Texas Instruments THVD1400V半雙工RS-422/RS-485收發(fā)器具有靈活的I/O電源和集成IEC ESD保護(hù)，可提供5μA關(guān)斷電源電流。該收發(fā)器包括一個(gè)轉(zhuǎn)換速率控制引腳 (SLR)，用于將收發(fā)器設(shè)置為最大的20Mbps模式或轉(zhuǎn)換速率受限的500kbps模式。 THVD1400V 收發(fā)器 具有差分輸出，在5V電源下可超過2.1V，以兼用PROFIBUS，并支持1.65V至5.5V低電平邏輯接口。該收發(fā)器用于工廠自動(dòng)化和控制、樓宇自動(dòng)化、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、電力輸送、工業(yè)運(yùn)輸、HVAC系統(tǒng)、智能電表和通信基礎(chǔ)設(shè)施。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：Texas Instruments THVD1400V半雙工RS-422，RS-485收發(fā)器數(shù)據(jù)手冊.pdf

THVD1400V收發(fā)器滿足或超過TIA/EIA-485A標(biāo)準(zhǔn)的要求。該收發(fā)器的工作溫度范圍為–40°C至125°C，采用3mmx3mm VSON（10 引腳）封裝。

特性

• 達(dá)到或超出TIA/EIA-485A標(biāo)準(zhǔn)的要求
• 差分輸出超過2.1V，可實(shí)現(xiàn)與5V電源的PROFIBUS兼容性
• RS-485電源電壓范圍：3V至5.5V
• 1.65V到5.5V邏輯信號接口電源
• 半雙工RS-422/RS-485
• 可配置的最大數(shù)據(jù)速率：
  • SLR = 500kbps（高）
  • SLR = 20Mbps（低或浮動(dòng)）
• 總線I/O保護(hù)：
  • ±16kV HBM ESD
  • ±12kV IEC 61000-4-2接觸放電
  • ±12kV IEC 61000-4-2氣隙放電
  • ±4V IEC 61000-4-4快速瞬態(tài)脈沖
  • ±16V總線故障保護(hù)（總線引腳上的絕對最大電壓）
• 低功耗：
  • 關(guān)斷電源電流：5μA
  • 工作期間靜態(tài)電流：<3mA
• 用于熱插拔功能的無干擾上電和斷電
• 開路、短路和空閑總線失效防護(hù)
• 1/8單位負(fù)載（多達(dá)256個(gè)總線節(jié)點(diǎn)）
• 小型熱效率高的10引腳VSON封裝 (3 MM x 3 MM)

簡化版應(yīng)用電路圖

德州儀器THVD1400V汽車級RS-485收發(fā)器技術(shù)解析

一、關(guān)鍵特性

1. 電氣特性

• ?寬工作電壓范圍?：總線電源3V至5.5V，邏輯接口1.65V至5.5V
• ?高速數(shù)據(jù)傳輸?：SLR引腳可配置最大數(shù)據(jù)速率(低擺率500kbps/高擺率20Mbps)
• ?低功耗設(shè)計(jì)?：工作靜態(tài)電流<3mA，關(guān)斷電流<5μA

2. 保護(hù)特性

• ?ESD保護(hù)?：
  • ±16kV HBM(總線引腳)
  • ±12kV IEC 61000-4-2接觸放電
  • ±4kV IEC 61000-4-4快速瞬變脈沖群
• ?總線故障保護(hù)?：±16V總線引腳絕對最大電壓

3. 系統(tǒng)集成優(yōu)勢

• 1/8單位負(fù)載(最多支持256個(gè)總線節(jié)點(diǎn))
• 開路/短路/空閑總線故障保護(hù)
• 熱插拔無干擾功能

二、工作原理

THVD1400V采用半雙工通信架構(gòu)，驅(qū)動(dòng)器與接收器通過DE和RE引腳獨(dú)立控制：

1. 驅(qū)動(dòng)器模式

當(dāng)DE為高電平時(shí)：

• D=高電平 → A=高，B=低 (VOD=VA-VB為正)
• D=低電平 → A=低，B=高 (VOD為負(fù))

