LTM2882双通道、隔离型RS232 μModule收发器+电源技术手册

概述
LTM2882 是一款完整的电流隔离型双通道 RS232 μModule^®^ 收发器。 它无需使用外部元件。 单个 3.3V 或 5V 电源通过一个集成型隔离式 DC/DC 转换器为接口的两侧供电。 一个逻辑电源引脚提供了与 1.62V 至 5.5V 不同逻辑电平的简易连接，这与主电源无关。

耦合电感器和一个隔离电源变压器在线路收发器和逻辑接口之间提供了 2500VRMS 的隔离。 该器件非常适合于那些具有不同地的系统，允许很大的共模电压变化。 在共模瞬变 >30kV/μs 的情况下，可以保证不间断的通信。

该器件符合 TIA/EIA-232-F 标准。 驱动器输出具有过载保护能力，并可短接至地或高达 ±15V 的电压而不会受损。 LTM2882 提供了一个辅助的隔离数字通道。 该通道通过控制 DE 引脚来提供针对半双工运作的配置。

增强的 ESD 防护能力使该器件能够承受高达 ±10kV HBM (在至隔离电源的收发器接口引脚上以及横越至逻辑电源的隔离势垒)，而不会发生闭锁或受损。
数据表：*附件：LTM2882双通道、隔离型RS232 μModule收发器+电源技术手册.pdf

应用

• 隔离型 RS232 接口
• 工业通信
• 测试和测量设备
• 断开 RS232 接地环路

特性

• RS232 收发器：可在 1 分钟承受 2500VRMS
• UL-CSA 认证文档 #E151738
• CSA 元器件验收通知 5A
• 隔离的 DC 电源: 5V (在高达 200mA)
• 无需外部元件
• 用于提供灵活数字接口的 1.62V 至 5.5V 逻辑电源
• 高速操作
  • 1Mbps (对于 250pF/3kΩ 负载)
  • 250kbps (对于 1nF/3kΩ 负载)
  • 100kbps (对于 2.5nF/3kΩ TIA/EIA-232-F 负载)
• 3.3V (LTM2882-3) 或 5V (LTM2882-5) 工作
• 能够承受至 ±10kV HBM ESD (在隔离型 RS232 接口上或横越隔离势垒) 而不发生损坏或闭锁
• 可承受的高共模瞬变：30kV/μs
• 共模工作电压：560VPEAK
• 真正符合 RS232 标准的输出电平
• 扁平 (15mm x 11.25mm) 表面贴装型 BGA 和 LGA 封装

典型应用

引脚配置描述

引脚功能

逻辑侧

• R2OUT（引脚 A1） ：通道 2 RS232 反相接收器输出。通过隔离栅由接收器输入 R2IN 控制。在隔离通信故障时，R2OUT 处于高阻抗状态。
• T2IN（引脚 A2） ：通道 2 RS232 反相驱动器输入。此引脚上的逻辑高电平会在隔离输出 T2OUT 上产生逻辑低电平；此引脚上的逻辑低电平会在隔离输出 T2OUT 上产生逻辑高电平。请勿悬空。
• R1OUT（引脚 A3） ：通道 1 RS232 反相接收器输出。通过隔离栅由接收器输入 R1IN 控制。在隔离通信故障时，R1OUT 处于高阻抗状态。
• T1IN（引脚 A4） ：通道 1 RS232 反相驱动器输入。此引脚上的逻辑低电平会在隔离输出 T1OUT 上产生逻辑高电平；此引脚上的逻辑高电平会在隔离输出 T1OUT 上产生逻辑低电平。请勿悬空。
• DIN（引脚 A5） ：通用非反相逻辑输入。DIN 引脚上的逻辑高电平会在隔离输出 DOUT 上产生逻辑高电平；DIN 引脚上的逻辑低电平会在隔离输出 DOUT 上产生逻辑低电平。请勿悬空。
• ON（引脚 A6） ：使能。使能通过隔离栅的电源和数据通信。若 ON 为高电平，器件使能，电源和通信功能正常；若 ON 为低电平，逻辑侧处于复位状态，隔离侧未上电。请勿悬空。
• V_{L}（引脚 A7） ：逻辑电源。为引脚 DIN、R2OUT、T2IN、R1OUT、T1IN 和 ON 提供接口电源。工作电压范围为 1.62V 至 5.5V。内部用 2.2μF 电容去耦至地。
• V_{CC}（引脚 A8、B7 - B8） ：电源电压。对于 LTM2882 - 3，工作电压为 3.0V 至 3.6V；对于 LTM2882 - 5，工作电压为 4.5V 至 5.5V。内部用 2.2μF 电容去耦至 GND。
• GND（引脚 B1 - B6） ：电路地。

