帶有60V故障保護的RS-485收發(fā)器

關(guān)鍵詞：MAX3443E 故障保護 真正的失效保護RS-485

1 概述

MAX3443E是將通訊總線上的信號故障提供60V保護的RS-485收發(fā)器。它含有一個帶三態(tài)輸出的差分驅(qū)動器和一個帶三態(tài)輸入的差分接收器。其1/4單位負載的接收器輸入阻抗可允許多達128個收發(fā)器接入總線。在5V電源供電下它的數(shù)據(jù)傳輸速率可達10Mbps。當(dāng)接收器輸入為開路、短路、或空閑時，真正的失效保護可使接收器的輸出邏輯變高。若在上電過程或接入一個已上電的底板時，其熱插拔回路可消除由于其對使能和差分接收器輸入端的擾動而導(dǎo)致的錯誤數(shù)據(jù)，同時還帶有低功耗關(guān)斷模式和片上15kV的靜電保護功能。MAX3443E采用8腳SO和DIP封裝，具有工業(yè)級的工作溫度范圍，其主要特點如下：

*具有15kV的靜電保護功能；

*具有60V的故障保護功能；

*數(shù)據(jù)傳輸速率可達10Mbps；

*熱插拔電路可消除熱插過程中的數(shù)據(jù)擾動；

*具有真正的失效保護工作特性；

*允許多達128個收發(fā)器總線接入；

*可降低EMI和反射；

*兼容普通的RS-485收發(fā)器。

2 引腳功能

MAX3443E的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。各引腳的功能如下：

RO:接收輸出；

RE:接收輸出使能，低電平有效；

DI：發(fā)送輸入；

DE：發(fā)送使能，高電平有效；

A:輸入/輸出同相端；

B：輸入/輸出反相端；

Vcc：電源，接+5V；

GND：地。

3 使用說明

3.1 驅(qū)動器

MAX3443E中的驅(qū)動器可接收單一邏輯電平輸入（DI），并把它轉(zhuǎn)換成差分RS-485電平輸出（A和B）。當(dāng)驅(qū)動器輸入使能無效時，驅(qū)動器的輸出（A和B）將進入高阻狀態(tài)。MAX3443E的真值表見表1，表中的“”表示無關(guān)。

表1 驅(qū)動真值表

3.2 接收器

MAX3443E中的接收器可接收差分RS-485電平輸入（A和B）信號，并把它轉(zhuǎn)換成單一民平輸出（RO），當(dāng)接收器輸入使能無效時，接收器的輸入（A和B）進入高阻狀態(tài)。它的真值表見表2，表中的“”表示無關(guān)。

表2 接收真值表

3.3 低功耗關(guān)斷模式

MAX3443E提供有低功耗關(guān)斷模式。當(dāng)RE為高且為低時，可關(guān)斷MAX3443E。關(guān)斷時，有50ns的延時以防止器件進入由于發(fā)送和接收模式轉(zhuǎn)換而導(dǎo)致的意外關(guān)斷。因此，只有保持RE為高且DE為低的時間至少800ns，才會進入關(guān)斷模式，在關(guān)斷模式中，器件的最大消耗電波為20μA。

3.4 60V故障保護

在工業(yè)應(yīng)用中，根據(jù)EIA/TIA-485標(biāo)準(zhǔn)，一般要有-7～+12V的電壓故障保護。通常的RS-485器件可提供-8～+12.5V的電壓故障保護。在重要的應(yīng)用系統(tǒng)中（如在高電壓系統(tǒng)中），一般需要比較昂貴的器件來進行故障保護。而MAX3443E能夠受60V的對地故障而不損壞，而且無論器件在關(guān)斷、激活、不供電狀態(tài)，MAX3443E都能提供這種保護。

3.5 真正的失效保護

通常當(dāng)RS-485總線短路、開路或空閑時，總線差分電壓為0V。由于該電壓處于RS-485接收器200mV門限的中間。因此，在故障狀態(tài)和無有效驅(qū)動器驅(qū)動總線的情況下，接收器的輸出會出現(xiàn)不確定狀態(tài)。在早期，一般采用在接收器輸入端加上拉電阻的方法克服，但這僅對開路有效。MAX3443E則可以精確地將接收器的門限規(guī)定為-50～-200mV，因此完全符合RS-485標(biāo)準(zhǔn)，同時又能保證0V輸入時，接收器的輸出為邏輯1。

3.6 熱插拔

當(dāng)電路板插入一個正在工作或已上電的底板時，電路使能和差分接收器輸入端的擾動可能會導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯誤。隨著電路板的初次插入，處理器要經(jīng)歷一個上電過程。期間，輸出驅(qū)動器為高阻態(tài)且不能驅(qū)動DE輸入到確定的邏輯電平，由于高阻輸出端出現(xiàn)10μA的漏電流就會使DE漂移到不確定的邏輯狀態(tài)，同時，電路板的寄存電容也會造成由Vcc或GND到DE的耦合。這些因素都會錯誤地使能驅(qū)動器。為了阻止這些情況的出現(xiàn)，MAX3443E內(nèi)部在DE和RE上都有一個熱插拔回路，因而可方便地阻止驅(qū)動器在熱插拔過程中被使能。

3.7 允許多收發(fā)器總線接入

MAX3443E有1/4單位負載的接收器輸入阻擾（48kΩ），最多可允許128個收發(fā)器接入總線，而一般的RS-485器件最多只能有32個收發(fā)器接入總線。

4 典型接口電路

圖2為MAX3443E的典型接口電路，圖中，RX為異步串行通訊口的數(shù)據(jù)接收端，TX為異步串行通訊口的數(shù)據(jù)發(fā)送端。IO1、IO2為可控制的I/O輸出端。使用時，只需控制IO1、IO2上的邏輯電平，就可控制MAX3443E的狀態(tài)，IO1為MAX3443E的DE邏輯反。另外，通過簡單的連接，還可把MAX3443E的DE與RE短接，并用一個I/O輸出端控制，空閑時，RE有效。

5 結(jié)束語

由于MAX3443E提供有60V故障保護功能、真正的失效保護功能和熱插拔能力，所以MAX3443E與同步產(chǎn)品相比，工作更加穩(wěn)定可靠，特別適合在高電壓系統(tǒng)和48V/74V的RS-485網(wǎng)絡(luò)等系統(tǒng)中應(yīng)用。