erdungsfehler, Rauschen und sonstige elektrische Störungen Gleichtaktspannungen induzieren, welche diese Grenzen überschreiten. Ein idealer RS485-Transceiver würde nicht nur großen Gleichtaktspannungen standhalten, sondern ebenfalls weiterhin störungsfrei Daten senden und empfangen können.












Der LTC2862 besticht dadurch, dass er großen Amplituden, hohen Frequenzen sowie Gleichtaktstörungen mit hoher Anstiegsrate standhält. In einer rauschenden elektrischen Umgebung kann diese außergewöhnliche Gleichtaktunterdrückung die Zuverlässigkeit der Datenkommunikation wesentlich verbessern.


Sowohl die Version für hohe Geschwindigkeiten von 20Mbps als auch die anstiegsbegrenzte Version für 250kbps des LTC2862 beinhalten Receiver mit der vollen 20Mbps-Bandbreite. Eine schnelle Gleichtaktschwankung, die bspw. in der folgenden Abbildung zu sehen ist, kann eine differentielle Spannung erzeugen, wenn die Spannung entlang des Kabels propagiert und die kapazitative Last in beiden Leitungen nicht gut aufeinander abgestimmt ist. Falls die resultierende differentielle Spannung den Schwellenwert des Transceivers übersteigt, kann in dem Receiver eine Zustandsänderung ausgelöst werden. In Systemen, in denen die Datengeschwindigkeit ≤ 250 kbps ist, kann die Receiver-Festigkeit möglicherweise durch Hinzufügen eines 100pF–1nF-Kondensators an die Receiver-Pins gesteigert werden, um diese differentielle Spannung herauszufiltern.

Erweiterter Schutz gegenüber IEC-Überspannungen, EFT-Störimpulsen, elektrostatischen Entladungen und Überspannungsfehlern

Ein RS485-Transceiver, der in industriellen Umgebungen verwendet wird, kann aufgrund von Blitzüberspannungen, von EFT-Störimpulsen (electrical fast transients) anlässlich des Umschaltens von induktiven Lasten mit hoher Stromstärke sowie von elektrostatischen Entladungen (ESD) durch elektrisch geladene Personen oder Geräte einem extrem hohen Niveau elektrischer Überlastung ausgesetzt sein. (Prüfmethoden für ESD und EFT-Überspannungen sind jeweils in den IEC/EN-Standards 61000-4-2, 61000-4-4 und 61000-4-5 festgelegt.) Insbesondere die im Rahmen der Stoßspannungstests erzeugten Überspannungen beinhalten weitaus mehr Energie, als von den on-chip-ESD-Schutzvorrichtungen des LTC2862 absorbiert werden kann. Aus diesem Grund ist ein angemessen gestaltetes externes Schutznetzwerk erforderlich, um ein hohes Maß an Überspannungsschutz zu erreichen.

Das unten dargestellte Schutznetzwerk zeigt, wie die hohe Durchbruchspannung des LTC2862 vorteilhaft in einer Schutzbeschaltung genutzt wird, die dem höchsten definierten IEC-Schutzniveau (Klasse 4) bei Überspannungen, EFT-Störimpulsen und elektrostatischen Entladungen entspricht und gleichzeitig die Überspannungsfehlertoleranz auf ±360V erweitert. Diese Schutzbeschaltung erhält den Gleichtaktspannungsbereich von ±25V aufrecht und fügt lediglich ~10pF Kapazität pro Leitung (Leitung zu GND) hinzu. Hierdurch wird ein äußerst hohes Schutzniveau erreicht, ohne die Leistung des LTC2862-Transceivers zu beeinträchtigen.















GDT: Bourns 2031-42T-SM; 420V Gasableitung TBU: Bourns TBU-CA085-300-WH; 850V Schutzeinheit MOV: Bourns MOV-7D391K; 390V 25J Metalloxid-Varistor SCR: Littelfuse SDP0240T023G5RP; 35V Zweirichtungsthyristor (SIDACtor)

Anwendungsbereiche:

Industrielle Netze und Messnetze, die auf dem RS485-Bus basieren, in den Bereichen Automotive- und Transportelektronik, Gebäudeautomatisierung, Sicherheitssysteme und HLK, medizinisches Equipment, Beleuchtungs- und Soundsystemregelung

Weitere Informationen finden Sie in der Dokumentation für den LTC2862. Bitte kontaktieren Sie uns über die E-Mail-Adresse verkauf@soselectronic.de, um weitere Informationen zu Produkten von Linear Technology zu erhalten.