概述
MAX14943為一顆隔離型RS-485/PROFIBUS DP收發(fā)器，為器件的電纜側(cè)(RS-485驅(qū)動(dòng)器/接收器側(cè))和UART側(cè)之間提供5000VRMS (60s)電隔離。對(duì)于那些端口間地的電位差大，通過(guò)隔離斷開(kāi)接地環(huán)路降低噪聲提高通信性能。器件支持高達(dá)20Mbps的可靠通信。

器件包括集成了一個(gè)450kHz變壓器驅(qū)動(dòng)器，可以為使用外部變壓器將功率傳遞至收發(fā)器的電纜側(cè)。一個(gè)內(nèi)置的LDO為IC的電纜側(cè)供電提供了一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單高效解決方案。

器件包括一路半雙工驅(qū)動(dòng)器/接收器通道。接收器為1/4單位負(fù)載，允許一條共用總線上掛接多達(dá)128個(gè)收發(fā)器。

集成真失效保護(hù)電路確保在輸入短路或開(kāi)路時(shí)，接收器輸出為邏輯高電平。當(dāng)電纜側(cè)或UART側(cè)電源低于工作電平時(shí)，欠壓鎖定功能禁用驅(qū)動(dòng)器。

驅(qū)動(dòng)器輸出/接收器輸入具有高達(dá)±35kV對(duì)電纜側(cè)GNDB的靜電放電(ESD)保護(hù)，符合人體模式(HBM)要求。

MAX14943采用16引腳寬體SOIC封裝，工作溫度范圍-40°C至+105°C。
數(shù)據(jù)表：*附件：MAX14943 5kVRMS隔離、20Mbps半雙工PROFIBUS DP RS-485收發(fā)器技術(shù)手冊(cè).pdf

應(yīng)用

• HVAC
• 工業(yè)自動(dòng)控制
• 電表
• 可編程邏輯控制器

特性

• 高度集成簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)
  • 集成LDO用于電纜側(cè)電源
  • 集成變壓器驅(qū)動(dòng)器，將電源傳遞至電纜側(cè)，150mA負(fù)載時(shí)的效率高達(dá)80%
• 高性能收發(fā)器支持靈活的設(shè)計(jì)
  • 兼容RS-485和EIA 61158-2 Type 3 PROFIBUS DP標(biāo)準(zhǔn)
  • 20Mbps (最大值)數(shù)據(jù)率
  • 總線上允許掛接多達(dá)128片器件
• 集成保護(hù)，達(dá)到可靠的通信
  • 驅(qū)動(dòng)器輸出/接收器輸入上具有±35kV ESD (HBM)保護(hù)
  • 5kVRMS隔離耐壓，可持續(xù)60s (V ISO )
  • 1200VPEAK最大重復(fù)峰值隔離電壓(V IORM )
  • 848VRMS最大工作隔離電壓(V IOWM )
  • 額定工作電壓下的壽命長(zhǎng)于30年
  • 承受±10kV浪涌，符合IEC 61000-4-5標(biāo)準(zhǔn)
  • 熱關(guān)斷

框圖

DC電氣特性

典型操作特性

引腳配置描述

詳細(xì)說(shuō)明

MAX14943 隔離式 RS - 485/PROFIBUS DP 收發(fā)器提供 5000VRMS（60 秒）的電流隔離，實(shí)現(xiàn) RS - 485/PROFIBUS 電纜側(cè)與 UART 側(cè)之間的隔離。該器件允許在隔離屏障兩側(cè)接地之間存在較大電位差時(shí)，以高達(dá) 20Mbps 的速率跨越隔離屏障進(jìn)行通信。

隔離

數(shù)據(jù)和電力均可跨越隔離屏障傳輸。數(shù)據(jù)隔離通過(guò)集成電容隔離實(shí)現(xiàn)，允許在 UART 側(cè)與收發(fā)器的電纜側(cè)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

為實(shí)現(xiàn)電源隔離，該器件集成了變壓器驅(qū)動(dòng)器，可驅(qū)動(dòng)外部中心抽頭變壓器，將電力從隔離的 UART 側(cè)傳輸至電纜側(cè)。連接變壓器的初級(jí)側(cè)至器件的變壓器驅(qū)動(dòng)器輸出 TD1 和 TD2。將初級(jí)中心抽頭連接至 VDDA。

