對(duì)于高性能電機(jī)控制編碼器應(yīng)用而言，通常需要更高的數(shù)據(jù)速率、更小的RS485收發(fā)器封裝和IEC 61000-4-2 ESD保護(hù)。ADM3065E/ADM3066E 50Mbps收發(fā)器采用節(jié)省空間的10引腳LFCSP封裝，可提供±12kV(接觸)和±12kV(空氣)的IEC 61000-4-2 ESD保護(hù)功能，為EnDat編碼器提供了一套可靠的解決方案。此外，在ADM3065E/ADM3066E中添加高速穩(wěn)定的信號(hào)和功率隔離可以通過ADuM6401或ADuM6000 及ADuM241D來實(shí)現(xiàn)，如云南昌暉儀表制造有限公司在本文所述。
在電池供電系統(tǒng)、井下應(yīng)用(例如采礦)以及在4-20mA環(huán)路中工作的過程控制系統(tǒng)中，往往對(duì)低功耗工作模式具有較高需求。微功耗數(shù)字隔離器ADuM1441在關(guān)斷模式下的靜態(tài)功耗低于23μA。ADM3483 3.3V、250kbps RS485收發(fā)器的靜態(tài)功耗極低，關(guān)斷模式下通常僅2nA。
圖1 適合井下應(yīng)用穩(wěn)定可靠的低功耗隔離式RS485解決方案
圖1所示為適合井下應(yīng)用的穩(wěn)定可靠的低功耗隔離式RS485解決方案。ADM3483和ADuM1441共用可提供一條通往遠(yuǎn)程地下測(cè)量節(jié)點(diǎn)的可靠低功耗鏈路。系統(tǒng)接口卡包括微控制器單元(MCU)、ADuCM3027和集成模擬前端(AFE)AD7124-4，用于遠(yuǎn)程溫度和壓力測(cè)量。系統(tǒng)接口卡的固件更新通過遠(yuǎn)距離RS485電纜提供，更新后能夠在最長1km的遠(yuǎn)距離內(nèi)內(nèi)實(shí)現(xiàn)低數(shù)據(jù)速率傳輸(例如9.6 kbps)）。
1、隔離式高速RS485
利用iCoupler和isoPower技術(shù)，可以向ADM3065E中增添兼具加強(qiáng)絕緣和5kV/rms瞬態(tài)耐受電壓的電流隔離。ADuM6401提供了所需的四通道5kV/rms信號(hào)隔離、最高25Mbps的工作速率以及集成式DC/DC轉(zhuǎn)換器。ADuM6401配合ADM3065E(如圖2所示)需將VISO引腳配置為3.3V，具體方法是將VSEL引腳連接到GNDISO引腳，并將5V電源連接到VDD1引腳。在3.3V電壓下工作，即使數(shù)據(jù)速率達(dá)25Mbps，也可以確保ADM3065E仍保持在ADuM6401的負(fù)載能力范圍內(nèi)。
圖2 信號(hào)和電源隔離的25Mbps RS485解決方案(簡(jiǎn)化圖，未顯示全部連接)
利用ADuM241D四通道數(shù)字隔離器和ADuM6000隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器，可以實(shí)現(xiàn)50Mbps數(shù)據(jù)速率以及ADM3065E隔離，如圖3所示。ADuM241D的數(shù)據(jù)速率最高可達(dá)150Mbps，能夠提供完全支持ADM3065E以50Mbps數(shù)據(jù)速率工作所需的精確時(shí)序。
圖3 信號(hào)和電源隔離的50Mbps RS485解決方案(簡(jiǎn)化圖，未顯示全部連接)
不過，以50Mbps數(shù)據(jù)速率工作的前提是使ADM3065E工作在3.3V電壓下。如果需要在5V電壓下工作，可以將ADuM6000上的VSEL引腳連接到VISO，但支持的最大數(shù)據(jù)速率會(huì)降低(例如，＜10Mbps)。
ADuM6401和ADuM6000 isoPower器件中的DC/DC轉(zhuǎn)換器可為ADM3065E(和ADuM241D)提供穩(wěn)壓隔離電源。這兩款isoPower器件利用高頻開關(guān)元件，通過變壓器傳輸功率。用戶必須遵循輻射標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行印刷電路板(PCB)布局。
2、隔離式低功耗RS485
圖4顯示了ADuM1441微功耗、四通道、數(shù)字隔離器和ADM3483低功耗、半雙工RS485收發(fā)器的組合。當(dāng)ADM3483處于關(guān)斷模式(驅(qū)動(dòng)器使能DE引腳為低電平且接收器使能RE引腳為高電平)時(shí)，靜態(tài)電源電流通常僅為2nA(最大規(guī)范值為1μA)。如圖4所示，ADuM1441的引腳7和引腳10分別連接至GND1和GND2。這意味著當(dāng)ADuM1441隔離器處于無總線通信活動(dòng)的關(guān)斷模式時(shí)，其靜態(tài)電流低于23μA?？傮w來說，該解決方案的靜態(tài)功耗低至24μA以下。
圖4 低功耗、隔離式RS485節(jié)點(diǎn)
如果ADuM1441的引腳7和引腳10分別直接連接到VDD1和VDD2，則ADuM1441的靜態(tài)功耗僅1.2μA。這可以通過PCB上的跳線連接來實(shí)現(xiàn)，用戶可以選擇將引腳7連接到VDD1或GND1，還可以選擇將引腳10連接到VDD2或GND2。將ADuM1441中的1.2μA靜態(tài)功耗特性添加到ADM3483靜態(tài)電源中，可實(shí)現(xiàn)一個(gè)在關(guān)斷或待機(jī)模式下僅消耗2μA電流的完全隔離式RS485節(jié)點(diǎn)。為了確保隔離器正常工作，ADuM1441的引腳7和引腳10必須分別連接到GND1和GND2。
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