0001---RS485_高速电路-容隔

Jacob_huang

一、描述

RS485总线是一种常见的串行总线标准，采用平衡发送与差分接收的方式，因此具有抑制共模干扰的能力。其传输距离为几十米到上千米。RS485采用差分信号负逻辑。＋2V～＋6V表示“0”，- 6V～- 2V表示“1”。

        RS485总线式拓朴结构在同一总线上最多可以挂接32-256个结点。一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。它不能够做总线的自动仲裁，所以通讯协议采用按照设备地址查询的方式，因此通讯的效率很低，不适合高速传输系统。一般速率不超过19200bps。常用波特率为9600bps、1200bps。

RS485电路总体上可以分为隔离型与非隔离型。隔离型比非隔离型在抗干扰、系统稳定性等方面都有更出色的表现，但有一些场合也可以用非隔离型。考虑到公司产品应用，本电路为隔离型。

二、输入输出

输入：

1、电压范围：3.3-5.5V         

2、工作环境温度：-40℃~85℃

3、HM3085：485芯片

4、LTV-816S-TA1-D3-TX/EL816S1：低速光耦

5、容隔：NSi8121N1

5、P6SMB6.8CA/P6KE6.8CA：双向TVS管

6、MZ11-10A300-600RM：热敏电阻

输出：

1、传输速率：典型值9600bps，最大115200bps

2、隔离耐压：4kV/1min或更高

3、输出保护能力：380V/4小时，ESD接触放电10kV或更高

4、通信成功率：99.9%

5、功耗：<50mA

三、应用条件

一般用于对传输波特率要求较高的设备，如部分充电桩产品。

3只TVS管+2只热敏电阻的保护机制，用于带有多路485电路之间的保护。

1只TVS管+2只热敏电阻的保护机制，用于只具备单路485电路的保护。

四、原理说明简介

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图1  485高速电路容隔方式原理图

本电路将UART信号转为485信号，相比于串口接口，需要额外的一个控制信号485_Ctrl。电路通过容隔作为隔离器件；相比低速光耦，容隔速率更快。485控制脚只有在改变收发模式的时候电平转换，速度相对较慢，因此仍采用低速光耦。对于485的A/B线分别进行上下拉处理，使得信号不会处于一个不确定的状态。P6SMB6.8CA作用是把A、B引脚对地的电压以及A和B引脚之间的电压钳位在6.5V以内，保护485芯片。热敏电阻则是对外部接线错误，如接线到220VAC上起到保护作用。

其通信原理如下：

1、当UART要发送数据的时候，控制485_Ctrl为高电平，此时485芯片进入发送模式，数据通过TX485发送出去。

2、当UART要接收数据的时候，控制485_Ctrl为低电平，此时485芯片进入接收模式，数据通过RX485接收回来。

附：

如果采用TX485反向控制DE/RE脚，可通过三极管对DI或光耦实现反向，此时光耦也必须采用高速光耦，其通信工作原理如下：

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RS485具有抑制共模干扰的能力

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