集成低壓差穩(wěn)壓器（LDO）

該器件集成了一個(gè)內(nèi)部低壓差穩(wěn)壓器，其輸出為 5V（典型值），用于為芯片的電纜側(cè)供電。LDO 的輸出為 VDDB 。LDO 具有 300mA（典型值）的電流限制。如果 LDO 未使用，將 VLDO 連接到 GNDB ，并將 + 5V 直接施加到 VDDB 。

真正的故障安全特性

該器件可確保當(dāng)接收器輸入短路、開(kāi)路，或者連接到端接傳輸線且所有驅(qū)動(dòng)器均禁用時(shí)，接收器輸出為邏輯高電平。接收器閾值固定在 - 50mV 至 - 200mV 之間。如果差分接收器輸入電壓（VA - VB）大于或等于 - 50mV ，RXD 為邏輯高電平。在端接總線且所有發(fā)送器均禁用的情況下，接收器的差分輸入電壓會(huì)被端接電阻拉至零。由于該器件的接收器閾值特性，此時(shí) RXD 輸出為邏輯高電平。

驅(qū)動(dòng)器輸出保護(hù)

有兩種機(jī)制可防止因故障或總線競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致的輸出電流過(guò)大和功率耗散：第一，輸出級(jí)的折返模式電流限制可立即防止整個(gè)共模電壓范圍內(nèi)的短路；第二，熱關(guān)斷電路會(huì)在芯片溫度超過(guò) + 160°C（典型值）時(shí)，將驅(qū)動(dòng)器輸出強(qiáng)制進(jìn)入高阻抗?fàn)顟B(tài)。

熱關(guān)斷

該器件通過(guò)集成的熱關(guān)斷電路防止過(guò)溫?fù)p壞。當(dāng)結(jié)溫（TJ）超過(guò) + 160°C（典型值）時(shí)，驅(qū)動(dòng)器輸出將進(jìn)入高阻抗?fàn)顟B(tài)，從而終止正常運(yùn)行。當(dāng) TJ 降至 145°C（典型值）以下時(shí)，器件恢復(fù)正常運(yùn)行。

變壓器驅(qū)動(dòng)器過(guò)流限制

該器件具備過(guò)流限制功能，以保護(hù)集成變壓器驅(qū)動(dòng)器在對(duì)大電容負(fù)載或驅(qū)動(dòng)內(nèi)部電路充電時(shí)免受過(guò)大電流的影響。過(guò)流限制分兩個(gè)階段實(shí)現(xiàn)：初級(jí)電路監(jiān)測(cè)輸出電流，當(dāng)檢測(cè)到 1.2A 閾值峰值電流時(shí)，內(nèi)部電路將輸出電流降低至 730mA 限流值。該器件的變壓器驅(qū)動(dòng)器逐周期限制電流，直到短路消除。

在過(guò)流限制期間，器件的變壓器驅(qū)動(dòng)器可能會(huì)耗散大量功率，導(dǎo)致 IC 進(jìn)入熱關(guān)斷狀態(tài)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器的結(jié)溫超過(guò)熱關(guān)斷閾值時(shí)，TD1 和 TD2 驅(qū)動(dòng)器輸出將被禁用。當(dāng)溫度降至熱關(guān)斷滯后溫度以下時(shí)，驅(qū)動(dòng)器恢復(fù)正常運(yùn)行。

變壓器選擇

集成的推挽式變壓器驅(qū)動(dòng)器可將工作功率從 UART 側(cè)傳輸?shù)狡骷母綦x側(cè)。450kHz 變壓器驅(qū)動(dòng)器可與中心抽頭初級(jí)變壓器配合使用。選擇變壓器時(shí)，ET 積應(yīng)大于或等于驅(qū)動(dòng)器的 ET 積，以確保變壓器不會(huì)進(jìn)入飽和狀態(tài)。確定在任何一個(gè)周期內(nèi)施加到變壓器的最大時(shí)間。計(jì)算變壓器初級(jí)的最小 ET 積如下：

其中 VMAX 是 VDDA 上的最壞情況最大電源電壓，tMIN 是在該電源電壓下施加到變壓器的最小頻率時(shí)間。例如，使用 5.5V 和 350kHz 時(shí)，所需的最小 ET 積為 7.9Vμs。表 1 包含推薦的變壓器列表。