作为咱们了解的一种长间隔串行通讯总线技能，RS-485很多出现在地铁等公共交通环境中，包括车站门禁体系网络、智能低压配电体系、乘客信息体系(PIS)等运用，都会看到它们的身影。事实上，RS-485总线网因为选用双绞线作为传输线，一般在室外架空或沿电缆沟铺设，所以在雷雨时节常因雷电在传输线上引起瞬变搅扰而损坏器材。再者，因为RS-485的网络拓扑一般选用终端匹配的总线型结构，即一般选用一条总线将各个节点串联起来，不支持环形或星型网络，因而雷电引发的瞬变往往导致传输线上的多个RS-485收发器损坏。
此外，因为RS-485网络铺设间隔长，而且衔接多种体系，因而特别简单遭到失控电压和电流所带来的负面影响。当这类现象发生时，远端体系希望取得的逻辑电平开关信号，就会被迭加在一个参阅其本地
图1：iCoupler变压器剖面图。
iCoupler技能是根据芯片尺度的变压器，每个iCoupler通道都由两部分组成：CMOS接口电路和芯片级的变压器。而iCoupler阻隔变压器的中心，正是这个能够穿越阻隔阻障并发射与接纳信号的平面变压器，它们不只能够供给阻隔，而且消除了光耦合器中光电转化的缺陷，包括功耗过大、较大的时序差错和数据速率受限等。事实上，因为无需驱动LED的外部电路，iCoupler数字阻隔器功耗仅为光电耦合器的1/10～1/50。
iCoupler阻隔变压器可完成数千伏的阻隔，其高耐压的关键性，在于发送和承受变压器的顶层和底层线圈之间，选用厚达20微米的聚酰亚胺资料作为阻隔层，见图1。
为了跨过阻隔层传输数字信号，iCoupler把输入信号编码成1ns的脉冲序列，两个接连脉冲表明一个上升沿，单个脉冲表明下降沿。接纳器电路对这些脉冲进行解码，并在副边从头发生上升沿和下降沿。为保证数据完整性和按捺噪声，大多数iCoupler产品集成输入抗搅扰滤波器，输入端改写电路，保证直流信号的正确传输。当接纳器没有检测到改写信号时，接纳端的看门狗电路将被触发，保证输出处于防毛病维护情况。
图2：根据ADuM1301数字阻隔器和DC-DC阻隔电源的RS-485收发器解决计划。
图2所示即为选用ADuM1301数字阻隔器和DC-DC阻隔电源的RS-485收发器解决计划。很明显，选用该计划在必定程度上提高了电路的集成度，而且阻隔功用也较光耦阻隔有了很大的提高，可是咱们也能够看到，该解决计划依然需求双电源供电。
为了增强电路集成度，使阻隔更为彻底，ADI还推出了集成DC-DC阻隔电源的数字阻隔器系列，即选用isoPower的数字阻隔器系列。ADI的isoPower技能将DC/DC转化器的一切元素，振动器、整流器、变压器驱动和线性稳压器或PWM反应集成于一体。其间，功率传输变压选用较大尺度的片上变压器，而为了完成较高功率传输功率，振动器的振动频率高达180MHz，远高于传统DC/DC变换器的振动频率。isoPower技能的完成，运用户在运用中只供给一侧电源即可。
关于上述的运用事例，咱们能够选用ADI isoPower系列中的ADuM5401产品来代替DC-DC阻隔电源和三个光耦，从而使PCB空间愈加紧凑。
彻底集成式iCoupler解决计划
阻隔器材的挑选首要有两个要求，第一是体系功用要求；第二，就需求考虑空间约束和本钱等要素。上面说到的集成DC-DC阻隔电源的数字阻隔器尽管现已能够满意大部分的运用要求，可是关于空间约束更为苛刻的体系，这样的解决计划依然有些力不从心。假如规划工程师依然面临这种规划应战，他们能够挑选ADI最新推出的ADM2682E/ ADM2687E，该器材适合于电力、马达、动力控制体系的高压电环境中。