隔离侧

• GND2（引脚 K1 - K7） ：隔离侧电路地。这些焊盘应连接到隔离地和/或通信屏蔽。
• V_{CC2}（引脚 K8、L7 - L8） ：隔离电源电压输出。由隔离式 DC/DC 转换器从 V_{CC2} 内部产生并稳压至 5V，为引脚 R1IN、R2IN、DE 和 DOUT 供电。内部用 2.2μF 电容去耦至 GND2。
• R2IN（引脚 L1） ：通道 2 RS232 反相接收器输入。隔离输入 R2IN 上的逻辑低电平会在 R2OUT 上产生逻辑高电平；隔离输入 R2IN 上的逻辑高电平会在 R2OUT 上产生逻辑低电平。在接收模式或未上电时，阻抗典型值为 5kΩ。
• T2OUT（引脚 L2） ：通道 2 RS232 反相驱动器输出。通过隔离栅由驱动器输入 T2IN 控制。驱动器禁用时（DE 为低电平），呈高阻抗状态。
• R1IN（引脚 L3） ：通道 1 RS232 反相接收器输入。隔离输入 R1IN 上的逻辑低电平会在 R1OUT 上产生逻辑高电平；隔离输入 R1IN 上的逻辑高电平会在 R1OUT 上产生逻辑低电平。在接收模式或未上电时，阻抗典型值为 5kΩ。
• T1OUT（引脚 L4） ：通道 1 RS232 反相驱动器输出。通过隔离栅由驱动器输入 T1IN 控制。驱动器禁用时（DE 为低电平），呈高阻抗状态。
• DOUT（引脚 L5） ：通用非反相逻辑输出。通过隔离栅与 DIN 连接的逻辑输出。
• DE（引脚 L6） ：驱动器输出使能。低电平输入会使两个 RS232 驱动器输出 T1OUT 和 T2OUT 进入高阻抗状态；高电平输入使能两个 RS232 驱动器输出。请勿悬空。

电特性

典型性能特征

测试电路

框图

应用信息

概述

LTM2882 μModule 收发器提供了一个电气隔离的 RS232 接口，由集成的隔离式稳健 DC/DC 转换器供电，并配有去耦电容。LTM2882 非常适合用于存在不同接地的网络，在这些网络中，LTM2882 可阻隔高共模电压差、共模瞬变和地环路噪声事件。通过卓越的噪声隔离，可在大于 30kV/μs 的共模压摆率下维持无差错运行。

μModule 技术

LTM2882 利用隔离式 μModule 技术，在隔离栅两侧传输信号和功率。隔离栅一侧的信号被编码为脉冲，并使用 μModule 基板内形成的核心和变压器跨隔离边界传输。该系统具备超快速关断、错误检测、安全关断、故障时保护以及极高的共模噪声隔离性能。μModule 技术为双向 RS232 收发器提供了稳健的解决方案，将隔离式信号传输与先进的双 RS232 收发器以及强大的隔离式 DC/DC 转换器集成在一个小封装内。

DC/DC 转换器

LTM2882 包含一个完全集成的隔离式 DC/DC 转换器，包括变压器，因此无需外部组件。逻辑侧包含一个全桥驱动器，以约 2MHz 的频率运行。一系列交流耦合的 duty cycle 平衡电容器可防止由于初级电压不平衡导致的变压器饱和。变压器按初级电压进行缩放，并由全波电压倍增器进行整流。这种拓扑结构可消除由 DC/DC 转换器不平衡引起的变压器饱和。

DC/DC 转换器连接到一个低压差稳压器（LDO），以提供经过调节的低噪声 5V 输出 V_{CC2}。一个集成的升压转换器为 RS232 驱动器的 V_{TT} 和 V_{BB} 电源供电，电荷泵 - 6.3V 电源和 V_{TT} 和 V_{BB} 电源的输出级经过调节，可保证 RS232 驱动器具有 ±5V 输出摆幅。

内部电源解决方案

内部电源解决方案足以支持收发器在其最大规定负载和数据速率下运行，并有能力向隔离侧的 V_{CC2} 和 GND2 引脚提供额外的 5V 功率，V_{CC} 和 V_{CC2} 各自在内部用 2.2μF 陶瓷去耦电容进行旁路。

V_{L} 逻辑电源

独立的逻辑电源引脚 V_{L} 允许 LTM2882 与 1.62V 至 5.5V 的逻辑信号接口，如图 5 所示。只需将所需的逻辑电源连接到 V_{L} 即可，V_{CC} 和 V_{L} 之间无相互连接，它们可以在其规定的工作范围内的任何电压下同时运行，且顺序任意。V_{L} 在内部用一个 2.2μF 电容进行旁路。

热插拔安全

在向 LTM2882 的电源（V_{CC} 或 V_{L}）热插拔电源的应用中，必须谨慎操作。由于集成的陶瓷去耦电容具有高 Q 值特性，寄生电感会在电容两端引起显著的电压过冲，可能会损坏 LTM2882。有关陶瓷输入电容可承受的过压瞬变的详细信息，请参考 Analog Devices 应用笔记 88《陶瓷输入电容可承受过压瞬变》，其中对这一现象进行了详细讨论和缓解方法介绍。