Журнал "Новости Электроники", номер 18, 2007 год.

Журнал "Новости Электроники", номер 18, 2007 год.Микросхемы для изолированных интерфейсов RS-485/RS-422 компании MAXIMЕвгений Звонарев В данной статье речь пойдет о новом поколении микросхем изолированных интерфейсов от компании Maxim Integrated Products. Отличительными характеристиками MAX3535E и MXL1535E являются емкостная изоляция, напряжение изоляции до 2500 В и возможность поверхностного монтажа.

 

 

Микросхемы MAX1480 (MAX3480) и MAX1490 для изолированных интерфейсов RS-485/RS-422 хорошо известны разработчикам и нашли широкое применение в самых разнообразных приложениях промышленной автоматики.

Высокоскоростные законченные интерфейсные микросхемы MAX1480 и MAX1490 компании Maxim Integrated Products имеют стандартное напряжение питания 5 В, микросхемы MAX3480 предназначены для работы при напряжении питания 3,3 В. Эти микросхемы объединяют в одном корпусе приемопередатчик, трансформатор и оптроны для обеспечения изоляции между входом и выходом. Гальваническая развязка выполнена на основе встроенного DC/DC-преобразователя с импульсным трансформатором. Оптронная развязка служит для гальванической изоляции сигналов. Микросхемы с суффиксом «А» не имеют ограничения скорости нарастания напряжения и могут передавать данные с высокой скоростью до 2,5 Мбит/с. Микросхемы с суффиксом «В» имеют встроенные схемы ограничения нарастания выходного напряжения. Этим обеспечивается скорость передачи информации не более 250 кбит/с, благодаря чему достигается боле высокая защита от электромагнитных помех. Интерфейсные микросхемы MAX1480 и MAX3480 обеспечивают полудуплексный обмен данными, микросхемы MAX1490 поддерживают полный дуплекс. Структурные схемы микросхем MAX1480A/B/C, MAX3480A/B и MAX1490A/B приведены на рисунке 1.

 

Рис. 1. Структурные схемы MAX1480A/B/C, MAX3480A/B и MAX1490A/B

Интерфейсные микросхемы MAX1480A/B/C, MAX3480A/B и MAX1490A/B имеют трансформаторную и оптронную гальванические изоляции. Следующее поколение изолированных интерфейсов RS-485/RS-422 имеет емкостную изоляцию для передаваемых и принимаемых сигналов и трансформаторную развязку для получения изолированного напряжения питания. Это микросхемы MAX3535E и MXL1535E. Структурная схема и основные характеристики MAX3535E показаны на рисунке 2.

 

Рис. 2. Структурная схема и основные характеристики MAX3535E с емкостной изоляцией

Необходимо отметить, что интерфейсные микросхемы MAX3535E могут работать при напряжении питания от 3 до 5 В, допускают возможность горячей замены и имеют защиту от электростатического разряда ±15 кВ. Емкостной барьер между входом и выходом микросхем MAX3535E и MXL1535E выдерживает напряжение до 2500 В (микросхемы MAX1480A/B/C, MAX3480A/B и MAX1490A/B имеют напряжение изоляции только до 1600 В). Кроме того, MAX3535E и MXL1535E выполнены в корпусах для поверхностного монтажа SO28 Wide (или широкий SOIC-28). Старые микросхемы MAX1480A/B/C, MAX3480A/B и MAX1490A/B выпускаются только в корпусах DIP для монтажа в отверстия. С переходом на полный поверхностный монтаж, SMD-корпуса интерфейсов MAX3535E и MXL1535E могут стать решающим фактором при выборе микросхем изолированных интерфейсов. Еще одно неоспоримое преимущество MAX35356E - работоспособность при напряжениях питания от 3 до 5 В, что позволяет выбрать только одно наименование микросхемы для напряжений питания 3,3 и 5 В. Основные параметры старых и новых микросхем для изолированных интерфейсов RS-485/RS-422 сведены в таблицу 1.

