MORNSUN TD(H)541S485S：超小封装RS485隔离收发器的卓越之选

在电子工程师的日常设计工作中，RS485隔离收发器是常见且关键的器件。今天，我们就来深入了解MORNSUN的TD(H)541S485S DFN封装RS485隔离收发器，看看它有哪些独特之处。

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一、产品特点

1. 封装优势

TD(H)541S485S采用超小、超薄的芯片级DFN封装，这种封装形式在节省电路板空间方面表现出色，特别适合对空间要求较高的设计场景。

2. 标准兼容性

它完全符合TIA/EIA - 485 - A标准，这意味着它能够与市场上众多遵循该标准的设备进行良好的兼容，为工程师的设计提供了更多的选择和便利。

3. 集成隔离电源

集成5V高效隔离电源，减少了外部电源设计的复杂性，同时提高了系统的稳定性和抗干扰能力。

4. 电压支持

I/O电压范围支持3.3V和5V微处理器。当使用5V微处理器时，RXD可直接连接；当使用3.3V微处理器时，需参考“使用建议第⑤点”进行连接。

5. 电气性能卓越

• 隔离耐压高达3000VDC（TDH541S485S为5000VDC），能有效隔离不同电路之间的干扰。
• 总线静电防护能力高达15kV(HBM)，增强了产品在复杂环境下的可靠性。
• 通讯速率高达20Mbps，满足高速数据传输的需求。
• 具有>25kV/μs瞬态抗扰度和极低通讯延时，保证数据传输的准确性和及时性。
• 采用1/8单位负载设计，总线负载能力高达256节点，适用于多节点的RS485网络。

6. 保护功能完善

具备总线失效保护和总线驱动短路保护功能，能有效防止总线故障对设备造成损坏。

7. 工作温度范围广

工业级工作温度范围为 - 40℃ to +105℃，可适应各种恶劣的工业环境。

8. 标准认证

符合AEC - Q100标准和EN62368标准，潮敏等级(MSL)为3，保证了产品的质量和可靠性。

二、应用范围

TD(H)541S485S适用于多个领域，包括工业自动化、楼宇自动化、智能电表以及远距离信号交互和传输等。在这些应用场景中，它能够稳定可靠地实现数据的传输和通信。

三、引脚封装及描述

1. 引脚连接

所有GND1内部相连，所有GND2内部相连。引脚功能丰富，例如GND1为逻辑侧参考地，VCC为芯片供电引脚，靠近该引脚须接入0.1uF陶瓷电容到逻辑侧参考地(GND1)等。详细的引脚功能可参考以下表格：	引脚编号	引脚名称	功能描述
1	GND 1	逻辑侧参考地｡
2	V CC	芯片供电引脚｡靠近该引脚须接入 0.1uF 陶瓷电容到逻辑侧参考地( GND 1 )｡
3	RXD	接收器信号输出引脚｡
4	RE	接收器使能引脚｡ RE 为低电平,当( A - B ) ≥-10mV , RO 输出为高电平,当( A - B ) ≤-200mV , RO 输出 为低电平｡
5	DE	驱动器使能引脚｡当 DE 为高电平时,驱动器输出使能;当 DE 为低电平时,驱动器输出为高阻抗;当 DE 为 低电平,且 RE 为高电平时,进入关断模式｡
6	TXD	驱动器输入引脚｡
7	V CC	逻辑侧供电引脚｡靠近该引脚须接入 1uF 陶瓷电容到逻辑侧参考地( GND 1 )｡
8	GND 1	逻辑侧参考地｡
9	GND 2	总线侧参考地｡
10	V ISOOUT	隔离电源输出端,该引脚必须通过 1uF 电容接至 9 脚｡应用时需连接至 15 脚｡
11	NC	无功能引脚,可悬空｡
12	NC	无功能引脚,可悬空｡
13	B	RS485 总线 B 线引脚｡
14	A	RS485 总线 A 线引脚｡
15	V ISOIN	隔离电源输入端,该引脚必须通过 0.1uF 电容接至 16 脚｡应用时需连接至 10 脚｡
16	GND 2	隔离输出参考地｡

2. 内部框图及真值表

内部框图展示了其内部结构，真值表则明确了驱动器和接收器在不同输入信号下的输出状态，方便工程师进行电路设计和调试。

驱动器真值表

信号输入 (TXD)	使能输入 (DE)	输出
A	B
H	H	H	L
L	H	L	H
X	L	Z	Z
OPEN	H	H	L

接收器真值表

差分输入 V ID = (V A – V B )	使能输入 ( RE )	信号输出 (RXD)
–0.01 V ≤ V ID	L	H
–0.2 V < V ID < –0.01 V	L	不确定的
V ID ≤ –0.2 V	L	L
开路	L	H
短路	L	H

四、IC相关参数

1. 极限额定值

使用时需注意，若超出“极限额定值”表内列出的应力值，可能会对器件造成永久损坏。长时间工作在极限额定条件下，器件的可靠性也可能受到影响。相关参数如下：	参数	单位
供电电压,Vcc	-0.3V to +6V
A、B间电压范围	-8V to +13V
DE、TXD、RE、RXD电压范围	-0.3Vto +6V
工作温度范围	-40°C to +105°C
存储温度范围	-50°C to +125°C
回流焊温度	峰值温度Tcs250°C,217°C以上时间最大为60s,实际应用请参考IPC/JEDEC J - STD - 020D.3标准。

