如何做好通信总线的隔离防护

 

CAN和485都是工业通信中常用的现场总线，做好通信总线的隔离防护是产品可靠、稳定的重要前提。那么该如何做好通信总线的隔离防护呢？隔离方案众多，该如何选择适合的方案呢？本文为您解答！

  01 通信总线为什么要隔离？

目前大多数产品对外通讯部分可总结为：MCU+收发器+外部总线，其中大多数常用的MCU 都集成有CAN或UART链路层控制器。从MCU发出的电平信号一般为5V或3.3V，为达到与总线连接和远传的目的，往往需要在MCU与总线间加收发器，它起到电平转换的作用。

 

采用总线通信方式必然涉及到外部通信走线，CAN和485总线往往需要做数百米的布线。总线越长、经过的环境越复杂越容易出现通信问题。外部环境中复杂多变的电磁场会间接抬高总线的电势，静电、浪涌、短路等会直接作用到通信线上。以上情况的出现，轻则导致收发器损坏，重则造成主板故障。因此，与总线连接前加入隔离是十分必要的。

02 通信总线隔离方案众多，该如何选择？

通信隔离需要考虑到隔离器件对通信信号的影响。目前主流的通信隔离方案为光耦、容耦及磁耦。供电隔离采用微功率DC/DC隔离电源，使输入与输出之间没有电气连接，避免供电端对收发器的影响。

具体来讲，隔离可以从两个方式实现：采用分立元器件搭建或采用集成模块。金升阳作为国内电源优质供应商，根据市场需求，先后推出了多种通讯接口总线产品方案，包含集成模块与自搭元器件，丰富产品线助您灵活选择，满足各类不同行业应用需求。

 

 

 

03 集成电源型·通讯接口总线     “芯”级体验--R4/R5总线隔离收发系列    

采用分立模块搭建往往涉及到很多器件的选型及采购，常常需要对物料的一致性进行管控，且设计耗时耗力，还时刻担心设计是否合理，因此开发成本飙升。

 

基于此，集电源隔离、数字隔离一体的隔离收发器模块应运而生，金升阳推出芯片级R4/R5系列CAN&485总线隔离收发产品，紧凑的体积使其在应用便捷的同时占用更少的PCB面积。

系列产品优势特点如下：

精细化设计，集成电源方案

R4/R5总线IC高度集成化，是集成电源和数字隔离的芯片化产品。通过精密设计，在芯片内部实现了电源隔离+信号隔离方案，极大的节约了客户占板空间。

5000Vrms，高可靠性设计

高压侧设备与低压侧设备通信，需要考虑共模干扰与隔离安全，高隔离成首要考虑参数。R4/R5总线接口产品根据行业标准进行设计：

1）基于UL1577标准要求，隔离电压高达5000Vrms，

2）人体静电可达几千伏甚至更高，对电子产品造成ESD损伤，系列产品总线静电防护能力高达：6kV(HBM)/±15kV(接触放电)；

3）产品还集成多种保护功能，如短路保护、过温保护等，为用户提供更高可靠的设计方案。

集成电源的隔离IC--TDA51S-41HC

 

集成电源的隔离IC，可自由搭配485/CAN模块或ADC等IC。

集成电源的通讯接口总线--模块类

金升阳模块类通讯接口总线拥有多种不同的封装形式（包含灌封、开板类）：SMD、DIP8、DIP24，引脚兼容市场主流产品；功能上具备：高速型、小体积、（单/双路）自动收发型、集成AC/DC电源型等……满足各种行业应用需求。

04 非集成电源型·芯片级通讯接口总线

 

此类产品集成了数字隔离器与信号接口IC，可与隔离电源配套使用，提高系统可靠性。I/O口电压范围支持3.3V和5V微处理器，总线静电防护能力高达 15kV(HBM)，通讯速率高达 1Mbps。

05 信号接口IC/数字隔离IC

针对传统分立元件自搭方案，金升阳同样为用户准备了专用的CAN/485信号接口IC与隔离IC，pin to pin兼容国际主流IC，国产化解决物料断供之忧，同时满足客户高可靠性、低成本的要求。

06 小结

随着行业需求量的增大和技术要求的增高，相关的数字接口收发元器件产品更新迭代的速度也愈发直上。在满足性能的前提下，金升阳顺应市场趋势，竭力追求高效率、高可靠性，帮助客户减少系统体积，提升系统可靠性，为不同行业的广大用户提供省心、好用的电源产品。　　

      审核编辑：彭静