Таблица 1. Микросхемы изолированных интерфейсов RS-485/RS-422 компании MAXIM

  Напря-
жение
питания,
В Скорость
передачи,
Мбит/с Коли-
чество
прием-
ников/
передат-
чиков Ток
потреб-
ления,
мА Напря-
жение
изо-
ляции,
B, rms Ток
потреб-
ления
в режиме
Shutdown,
мкА Полный
дуплекс
(Full
Duplex) Свойства MAX3535E (New) 3...5,5 1 1/1 100 2500 - + Питание от 3 до 5 В; ±15 кВ ESD (защита от электростатического разряда), корпус SO28 Wide (широкий) MXL1535E (New) 5 0,25 1/1 100 2500 - + ±15 кВ ESD (защита от электростатического разряда), корпус SO28 Wide (широкий) MAX1480A 5 2,5 1/1 60 1600 0,2 - изолированный интерфейс RS-485/RS-422 в одном корпусе DIP28 MAX1480B 5 0,25 1/1 35 1600 0,2 - изолированный интерфейс RS-485/RS-422 в одном корпусе DIP28 MAX1480C 5 0,25 1/1 35 1600 0,2 - MAX1480B (enable = 1,5 мкс) MAX1490A 5 2,5 1/1 100 1600 0,2 + изолированный интерфейс RS-485/RS-422 в одном корпусе DIP24 MAX1490B 5 0,25 1/1 65 1600 0,2 + изолированный интерфейс RS-485/RS-422 в одном корпусе DIP24 MAX3480A 3,3 2,5 1/1 180 1600 0,2 - изолированный интерфейс RS-485/RS-422 в одном корпусе DIP28 MAX3480B 3,3 0,25 1/1 180 1600 0,2 - изолированный интерфейс RS-485/RS-422 в одном корпусе DIP28

Основной момент, иногда затрудняющий выбор новых интерфейсных микросхем MAX3535E или MXL1535E, - наличие дополнительного внешнего трансформатора Т1 для получения изолированного напряжения питания (см. рисунок 3). Поэтому выбору трансформаторов в этой статье уделено особое внимание.

 

Рис. 3. Типовая схема включения MAX3535E для организации изолированного интерфейса RS-485

Выводы микросхем MAX3535E или MXL1535E "ST1" и "ST2" - это выход интегрированного в микросхемы мостового каскада для подключения первичной обмотки трансформатора Т1, работающего на частоте преобразования 420  кГц (см. рисунок 4).

 

 

 

Рис. 4. Выходной мостовой каскад MAX3535E или MXL1535 для подключения первичной обмотки трансформатора Т1, работающего на частоте 420 кГц

Рекомендуемые импульсные трансформаторы для совместной работы с MAX3535E или MXL1535E приведены в документации (datasheets) производителя. Основной момент при выборе соответствующего трансформатора  - необходимые коэффициенты трансформации при напряжении питания 3,3 или 5  В. При напряжении питания 5  В коэффициенты трансформации между первичной и вторичными обмотками 1:1:1, то есть все обмотки трансформатора имеют равное количество витков. При напряжении питания 3,3 В коэффициенты трансформации должны быть около 1:1,3:1,3; то есть каждая из двух вторичных обмоток должна иметь примерно в 1,3 раза большее количество витков. Для этих целей подойдут трансформаторы фирмы Premier Magnetics () PM-SM15 (при питании MAX3535E или MXL1535 от 5 В) или PM-SM16 (при питании MAX3535E от 3,3 В). Габаритные размеры и расположение выводов трансформаторов PM-SM15 и PM-SM16 приведены на рисунке 5.

 

Рис. 5. Габаритные размеры и расположение выводов трансформаторов PM-SM15 и PM-SM16

В качестве первичной обмотки трансформатора PM-SM15 при питании интерфейсных микросхем от 5 В можно использовать витки между выводами 5 и 8. При напряжении питания 3,3 В для MAX3535E в качестве первичной обмотки трансформатора PM-SM16 можно использовать витки между выводами 1 и 2 (выводы 3 и 4 не подключаются). Для аналогичных целей можно использовать импульсные трансформаторы TGM-H251NF и TGM-H281NF фирмы Halo Electronics (). На рисунке 6 показаны габаритные размеры и расположение выводов этих трансформаторов.

 

Рис. 6. Габаритные размеры и расположение выводов трансформаторов TGM-H251NF и TGM-H281NF

Необходимо отметить, что трансформатор TGM-H281NF имеет формулу коэффициентов трансформации 1:1:2,6:2,6. Эти соотношения говорят о том, что две первичные обмотки одинаковые, а каждая из первичных обмоток 1-3 и 2-4 имеет количество витков в 2,6 раза меньшее по сравнению с каждой вторичной обмоткой 5-7 и 6-8. Для получения нужного нам коэффициента трансформации 1,3 необходимо соединить перемычкой выводы 2 и 3 у первичных обмоток 1-3 и 2-4. Тогда количество витков первичной обмотки увеличится вдвое, а коэффициент трансформации уменьшится в два раза и составит 1,3. Это проиллюстрировано на нижнем рисунке 7.

 

Рис. 7. Подключение трансформаторов к выходному мостовому каскаду MAX3535E и MXL1535E при разных напряжениях питания

При питании интерфейсных микросхем MAX3535E и MXL1535E от напряжения 5 В при использовании трансформатора с коэффициентами трансформации 1:1:1:1 одна из первичных обмоток остается незадействованной (см. верхнюю схему включения на рисунке 7).

В документации производителя (datasheets) для микросхем MAX3535E и MXL1535E приводятся и другие варианты трансформаторов для совместной работы с этими интерфейсными микросхемами.

Ассортимент рассмотренных в этой статье трансформаторов поддерживается на складе компании КОМПЭЛ ().

Вернуться к содержанию номера







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.