ISO14xx：高性能隔離式 RS-485/RS-422 收發(fā)器的卓越之選

在工業(yè)通信領(lǐng)域，RS - 485/RS - 422 接口憑借其長距離通信和多節(jié)點(diǎn)連接的優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于各種復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境中。而德州儀器（TI）推出的 ISO14xx 系列 5kVRMS 隔離式 RS - 485/RS - 422 收發(fā)器，以其優(yōu)異的 EMC 性能和豐富的特性，為工業(yè)通信帶來了更可靠、更高效的解決方案。

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特性亮點(diǎn)，鑄就卓越性能

標(biāo)準(zhǔn)合規(guī)與應(yīng)用適配

ISO14xx 符合 TIA/EIA - 485 - A 標(biāo)準(zhǔn)，在 5V 總線側(cè)電源下還能滿足 PROFIBUS 應(yīng)用要求，這使得它在不同的工業(yè)通信標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用場景中都能游刃有余。無論是傳統(tǒng)的工業(yè)自動化系統(tǒng)，還是新興的智能電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，ISO14xx 都能提供穩(wěn)定可靠的通信支持。

強(qiáng)大的總線保護(hù)

在惡劣的工業(yè)環(huán)境中，總線接口容易受到靜電放電（ESD）、電氣快速瞬變（EFT）等干擾的影響。ISO14xx 具備出色的總線 I/O 保護(hù)能力，能夠承受 ±30kV HBM、±16kV IEC 61000 - 4 - 2 接觸放電和 ±4kV IEC 61000 - 4 - 4 電氣快速瞬變，有效保護(hù)收發(fā)器免受這些干擾的損害，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

低 EMI 與高數(shù)據(jù)速率

對于工業(yè)通信系統(tǒng)來說，電磁干擾（EMI）是一個不容忽視的問題。ISO14xx 在 500kbps、12Mbps 和 50Mbps 數(shù)據(jù)速率下都能保持低 EMI 特性，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸。同時，它支持 1.71V 至 5.5V 邏輯側(cè)電源（$V{CC 1}$）和 3V 至 5.5V 總線側(cè)電源（$V{CC 2}$），為不同的電源系統(tǒng)提供了靈活的選擇。

失效防護(hù)與高節(jié)點(diǎn)容量

ISO14xx 的接收器在總線開路、短路和空閑時具有失效防護(hù)功能，能夠避免因總線異常狀態(tài)導(dǎo)致的輸出不確定問題。此外，它采用 1/8 單位負(fù)載設(shè)計，最多可將 256 個節(jié)點(diǎn)連接到總線，大大提高了總線的節(jié)點(diǎn)容量，滿足大規(guī)模工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的需求。

高共模瞬態(tài)抗擾度與寬溫度范圍

在工業(yè)環(huán)境中，共模瞬態(tài)干擾是影響通信質(zhì)量的重要因素之一。ISO14xx 具有 100kV/μs（典型值）的高共模瞬態(tài)抗擾度，能夠有效抵抗共模干擾，保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸。同時，它的工作溫度范圍為 - 40°C 至 125°C，適用于各種惡劣的工業(yè)環(huán)境。

安全認(rèn)證與兼容性

ISO14xx 獲得了多項(xiàng)安全相關(guān)認(rèn)證，如符合 DIN VDE V 0884 - 11:2017 - 01 標(biāo)準(zhǔn)的 7071VPK VIOTM 和 1500VPK VIORM（增強(qiáng)型和基礎(chǔ)型選項(xiàng)），以及符合 UL 1577 標(biāo)準(zhǔn)且長達(dá) 1 分鐘的 5000V RMS 隔離。此外，它還通過了 IEC 60950 - 1、IEC 62368 - 1、IEC 60601 - 1 和 IEC 61010 - 1 等認(rèn)證，引腳兼容大多數(shù)隔離式 RS - 485 收發(fā)器，方便用戶進(jìn)行系統(tǒng)升級和替換。

應(yīng)用廣泛，滿足多樣需求

ISO14xx 的優(yōu)異性能使其在多個工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，包括電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、光伏逆變器、工廠自動化與控制、電機(jī)驅(qū)動器以及 HVAC 系統(tǒng)和樓宇自動化等。在這些應(yīng)用中，ISO14xx 能夠有效隔離通信節(jié)點(diǎn)之間的接地環(huán)路，提高系統(tǒng)的抗干擾能力和可靠性，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸。

