概述
MAX14949為一顆隔離型RS-485/RS-422收發(fā)器，為器件的電纜側(cè)(RS-485驅(qū)動(dòng)器/接收器側(cè))和UART側(cè)之間提供5000VRMS (60s)電隔離。對(duì)于那些端口間地電位差大，通過隔離斷開接地環(huán)路降低噪聲提高通信性能。器件支持高達(dá)500kbps的可靠通信。

器件包括集成了一個(gè)450kHz變壓器驅(qū)動(dòng)器，可以為使用外部變壓器將功率傳遞至收發(fā)器的電纜側(cè)。一個(gè)內(nèi)置的LDO為IC的電纜側(cè)供電提供了一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單高效解決方案。

器件包括一路半雙工驅(qū)動(dòng)器/接收器通道。接收器為1/8單位負(fù)載，允許一條共用總線上掛接多達(dá)256個(gè)收發(fā)器。

集成真失效保護(hù)電路確保在輸入短路或開路時(shí)，接收器輸出為邏輯高電平。當(dāng)電纜側(cè)或UART側(cè)電源低于工作電平時(shí)，欠壓鎖定功能禁用驅(qū)動(dòng)器。

驅(qū)動(dòng)器輸出/接收器輸入具有高達(dá)±35kV對(duì)電纜側(cè)GNDB的靜電放電(ESD)保護(hù)，符合人體模式(HBM)要求。

MAX14949采用寬體16引腳SOIC封裝，工作在-40°C至+85°C溫度范圍。
數(shù)據(jù)表：*附件：MAX14949 500kbps半雙工、RS-485 RS-422收發(fā)器技術(shù)手冊(cè).pdf

應(yīng)用

• HVAC
• 工業(yè)自動(dòng)控制
• 電表
• 可編程邏輯控制器

特性

• 高度集成簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)
  • 集成LDO用于電纜側(cè)電源
  • 集成變壓器驅(qū)動(dòng)器，將電源傳遞至電纜側(cè)，150mA負(fù)載時(shí)的效率高達(dá)80%
• 高性能收發(fā)器支持靈活的設(shè)計(jì)
  • 兼容RS-485 EIA/TIA-485標(biāo)準(zhǔn)
  • 500kbps (最大值)數(shù)據(jù)率
  • 總線上允許掛接多達(dá)256片器件
• 集成保護(hù)，達(dá)到可靠的通信
  • 驅(qū)動(dòng)器輸出/接收器輸入上具有±30kV ESD (HBM)保護(hù)
  • 5kVRMS隔離耐壓，可持續(xù)60秒(V ISO )
  • 1200VPEAK最大重復(fù)峰值隔離電壓(V IORM )
  • 848VRMS最大工作隔離電壓(V IOWM )
  • 額定工作電壓下的壽命長(zhǎng)于30年
  • 承受±10kV浪涌，符合IEC 61000-4-5標(biāo)準(zhǔn)
  • 熱關(guān)斷

框圖

DC電氣特性

典型操作特性

引腳配置描述

詳細(xì)描述

MAX14949 是一款隔離式 RS - 485/RS - 422 收發(fā)器，可在收發(fā)器的 RS - 485/RS - 422 總線側(cè)與 UART 側(cè)之間提供 5000VRMS（60 秒）的 galvanic（電流隔離）隔離。當(dāng)隔離柵兩側(cè)的接地點(diǎn)之間存在潛在危險(xiǎn)電壓時(shí)，該隔離柵可實(shí)現(xiàn)高達(dá) 500kbps 的通信。

隔離

數(shù)據(jù)和電源均可通過隔離柵傳輸。數(shù)據(jù)隔離通過集成電容隔離實(shí)現(xiàn)，這種隔離方式可在 UART 側(cè)與收發(fā)器的總線側(cè)之間傳輸數(shù)據(jù)。為實(shí)現(xiàn)電源隔離，該器件集成了一個(gè)變壓器驅(qū)動(dòng)器，用于驅(qū)動(dòng)外部中心抽頭變壓器，從而能夠?qū)⒐β蕪?UART 側(cè)通過隔離柵傳輸?shù)娇偩€側(cè)。將外部變壓器的初級(jí)側(cè)連接到器件的變壓器驅(qū)動(dòng)器輸出（TD1 和 TD2）。將初級(jí)中心抽頭連接到 VDDA。

集成低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO）

該器件內(nèi)置一個(gè)低壓差穩(wěn)壓器，其設(shè)定的 IC（典型值）輸出用于為總線側(cè)的 Vpdp 供電。該 LDO 具有 300mA（典型值）的電流限制。如果不使用 LDO，將 VLDO 連接到 GND，并直接向 Vpdp 施加 +5V 電壓。

真正的故障安全

當(dāng)接收器輸入短路或開路，或者連接的接收器終端電阻網(wǎng)絡(luò)的所有驅(qū)動(dòng)器均被禁用時(shí)，該器件可確保接收器輸出為邏輯高電平。接收器閾值固定在 -5V 至 +5V 之間，差分輸入電壓（Vdiff）的檢測(cè)閾值為 -50mV（典型值）。如果差分輸入電壓大于或等于 -50mV，則 RXD 為邏輯高電平。在所有收發(fā)器均被禁用的情況下，由于終端電阻的作用，差分輸入電壓被拉至零，由于器件的接收器閾值特性，這會(huì)導(dǎo)致 RXD 為邏輯高電平。

