探索THVD24x9：小型封装RS-485收发器的卓越之选

在工业自动化、楼宇控制、电网基础设施等众多领域，RS - 485通信标准凭借其长距离传输、多节点连接和抗干扰能力强等优势，得到了广泛应用。而德州仪器（TI）推出的THVD24x9系列半双工RS - 485收发器，更是在这一领域展现出了独特的魅力。今天，我们就来深入探讨一下这款产品。

文件下载：thvd2419.pdf

产品概述

THVD24x9系列包含THVD2419和THVD2429两款器件，具有两种不同的速度等级，分别适用于最高250kbps和20Mbps的数据传输。该系列产品采用小型封装，集成了浪涌保护功能，不仅提高了系统的可靠性，还能有效抵抗耦合到数据电缆的噪声瞬变，无需额外的外部保护元件。

特性亮点

1. 宽电源电压范围：支持3V至5.5V的电源电压，采用10引脚VSON封装的器件还支持额外的VIO电源，可在低至1.65V的电源电平下运行I/O，具有很强的灵活性，能适应不同的电源环境。
2. 集成浪涌保护：通过在标准8引脚SOIC（D）封装以及小型10引脚VSON封装中集成瞬态电压抑制器（TVS）二极管，实现了浪涌保护功能。例如，能承受±3kV/42Ω IEC 61000 - 4 - 5 1.2/50μs浪涌（SOIC）和±1.5kV/42Ω IEC 61000 - 4 - 5 1.2/50μs浪涌（VSON），大大增强了产品在恶劣工业环境中的可靠性。
3. 高ESD和EFT保护：具备±8kV IEC 61000 - 4 - 2接触放电、±4kV IEC 61000 - 4 - 4电气快速瞬变和±15kV HBM ESD保护能力，有效抵御静电和快速瞬变干扰，保障设备稳定运行。
4. 宽共模电压范围：共模范围可达±25V，适用于长线缆上的多点应用，能有效抑制噪声，确保信号传输的准确性。
5. 低功耗设计：在关断模式下功耗低于5μA，且具有适用于热插拔功能的无干扰上电和断电特性，降低了系统的整体功耗，提高了能源利用效率。
6. 多种故障防护：具备开路、短路和空闲总线失效防护功能，以及1/8单位负载（多达256个总线节点），增强了系统的容错能力和可扩展性。

应用场景

THVD24x9系列产品的应用场景十分广泛，涵盖了无线基础设施、工厂自动化、电机驱动器、楼宇自动化、HVAC、电网基础设施等多个领域。在这些场景中，RS - 485通信需要可靠的信号传输和强大的抗干扰能力，而THVD24x9正好满足了这些需求。

技术参数详解

绝对最大额定值

了解器件的绝对最大额定值对于确保其安全可靠运行至关重要。THVD24x9的逻辑电源电压VIO范围为 - 0.5V至VCC + 0.2V，总线电源电压VCC范围为 - 0.5V至6.5V，总线电压范围在 - 42V至42V之间。需要注意的是，操作超出这些绝对最大额定值可能会导致器件永久性损坏。

ESD和浪涌防护等级

在ESD防护方面，总线端子和GND能承受±16.000V的静电放电，其他引脚也有相应的防护能力。在浪涌防护方面，根据不同的封装和测试标准，能承受±1500V至±3000V的浪涌。这些防护等级确保了器件在复杂电磁环境下的稳定性。

推荐工作条件

推荐的电源电压VCC范围为3V至5.5V，VIO电源电压（有VIO引脚的器件）范围为1.65V至VCC。不同的输入电压和输出电流要求也根据器件的不同配置有所差异。此外，信号速率方面，THVD2419最高为250kbps，THVD2429最高为20Mbps，工作环境温度范围为 - 40°C至125°C。

电气和开关特性

电气特性包括驱动差分输出电压、共模输出电压、短路输出电流等参数，这些参数决定了器件的信号驱动能力和稳定性。开关特性则涉及到信号的上升/下降时间、传播延迟、脉冲偏斜等，对于高速数据传输尤为重要。不同的速度等级（250kbps和20Mbps）在这些特性上也有所不同。

设计要点与注意事项

应用设计

在设计RS - 485网络时，需要考虑数据速率和总线长度的关系。一般来说，数据速率越高，电缆长度越短；反之亦然。同时，要尽量缩短节点与总线之间的Stub长度，以减少反射。此外，RS - 485标准规定驱动需能驱动32单位负载，而THVD24x9为1/8单位负载，因此最多可连接256个接收器到总线上。

电源供应

为确保器件在所有数据速率和电源电压下可靠运行，每个电源应使用100nF陶瓷电容进行去耦，并尽可能靠近电源引脚放置，以减少开关电源输出的电压纹波，补偿PCB电源平面的电阻和电感。

布局设计

在布局设计方面，使用VCC、VIO和接地平面提供低电感路径，高频电流会遵循最小阻抗路径。在收发器、UART和/或控制器IC的VCC、VIO引脚附近使用100nF至220nF的去耦电容，并使用至少两个过孔连接去耦电容的VCC、VIO和接地，以最小化过孔电感。同时，使用1kΩ至10kΩ的上拉和下拉电阻来限制使能线在瞬态事件中的噪声电流。

总结

THVD24x9系列RS - 485收发器以其小型封装、集成浪涌保护、高总线故障保护和宽工作条件等优势，为工程师在设计RS - 485通信系统时提供了一个优秀的选择。在实际应用中，我们需要根据具体的需求和场景，合理选择器件，并注意设计要点和注意事项，以确保系统的可靠性和稳定性。你在使用RS - 485收发器的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。