2. 推荐工作参数

为了保证器件的正常工作，建议按照推荐工作参数进行设计。例如，供电电压Vcc的推荐范围为4.75 - 5.25V，传输速率最高可达20Mbps等。具体参数如下：	符号	推荐工作条件	最小值	典型值	最大值	单位
Vcc	供电电压	4.75	5	5.25	V
Vi	任一总线终端引脚电压(差模、共模)	-7		12
VIH	高电平输入电压(TXD,DE,RE)	2		Vcc
VIL	低电平输入电压(TXD,DE,RE)	0		0.8
RIN	差分输出负载电阻	54	60		p
TA	工作环境温度	-40		105	°℃
	传输速率			20	Mbps

3. 电学特性

包括驱动器特性、接收器特性、供电及保护特性等。例如，驱动器差分输出电压在不同负载下有不同的值，接收器的正向和负向差分输入阈值电压也有明确规定。同时，该器件具有良好的静电放电抗扰度、群脉冲抗扰度和雷击浪涌抗扰度等。

4. 传输特性

传输速率最高可达20Mbps，驱动器和接收器的传输延时、上升沿和下降沿等参数也有具体要求，这些参数保证了数据传输的高效性和准确性。

5. 物理特性

器件重量约为0.9g（Typ.）。

五、工作描述及功能

1. 整体结构

TD(H)541S485S是一款带隔离电源的半双工增强型RS485隔离收发器，包含一个隔离电源、一个驱动器和一个接收器。

2. 总线失效保护

当接收器输入开路、短路或者总线处于空闲状态时，能保证接收器输出为高电平，提高了系统的稳定性。

3. 接收器输入滤波器

内部集成高性能输入滤波器，增强了接收器对高速差分信号的噪声抑制能力，但也会导致一定的传输延时。

4. 总线负载能力

总线接收器按1/8单位负载设计，输入阻抗大于96KΩ，总线能允许接入高达256个收发器，也可与其他32个单位负载的标准RS485收发器混合使用。

5. 低功耗SHUTDOWN模式

当RE输入高电平，DE输入低电平时，收发器进入关断模式，降低整体待机功耗。但需注意保持时间，若保持时间小于50nS，收发器无法进入关断模式，若保持至少600ns，则能可靠进入。

6. 驱动器输出保护

内部集成驱动器短路(或过流)保护模块，当总线出现错误或驱动器短路时，能将驱动器输出电流限制在一定限值内。

六、应用电路

1. 典型应用电路

提供了典型应用电路（半双工网络拓扑结构）和典型应用PCB layout，方便工程师进行电路设计和布局。

2. 端口保护推荐电路

由于模块内部A/B线自带ESD保护，在环境良好的场合一般无需再加ESD保护器件。但在恶劣环境下，建议在模块A/B线端外加TVS管、共模电感、气体放电管、屏蔽双绞线或同一网络单点接大地等保护措施，并给出了推荐参数。需要注意的是，使用推荐端口保护电路时，建议通讯速率小于10Mbps，否则会对总线输出产生影响。

七、使用建议

1. 电源使用

隔离电源输出引脚VISOOUT需要通过一系列电容接至VISOIN，除上下拉功能外，不推荐用作其他用途，以免导致通讯失败。

2. 引脚连接

DE与RE引脚不支持悬空，若不接入控制器，推荐通过30kΩ的下拉电阻接至GND，以保持该节点只处于接收状态，不影响总线。

3. 引脚输出状态

任何时候都不应将控制器连接DE、RE、TXD的引脚设置为开漏输出的状态，否则会导致不确定的后果。

4. 总线稳定性

为保持A - B总线空闲稳定性，需要在总线端至少一处节点将A上拉至VISOIN，将B下拉至GND2，同时整体网络的上下拉电阻其并联值为400Ω(0.2W)左右。

5. RXD输出匹配

TD(H)541S485S的RXD输出只兼容5V系统，如果I/O口为3.3V电平且不支持5V输入，可参照推荐电路进行匹配，推荐值为 (R1 = 750)，(R 2 = 2 k Omega)。

6. 热拔插问题

产品不支持热拔插。

7. TXD驱动能力

TXD外部输入如驱动能力不足应视情况添加上拉电阻。

8. 焊接规范

此产品焊接规范设计可参考《IPC7093》，焊接指导参照《DFN封装产品热风枪焊接作业指南》、《DFN封装产品焊接指南》。

八、订购及封装信息

1. 订购信息

提供了TD541S485S和TDH541S485S的订购信息，包括封装、引脚数、丝印和包装等。	产品型号	封装	引脚数	丝印	包装
TD541S485S	DFN	16	TD541S485S	300/盘
TDH541S485S	DFN	16	TDH541S485S	300/盘

2. 封装信息

给出了封装的尺寸、引脚方式等详细信息，方便工程师进行电路板设计。

3. 包装信息

提供了器件的包装信息，包括卷轴外径、宽度等参数。

综上所述，MORNSUN的TD(H)541S485S DFN封装RS485隔离收发器在性能、功能和应用方面都具有很多优势，是电子工程师在RS485网络设计中的一个不错选择。大家在实际应用中，是否遇到过类似器件的使用问题呢？欢迎在评论区分享交流。