川土微電子 | 如何隔離 RS-485 系統
1 介紹：
RS-485標準通信是電信行業協會(TIA)與電子工業聯盟(EIA) 二十年前建立的，現已經被廣泛采用，應用于各種程序。RS-485可實現1000米遠距離可靠通信，因為其采用雙絞線結構發送差分信號。適用于電機控制、工廠自動化、電網基礎設施和其它高壓的系統，高電壓和低電壓之間的通訊，需要隔離RS485系統的節點。隔離RS–485可實現保護電路，保護操作員。隔離RS-485 系統可防止接地環路產生噪聲影響通訊，從而防止干擾 RS-485 總線通信。本文針對不同RS-485節點提供不同的解決方案，并提供使用方案。
2 信號隔離
通常有兩種方法來隔離RS-485系統。第一種方法是數字隔離器和RS-485收發器的解決方案。在此解決方案中，對啟用(RE, DE)、發射(D)、和接收(R)信號用數字隔離器進行隔離，如MCU和RS-485收發器之間的CA-IS3741。圖1為使用CA-IS3741和RS-485收發器的解決方案示例。這個分離式解決方案的優點是可靈活的選擇收發器，可根據具體應用選擇最適合的收發器。但是，由于這是多芯片方案，對外部電路的要求較高，對PCB板要求空間也較大。
第二種方法是使用集成解決方案，將數字隔離器和RS-485收發器集成在一起。 CA-IS3082W 是一款高可靠性的隔離半雙工RS-485 收發器， 符合TIA/EIA-485-A 標準， 具有高電磁抗擾度和低輻射特性。 具有失效保護功能，在接收狀態時，如果輸入端開路或短路接收器側輸出低電平。 同時具有高絕緣能力，有助于防止數據總線或其他電路上的噪聲和浪涌進入本地接地端，從而干擾或損壞敏感電路。高CMTI 能力有望保證數字信號的正確傳輸。 CA-IS3082W 器件采用16 引腳寬體SOIC 封裝，支持絕緣耐壓高達5kVRMS。 該解決方案的優點是需要較少的PCB板空間，外圍電路需要的更少。圖2 為RS-485集成隔離方案CA-IS3082的應用電路。 更多信息見規格書。
3 帶電源485隔離
前面講的兩種隔離方法，都需要一個隔離的電源來供電。而CA-IS3092的隔離方案，則是將隔離電源和接口隔離芯片集成到了一起。CA-IS3092W 是集成隔離電源的隔離式RS-485收發器，具有高電磁抗擾度和低輻射特性。為半雙工模式。CA-IS3092W器件具有高絕緣能力，有助于防止數據總線或其他電路上的噪聲和浪涌進入本地接地端，從而干擾或損壞敏感電路。高CMTI 能力可以保證數字信號的正確傳輸。CA-IS3092W解決方案的優點是無需隔離電源，可減少PCB板的尺寸，使應用更容易通過安全認證。
4 總結
RS-485隔離方案有多種，具體選用可根據實際使用進行選擇。使用CA-IS3741+RS-485收發器方案可靈活選擇RS-485收發器，CA-IS3082W方案只需要更少的外圍器件就可以實現RS-485隔離，有更高的可靠性。CA-IS3092W隔離方案集成了隔離電源，并具有最大0.5W的電源輸出能力，為RS-485隔離提供了更加方便的選擇。
編輯：admin 最后修改時間：2023-03-21
