如何做好通信總線的隔離防護(hù)

CAN和485都是工業(yè)通信中常用的現(xiàn)場(chǎng)總線，做好通信總線的隔離防護(hù)是產(chǎn)品可靠、穩(wěn)定的重要前提。那么該如何做好通信總線的隔離防護(hù)呢？隔離方案眾多，該如何選擇適合的方案呢？本文為您解答！

01 通信總線為什么要隔離？

目前大多數(shù)產(chǎn)品對(duì)外通訊部分可總結(jié)為：MCU+收發(fā)器+外部總線，其中大多數(shù)常用的MCU 都集成有CAN或UART鏈路層控制器。從MCU發(fā)出的電平信號(hào)一般為5V或3.3V，為達(dá)到與總線連接和遠(yuǎn)傳的目的，往往需要在MCU與總線間加收發(fā)器，它起到電平轉(zhuǎn)換的作用。

采用總線通信方式必然涉及到外部通信走線，CAN和485總線往往需要做數(shù)百米的布線?？偩€越長(zhǎng)、經(jīng)過(guò)的環(huán)境越復(fù)雜越容易出現(xiàn)通信問(wèn)題。外部環(huán)境中復(fù)雜多變的電磁場(chǎng)會(huì)間接抬高總線的電勢(shì)，靜電、浪涌、短路等會(huì)直接作用到通信線上。以上情況的出現(xiàn)，輕則導(dǎo)致收發(fā)器損壞，重則造成主板故障。因此，與總線連接前加入隔離是十分必要的。

02 通信總線隔離方案眾多，該如何選擇？

通信隔離需要考慮到隔離器件對(duì)通信信號(hào)的影響。目前主流的通信隔離方案為光耦、容耦及磁耦。供電隔離采用微功率DC/DC隔離電源，使輸入與輸出之間沒(méi)有電氣連接，避免供電端對(duì)收發(fā)器的影響。

具體來(lái)講，隔離可以從兩個(gè)方式實(shí)現(xiàn)：采用分立元器件搭建或采用集成模塊。金升陽(yáng)作為國(guó)內(nèi)電源優(yōu)質(zhì)供應(yīng)商，根據(jù)市場(chǎng)需求，先后推出了多種通訊接口總線產(chǎn)品方案，包含集成模塊與自搭元器件，豐富產(chǎn)品線助您靈活選擇，滿足各類不同行業(yè)應(yīng)用需求。

03 集成電源型·通訊接口總線 “芯”級(jí)體驗(yàn)--R4/R5總線隔離收發(fā)系列

采用分立模塊搭建往往涉及到很多器件的選型及采購(gòu)，常常需要對(duì)物料的一致性進(jìn)行管控，且設(shè)計(jì)耗時(shí)耗力，還時(shí)刻擔(dān)心設(shè)計(jì)是否合理，因此開(kāi)發(fā)成本飆升。

基于此，集電源隔離、數(shù)字隔離一體的隔離收發(fā)器模塊應(yīng)運(yùn)而生，金升陽(yáng)推出芯片級(jí)R4/R5系列CAN&485總線隔離收發(fā)產(chǎn)品，緊湊的體積使其在應(yīng)用便捷的同時(shí)占用更少的PCB面積。

系列產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)如下：

精細(xì)化設(shè)計(jì)，集成電源方案

R4/R5總線IC高度集成化，是集成電源和數(shù)字隔離的芯片化產(chǎn)品。通過(guò)精密設(shè)計(jì)，在芯片內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了電源隔離+信號(hào)隔離方案，極大的節(jié)約了客戶占板空間。

5000Vrms，高可靠性設(shè)計(jì)

高壓側(cè)設(shè)備與低壓側(cè)設(shè)備通信，需要考慮共模干擾與隔離安全，高隔離成首要考慮參數(shù)。R4/R5總線接口產(chǎn)品根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)：

1）基于UL1577標(biāo)準(zhǔn)要求，隔離電壓高達(dá)5000Vrms，

2）人體靜電可達(dá)幾千伏甚至更高，對(duì)電子產(chǎn)品造成ESD損傷，系列產(chǎn)品總線靜電防護(hù)能力高達(dá)：6kV(HBM)/±15kV(接觸放電)；

3）產(chǎn)品還集成多種保護(hù)功能，如短路保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)等，為用戶提供更高可靠的設(shè)計(jì)方案。

集成電源的隔離IC--TDA51S-41HC

集成電源的隔離IC，可自由搭配485/CAN模塊或ADC等IC。

集成電源的通訊接口總線--模塊類

金升陽(yáng)模塊類通訊接口總線擁有多種不同的封裝形式（包含灌封、開(kāi)板類）：SMD、DIP8、DIP24，引腳兼容市場(chǎng)主流產(chǎn)品；功能上具備：高速型、小體積、（單/雙路）自動(dòng)收發(fā)型、集成AC/DC電源型等……滿足各種行業(yè)應(yīng)用需求。

04 非集成電源型·芯片級(jí)通訊接口總線

此類產(chǎn)品集成了數(shù)字隔離器與信號(hào)接口IC，可與隔離電源配套使用，提高系統(tǒng)可靠性。I/O口電壓范圍支持3.3V和5V微處理器，總線靜電防護(hù)能力高達(dá) 15kV(HBM)，通訊速率高達(dá) 1Mbps。

05 信號(hào)接口IC/數(shù)字隔離IC

針對(duì)傳統(tǒng)分立元件自搭方案，金升陽(yáng)同樣為用戶準(zhǔn)備了專用的CAN/485信號(hào)接口IC與隔離IC，pin to pin兼容國(guó)際主流IC，國(guó)產(chǎn)化解決物料斷供之憂，同時(shí)滿足客戶高可靠性、低成本的要求。

06 小結(jié)

隨著行業(yè)需求量的增大和技術(shù)要求的增高，相關(guān)的數(shù)字接口收發(fā)元器件產(chǎn)品更新迭代的速度也愈發(fā)直上。在滿足性能的前提下，金升陽(yáng)順應(yīng)市場(chǎng)趨勢(shì)，竭力追求高效率、高可靠性，幫助客戶減少系統(tǒng)體積，提升系統(tǒng)可靠性，為不同行業(yè)的廣大用戶提供省心、好用的電源產(chǎn)品。