南宫28ng娱乐app下载-南宫28官网入口-南宫28ng娱乐官网-ng28南宫娱乐app-南宫国际app

歡迎來到深圳市騰恩科技有限公司官方網站!
服務熱線:0755-82705922-805 歡迎來電咨詢,我們將竭誠為您服務!中文 | ENGLISH
首頁 動態 常見問題
常見問題
最新產品發布: 光MOS繼電器:1500v,3750Vrms,6pin; 邏輯10Mbp高隔離光耦:7500Vmrs,10Mbps,Lsop8
帶有isoPower的集成式iCoupler數字隔離器提供USB和傳統工業接口之間的橋接
2022-01-15 來源:深圳市騰恩科技有限公司

南宫28ng娱乐app下载-南宫28官网入口-南宫28ng娱乐官网-ng28南宫娱乐app-南宫国际app 除任何USB至UART轉換所需的硬件接口外,對于測試或監控設備以及工業設備(可能很常用于惡劣的電氣環境下)之間的任何接口電路,電流隔離是功能及潛在安全性要求。ADI公司接口、iCoupler®和isoPower®隔離技術的組合在各種IC中集成后,可實現USB與傳統工業接口之間的輕松橋接解決方案。

為何使用電流隔離?

與工業設備接口時,避免干擾這些系統的工作極為重要。電流隔離可阻止任何電流,同時允許數據傳輸,保護受測試單元和調試單元。連接調試控制臺(例如筆記本電腦)時,有幾種明顯危險,如圖1所示。

圖1. 潛在電氣危險

  • 如果調試設備接地,地電位差異可導致環路電流
  • 如果調試設備未接地,靜電可釋放至被測試單元內
  • 由于來自電機和繼電器的開關噪聲,現場總線網絡可產生危險電壓
  • 一些基本診斷設備(例如筆記本電腦)可能不具有與工業設備一樣嚴格的接口保護水平

在USB至UART接口中,存在兩種可能性,可隔離USB接口,或者隔離UART接口(RS-232、RS-485和RS-422)。理論上,兩者均可隔離,以便保護接口模塊本身不受設備影響,或者提供由兩個基本隔離接口串聯而成的安全隔離。

i使用iCoupler數字隔離器的隔離

使用iCoupler技術的數字隔離器為電流隔離提供高魯棒性,且具有更高的可靠性,功率要求低于光耦合器。其他IC功能性(例如收發器)可集成到單芯片解決方案中,所需PCB面積相比非隔離解決方案有少量增加。這對隔離已有IC在適當電壓下發送和接收的RS-232或RS-485接口尤其有利。

對于USB,需要明確隔離兩個信號D+和D-,或需要定制軟件驅動程序以免干擾USB握手協議。將數字隔離器用于USB,例如ADuM3160,可在寬體SOIC封裝中實現此目的。可跨越USB電纜在隔離器的一端提供功率,因此在隔離端也應提供相似的電源。ADuM5000使用集成isoPower芯片級隔離電源變壓器,在單個寬體SOIC封裝中提供隔離電源。如果需要額外的功率水平,可使用外部變壓器和整流器,因此需要變壓器驅動器和輔助穩壓器,這兩者均組合在ADuM3070中。

南宫28ng娱乐app下载-南宫28官网入口-南宫28ng娱乐官网-ng28南宫娱乐app-南宫国际app 為了隔離RS-232,發射(Tx)和接收(Rx)信號以及一些控制信號(RTS和CTS)都需要隔離。不過,除TTL至UART接口外,需要RS-232收發器以在RS-232電壓電平間轉換這些信號。另外需要隔離電源以為收發器和隔離器收發器端供電。所有三個元件(信號隔離、收發器和隔離電源)如圖2所示組合在ADM3252E中,形成單個BGA封裝,以提供完整的隔離RS-232接口。

圖2. ADM3252E功能框圖

南宫28ng娱乐app下载-南宫28官网入口-南宫28ng娱乐官网-ng28南宫娱乐app-南宫国际app RS-485還需要收發器以與雙線總線(A和B)或四線總線(A、B、Y和Z)接口。需隔離的信號為發射(TxD)、接收(RxD)、驅動器使能(DE)和接收器使能(RE)。

與RS-232解決方案類似,ADM2587E提供如圖3所示的全隔離 RS-485接口,包括為器件收發器端供電的集成式isoPower DC-DC轉換器。該收發器也可用于RS-422通信。

南宫28ng娱乐app下载-南宫28官网入口-南宫28ng娱乐官网-ng28南宫娱乐app-南宫国际app 圖3. ADM2587E功能框圖

隔離USB至工業串行接口選項

為了與工業設備上的串行端口接口,RS-232、RS-422或RS-485收發器必須與USB至UART芯片組合,例如FTDI FT2232H。隔離可在多個串行接口單獨提供,例如使用ADM3252E的RS-232端口和使用ADM2587E的RS-485端口;兩者均在同一USB連接上運行。此方案的優點是兩個端口彼此隔離,從而降低連接兩臺工業設備時的潛在危險。此外,不需要額外的隔離電源,因為接口端電源使用isoPower技術從內部集成在ADM3252E和ADM2587E中。

南宫28ng娱乐app下载-南宫28官网入口-南宫28ng娱乐官网-ng28南宫娱乐app-南宫国际app 或者,隔離可使用ADuM3160或ADuM4160 USB隔離器輕松地定位在單一點。這意味著可使用標準串行接口IC。不過,端口未單獨隔離,且需要隔離電源解決方案(例如ADuM3070)以為USB至UART芯片、收發器和USB隔離器下游端供電。

兩種方法在參考電路CN-0373中的單個電路板上演示,如圖4所示。此方案組合ADuM3160以隔離USB接口,組合ADuM3070以為電路板(包括USB至UART芯片)提供隔離電源,組合ADM3252E/ADM2587E以分別隔離RS-232、RS-422和RS-485接口。

南宫28ng娱乐app下载-南宫28官网入口-南宫28ng娱乐官网-ng28南宫娱乐app-南宫国际app 圖4. USB到UART

結論

電流隔離是工業環境中與設備接口的基本元件。使用iCoupler技術的數字隔離器允許此器件與訪問工業串行接口所需的IC集成,同時允許USB接口的透明隔離。這樣可實現適合工業應用的完整隔離式USB至串行實施方案。為了說明針對此應用的可能隔離解決方案,ADI提供了電路筆記CN-0373:隔離式USB轉隔離式RS-485/隔離式RS-232接口。這樣可在USB接口和RS-232及RS-485端口上完全隔離USB至UART芯片,充分測試和演示所提供的魯棒性。

天博体育app下载-首页下载 天博综合app-官方下载