ADM2687EBRIZ

Analog Devices 的 ADM2687EBRIZ 是一款完全集成的 5 kVrms 信号和电源隔离型 RS-485/RS-422 收发器，是目前集成度最高的隔离型通信解决方案之一。该器件结合了 ADI 专有的 iCoupler 数字隔离技术和 isoPower 隔离 DC-DC 转换器技术，在单个 16 引线宽体 SOIC 封装中实现了完全的信号和电源隔离，无需任何外部隔离元件。.

ADM2687E 是 ADM268xE 系列中数据速率为 500kbps 的变体。ADM2682E 是 16Mbps 高速变体，功能相同，但数据速率更快。两者具有相同的封装、引脚布局和隔离规格，区别仅在于最大数据速率和相应的电源电流。.

该器件在一个封装中集成了五个关键功能模块：(1) 一个 3 通道 iCoupler 数字隔离器，为逻辑侧和总线侧之间的数据和控制信号（TxD、RxD、DE、RE）提供电隔离；(2) 一个三态差分 RS-485 线路驱动器，具有高电平有效使能（DE 引脚）；(3) 一个差分输入 RS-485 接收器，具有低电平有效使能（RE 引脚）以及开路和短路条件下的故障安全偏置；(4) isoPower 隔离式 DC-DC 转换器，可从逻辑侧 VCC 产生隔离式总线侧电源，从而无需外部隔离式电源；(5) 电压调节和保护电路，包括电流限制和热关断。.

该器件的逻辑侧采用 3.3V 或 5V 单电源供电。内部等效电源转换器为总线侧收发器电路生成隔离的 3.3V 或 5V 电源（取决于 VCC）。VISOOUT 引脚必须与 VISOIN 引脚外部连接，以完成隔离电源环路。逻辑侧（VCC 引脚 2 上的 0.01uF 和 0.1uF，VCC 引脚 7 上的 0.1uF 和 10uF）和总线侧（VISOOUT 上的 0.1uF 和 10uF，VISOIN 上的 0.01uF 和 0.1uF）都需要旁路电容器，以实现适当的噪声抑制和电压调节。.

RS-485 收发器符合 ANSI/TIA/EIA-485-A-98 和 ISO 8482:1987(E) 标准。它在单条总线上支持多达 256 个节点。接收器输入具有故障安全偏置功能，可确保在输入开路或短路时输出逻辑高电平，防止在空闲总线上错误接收数据。驱动器输出在 A、B、Y 和 Z 总线引脚上提供正负 15kV ESD 保护（人体模型）。.

该器件的共模瞬态抗扰度超过 25 kV/us，因此在具有快速开关瞬态的嘈杂工业环境（电机驱动器、变频器、焊接设备）中具有很强的稳定性。5 kVrms 的隔离额定值为需要高压安全隔离的应用提供了更强的绝缘能力。.

宽体 SOIC 封装（10.3 x 7.5 毫米）在逻辑侧和总线侧之间提供大于 8 毫米的爬电和间隙，满足安全关键型应用中 5000Vrms 隔离的间距要求。该封装专为标准 1.27 毫米引脚间距的表面贴装而设计。后缀 BRI 表示宽体 SOIC 封装，后缀 Z 表示符合 RoHS 规范。.

ADM2687EBRIZ 是一款完全集成的隔离型 RS-485/RS-422 收发器，在单个封装中集成了信号隔离、电源隔离和总线收发器功能。.

信号隔离（iCoupler）：iCoupler 数字隔离技术采用直接在半导体芯片上制造的芯片级微变压器，将数字信号耦合到隔离屏障上。输入数据信号（TxD、DE、RE）被编码成高频脉冲，驱动微变压器的初级绕组。次级绕组接收耦合脉冲，并将其解码为原始数字信号。三通道隔离器提供三个独立的隔离通道：一个用于发送数据（TxD 至 Y/Z），一个用于接收数据（A/B 至 RxD），一个用于控制信号（DE 和 RE）。隔离栅提供 5 kVrms 的电隔离，共模瞬态抗扰度超过 25 kV/us。.

电源隔离（isoPower）：等效电源 DC-DC 转换器采用高频开关（约 180 MHz），通过芯片级变压器将电源从逻辑侧传输到总线侧。该转换器采用逻辑侧 VCC 电源（3.3V 或 5V），并为总线侧收发器电路生成具有相同额定电压的隔离电源 (VISOOUT)。VISOOUT 引脚必须与 VISOIN 引脚外部连接，以便为总线侧电路供电。这样就不需要外部隔离电源，大大简化了系统设计，减少了元件数量。由于开关频率高，因此可以在集成电路封装内使用非常小的变压器结构，但需要对 PCB 进行仔细布局，以控制辐射发射（请参阅 AN-0971）。.

RS-485 发射机：差分线路驱动器接收隔离的 TxD 信号，并在 DE 为高电平时驱动 Y（非反相）和 Z（反相）输出。当 DE 为低电平时，驱动器输出为高阻抗（三态）。驱动器提供电流限制输出，典型短路电流为 200mA。在全双工模式下，Y 和 Z 引脚用作专用驱动器输出。.

RS-485 接收器：当 RE 为低电平时，差分接收器监控 A（非反相）和 B（反相）输入引脚。当 (A-B) 大于 -30mV 时，接收器输出 (RxD) 为高电平；当 (A-B) 小于 -200mV 时，接收器输出 (RxD) 为低电平。在 -200mV 和 -30mV 之间，输出状态不确定。当 RE 为高电平时，接收器输出为三态。故障安全偏置确保接收器输出在输入开路（无连接）或短路时默认为高电平，从而防止在空闲总线上接收噪声。在全双工模式下，A 和 B 作为专用接收器输入。.

半双工与全双工：设备可通过外部引脚连接配置为任一模式。在全双工模式下，驱动器输出（Y、Z）和接收器输入（A、B）分别连接到总线电缆上的独立差分对（4 线制 + 接地）。在半双工模式下，Y 从外部连接到 A，Z 从外部连接到 B，共享一个差分对（2 线制 + 接地）。DE 和 RE 引脚控制着数据流的方向，当 DE=HIGH 时设备发送数据，当 RE=LOW 时设备接收数据。.

热保护和电流保护：该器件的驱动器输出端具有电流限制功能，当输出电流超过约 200mA 时（短路情况），电流限制功能将启动。当结温超过约 150 摄氏度时，热关断电路会禁用驱动器，从而保护器件在持续故障情况下免受损坏，例如多个驱动器同时工作的总线争用情况。.