2. 接收器模式

當(dāng)RE為低電平時(shí)：

• VID=VA-VB > VTH+ → R=高
• VID < VTH- → R=低
• VTH- < VID < VTH+ → 輸出不確定

三、典型應(yīng)用設(shè)計(jì)

1. 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)

建議采用終端匹配的RS-485網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：

• 總線兩端各接120Ω終端電阻
• 節(jié)點(diǎn)到主干線的分支長度應(yīng)盡量短
• 計(jì)算公式：L(STUB) ≤ 0.1 × tr × v × c

2. 保護(hù)電路設(shè)計(jì)

針對工業(yè)環(huán)境中的瞬態(tài)干擾，建議增加外部保護(hù)：

• TVS二極管：如CDSOT23-SM712(雙向400W)
• 脈沖電阻：10Ω厚膜電阻(如CRCW0603010RJNEAHP)
• 典型保護(hù)電路布局應(yīng)靠近總線連接器

3. 電源設(shè)計(jì)

• 每個(gè)電源引腳就近放置100nF去耦電容
• VCC和VIO壓差|VIO-VCC|必須小于0.3V
• 上電順序：VCC/VCCI先于VOFFSET

四、PCB布局指南

1. ?熱設(shè)計(jì)?：
   • 熱焊盤通過多個(gè)過孔連接至地層
   • 建議使用2oz銅厚以提高散熱能力
   • 最大結(jié)溫150°C(需根據(jù)應(yīng)用降額)
2. ?信號完整性?：
   • 保持開關(guān)節(jié)點(diǎn)面積最小化
   • 敏感信號線(CSP/CSN)采用差分走線
   • 避免在接收器輸入端附近布置快速開關(guān)信號
3. ?EMI優(yōu)化?：
   • 使用完整地平面
   • 關(guān)鍵信號遠(yuǎn)離板邊
   • 必要時(shí)增加共模扼流圈

五、應(yīng)用領(lǐng)域

1. ?工業(yè)自動(dòng)化?：
   • PLC系統(tǒng)
   • 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器
   • 過程控制設(shè)備
2. ?基礎(chǔ)設(shè)施?：
   • 智能電表
   • HVAC系統(tǒng)
   • 樓宇自動(dòng)化
3. ?交通運(yùn)輸?：
   • 車載通信網(wǎng)絡(luò)
   • 站臺控制系統(tǒng)
   • 信號傳輸系統(tǒng)

六、可靠性設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. ?熱管理?：
   • 環(huán)境溫度監(jiān)控
   • 功率降額設(shè)計(jì)
   • 熱阻優(yōu)化(θJA=53.3°C/W)
2. ?ESD防護(hù)?：
   • 接觸放電路徑設(shè)計(jì)
   • 機(jī)殼接地策略
   • 接口隔離方案
3. ?故障診斷?：
   • 總線狀態(tài)監(jiān)測
   • 開路/短路檢測
   • 熱關(guān)斷保護(hù)(典型170°C)

七、總結(jié)

THVD1400V為工業(yè)RS-485通信提供了高集成度解決方案，其靈活的電源架構(gòu)和強(qiáng)大的保護(hù)特性使其適用于嚴(yán)苛環(huán)境。設(shè)計(jì)時(shí)需特別注意：

• 擺率選擇與電纜長度的平衡
• 嚴(yán)格的電源時(shí)序要求
• 優(yōu)化的PCB布局與熱設(shè)計(jì)
• 適當(dāng)?shù)乃矐B(tài)保護(hù)方案

該器件的小尺寸封裝和低功耗特性使其成為空間受限應(yīng)用的理想選擇，特別是在需要長距離可靠通信的工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中。