ADM2895E/ADM2895E-1信号和电源隔离半双工 RS-485 收发器，带故障保护功能技术手册

概述
ADM2895E/ADM2895E-1 是 5.7kVRMS 信号和电源隔离 RS-485 收发器，在 RS-485 A 和 B 引脚上具有 ±60V 故障保护。这些设备专为平衡传输线而设计，符合 ANSI/TIA/EIA-485-A-98 和 ISO 8482:1987(E)。该套件可通过符合 EN 55032 B 类标准的辐射发射测试，在带有高频去耦电容器的双层印刷电路板 (PCB) 上留有余量，并在隔离的电源和接地引脚上带有两个小型外部 0402 铁氧体。该设备具有集成的低电磁干扰 (EMI) 隔离式 DC-DC 转换器，无需外部隔离电源。隔离屏障可抵抗系统级电磁兼容性 (EMC) 标准的干扰。该设备适用于需要在整个使用寿命期间针对 400VRMS 和 566VDC 工作电压进行加强绝缘的应用。该器件可防止 RS-485 A 和 B 引脚上 ±4kV 接触 IEC 61000-4-2 和 ±15kV 人体模型 (HBM) 静电放电 (ESD) 事件，以及跨屏障的 ±8kV 接触 IEC 61000-4-2 ESD，而不会发生闩锁或损坏。

ADM2895E/ADM2895E-1 在 RS-485 接口 A 和 B 引脚上具有过压保护功能，可承受收发器侧 GND2 高达 ±60V 的直流或交流峰值。这可以提供强大的保护，防止瞬变和意外连接到±12V 或±24V 电源。对于具有较大接地偏移和长电缆运行的应用，该器件的共模范围扩展至±25V。
数据表：*附件：ADM2895E ADM2895E-1信号和电源隔离半双工 RS-485 收发器，带故障保护功能技术手册.pdf

应用

• 供暖、通风和空调 (HVAC) 网络
• 工业现场总线
• 楼宇自动化
• 公共设施网络
• 电能表

特性

• 5.7kVRMS 隔离式半双工 RS-485/RS-422 收发器
• RS-485 A 和 B 引脚上的 ±60V 故障保护
• 低辐射发射、集成隔离式 DC/DC 转换器
• 封装在 2 层 PCB 上，符合 EN 55032 B 级辐射发射要求
• RS-485 A 和 B 总线引脚上的强大保护
  • ≥ ±4kV IEC 61000-4-2 静电放电
  • ±10kV 人体模型静电放电
  • ≥ ±4kV IEC 61000-4-4 EFT
• 扩展±25V 共模范围
• 两种速度选择
  • ADM2895E - 低速 250kbps，用于 EMI 控制
  • ADM2895E-1 - 高速 20Mbps 数据速率
• 灵活的电源
  • 主输入 VCC 电源电压为 3.0V 至 5.5V
  • 主逻辑 VIO 电源电压为 1.7V 至 5.5V
  • VSEL 引脚用于选择 5V (V CC ~ > 4.5V) 或 3.3V隔离电源 VISO~
• 符合 5V VISO 标准的 PROFIBUS
• 宽工作温度范围：−40°C 至 +105°C
• 高共模瞬变抗扰度：250kV/μs
• 短路、开路和浮动输入接收器故障安全
• 支持 >224 个总线节点（接收器输入阻抗为 112kΩ）
• 完全热插拔支持（无故障上电/断电）
• 安全和监管审批
  • IEC 60747-17（待定）
  • 增强型 VIORM = 566VPEAK
  • UL 1577（申请中）
    • V ISO = 5700V~RMS ~持续 1 分钟
  • IEC/EN/CSA 62368-1（待定）
  • IEC/EN/CSA 61010-1（待定）
  • IEC/CSA 60601-1（待定）
  • GB 4943.1（待定）
• 符合 ANSI/TIA/EIA-485-A-98 和 ISO 8482:1987(E) 标准
• 在标准引脚排列中，外形尺寸的爬电距离和间隙为 8.3 毫米。

框图

时序图

引脚配置描述

典型性能特征

测试电路

工作原理

低电磁干扰集成式直流 - 直流转换器

ADM2895E/ADM2895E - 1集成了灵活的直流 - 直流转换器，该转换器针对降低辐射电磁干扰（EMI）进行了优化。隔离式直流 - 直流转换器在芯片级采用分离式平面变压器线圈进行重构，通过绝缘材料将上部线圈与信号隔离。磁耦合跨越隔离屏障，在那里进行整流和调节。由于不存在初级侧和次级侧之间的直接电连接，设备的两侧仍保持电气隔离。

这款隔离式直流 - 直流转换器具有稳定的输出电压，可通过VSEL逻辑引脚选择3.3V或5V输出，使用户能够根据应用需求优化转换器的效率。对于低功耗应用，可选择3.3V电源；对于需要较大差分输出电压的应用（如PROFIBUS），可运行输出为5V的隔离式直流 - 直流转换器。表10展示了隔离式直流 - 直流转换器支持的电源配置。

集成式直流 - 直流转换器经过优化，可将辐射电磁干扰降至最低。这使设计人员能够满足CISPR32和EN 55032 B类标准，适用于2层印刷电路板（PCB）和中号模块（SMD）器件。遵循相关的布局期间降噪建议，可进一步减少电磁干扰。欲了解更多详细信息，请参阅“PCB布局与电磁干扰（EMI）”部分。

坚固型低功耗数字隔离器

ADM2895E/ADM2895E - 1采用低功耗数字隔离器，将设备的初级侧和次级侧进行电气隔离。采用开关键控（OOK）调制方案的共面变压器线圈，可在跨隔离屏障实现高频数据传输的同时，最大限度减少辐射发射。这种架构提供了强大的数字隔离功能，能够抵御高达250V/ns的共模瞬变，覆盖设备的整个温度和电源范围。图60展示了在不同RX输入输出切换时间下，重复共模瞬变的测试结果。从低到高的切换时间变化很小，传播延迟无误差，体现了该器件强大的共模瞬变抗扰度（CMTI）性能。

强大的±60V故障保护

ADM2895E/ADM2895E - 1集成了经过改进的故障容限RS - 485/RS - 422收发器，无需使用昂贵的外部保护器件，即可消除过压故障导致的现场故障。A和B引脚上±60V的故障容限可保护收发器免受现场误接线或电缆故障的影响，适用于常见的工业24V或48V电源，也可应对电缆中可能出现的故障。

ADM2895E/ADM2895E - 1的±60V故障容限通过采用高性能BiCMOS集成电路技术实现。该技术的高击穿电压可在通电和高阻抗条件下提供保护。驱动器输出采用渐进式折返电流限制设计，既能防止过压故障，又能保证高电流输出驱动。

ADM2895E/ADM2895E - 1的高电压额定值使其能够在使用外部保护组件的情况下，与更高电压的RS - 485收发器配合使用。与低电压RS - 485收发器相比，ADM2895E/ADM2895E - 1允许使用具有更高击穿电压的外部保护器件，从而避免与大数据传输速率下的大共模电压产生干扰。

高驱动差分输出电压

ADM2895E/ADM2895E - 1采用专有发射器架构，具有低驱动器输出阻抗，可提高驱动器差分输出电压。在设备长电缆运行时，这种架构尤为实用。在这些应用中，传输线的直流电阻占主导地位，增加的差分电压可提高噪声裕度，支持更长电缆长度的传输。此外，当作为5V收发器（VSEL = VISOUT ，ADM2895E/ADM2895E - 1）运行时，可满足或超过PROFIBUS要求的至少2.1V最小差分输出电压。