驅(qū)動(dòng)器輸出保護(hù)

有兩種機(jī)制可防止故障或總線競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致的輸出過流和功率耗散過大。第一種是折疊模式電流限制，可在整個(gè)共模電壓范圍內(nèi)為輸出級(jí)提供短路保護(hù)。第二種是，如果芯片溫度超過 +160°C（典型值），熱關(guān)斷電路會(huì)迫使驅(qū)動(dòng)器輸出進(jìn)入高阻抗?fàn)顟B(tài)。

熱關(guān)斷

該器件通過集成的熱關(guān)斷電路防止因過溫而損壞。當(dāng)結(jié)溫（Tj）超過 +160°C（典型值）時(shí)，驅(qū)動(dòng)器輸出變?yōu)楦咦杩埂．?dāng) Tj 降至 +145°C（典型值）以下時(shí)，器件恢復(fù)正常工作。

變壓器驅(qū)動(dòng)器

過流限制

該器件具有過流限制功能，可保護(hù)集成變壓器驅(qū)動(dòng)器免受因充電大容性負(fù)載或驅(qū)動(dòng)短路電路而產(chǎn)生的過大電流的影響。電流限制分為兩個(gè)階段實(shí)現(xiàn)：內(nèi)部電路在輸出電流達(dá)到峰值且上升超過 1.2A 時(shí)對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)超過 1.2A 閾值時(shí)，內(nèi)部電路會(huì)將輸出電流限制在 730mA 電流限值。該器件會(huì)逐周期監(jiān)控驅(qū)動(dòng)器電流，并在短路故障排除后限制電流。

在過流限制期間，器件的變壓器驅(qū)動(dòng)器會(huì)消耗大量功率，導(dǎo)致 IC 進(jìn)入熱關(guān)斷狀態(tài)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器的結(jié)溫超過熱關(guān)斷閾值時(shí)，TD1 和 TD2 驅(qū)動(dòng)器輸出會(huì)被禁用。當(dāng)溫度降至正常工作滯后溫度以下時(shí)，驅(qū)動(dòng)器恢復(fù)正常運(yùn)行。

變壓器選擇

器件上集成的推挽式變壓器驅(qū)動(dòng)器可將功率從 UART 側(cè)通過隔離柵傳輸?shù)狡骷母綦x總線側(cè)。450kHz 變壓器驅(qū)動(dòng)器適用于帶中心抽頭初級(jí)的變壓器。選擇 ET 乘積（能量 - 時(shí)間乘積）大于或等于驅(qū)動(dòng)器所需 ET 乘積的變壓器，以確保變壓器不會(huì)進(jìn)入飽和狀態(tài)。E 是施加到變壓器的電壓，T 是在任何一個(gè)周期內(nèi)施加該電壓的最長(zhǎng)時(shí)間。計(jì)算變壓器初級(jí)的最小 ET 乘積，公式如下：

ET = VMAX × TMIN

其中，VMAX 是 VDDA 上最惡劣情況下的最大電源電壓，TMIN 是該電源電壓下的最小頻率周期。例如，使用 5.5V 電壓和 350kHz 頻率時(shí)，所需的最小 ET 乘積為 7.9V·μs。表 1 中列出了推薦的變壓器。

應(yīng)用信息

總線上的256個(gè)收發(fā)器

標(biāo)準(zhǔn)RS - 485接收器輸入阻抗為1個(gè)單位負(fù)載，標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)器可驅(qū)動(dòng)最多32個(gè)單位負(fù)載。該器件的收發(fā)器采用1/8單位負(fù)載接收器，這使得最多256個(gè)收發(fā)器可并聯(lián)連接在同一通信線路上。可將這些器件與其他RS - 485/RS - 422器件進(jìn)行任意組合連接，線路最多可連接32個(gè)單位負(fù)載。

典型應(yīng)用

該收發(fā)器設(shè)計(jì)用于雙向數(shù)據(jù)通信，適用于多節(jié)點(diǎn)總線傳輸。圖9和圖10展示了典型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用電路。為最大程度減少信號(hào)反射，總線應(yīng)在兩端端接。就其特性而言，應(yīng)盡可能縮短從干線引出的支線長(zhǎng)度 。

布局注意事項(xiàng)

建議設(shè)計(jì)一個(gè)隔離區(qū)或在隔離器下方設(shè)置無接地和信號(hào)層的避讓通道。隔離柵兩側(cè)（總線側(cè)與UART側(cè) ）若存在任何電氣或金屬連接，都會(huì)破壞隔離效果。

確保Vpdp、VDDA與VLDO、Vpdp、GNDB之間的去耦電容盡量靠近IC放置，以最大程度減少電感。

與接地層靠近布線是重要的信號(hào)線布線原則，這樣可最大程度減少可能的外部干擾。在器件的總線側(cè)，盡量將總線連接器和端接電阻靠近A和B引腳放置，這是一種良好的實(shí)踐做法 。