ADM2682E/ ADM2687E是ADI最新推出的首款单芯片5KV RMS信号和电源阻隔RS-485收发器，可装备为全双工或半双工。新产品包括1个3通道阻隔器、1个带三态输出的差分线路驱动器和1个根据ADI isoPower阻隔式DC/DC转化器技能的差分输入接纳器。接纳器输入阻抗答应多达256个收发器接入总线，ADM2682E的最高传输速率可达16 Mbps。逻辑端兼容3 V／5 V作业电源，总线端5 V供电。RS-485收发器的电气阻隔数据为1分钟5000VRMS，契合UL 1577认证要求。
ADM2682E/ ADM2687E驱动器是高电位激活，也能够供给低电位激活，只要在不激活情况使接纳器输出端进入高阻态即可。该接纳器具有短路电流约束和热关断特性，以此来维护输出端短路和由总线争用引起的额外功耗。该芯片选用16引脚的宽体SO%&&&&&%封装，额外温度规模为-40℃至+85℃工业温度规模，在该规模内无需任何分立元件就可完成RS-485功用。现在，ADM2682E和ADM2687E驱动器的阻隔规范安全和法规认证正在进行中，包括UL(美国保险商实验所)、CSA(加拿大规范协会)和VDE(德国电气工程师协会)认证。
图3：根据ADM2682E/ ADM2687E全双工RS-485节点的电路结构图。
图3是ADM2682E/ ADM2687E针对全双工RS485节点的电路结构图。与分立式竞赛产品比较，新款收发器的器材数量最多可削减80%。器材选用单个10 mm x 13 mm表贴封装，最小爬电间隔和电气空隙大于8 mm，占用的电路板面积比一般所用的多个分立器材少70%。
ADM2682E/ ADM2687E全集成式特性还包括内部集成了热关断电路以维护器材在毛病情况下发生很多的热量。在满负载条件下，ADM2682E/ ADM2687E的功耗大约为650mW。为保证ADM2682E/ ADM2687E运用体系的安全性，热关断电路将驱动器的输出短接到低阻抗源能够取得高的驱动器电流。热感应电路检测在这个条件下的硅片温升，当硅片温度到达150℃度时制止驱动器输出，直到器材冷却到140℃在再从头启动。阻隔器不可能选用散热片，因而为保证器材安稳安全运转，其散热首要依赖于经过GND管脚到PCB的覆铜进行散热。
本文小结：
iCoupler技能一向引领全球阻隔技能的开展，供给了阻隔与立异特性，选用单封装，是业界品种最完全的阻隔器产品，包括规范数字阻隔器、选用isoPower的数字阻隔器、集成PWM控制器和变压器驱动器的数字阻隔器、USB 2.0兼容型阻隔器、阻隔式门驱动器、阻隔式I²C数字阻隔器、阻隔式RS-485收发器、阻隔式RS-232器材和阻隔式Σ-型ADC。因而，简直任何运用都能够找到适宜的iCoupler产品来满意您的规划需求。
今年年初，ADI为西门子航空航天事务集团的PowerSCOE体系供给了其高度集成的iCoupler数字阻隔解决计划。作为一个先进的卫星电源维护体系，当卫星出现异常时，它能在几微秒内封闭卫星中的数千瓦电源。西门子航空航天事务集团规划该体系时还考虑到其它技能，如智能电网电力监控等，但因为每个通道都包括辅佐模仿输入及数字和模仿输出，因而最大的应战是要保证100个通道互相阻隔。PCB上有100多路模仿和数字I/O，面临如此高的PCB密度，传统的光耦合器和DC/DC转化器解决计划已力不从心。终究ADI高度集成的iCoupler数字阻隔器杰出的功用体现取得西门子的信任，再次验证了iCoupler技能的抢先优势。
