ISO14xx：高性能隔离式 RS - 485/RS - 422 收发器的卓越之选

在工业通信领域，RS - 485/RS - 422 接口凭借其长距离通信和多节点连接能力，成为了众多应用的首选。然而，在恶劣的工业环境中，如何确保通信的稳定性和可靠性，一直是工程师们面临的挑战。今天，我们就来深入探讨一款性能优异的 5kVRMS 隔离式 RS - 485/RS - 422 收发器——ISO14xx。

文件下载：iso1452.pdf

一、特性亮点，铸就卓越性能

标准合规与应用适配

ISO14xx 符合 TIA/EIA - 485 - A 标准，在 5V 总线侧电源下也能满足 PROFIBUS 应用要求，这使得它能够广泛应用于各种工业通信场景。无论是电网基础设施、光伏逆变器，还是工厂自动化与控制、电机驱动器等领域，ISO14xx 都能游刃有余地发挥作用。

强大的总线 I/O 保护

在复杂的工业环境中，静电放电（ESD）和电气快速瞬变（EFT）等干扰无处不在。ISO14xx 具备出色的总线 I/O 保护能力，能够承受 ±30kV HBM、±16kV IEC 61000 - 4 - 2 接触放电以及 ±4kV IEC 61000 - 4 - 4 电气快速瞬变，为设备提供了可靠的防护。

低 EMI 与高速数据传输

在数据传输方面，ISO14xx 表现同样出色。它支持 500kbps、12Mbps 和 50Mbps 数据速率，同时具备低电磁干扰（EMI）特性，能够在高速传输的同时，有效减少对周围设备的干扰。此外，其 1.71V 至 5.5V 逻辑侧电源（$V{CC1}$）和 3V 至 5.5V 总线侧电源（$V{CC2}$），为不同的应用场景提供了灵活的电源选择。

失效防护与多节点连接

ISO14xx 的接收器在总线开路、短路和空闲时具有失效防护功能，确保在各种异常情况下，接收器输出不会出现不确定状态。而且，它具有 1/8 单位负载，多达 256 个总线节点的连接能力，大大提高了总线的负载能力。

高共模瞬态抗扰度与宽温度范围

高达 100kV/µs（典型值）的高共模瞬态抗扰度，使得 ISO14xx 能够在存在较大共模电压差的环境中稳定工作。同时，其 - 40°C 至 125°C 的工作温度范围，也适应了各种恶劣的工业环境。

安全认证保障

ISO14xx 通过了多项安全相关认证，如符合 DIN VDE V 0884 - 11:2017 - 01 标准的 7071VPK VIOTM 和 1500VPK VIORM（增强型和基础型选项），符合 UL 1577 标准且长达 1 分钟的 5000V$_{RMS}$ 隔离，以及 IEC 60950 - 1、IEC 62368 - 1、IEC 60601 - 1 和 IEC 61010 - 1 认证等，为设备的安全运行提供了有力保障。

二、器件比较，满足多样需求

ISO14xx 系列包含了多种不同型号的器件，如 ISO141x、ISO143x 和 ISO145x，它们分别支持高达 500kbps、12Mbps 和 50Mbps 的信号传输速率，工程师可以根据具体的应用需求进行选择。同时，还有增强型和基础型隔离选项可供选择，以满足不同的安全等级要求。

器件	隔离	双工	数据速率	封装
ISO1410、ISO1410B	增强型、基础型	半双工	500kbps	16 引脚 DW
ISO1412、ISO1412B	全双工	500kbps	16 引脚 DW
ISO1430、ISO1430B	半双工	12Mbps	16 引脚 DW
ISO1432、ISO1432B	全双工	12Mbps	16 引脚 DW
ISO1450、ISO1450B	半双工	50Mbps	16 引脚 DW
ISO1452、ISO1452B	全双工	50Mbps	16 引脚 DW

三、引脚配置，清晰明了

全双工器件引脚功能

对于全双工器件，ISO14xx 的引脚配置清晰合理。以 DW 封装 16 引脚 SOIC 全双工器件为例，每个引脚都有明确的类型和功能说明。例如，A 引脚（编号 14）为总线侧接收器非反相输入，B 引脚（编号 13）为总线侧接收器反相输入，D 引脚（编号 6）为驱动器输入等。这些引脚的合理配置，确保了器件能够实现高效的信号传输和控制。

引脚	编号	类型(1)	说明
A	14	I	总线侧接收器非反相输入
B	13	I	总线侧接收器反相输入
D	6	I	驱动器输入
DE	5	-	驱动器使能。该引脚在高电平时启用驱动器输出，在低电平或开路时禁用驱动器输出。
GND1(2)	2		Vcc1 的接地连接
GND1(2)	8		Vcc1 的接地连接
GND2(2)	9		Vcc2 的接地连接
GND2(2)	15		Vcc2 的接地连接
NC(3)	7		无内部连接
NC(3)	10		无内部连接
R	3	O	接收器输出
RE	4	-	接收器启用。该引脚在高电平或开路时禁用接收器输出，在低电平时启用接收器输出。
Vcc1	1		逻辑侧电源
Vcc2	16		接收器侧电源
Y	11	O	驱动器同相输出
Z	12	O	驱动器反相输出

