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双隔离半双工RS-485中继器

       这个参考设计展示的双重隔离半双工中继器,是具有数据速率独立流控制的远程RS-485网络,本设计提供瞬态保护,旨在防止IEC 61000瞬间免疫标准中提到的静电,EFT,浪涌等。
       隔离DC-DC转换器利用推挽转换器原理通过绝缘隔离提供电源 。
概论
       工业级远程网络包含2个或者以上长距离的总线网段,数据在半双工模式下传输,支持双绞线配对安装,保证低电缆和布线成本。数据速率在低于的几十千比特每秒(kbps),由于长距离传输会导致信号衰减,需要总线信号反馈放大;此外,远程总线节点之间的接地电位差(GPDs)很大,需要每个节点都要对电源和信号路径进行电流隔离。
       下表展示的双隔离半双工RS-485中继器可以满足上述所有需求。
半双工中继器参考设计中,具有以下特色
       数据速率独立的流量控制
       4kV 高压隔离
       IEC 61000-4-2 up to  16kV
       IEC 61000-4-4 up to  4kV
       IEC 61000-4-5 up to  1kV

注意事项
       为了让半双工中继器实现双向传输需要利用两个隔离收发器,另外,逻辑电路实现数据速率的独立流控制。


隔离收发器
       ISO3082 是适用于TIA/EIA 485/422的隔离,独立的、半双工差分线路收发器,是理想的长距离传输适用器件,由于地面的环路被打破后,允许一个共模电压范围;这个隔离屏障设备通过试验提供总线线收发器和逻辑级接口之间的60s的4kVpk隔离。
任何I/O都可能受到来自不同来源的电噪声瞬变的影响,这些瞬间噪声会损坏收发器和附近的敏感电路,隔离收发器可以保护电路,减少重要控制电路的潜在损坏风险;ISO3082适用温度在–40°C到85°C之间。
数据流控制
       SM712 TVS提供ESD,EFT和浪涌保护,一种常用的时延控制方法是带有时滞的反相缓冲区。为了确保正确的切换行为,这种方法需要在启动和启动后定义启动条件总线空载。
瞬态保护
       SM712 TVS提供ESD,EFT 和 浪涌保护,满足IEC 61000-4-2 (ESD),IEC 61000-4-4 (EFT), and IEC 61000-4-5 (Surge),设备包含2个双向TVS管,400W额定峰值功率在,8/20µs峰值脉冲,17A电流。
26V高钳位电压,可以触发收发器结构的内部ESD管,当发生这个情况,内部ESD结构会分流外部TVS,吸收全部瞬态能量。这可能导致锁存器和收发器损坏,为了防止这种情况的发生,在TVS管和收发端A、B母线端子之间插入10Ω,耐脉冲的厚膜电阻。这些电阻器在瞬态事件中提供足够的电压降以维持外部TVS管运行。

电源
       隔离DC-DC转换器利用推挽转换器原理通过绝缘隔离提供电源,两个隔离变压器,分别用于给每个收发器供电,因此,SN6501变压器驱动器驱动两个抽头的变压器,其输出由肖特基二极管校正,整流输出由大容量电容器矫正,随后的低压差调整,TPS76350,提供规定的5V输出和250MA电流输出,为了稳定性和纹波,低阻抗,我们推荐使用4.7uf的陶瓷电容。

使用说明
RS485测试
       1、两根USB数据线,一端都接入到PC机的USB口,另一端分别接入两个RS485模块,电源适配器接入RS485供电端。
       2、两个三线工业插座,分别接入到两个RS485模块数据端,和中继设备的两端,两线工业插座接入直流电源。

网络测试
       工具
       交叉网线一根,普通网线一根,
       电脑2台
       中继设备一台
       无线路由器
       1、PC_1连接到wifi,普通网线连接PC_1的网口端,另一端连接中继设备任一网口端,
       2、PC_2 使用交叉网线连接网口端 和中继设备另外一个网口端
       3、测试方法1:PC_2登录网页,查看是否可以通过网络进入到网页
            测试方法2:略
 
2019/07/29 10:22:00 357 次

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