CN104765284A - Tc485n高压无极性自稳压通信芯片 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于RS-485通信的低功耗收发器，为解决宽范围电源电压应用而研发的专用RS-485芯片，属于半导体及集成电路领域。TC485N芯片能在+4.5V～+36V的宽范围电源内正常工作，内部集成了稳压器，且实现了A/B端的无极性接入。芯片具有一个驱动器和一个接收器，输出驱动设计了压摆率限制，使得芯片能够减小EMI和信号反射效应，实现无差错数据传输。芯片最高传输速率大于500kbps。TC485N芯片静态功耗小于250μA。驱动器具有短路电流限制，并可以通过热关断电路将驱动器输出关断，防止热损坏。TC485N芯片具有1/8单位负载的接收器输入阻抗，使得总线上最多可以有256个收发器，构成半双工通信网络。

Description

TC485N高压无极性自稳压通信芯片
技术领域
本发明属于半导体及集成电路领域，具体是指用于RS-485通信的低功耗收发器，为解决宽范围电源电压应用而研发的专用RS-485芯片。
背景技术
在工业控制、电力通讯、智能仪表等领域，通常使用简便、易用的串行通讯方式作为数据交换的手段。电子工业协会(EIA)于1983年制订并发布RS-485标准，并经通讯工业协会(TIA)修订后命名为TIA/EIA-485-A，习惯地称之为RS-485标准。RS-485标准是为弥补RS-232通信距离短、速率低等缺点而产生的。RS-485标准只规定了平衡发送器和接收器的电特性，而没有规定接插件、传输电缆和应用层通信协议。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种低功耗收发器，以解决宽范围电源电压应用而研发的专用RS-485芯片。
本发明提供一种用于RS-485通信的TC485N芯片，主要包括极性控制、稳压器、发送器和接收器电路部分。TC485N芯片的引脚描述，见表1所示。
表1 引脚描述
TC485N具有驱动器极性和接收器极性自动校准功能，使得现场处理更具灵活性。网络接收器在，且RO＝0持续一定时间后，若有与驱动器不一致的，会自动将极性反转，使得自身极性与网络驱动器的极性一致。
TC485N芯片工作电压范围宽，+4.5V～+36V。其内部有+5V稳压器模块，能够持续输出50mA的电流供外设使用，使外围电路更加简单，在系统应用中，不需添加LDO电源稳压器，节省了空间与成本。
TC485N的输出是差分输出，满足RS-485和RS-422标准。空载时输出电压的范围为+0.5V～+4.5V。TC485N的输出有一根使能控制线，上的逻辑高电平将使能发送器的差分输出。如果为低，则发送器输出呈现高阻态。
TC485N接收器的输入是差分输入，-4V～+4V的宽共模方式范围允许系统之间大的零电位偏差的存在。接收器有一个接收使能脚，低电平有效。
表2-表6分别列出了TC485N芯片的极限参数、直流特性参数、开关特性参数、无极特性参数和ESD与闩锁特性参数。
表2 极限参数
表3 直流特性参数
表4 开关特性参数
表5 无极特性参数
表6 ESD与闩锁特性参数(数值均为25℃下测得)
管脚 参数 符号 最小值 典型值 最大值 备注
A、B 人体模式(HBM) VHBM ±8000V - - -
A、B 机器模式(MM) VMM ±800V - - -
其它 人体模式(HBM) VHBM ±4000V - - -
其它 机器模式(MM) VMM ±400V - - -
所有 TA＝85℃时的闭锁电流 ILAT ±150mA - - -
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本发明的TC485N芯片测试电路图；
图2为本发明的一个结合TC485N芯片的典型应用电路；
图3为本发明的一个结合TC485N芯片的输入电压VCC为+5V的应用电路；
图4为本发明的一个结合TC485N芯片的推荐电路；
图5为本发明的TC485N芯片封装示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合本发明实施例附图，对本发明实施例中的技术方案做进一步清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明实施例的一种，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明的TC485N芯片测试电路图，包括驱动器直流负载测试、收发器时序测试、驱动器时序测试负载、接收器时序测试、驱动器传输延时、驱动器使能与禁用时序、接收器传输延时和接收器使能与禁用时序测试电路图；
图2为本发明的一个结合TC485N芯片的典型应用电路；
图3为本发明的一个结合TC485N芯片的输入电压VCC为+5V的应用电路；TC485N芯片的VCC引脚的输入电压范围为+4.5V～+36V，如果提供的输入电压为+5V，图3描述了对VCC和VOUT的处理。
图4为本发明的一个结合TC485N芯片的推荐电路，包括推荐电路原理图和PCB设计中要求的单点方式连接示意图。图4(a)是一个使用光耦隔离方式连接的TC485N芯片的推荐电路，可以被直接嵌入实际的RS-485应用电路中。串口的RX485、TX485信号通过光耦隔离电路连接TC485N芯片的RO、DI引脚，控制信号TXD_EI同样经光耦隔离电路去控制TC485N芯片的接收使能脚引脚。电路中光耦器件的速率将会影响RS-485电路的通讯速率，图4(a)中选用了LTV-816S-TA1-D3-TX芯片。在PCB设计中，需要注意以下几点：
a)TC485N输入输出的电容，必须放置在TC485N芯片引脚旁边；
b)用于保护AB端口的限流电阻须尽量放置在引脚附近；
c)TC485N芯片下面有完整接地敷铜，保证敷铜接地的完整性；
d)芯片的电源(VCC_485)和地(AC2)到电解电容和滤波电容的走线，
以单点方式进行连接(详见图4(b))；
e)电源线不能只通过一个过孔进行连接到另一层；
f)TopLayer和BottomLayer层覆铜(GND)间的过孔数量尽量多。
图5为本发明的TC485N芯片封装示意图，包括SO-8、HSO-8和MSO-8封装。
最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种应用于RS-485通信的TC485N芯片，主要包括极性控制、稳压器、发送器和接收器电路部分。
2.如权利要求1所述的TC485N芯片。芯片能在+4.5V～+36V的宽范围电源内正常工作，内部集成了稳压器，且实现了A/B端的无极性接入。芯片具有一个驱动器和一个接收器，输出驱动设计了压摆率限制，使得芯片能够减小EMI和信号反射效应，实现无差错数据传输。芯片最高传输速率大于500kbps。
3.如权利要求1所述的TC485N芯片。芯片静态功耗小于250μA。驱动器具有短路电流限制，并可以通过热关断电路将驱动器输出关断，防止热损坏。
4.如权利要求1所述的TC485N芯片。TC485N芯片具有1/8单位负载的接收器输入阻抗，使得总线上最多可以有256个收发器，构成半双工通信网络。
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