半双工器件引脚功能

半双工器件的引脚配置也有其特点。与全双工器件类似，每个引脚都有特定的功能，以实现信号的接收和发送。例如，A 引脚（编号 12）和 B 引脚（编号 13）为总线侧收发器非反相输入或输出（VO），D 引脚（编号 6）为驱动器输入等。

引脚	编号	类型(1)	说明
A	12	VO	总线侧收发器非反相输入或输出(VO)
B	13	VO	总线侧收发器反相输入或输出(VO)
D	6	I	驱动器输入
DE	5	I	驱动器使能。该引脚在高电平时启用驱动器输出，在低电平或开路时禁用驱动器输出。
GND1(2)	2		Vcc1 的接地连接
GND1(2)	8		Vcc1 的接地连接
GND2(2)	9		Vcc2 的接地连接
GND2(2)	15		Vcc2 的接地连接
NC(3)	7		无内部连接
NC(3)	10		无内部连接
NC(3)	11		无内部连接
NC(3)	14		无内部连接
R	3	O	接收器输出
RE	4	I	接收器启用。该引脚在高电平或开路时禁用接收器输出，在低电平时启用接收器输出。
Vcc1	1		逻辑侧电源
Vcc2	16		接收器侧电源

四、规格参数，精准把握

绝对最大额定值与 ESD 等级

在使用 ISO14xx 时，了解其绝对最大额定值和 ESD 等级非常重要。绝对最大额定值规定了器件在正常工作时所能承受的最大电压、电流和温度等参数，超出这些范围可能会对器件造成永久损坏。而 ESD 等级则反映了器件对静电放电的耐受能力，ISO14xx 在这方面表现出色，能够承受较高的 ESD 电压。

建议运行条件与热性能信息

为了确保器件的稳定运行，建议工程师按照建议运行条件进行设计。这些条件包括电源电压、输入输出电压、数据速率等。同时，热性能信息也为散热设计提供了参考，例如结至环境热阻、结至外壳热阻等参数，有助于工程师合理设计散热方案，保证器件在合适的温度范围内工作。

绝缘规格与安全相关认证

ISO14xx 的绝缘规格和安全相关认证是其重要的特性之一。绝缘规格规定了器件的绝缘性能，如最大重复峰值隔离电压、最大工作隔离电压等。而安全相关认证则证明了器件符合相关的安全标准，为设备的安全运行提供了保障。

五、详细说明，深入了解

功能方框图与特性说明

ISO14xx 的功能方框图清晰地展示了其内部结构和信号流程，有助于工程师理解器件的工作原理。同时，特性说明部分详细介绍了器件的各项特性，如电磁兼容性（EMC）注意事项、失效防护接收器、热关断和上电和断电无干扰等功能。

器件功能模式

器件功能模式包括驱动器功能模式和接收器功能模式。通过这些模式的介绍，工程师可以了解如何控制驱动器和接收器的工作状态，实现数据的准确传输。

六、应用与实施，实战指南

应用信息

ISO14xx 旨在实现多点 RS - 485 网络上的双向数据传输。在设计 RS - 485 网络时，每个节点需要一个 ISO14xx 器件和一个隔离式电源。同时，电缆两端需要用端接电阻进行端接，以消除线路反射。全双工实现需要两个信号对（四根电线），而半双工实现则可以降低电缆要求。

典型应用

典型应用部分给出了 ISO1410 器件的应用电路示例。在设计应用电路时，ISO14xx 只需外部旁路电容器即可工作，相比需要多个外部元件的光耦合器解决方案，更加简单方便。同时，工程师还需要考虑数据速率、电缆长度、分支线长度和总线负载等因素，以确保系统的性能。

七、电源与布局，关键要点

电源相关建议

为了确保器件在所有数据速率和电源电压条件下可靠运行，建议在逻辑和收发器电源引脚（$V{CC1}$ 和 $V{CC2}$）处放置 0.1μF 旁路电容器，并尽量靠近电源引脚。此外，$V_{CC2}$ 上的 10µF 大容量电容器可以在发送模式下的总线转换期间提高收发器的性能。

布局指南

在 PCB 布局方面，至少需要四层才能实现低 EMI PCB 设计。层堆叠应按照高速信号层、接地平面、电源平面和低频信号层的顺序进行。在顶层布置高速走线，避免使用过孔，以减少电感。同时，将 $V{CC2}$ 旁路电容器放置在顶层并尽可能靠近器件引脚，不使用过孔完成与 $V{CC2}$ 和 GND2 引脚的连接。

八、总结与展望

ISO14xx 作为一款高性能的隔离式 RS - 485/RS - 422 收发器，凭借其卓越的特性、丰富的功能和可靠的性能，为工业通信领域提供了一个优秀的解决方案。无论是在复杂的工业环境中，还是对通信稳定性和可靠性要求较高的应用场景，ISO14xx 都能展现出其独特的优势。

作为电子工程师，我们在设计过程中需要充分了解器件的特性和规格，结合实际应用需求进行合理的设计和布局。同时，我们也期待 ISO14xx 在未来能够不断创新和发展，为工业通信带来更多的可能性。

希望通过本文的介绍，能够帮助各位工程师更好地了解和应用 ISO14xx 器件，在实际项目中取得更好的成果。如果你在使用过程中遇到任何问题，欢迎在评论区留言交流。