詳細(xì)規(guī)格，深入了解性能

絕對最大額定值與 ESD 等級

ISO14xx 在自然通風(fēng)條件下的工作溫度范圍內(nèi)具有明確的絕對最大額定值，如電源電壓（$V{CC 1}$ 和 $V{CC 2}$）的范圍為 - 0.5V 至 6V，結(jié)溫范圍為 - 40°C 至 150°C 等。同時，它的 ESD 等級也非常出色，能夠承受不同類型的靜電放電干擾，如接觸放電 ±16000V（引腳總線端子和 GND2）等，為系統(tǒng)提供了可靠的保護(hù)。

建議運(yùn)行條件與熱性能信息

為了確保 ISO14xx 的最佳性能，文檔中給出了詳細(xì)的建議運(yùn)行條件，包括電源電壓、共模電壓、差分輸入電壓等參數(shù)的范圍。此外，還提供了熱性能信息，如結(jié)至環(huán)境熱阻、結(jié)至外殼熱阻等，幫助工程師進(jìn)行散熱設(shè)計，保證器件在不同環(huán)境溫度下的穩(wěn)定運(yùn)行。

電氣特性與開關(guān)特性

ISO14xx 的電氣特性涵蓋了驅(qū)動器和接收器的各項(xiàng)參數(shù)，如驅(qū)動器差分輸出電壓幅度、總線輸入電流、輸出高電壓和低電壓等。開關(guān)特性則包括差分輸出上升時間和下降時間、傳播延遲、脈寬失真等，這些特性對于評估器件的信號傳輸性能至關(guān)重要。

絕緣規(guī)格與安全相關(guān)認(rèn)證

絕緣規(guī)格是隔離式收發(fā)器的重要指標(biāo)之一。ISO14xx 具有出色的絕緣性能，如外部間隙和爬電距離大于 8mm，絕緣穿透距離大于 17μm 等。同時，它還獲得了多項(xiàng)安全相關(guān)認(rèn)證，確保在電氣絕緣和安全性能方面符合國際標(biāo)準(zhǔn)。

設(shè)計建議，助力高效開發(fā)

電源相關(guān)建議

為了確保 ISO14xx 在所有數(shù)據(jù)速率和電源電壓條件下可靠運(yùn)行，建議在邏輯和收發(fā)器電源引腳（$V{CC 1}$ 和 $V{CC 2}$）處放置 0.1μF 旁路電容器，并盡量靠近電源引腳。此外，$V_{CC 2}$ 上的 10μF 大容量電容器可以在發(fā)送模式下的總線轉(zhuǎn)換期間提高收發(fā)器的性能。如果應(yīng)用中只有一個初級側(cè)電源，可以借助 TI 的 SN6505B 器件等變壓器驅(qū)動器為次級側(cè)生成隔離式電源。

布局指南

在 PCB 設(shè)計方面，至少需要四層才能實(shí)現(xiàn)低 EMI PCB 設(shè)計。層堆疊應(yīng)按照高速信號層、接地平面、電源平面和低頻信號層的順序排列。將 $V{CC 2}$ 旁路電容器放置在頂層并盡可能靠近器件引腳，避免使用過孔完成與 $V{CC 2}$ 和 GND2 引腳的連接。同時，每個電源系統(tǒng)的電源平面和接地平面可以放置得更靠近彼此，以增大高頻旁路電容。

總結(jié)

ISO14xx 系列隔離式 RS - 485/RS - 422 收發(fā)器以其優(yōu)異的性能、豐富的特性和廣泛的應(yīng)用場景，為工業(yè)通信領(lǐng)域提供了一個可靠、高效的解決方案。無論是在復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境中，還是對通信質(zhì)量和可靠性要求較高的應(yīng)用中，ISO14xx 都能展現(xiàn)出卓越的性能。作為電子工程師，在進(jìn)行工業(yè)通信系統(tǒng)設(shè)計時，ISO14xx 無疑是一個值得考慮的優(yōu)秀選擇。大家在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過類似收發(fā)器的設(shè)計挑戰(zhàn)呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。